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文檔簡介
1、開關(guān)電源1是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制()控制和構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關(guān)電源,這一點稱為成本反轉(zhuǎn)點。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新,這一成本反轉(zhuǎn)點日益向低輸出電力端移動,這為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間用途開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器,電子冰箱,液晶顯示器,燈具,通訊
2、設(shè)備,視聽產(chǎn)品,安防,電腦機箱,數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。簡介隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切,而電子設(shè)備都離不開可靠的電源,進入80年代計算機電源全面實現(xiàn)了開關(guān)電源化,率先完成計算機的電源換代,進入90年代開關(guān)電源相繼進入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域,程控交換機、通訊、電子檢測設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源,更促進了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制()控制和構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者
3、增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關(guān)電源,這一成本反轉(zhuǎn)點。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新,這一成本反轉(zhuǎn)點日益向低輸出電力端移動,這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向,高頻化使開關(guān)電源小型化,并使開關(guān)電源進入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,推動了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義?,F(xiàn)代開關(guān)電源有兩種:一種是直流開關(guān)電源;另一種是交流開關(guān)電源。這里主要介紹的只是直流開關(guān)電源,其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源(粗電),如市電電源或蓄電池電源
4、,轉(zhuǎn)換成滿足設(shè)備要求的質(zhì)量較高的直流電壓(精電)。直流開關(guān)電源的核心是轉(zhuǎn)換器。因此直流開關(guān)電源的分類是依賴轉(zhuǎn)換器分類的。也就是說,直流開關(guān)電源的分類與轉(zhuǎn)換器的分類是基本相同的,轉(zhuǎn)換器的分類基本上就是直流開關(guān)電源的分類。直流C車轉(zhuǎn)換器按輸入與輸出之間是否有電氣隔離可以分為兩類:一類是有隔離的稱為隔離式C車轉(zhuǎn)換器;另一類是沒有隔離的稱為非隔離式C車轉(zhuǎn)換器。隔離式C轅換器也可以按有源功率器件的個數(shù)來分類。單管的CC轉(zhuǎn)換器有正激式(rw)和反激式()兩種。雙管C轉(zhuǎn)換器有雙管正激式(uerniwrrnertdr雙管反激式(uernitrc)、推n挽jKeruhuC)和半er橋式(rigeC)rZV種。6
5、四管C車轉(zhuǎn)換器就是全橋CC轉(zhuǎn)換器(urigeC)。erter非隔離式C車轉(zhuǎn)奐器,按有源功率器件的個數(shù),可以分為單管、雙管和四管三類。單管C車轉(zhuǎn)換器共有六種,即降壓式(uckC車轉(zhuǎn)換器,升壓式()tC轉(zhuǎn)換器、升壓降壓式(uc)Ct轉(zhuǎn)換器、CuC車轉(zhuǎn)換器、etC車轉(zhuǎn)換器和SCC車轉(zhuǎn)換器。在這六種單管C轉(zhuǎn)換器中,uc和式tC轉(zhuǎn)換器是基本的,uc)tCuet、S式CC轉(zhuǎn)換器是從中派生出來的。雙管C轉(zhuǎn)換器有雙管串接的升壓式(uc)Ct轉(zhuǎn)換器。四管C轉(zhuǎn)換器常用的是全橋C轉(zhuǎn)換器(urigeC)。ertrr隔離式C車轉(zhuǎn)奐器在實現(xiàn)輸出與輸入電氣隔離時,通常采用變壓器來實現(xiàn),由于變壓器具有變壓的功能,所以有利于擴
