在設計電源過程中,最佳的工作頻率是一個重要的參數(shù)。對于低頻,往往對應周圍器件的尺寸增大,從而成本也增加。工作頻率高,周圍器件尺寸減小,但是對應的自身損耗也增加。如何tradeoff? 1.頻率與周圍器件的關系 在上圖中,可以看到當頻率在100Khz時,電感占據(jù)主要地位,隨著頻率升高,電感的體積也是在減小的,感值也相應的再減少。輸出端的電容值也是隨頻率升高而降低。輸入端的電容基本上保持不變。 2.頻率與損耗關系 對于半導體器件,損耗包括兩部分,一部分是開關損耗,一部分是傳導損耗,開關損耗隨頻率的升高而升高,傳導損耗不受工作頻率的影響。當開關損耗與傳導損耗相等時,總損耗最低。 通過以上兩個參數(shù),可以合理的設計電源工作頻率。
關鍵字:開關電源 0 引言 開關電源作為電子設備的供電裝置,具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點,在數(shù)字電路中得到了廣泛的應用,然而由于工作在高頻開關狀態(tài),屬于強干擾源,其本身產(chǎn)生的干擾直接危害著電子設備的正常工作。因此,抑制開關電源本身的電磁噪聲,同時提高其對電磁干擾的抗擾性,以保證電子設備能夠長期安全可靠地工作,是開發(fā)和設計開關電源的一個重要課題。 1 開關電源干擾的產(chǎn)生 開關電源的干擾一般分為兩大類:一是開關電源內(nèi)部元器件形成的干擾;二是由于外界因素影響而使開關電源產(chǎn)生的干擾。兩者都涉及到人為因素和自然因素。 1.1 開關電源內(nèi)部干擾 開關電源產(chǎn)生的EMI主要是由基本整流器產(chǎn)生的高次諧波電流干擾和功率變換電路產(chǎn)生的尖峰電壓干擾。 1.1.1基本整流器 基本整流器的整流過程是產(chǎn)生EMI最常見的原因。這是因為工頻交流正弦波通過整流后不再是單一頻率的電流,而變成一直流分量和一系列頻率不同的諧波分
本帖最后由 catherine-kitty 于 2013-5-29 09:11 編輯 開關電源設計的一般考慮在設計開關電源之前,應當仔細研究要設計的電源技術要求。現(xiàn)以一個通信電源模塊的例子來說明設計要考慮的問題。該模塊的技術規(guī)范如下:
在進行電器電路模塊設計或給新產(chǎn)品定型時,有時極少認真考慮配套開關電源的選擇,直到發(fā)現(xiàn)問題出在開關電源部分,才重新評估這個問題。 一、選擇開關電源的基本依據(jù) 電壓和電流范圍,這是兩個最容易確定的指標,只要根據(jù)電路的功耗計算出即可。也應考慮測試高、低供電電壓極值。 大多數(shù)固定電源允許輸出電壓±10%的范圍內(nèi)變化,如果這還不能滿足電路要求,可選用輸出可調(diào)的或允許更大變化范圍的電源。 如果用該電源給組合式裝置供電,則裝置所需最大的電流的75%到90%由一個電源提供,不夠部分可并接兩個或更多電源。 二、開關電源的擴展和安全性
開關電源的特點是會產(chǎn)生很強的電磁噪聲,如果不嚴格控制,會產(chǎn)生很大的干擾。 下面介紹的技能有助于下降開關電源的噪聲,并可用于高度靈敏的模仿電路。 1.電路和設備的挑選 關鍵是將dv / dt和di / dt保持在較低水平。 有許多電路能夠下降dv / dt和/或di / dt以削減輻射,這也能夠下降開關管上的壓力。 這些電路包含ZVS(零電壓開關),ZCS(零電流開關),諧振模式。 (ZCS的一種),SEPIC(單端初級電感轉(zhuǎn)換器),CK(一組磁性結構,以其發(fā)明者的姓名命名)等。 削減切換時刻并不一定會導致功率提高,因為磁性元件的RF振動需求強大的損耗緩沖,最終能夠觀察到削弱的返回。 使用軟開關技能,雖然會略微下降功率,但在節(jié)省本錢和過濾/屏蔽所占空間方面具有更大的優(yōu)勢。 2.阻尼 為了
一、開關電源的電路組成開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI)、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。開關電源的電路組成方框圖如下:二、輸入電路的原理及常見電路1、AC輸入整流濾波電路原理:
一般DC 24V的開關電源可以控制距離多遠的接觸器。[ 本帖最后由 bjx1025 于 2012-6-16 11:29 編輯 ]
照明開關在我國是一個有相當生產(chǎn)銷售規(guī)模的行業(yè),估計其年產(chǎn)值有數(shù)百億以上。全行業(yè)有數(shù)百上千家企業(yè),其中絕大部分為中小企業(yè)。有數(shù)億元以上規(guī)模的企業(yè)全國有十幾家,主要分布在廣東珠江三角洲和浙江沿海等地區(qū)。有些企業(yè)為全國知名的大型企業(yè)集團,如TCL集團屬下的TCL國際電工(惠州)有限公司、松本電工、奇勝電工、正泰電工、正日集團、飛雕電氣等。電子照明開關屬于民用照明開關行業(yè)的一個組成部分,目前電子照明開關的銷售規(guī)模和產(chǎn)值總體上小于機械開關的比重,但是其增長態(tài)勢大大超過機械式照明開關,這是由于我國是一個世界上的超級人口大國,市場廣闊,中國正在走向工業(yè)化,隨經(jīng)濟增長和生活水平提高,拉動了產(chǎn)品的使用需求。此外,由于電子照明開關屬于比較小型的家電產(chǎn)品,其售價一般不高,而其加工生產(chǎn)往往需要較多的工時,比較耗費人力,所以它具有一定的勞動力密集型產(chǎn)品的屬性,非常適宜在我國這樣的勞動力廉價、低等人力資源過剩的國家生產(chǎn)。又由于家用照明控制產(chǎn)品是每家每戶都能用得上的產(chǎn)品,市場面極寬,因此,它是我國小五金電器產(chǎn)品出口的主項產(chǎn)品。在中國生產(chǎn)的此類產(chǎn)品在國際市場上的人力成本優(yōu)勢決定了其強勢的市場地位,是其他國家的產(chǎn)品是不
