随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高功率的特色被广泛应用简直一切的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可短少的一种电源方式。
现代开关电源有两种:一种是直流开关电源;另一种是交流开关电源。
这儿首要介绍的仅仅直流开关电源,其功用是将电能质量较差的原生态电源(粗电),如市电电源或蓄电池电源,转换成满足设备要求的质量较高的直流电压。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。
因而直流开关电源的分类是依靠DC/DC转换器分类的。也便是说,直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是根本相同的,DC/DC转换器的分类根本上便是直 流开关电源的分类。
开关电源大致由主电路、 操控电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。
1、主电路
冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。
输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻止本机发生的杂波反应回电网。
整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较滑润的直流电。
逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分。
输出整流与滤波:依据负载需求,供给安稳牢靠的直流电源。
2、操控电路
一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去操控逆变器,改动其脉宽或脉频,使输出安稳,另一方面,依据测验电路供给的数据,经维护电路鉴别,供给操控电路对电源进行各种维护措施。
3、检测电路
供给维护电路中正在运转中各种参数和各种仪表数据。
4、辅助电源
完成电源的软件(长途)发动,为维护电路和操控电路(PWM等芯片)作业供电。
下面介绍一些关于开关电源一些规范的回答。
1、开关电源变压器假如用铜带替代漆包线,其答应经过的电流怎样算?比如说厚度为0.1mm的铜带,答应经过的电流怎样算?
回答:假如开关电源变压器用铜带替代漆包线,铜带(漆包线)的涡流损耗能够大大将小,作业频率能够相应进步,但直流损耗简直不变,铜带答应经过的电流密度一般仍是不要超过4.5A/平方毫米。电流密度等于电流除与以导体的截面积,导体的截面积等于厚(0.1mm)乘以宽(铜带的宽度)。
2、电源开关交流回路和整流器的交流回路是最容易发生电磁搅扰的吗?
回答:开关电源发生电磁搅扰最严峻的地方是开关变压器的初、次级线圈组成的电路,但它的搅扰会经过感应对其它电路发生辐射和传导搅扰,传导搅扰和辐射搅扰最严峻的地方是电源线,由于电源线很容易成为辐射源的半波振子天线,别的它又与外线路进行衔接,很容易把搅扰信号传输给其它设备。所以在开关电源的输入端必定要对电源线进行有用隔离。
3、下降变压器的温升有什么具体方法?
回答:下降变压温升的方法一个是下降变压器磁芯的最大磁通增量(Bm)的取值,由于变压器磁芯的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)与磁通密度的平方成正比;另一个是下降开关电源的作业频率,由于变压器磁芯的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)与作业频率成正比;再一个是下降线圈的损耗,线圈的损耗(首要是涡流损耗),线圈的涡流损耗与集肤效应损耗也与作业频率成正比,下降线圈的直流损耗必须下降导线的电流密度,一般漆包线的电流密度不能超过4.5A/平方毫米。
4、反激式开关电源的占空比是怎样改变的?
回答:反激式开关电源的占空比首要由输入电压和开关电源管的耐压来决议,当输入电压改变时占空比也要跟着改变。例如当输入电压为AC260V时,假如电源开关管的耐压为650V,则占空比大为0.306;当输入电压为AC170V时,占空比大约为0.5;当输入电压低于AC170V时,占空比大于0.5。但不管输入电压这样改变,开关电源都会经过改动占空比来大到安稳(或改动)输出电压的数值。
5、正激和反激的区别首要在哪?