6、大轉(zhuǎn)換器的輸出應(yīng)用范圍,也便于實現(xiàn)不同電壓的多路輸出,或相同電壓的多種輸出。在功率開關(guān)管的電壓和電流定額相同時,轉(zhuǎn)換器的輸出功率通常與所用開關(guān)管的數(shù)量成正比。所以開關(guān)管數(shù)越多,CD轉(zhuǎn)奐器的輸出功率越大,四管式比兩管式輸出功率大一倍,單管式輸出功率只有四管式的。非隔離式轉(zhuǎn)換器與隔離式轉(zhuǎn)換器的組合,可以得到單個轉(zhuǎn)換器所不具各的一些特性。按能量的傳輸來分,C車轉(zhuǎn)換器有單向傳輸和雙向傳輸兩種。具有雙向傳輸功能的C車轉(zhuǎn)奐器,既可以從電源側(cè)向負載側(cè)傳輸功率,也可以從負載側(cè)向電源側(cè)傳輸功率。C車轉(zhuǎn)奐器也可以分為自激式和他控式。借助轉(zhuǎn)換器本身的正反饋信號實現(xiàn)開關(guān)管自持周期性開關(guān)的轉(zhuǎn)換器,叫做自激式轉(zhuǎn)換器,如洛
7、耶爾()轉(zhuǎn)換器就是一種典型的推挽自激式轉(zhuǎn)換器。他控式cD轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)器件控制信號,是由外部專門的控制電路產(chǎn)生的。按照開關(guān)管的開關(guān)條件,C車轉(zhuǎn)換器又可以分為硬開關(guān)(rSwitching)和軟開關(guān)(StSwitch)n兩種。硬開關(guān)C車轉(zhuǎn)奐器的開關(guān)器件是在承受電壓或流過電流的情況下,開通或關(guān)斷電路的,因此在開通或關(guān)斷過程中將會產(chǎn)生較大的交疊損耗,即所謂的開關(guān)損耗(Switchingl)s)s。當(dāng)轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)一定時開關(guān)損耗也是一定的,而且開關(guān)頻率越高,開關(guān)損耗越大,同時在開關(guān)過程中還會激起電路分布電感和寄生電容的振蕩,帶來附加損耗,因此,硬開關(guān)C車轉(zhuǎn)奐器的開關(guān)頻率不能太咼。軟開關(guān)C轉(zhuǎn)換器的開關(guān)管
8、,在開通或關(guān)斷過程中,或是加于其上的電壓為零,即零電壓開關(guān)(ertgeSwitchiSg或是通過開關(guān)管的電流為零,即零電流開關(guān)(erCurrentSwitching,OS。這種軟開關(guān)方式可以顯著地減小開關(guān)損耗,以及開關(guān)過程中激起的振蕩,使開關(guān)頻率可以大幅度提高,為轉(zhuǎn)換器的小型化和模塊化創(chuàng)造了條件。功率場效應(yīng)管()是應(yīng)用較多的開關(guān)器件,它有較高的開關(guān)速度,但同時也有較大的寄生電容。它關(guān)斷時,在外電壓的作用下,其寄生電容充滿電,如果在其開通前不將這一部分電荷放掉,則將消耗于器件內(nèi)部,這就是容性開通損耗。為了減小或消除這種損耗,功率場效應(yīng)管宜采用零電壓開通方式()。絕緣柵雙極性晶體管(,)是一種復(fù)合
9、開關(guān)器件,關(guān)斷時的電流拖尾會導(dǎo)致較大的關(guān)斷損耗,如果在關(guān)斷前使流過它的電流降到零,則可以顯著地降低開關(guān)損耗,因此宜采用零電流()關(guān)斷方式。在零電壓條件下關(guān)斷,同樣也能減小關(guān)斷損耗,但是在零電流條件下開通時,并不能減小容性開通損耗。諧振轉(zhuǎn)換器(,)、準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器(,)r多諧振轉(zhuǎn)換器(,)、零電壓開關(guān)轉(zhuǎn)換器()、零電流開關(guān)轉(zhuǎn)換器()、零電壓轉(zhuǎn)換(,)轉(zhuǎn)換器和零電流轉(zhuǎn)換(,)轉(zhuǎn)換器等,均屬于軟開關(guān)直流轉(zhuǎn)換器。電力電子開關(guān)器件和零開關(guān)轉(zhuǎn)換器技術(shù)的發(fā)展,促使了咼頻開關(guān)電源的發(fā)展。分類與發(fā)展方向開關(guān)電源的分類開關(guān)電源1人們在開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開發(fā)相關(guān)電力電子器件,邊開發(fā)開關(guān)變頻技術(shù),兩者相互促進推動著開
10、關(guān)電源每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕、小薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開關(guān)電源可分為和兩大類,也有如逆變器變換器現(xiàn)已實現(xiàn)模塊化,且設(shè)計技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化,并已得到用戶的認可,但的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進程中,遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題。以下分別對兩類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。自激式是無須外加信號源能自行振蕩,自激式完全可以把它看作是一個變壓器反饋式振蕩電路。微型低功率開關(guān)電源320W單組開關(guān)電源開關(guān)電源正在走向大眾化,微型化。開關(guān)電源將逐步取代變壓器在生活中的所有應(yīng)用,低功率微型開關(guān)電源的應(yīng)用要首先體現(xiàn)在,數(shù)顯表、智能電表、手機充電器等方面