1 基本理論 開關電源的輸出電壓Vo是由一個控制電壓Vc來控制的,即由Vc與鋸齒波信號比較,產(chǎn)生PWM波形。根據(jù)鋸齒波產(chǎn)生的方式不同,開關電源的控制方式可分為電壓型控制和電流型控制。電壓型的鋸齒波是由芯片內(nèi)部產(chǎn)生的,如LM5025,電流型的鋸齒波是輸出電感的電流轉(zhuǎn)化成電壓波形得到的,如UC3843。對于反激電路,變壓器原邊繞組的電流就是產(chǎn)生鋸齒波的依據(jù)。 輸出電壓Vo與控制電壓Vc的比值稱為未補償?shù)拈_環(huán)傳遞函數(shù)Tu,Tu=Vo/Vc。一般按頻率的變化來反映Tu的變化,即Bode圖。 電壓型控制的電源其Tu是雙極點,以非隔離的BUCK為例,形式為:
本帖最后由 catherine-kitty 于 2013-5-29 09:24 編輯 開關電源的基本工作原理 開關電源是利用時間比率控制(Time Ratio Control,縮寫為TRC)的方法來控制穩(wěn)壓輸出的。按TRC控制原理,有以下三種方式: 1) 脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation,縮寫為PWM)。開關周期恒定,通
銀聯(lián)寶科技高頻開關電源芯片的振蕩頻率一般35-75KHZ,是相對普通50HZ的低頻而言。“高頻”就是較高的頻率,指每秒鐘振蕩的次數(shù),以高頻開關電源的專用芯片U6201來說,它的基準振蕩頻率為65KHZ。高頻開關電源芯片有著很多優(yōu)點:1、體積小、重量輕。老式100來瓦的電器,僅僅電源部分的大電源變壓器就有幾斤重,占機箱很大一個位置。而開關電源只有幾百克,巴掌大一小塊。2、節(jié)約材料。開關電源節(jié)約了大量的銅、鐵。3、穩(wěn)定可靠。開關電源有多重保護措施,傳統(tǒng)電源基本就是保險絲了。4、電壓調(diào)整范圍寬,輕松就能實現(xiàn)大范圍電壓調(diào)整,傳統(tǒng)電源就不可比擬了。5、開關電源芯片能效比高。6、開關電源芯片消除了傳統(tǒng)電源討厭的50周交流聲。開關電源芯片有如此多的優(yōu)點,已經(jīng)越來越廣泛的應用逐步取代了傳統(tǒng)電源。銀聯(lián)寶科技的開關電源芯片U6201,滿載固定65KHz開關頻率,輕載Burst Mode。是一款高性能電流模式PWM控制器,適用于離線反激式轉(zhuǎn)換器應用。該IC內(nèi)置通用
在任何開關電源方案設計中,PCB板的物理設計都是最后一個環(huán)節(jié),如果設計方法不當,PCB可能會輻射過多的電磁干擾,造成電源工作不穩(wěn)定,以下開關電源方案的6點PCB設計技巧。1.從原理圖到PCB設計流程建立元件參數(shù)——>輸入原理網(wǎng)表->設計參數(shù)設置->手工布局->手工布線->驗證設計——>復查->CAM輸出。2.參數(shù)設置3.元器件布局4.布線5.檢查6.設計輸出12V1A開關電源方案U6773S的圖片: 芯片采用的是是內(nèi)置MOS的一款國產(chǎn)芯片U6773S ,具有較高
高頻電源,又稱電子管變頻裝置,是高頻感應爐的關鍵設備。高頻電源及感應加熱技術可以以高效率,高速度,低功耗和環(huán)保的方式加熱金屬材料。當前,向高頻開關電源散熱的方法主要包括風扇冷卻,自然冷卻以及兩者的結合,高頻開關電源在高溫狀態(tài)下,如何快速散熱呢? 1、風扇散熱。使用風扇進行散熱后,可以大大提高高頻開關電源的體積和重量,并可以大大降低原材料成本。 2、自然散熱。該方法是高頻開關電源的第一種傳統(tǒng)冷卻方法。該方法主要依靠大型金屬散熱器進行直接散熱。傳熱Q = KA△t(K傳熱系數(shù),A傳熱面積,△t溫差)。隨著整流器輸出功率的增加,其功率元件的溫度也隨之增加,并且溫差為&Dgr; t也增加。因此,如果整流器A的熱交換面積足夠大,則其散熱不會有偏移,并且功率組件的溫差很小。熱沖擊低。但是,這種方法的主要缺點是散熱器的體積大且