回答:正激式开关电源是电源开关管导通的时分,电源向担任供给功率输出,而关断的时分没有功率输出。反激式开关电源正好相反,电源开关管导通时只向变压器存储能量,没有给负载供给功率输出,仅在电源开关管关断时才向负载供给输出。正激式开关电源输出电压是取整流输出电压的平均值,反激式开关电源输出电压是取整流输出电压的半波平均值,两种电压输出的相位正好相反。
6、具体讲讲环路的设计
回答:反应环路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。当反应环路的增益过高时,输出电压会围绕着平均值来回盯梢,输出电压上下动摇很厉害,增益越高,动摇的起伏就越大,严峻时会呈现振动;当反应环路的增益过低时,输出电压又会不安稳,由于电压盯梢不到位,会存在一个滞后差错。为了使输出电压安稳,但又不发生振动,一般都把反应环路分红三个回路来组成,一个回路用来决议微分增益的巨细,另一个回路用来决议积分增益的巨细,还有一个是决议直流增益的巨细。这样做的目的是,在差错信号很小的时分,环路增益很大,而在差错小号很大的时分环路增益又会变小,即差错放大器的增益是动态的。细心调节这三个反应环路的增益,就能够完成开关电源既安稳,又不呈现振动。
7、反激电源开关MOS怎样降到最低?特别是在硬开关条件下。
回答:下降占空比,但占空比太低,电源的作业功率大大下降,电压调整规模也会减小。
8、铜箔损耗占电源损耗比例约为多少?
回答:十分小,假如铜箔损耗大,铜箔的温升会很高,假如超过80度,铜箔的油漆会发黄。但也只相当于一个1~3瓦左右的金属膜电阻在相同温升时的损耗。
9、驱动波形巨细波问题是什么原因引起的??电源在低压AC85-120V的时分输出驱动都很正常,,当电压变为120-150V的时分,驱动呈现巨细波,输出电流明显下降。当电压再次提升到150V-265V的时分,驱动波形的频率彻底不对头了,输出也不对了。
回答:假如驱动电路采用电容或变压器输出,会呈现这种情况,由于电容或变压器传输波形(信号时),信号中不能含有直流重量,假如含有直流重量,输出波形将呈现严峻失真,只要驱动电路的输出波形,其占空比为0.5时,输出波形才不会发生失真,而占空比过大或过小,都会呈现失真。
10、关于整流桥的挑选,不同的功率选怎样样的整流桥?一款30W的电源,用了3A700V的整流桥,发现整流桥很烫,没几分钟温度就大约有60多度了。这个引起整流桥发烫的原因有哪些?
回答:整流二极管的挑选首要是依据流过整流二极管的电流巨细和耐压还有作业频率这三个参数来决议,进行电路参数设计时,流过整流二极管的电流一般只能取标称值(25℃时)的三分之一,由于流过整流二极管的作业温度或许会上升到80℃以上。假如整流二极管的导通和关断速度很低,它在电压反向的情况下还会导通一段时刻,即反向电流十分大,这样整流二极管也会发热。整流桥发热或许属于后一种情况。
11、反应环路设计以及补偿怎样入手?
回答:反应环路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。当反应环路的增益过高时,输出电压会围绕着平均值上下动摇,增益越高,动摇的起伏就越大,严峻时会呈现振动;当反应环路的增益过低时,输出电压又会不安稳。为了使输出电压安稳,但又不发生振动,一般都把反应环路分红三个回路来组成,一个回路用来决议微分增益的巨细,另一个回路用来决议积分增益的巨细,还有一个是决议直流增益的巨细。细心调节这三个反应环路的增益,就能够完成开关电源既安稳,又不呈现振动。
12、DC TO DC功率有点低,怎样处理呢?
回答:把作业频率下降,或把电源开关管换成一个高速开关管,别的还能够把变压器的体积加大,把最大磁通密度(Bm)的取值下降,即把开关变压器初级线圈的匝数添加,由于开关变压器的磁滞损耗和涡流损耗与作业频率成正比,与最大磁通密度增量的平方成正比。
13、怎样核算最小直流电压的?