11、?,F(xiàn)階段國家在大力推廣智能電網(wǎng)建設(shè),對電能表的要求大幅提高,開關(guān)電源將逐步取代變壓器在電能表上面的應(yīng)用。它激式則完全依賴于外部維持振蕩,在實際應(yīng)用中它激式應(yīng)用比較廣泛。根據(jù)激勵信號結(jié)構(gòu)分類;可分為脈沖調(diào)寬和脈沖調(diào)幅兩種,脈沖調(diào)寬是控制信號的寬度,也就是頻率,脈沖調(diào)幅控制信號的幅度,兩者的作用相同都是使振蕩頻率維持在某一范圍內(nèi),達到穩(wěn)定電壓的效果。變壓器的繞組一般可以分成三種類型,一組是參與振蕩的初級繞組,一組是維持振蕩的反饋繞組,還有一組是負載繞組。比如在家用電器中使用的上海正藝科技生產(chǎn)的開關(guān)電源,將的交流電經(jīng)過橋式整流,變換成左右的直流電,濾波后進入變壓器后加到開關(guān)管的集電極進行高頻振蕩,反
12、饋繞組反饋到基極維持電路振蕩,負載繞組感應(yīng)的電信號,經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓得到的直流電壓給負載提供電能。負載繞組在提供電能的同時,也肩負起穩(wěn)定電壓的能力,其原理是在電壓輸出電路接一個電壓取樣裝置,監(jiān)測輸出電壓的變化情況,及時反饋給振蕩電路調(diào)整振蕩頻率,從而達到穩(wěn)定電壓的目的,為了避免電路的干擾,反饋回振蕩電路的電壓會用光電耦合器隔離。產(chǎn)品發(fā)展方向開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向,高頻化使開關(guān)電源小型化,并使開關(guān)電源進入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,推動了開關(guān)電源的發(fā)展前進,每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開關(guān)電源可分為和兩大類,變換器現(xiàn)已實現(xiàn)
13、模塊化,且設(shè)計技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化,并已得到用戶的認可,但的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進程中,遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題。另外,開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義。開關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管、和。在開關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動電路中有少量應(yīng)用,驅(qū)動困難,開關(guān)頻率低,逐漸被和取代。技術(shù)發(fā)展動向開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化,因此國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件,特別是改善二次整流器件的損耗,并在功率鐵氧體(材料上加
14、大科技創(chuàng)新,以提高在高頻率和較大磁通密度(下獲得高的磁性能,而電容器的小型化也是一項關(guān)鍵技術(shù)。技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)電源取得了長足的進展,在電路板兩面布置元器件,以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。開關(guān)電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的開關(guān)技術(shù)進行創(chuàng)新,實現(xiàn)、的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù),并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率。對于高可靠性指標(biāo),美國的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運行電流,降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力,使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢,可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng),可以設(shè)計成冗余電源系統(tǒng),并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴展。針對開關(guān)電源運行噪聲大這一缺點,若單獨追求高頻化其噪聲也