工作條件: 開關:電力電子器件工作在開關狀態(tài)而不是線性狀態(tài) 高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻 直流:開關電源輸出的是直流而不是交流 工作原理: 開關電源的工作過程相當容易理解,在線性電源中,讓功率晶體管工作在線性模式,與線性電源不同的是,PWM開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態(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(在導通時,電壓低,電流大;關斷時,電壓高,電流小)/功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產(chǎn)生的損耗。 與線性電源相比,PWM開關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電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交
特點: 體積小、重量輕:由于沒有工頻變壓器,所以體積和重量只有線性電源的20~30%。 功耗小、效率高:功率晶體管工作在開關狀態(tài),所以晶體管上的功耗小,轉(zhuǎn) 化效率高,一般為60~70%,而線性電電源只有30~40%。 結構簡單、可靠性高:維修方便,電流紋波率可以很容易的做到比較低。 工作模式: 開關電源就是利用電子開關器件(如晶體管、場效應管、可控硅閘流管等),通過控制電路,使電子開關器件不停地“接通”和“關斷”,讓電子開關器件對輸入電壓進行脈沖調(diào)制,從而實現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換,以及輸出電壓可調(diào)和自動穩(wěn)壓。 開關電源一般有三種工作模式:頻率、脈沖寬度固定模式,頻率固定、脈沖寬度可變模式,頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源,或DC/D
現(xiàn)代開關電源有兩種:一種是直流開關電源;另一種是交流開關電源。這里主要介紹的只是直流開關電源,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,轉(zhuǎn)換成滿足設備要求的質(zhì)量較高的直流電壓(精電)。直流開關電源的核心是DC/DC轉(zhuǎn)換器。因此直流開關電源的分類是依賴DC/DC轉(zhuǎn)換器分類的。也就是說,直流開關電源的分類與DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類是基本相同的,DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類基本上就是直 流開關電源的分類。 直流DC/DC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DC/DC轉(zhuǎn)換器;另一類是沒有隔離的稱為非隔離 式DC/DC轉(zhuǎn)換器。 隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器也可以按有源功率器件的個數(shù)來分類。單管的DC/DC轉(zhuǎn)換器有正激式(Forward)和反激式(Flyback)兩種。雙管DC/DC轉(zhuǎn)換器 有雙管
開關電源在負載短路時會造成輸出電壓降低,同樣在負載開路或空載時輸出電壓會升高。 在檢修中一般采用假負載取代法,以區(qū)分是電源部分有故障還是負載電路有故障。關于假負載的選取,一般選取40W或60W的燈泡作假負載(大屏幕彩色電視機可選用100W以上的燈泡作假負載),優(yōu)點是直觀方便,根據(jù)燈泡是否發(fā)光和發(fā)光的亮度可知電源是否有電壓輸出及輸出電壓的高低。 但缺點也是顯而易見的,例如60W的燈泡其熱態(tài)電阻為500Ω,而冷態(tài)電阻卻只有50Ω左右。根據(jù)下表可以看出:假設電源主電壓輸出為100V,當用60W燈泡作假負載時,電源工作時的電流為200mA,但啟動時的主負載電流卻達到了2A,是正常工作電流的10倍。因此,用燈泡作假負載,易使電源啟動困難,由于燈泡功率越大,冷態(tài)電阻越小,因此,大功率燈泡啟動電流更大,電源啟
一、性質(zhì)不同 1、開關電源性質(zhì):一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置。 2、驅(qū)動電源性質(zhì):把電源供應轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器。 二、特點不同 1、開關電源特點: (1)體積小、重量輕:由于沒有工頻變壓器,體積和重量僅為線性電源的20-30%。 (2)功耗小、效率高:功率晶體管工作在通斷狀態(tài),因此晶體管功耗小,轉(zhuǎn)換效率高,一般為60-70%,而線性電源僅為30-40%。 2、驅(qū)動電源特點: (1)高可靠性 特別像LED路燈的驅(qū)動電源,安裝在高空,有防水鋁外殼驅(qū)動電源。如果質(zhì)量好,不易損壞,減少維修次數(shù)。 (2)高效率 LED是節(jié)能產(chǎn)品,驅(qū)動電源的效率要高。對于安裝在燈具上的電源結構來說,顯得尤為重要。由于LED的發(fā)光效率