回答:看“最小直流电压”是指哪方面。假如是开关电源的最小输入直流电压,一般可依据最低输入交流电压换算得来,比如,最低输入交流电压为AC100V(有用值),则换算为最低直流输入电压大约为120V(取平均值),由于整流滤波后最大值为140V,最低值为100V,取平均值便是120V。假如最小直流电压为晶体管自激式开关电源的正反应电压,则此电压最好选为晶管导通时作业电压的2倍,而留1倍作为可调整的余量用。假如最小直流电压为场效应管驱动电路的最小作业电压,则此作业电压最低不能小于16V,由于,大功率场效应管深度饱满需求的驱动电压都在12V以上(最好为20V)。
14、反激式变压器电源输出侧有毛刺,且毛刺的频率和原边开关频率相同,怎样消除毛刺呢?
回答:在次级整流与滤波电容之间串了一个小电感,但电感流过直流时不能饱满,这种电感的磁回路不能用封闭式的,必需要留有很大的气隙。
15、反激式电源开关频率怎样优化挑选?VOR反激电压怎样优化设置,在什么情况下最合适?匝比怎样最优化核算?。
回答:反激式开关电源作业频率的挑选首要与开关电源的作业功率和体积巨细有关,而开关电源的作业功率又首要与开关电源管、开关变压器的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)有关,这两者的损耗均与频率成正比。开关电源管的损耗首要由开通损耗(导通时刻损耗)和关断损耗(关断时刻损耗)组成,开关电源管的导通时刻和关断时刻越长,这两个损耗就越大。一般大功率开关电源管的导通时刻和关断时刻都比小功率开关电源管的导通时刻和关断时刻长许多,所以大功率开关电源的作业频率一般都获得比较低。在考虑开关电源的作业功率时,假如从开关电源的体积和本钱等方面考虑,最好选作业功率为80%左右较为合适,此刻,开关电源管的损耗大约占总损耗的50%,开关变压器的损耗大约占总损耗的30%,其他电路的损耗大约占总损耗的20%。开关变压器的匝数比与输入输出电压的比值有关,与开关电源的占空比有关。
16、初期峰值电流IP 和反激电压VOR 以及最优化的反激电源占空比怎样设定。
回答:反激式开关电源的初、次级线圈发生的反激电压的巨细均与开关电源的占空比有关,以及与输入电压有关,在挑选开关电源的占空比时,必须考虑,初、级线圈发生的反激电压峰值与作业电压(输入电压)之和不能超过电源开关管耐压Bvmax的0.7倍,依据此条件(Bvmax)就能够核算反激式开关电源在最高输入电压时的最大占空比Dmax。例如,Bvmax为650V的电源开关管,在输入电压为AC260V时,其占空比只能选为0.306左右。
17、反激式电源开关频率怎样优化挑选?VOR反激电压怎样优化设置,在什么情况下最合适?匝比怎样最优化核算?
回答:反激式开关电源作业频率的挑选首要与开关电源的作业功率有关,而开关电源的作业功率又首要与开关电源管、开关变压器的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)有关,这两者的损耗均与频率成正比。开关电源管的损耗首要由开通损耗(导通时刻损耗)和关断损耗(关断时刻损耗)组成,开关电源管的导通时刻和关断时刻越长,这两个损耗就越大。一般大功率开关电源管的导通时刻和关断时刻都比小功率开关电源管的导通时刻和关断时刻长许多,所以大功率开关电源的作业频率一般都获得比较低。在考虑开关电源的作业功率时,假如从开关电源的体积和本钱等方面考虑,最好选作业功率为80%左右较为合适,此刻,开关电源管的损耗大约占总损耗的50%,开关变压器的损耗大约占总损耗的30%,其他电路的损耗大约占总损耗的20%。开关变压器的匝数比与输入输出电压的比值有关,与开关电源的占空比有关。
18、反激式变压器电源输出侧有毛刺,且毛刺的频率和原边开关频率相同,怎样消除毛刺呢?
回答:在次级整流与滤波电容之间串了一个小电感,但电感流过直流时不能饱满,这种电感的磁回路不能用封闭式的,必需要留有很大的气隙。
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