15、必將隨著增大,而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù),在理論上即可實現(xiàn)高頻化又可降低噪聲,但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題,故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作,以使得該項技術(shù)得以實用化。電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新,使開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度,就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路,走出有中國特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路,為我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展做出貢獻。開關(guān)電源的發(fā)展和趨勢年美國羅耶(發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器,是實現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換控制電路的開端,年美國查賽(發(fā)明了自激式推挽雙變壓器,196年4美國科學(xué)家們提出取消工頻變壓器的串聯(lián)開關(guān)電源的設(shè)想,這對電源向體積和重量的下降獲
16、得了一條根本的途徑。到了年由于大功率硅晶體管的耐壓提高,二極管反向恢復(fù)時間的縮短等元器件改善,終于做成了25千赫的開關(guān)電源。目前,開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應(yīng)用于以電子計算機為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備等幾乎所有的電子設(shè)備,是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。目前市場上出售的開關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成的、用一制成的電源,雖已實用化,但其頻率有待進一步提高。要提高開關(guān)頻率,就要減少開關(guān)損耗,而要減少開關(guān)損耗,就需要有高速開關(guān)元器件。然而,開關(guān)速度提高后,會受電路中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而產(chǎn)生浪涌或噪聲。這樣,不僅會影響周圍電子設(shè)備,還會大大降低電
17、源本身的可靠性。其中,為防止隨開關(guān)啟閉所發(fā)生的電壓浪涌,可采用或緩沖器,而對由二極管存儲電荷所致的電流浪涌可采用非晶態(tài)等磁芯制成的磁緩沖器。不過,對以上的高頻,要采用諧振電路,以使開關(guān)上的電壓或通過開關(guān)的電流呈正弦波,這樣既可減少開關(guān)損耗,同時也可控制浪涌的發(fā)生。這種開關(guān)方式稱為諧振式開關(guān)。目前對這種開關(guān)電源的研究很活躍,因為采用這種方式不需要大幅度提高開關(guān)速度就可以在理論上把開關(guān)損耗降到零,而且噪聲也小,可望成為開關(guān)電源高頻化的一種主要方式。當(dāng)前,世界上許多國家都在致力于數(shù)兆的變換器的實用化研究。工作原理原理簡介開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解,在線性電源中,讓功率晶體管工作在線性模式,與線性
18、電源不同的是,開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài),在這兩種狀態(tài)中,加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導(dǎo)通時,電壓低,電流大;關(guān)斷時,電壓高,電流?。?功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。與線性電源相比,開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”,即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波,其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓組數(shù)。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓??刂破鞯闹饕康氖潜3州敵鲭妷悍€(wěn)定,其工作過程與線性形式
19、的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器,可以設(shè)計成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于,誤差放大器的輸出(誤差電壓)在驅(qū)動功率管之前要經(jīng)過一個電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。開關(guān)電源有兩種主要的工作方式:正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小,但是工作過程相差很大,在特定的應(yīng)用場合下各有優(yōu)點。電路原理所謂開關(guān)電源,顧名思義,就是這里有一扇門,一開門電源就通過,一關(guān)門電源就停止通過,那么什么是門呢,開關(guān)電源里有的采用可控硅,有的采用開關(guān)管,這兩個元器件性能差不多,都是靠基極、(開關(guān)管)控制極(可控硅)上加上脈沖信號來完成導(dǎo)通和截止的,脈沖信號正半周到來,控制極上電壓升
20、高,開關(guān)管或可控硅就導(dǎo)通,由整流、濾波后輸出的電壓就導(dǎo)通,通過開關(guān)變壓器傳到次級,再通過變壓比將電壓升高或降低,供各個電路工作。振蕩脈沖負半周到來,電源調(diào)整管的基極、或可控硅的控制極電壓低于原來的設(shè)置電壓,電源調(diào)整管截止,電源被關(guān)斷,開關(guān)變壓器次級沒電壓,這時各電路所需的工作電壓,就靠次級本路整流后的濾波電容放電來維持。待到下一個脈沖的周期正半周信號到來時,重復(fù)上一個過程。這個開關(guān)變壓器就叫高頻變壓器,因為他的工作頻率高于低頻。那么推動開關(guān)管或可控硅的脈沖如何獲得呢,這就需要有個振蕩電路產(chǎn)生,我們知道,晶體三極管有個特性,就是基極對發(fā)射極電壓是是放大狀態(tài),以上就是飽和導(dǎo)通狀態(tài),就工作在振蕩狀態(tài)
21、,那么其工作點調(diào)好后,就靠較深的負反饋來產(chǎn)生負壓,使振蕩管起振,振蕩管的頻率由基極上的電容充放電的時間長短來決定,振蕩頻率高輸出脈沖幅度就大,反之就小,這就決定了電源調(diào)整管的輸出電壓的大小。那么變壓器次級輸出的工作電壓如何穩(wěn)壓呢,一般是在開關(guān)變壓器上,單繞一組線圈,在其上端獲得的電壓經(jīng)過整流濾波后,作為基準(zhǔn)電壓,然后通過光電耦合器,將這個基準(zhǔn)電壓返回振蕩管的基極,來調(diào)整震蕩頻率的高低,如果變壓器次級電壓升高,本取樣線圈輸出的電壓也升高,通過光電耦合器獲得的正反饋電壓也升高,這個電壓加到振蕩管基極上,就使振蕩頻率降低,起到了穩(wěn)定次級輸出電壓的穩(wěn)定,太細的工作情況就不必細講了,也沒必要了解的那么細
22、的,這樣大功率的電壓由開關(guān)變壓器傳遞,并與后級隔開,返回的取樣電壓由光耦傳遞也與后級隔開,所以前級的市電電壓,是與后級分離的,這就叫冷板,是安全的,變壓器前的電源是獨立的,這就叫開關(guān)電源。說到這里吧。開關(guān)條件電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)高頻條件電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻直流條件開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流也可以輸出高頻交流如電子變壓器各種功能編輯本段功能變換變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓,也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種,一是脈寬調(diào)制方式不變,改變通用)二是頻率調(diào)制方式,不變,改變(易產(chǎn)生干擾)。其具體的電路由以下幾類:電路降壓斬波器,其輸出平均
23、電壓小于輸入電壓,極性相同。電路升壓斬波器,其輸出平均電壓開關(guān)電源及電路圖大于輸入電壓,極性相同。-電路降壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓大于或小于輸入電壓,極性相反,電感傳輸。電路降壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓大于或小于輸入電壓,極性相反,電容傳輸。還有、電路。隔離型電路上述為非隔離型電路,隔離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。當(dāng)今軟開關(guān)技術(shù)使得發(fā)生了質(zhì)的飛躍,美國公司設(shè)計制造的多種軟開關(guān)變換器,其最大輸出功率有00等,相應(yīng)的功率密度為、0,效率為()日本公司最新推出的一種采用軟開關(guān)技術(shù)的高頻開關(guān)電源模塊系列,其開關(guān)頻率為()功率密度已達到,采用同步整流器(代替肖特基
24、二極管),使整個電路效率提高到。變換變換是將交流變換為直流,其功率流向可以是雙向的,功率流由電源流向負載的稱為“整流”,功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變”。變換器輸入為的交流電,因必須經(jīng)整流、濾波,因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的,同時因遇到安全標(biāo)準(zhǔn)(如L等)及M指令的限制(如、F、),交流輸入側(cè)必須加M濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元件,這樣就限制電源體積的小型化,另外,由于內(nèi)部的高頻、高壓、大電流開關(guān)動作,使得解決M電磁兼容問題難度加大,也就對內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計提出了很高的要求,由于同樣的原因,高電壓、大電流開關(guān)使得電源工作損耗增大,限制了變換器模塊化的進程,因此必須采用電源系統(tǒng)
25、優(yōu)化設(shè)計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度。變換按電路的接線方式可分為,半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為,單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。開關(guān)電源的選用開關(guān)電源在輸入抗干擾性能上,由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(多級串聯(lián)),一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過,在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標(biāo)上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢,其輸出電壓穩(wěn)定度可達)開關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件,要注意選擇。編輯本段使用指南提高待機效率的方法切斷啟動電阻對于反激式電源,啟動后控制芯片由輔助繞組供電,啟動電阻上壓降為左右。設(shè)啟動電阻取值為Q,消耗功率將近W要改善待機效率,必須
26、在啟動后將該電阻通道切斷。PWi內(nèi)部設(shè)有專門的啟動電路,可在啟動后關(guān)閉該電阻。若控制器沒有專門啟動電路,也可在啟動電阻串接電容,其啟動后的損耗可逐漸下降至零。缺點是電源不能自重啟,只有斷開輸入電壓,使電容放電后才能再次啟動電路。降低時鐘頻率時鐘頻率可平滑下降或突降。平滑下降就是當(dāng)反饋量超過某一閾值,通過特定模塊,實現(xiàn)時鐘頻率的線性下降。切換工作模式iQR-PWM對于工作在高頻工作模式的開關(guān)電源,在待機時切換至低頻工作模式可減小待機損耗。例如,對于準(zhǔn)諧振式開關(guān)電源(工作頻率為幾百到幾M),可在待機時切換至低頻的脈寬調(diào)制控制模式PWM(幾十H。R芯片就是通過QR與PWM切換來提高待機效率的。當(dāng)電源
27、處于輕載和待機時候,輔助繞組電壓較小,Q關(guān)斷,諧振信號不能傳輸至F端,F電壓小于芯片內(nèi)部的一個門限電壓,不能觸發(fā)準(zhǔn)諧振模式,電路則工作在更低頻的脈寬調(diào)制控制模式。2PWMPFM對于額定功率時工作在模式的開關(guān)電源,也可以通過切換至模式提高待機效率,即固定開通時間,調(diào)節(jié)關(guān)斷時間,負載越低,關(guān)斷時間越長,工作頻率也越低。將待機信號加在其引腳上,在額定負載條件下,該引腳為高電平,電路工作在模式,當(dāng)負載低于某個閾值時,該引腳被拉為低電平,電路工作在模式。實現(xiàn)和的切換,也就提高了輕載和待機狀態(tài)時的電源效率。通過降低時鐘頻率和切換工作模式實現(xiàn)降低待機工作頻率,提高待機效率,可保持控制器一直在運作,在整個負載
28、范圍中,輸出都能被妥善的調(diào)節(jié)。即使負載從零激增至滿負載的情況下,能夠快速反應(yīng),反之亦然。輸出電壓降和過沖值都保持在允許范圍內(nèi)??煽孛}沖模式()可控脈沖模式,也可稱為跳周期控制模式()是指當(dāng)處于輕載或待機條件時,由周期比控制器時鐘周期大的信號控制電路某一環(huán)節(jié),使得的輸出脈沖周期性的有效或失效,這樣即可實現(xiàn)恒定頻率下通過減小開關(guān)次數(shù),增大占空比來提高輕載和待機的效率。該信號可以加在反饋通道,信號輸出通道,芯片的使能引腳(如6)或者是芯片內(nèi)部模塊(如12和系列芯片)。輸出計算因開關(guān)電源工作效率高,一般可達到以上,故在其輸出電流的選擇上,應(yīng)準(zhǔn)確測量或計算用電設(shè)備的最大吸收電流,以使被選用的開關(guān)電源具有
29、高的性能價格比,通常輸出計算公式為:式中:一開關(guān)電源的額定輸出電流;用電設(shè)備的最大吸收電流;裕量系數(shù),一般?。唤拥亻_關(guān)電源比線性電源會產(chǎn)生更多的干擾,對共模干擾敏感的用電設(shè)備,應(yīng)采取接地和屏蔽措施,按、等限制,開關(guān)電源均采取電磁兼容措施,因此開關(guān)電源一般應(yīng)帶有電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的系列開關(guān)電源,將其端子接大地或接用戶機殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。保護電路開關(guān)電源在設(shè)計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能,故在設(shè)計時應(yīng)首選保護功能齊備的開關(guān)電源模塊,并且其保護電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配,以避免損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源。編輯本段產(chǎn)品特點特點介紹9微型開關(guān)電源電壓輸入范圍
30、寬,5到2輸入輸出間隔離電壓達輸出電壓可調(diào)2高效率、低噪音、穩(wěn)定可靠;選用低阻抗長壽命電解電容;內(nèi)置過流保護,輸出可持續(xù)短路;輸入、輸出采用直焊式引腳,整體環(huán)保真空封裝;成本低、體積小、重量輕、外圍電路設(shè)計簡單。優(yōu)質(zhì)的指數(shù),使本開關(guān)電源可以放心的應(yīng)用到各種對要求高的場合,減少對環(huán)境的電磁污染,更加節(jié)能環(huán)保,利用高頻脈沖變壓器內(nèi)置屏蔽罩來提高指數(shù)。開關(guān)電源的三個條件1、開關(guān):電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)2、高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻3、直流:開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流編輯本段產(chǎn)品測試耐壓測試(HI.POT,ELECTRICSTRENGTH,DI)EKLV于指
31、定的端子間例如間可耐交流之有效值漏電流一般可容許毫安時間分鐘。測試條件:25C;:室內(nèi)濕度;測試回路。說明耐壓測試主要為防止電氣破壞,經(jīng)由輸入串入之高壓,影響使用者安全。測試時電壓必須由開始調(diào)升,并于分鐘內(nèi)調(diào)至最高點。放電時必須注意測試器之設(shè)定,于前將電壓調(diào)回。安規(guī)認證測試時,變壓器需另行加測,室內(nèi),溫度25C,R::95C,:后測試變壓器初次級與初級。生產(chǎn)線測試時間為秒鐘。紋波測試(漣波雜訊電壓)(Ripple&)%,Nmovise直流輸出電壓上重疊之交流電壓成份最大值或有效值。測試條件I/mina-%mitidlimi?*開關(guān)電源伯特圖O/P:FullLoadTa:25C測試回路測試波形說
32、明示波器之線愈短愈好測試線得遠離Us使用1:1之。之一般設(shè)定于20Hz但是對于目前的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品測試紋波噪聲最好將設(shè)為最大。i與使用儀器,環(huán)境差異極大,因此測試必須表明測試地點。測試紋波噪聲以不超過原規(guī)格值1V漏電流測試(洩漏電流)開關(guān)電源電路示意圖(LeakageCu)rmArent輸入一機殼間流通之電流(機殼必須為接大地時)。測試條件I/Vinmax.X1.06(TUV)/60HzVinmax.(UL1012)/60HzO/P:NoLoad/FullLoadTa:25C測試回路開關(guān)電源適配器說明L,均需測。UL1012值為15TU值為2o015f漏電流規(guī)格TU:35,UL1012:5。溫度測試(Temperatur)eTest溫度測試指PU于正常工作下,其零件或Ca溫度不得超出其材質(zhì)規(guī)格或規(guī)格定值。測試條件I/P:NominalO/P:FullLoadTa:25C測試方法將TC穩(wěn)固勺固定于量測的物體上(速干、Ta或焊接方式)。TC于末端絞三圈后焊成一球狀測試。我們一般用點溫計測量。測試零件熱源及易受熱源影響部分例如:輸入端子、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、繞線、散熱片、大功率半
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