引言 由于大功率電源負載需求的增加以及分布式電源系統(tǒng)的發(fā)展,開關電源的并聯(lián)應用技術日益重要。但是并聯(lián)運行的各個開關電源模塊特性并不一致,外特性好(電壓調整率小)的模塊可承擔更多的電流,甚至過載,從而使某些外特性較差的模塊運行于輕載狀態(tài),甚至基本上是空載運行。其結果必然加大了分擔電流多的模塊的熱應力,從而降低了可靠性。但是并聯(lián)的開關電源在模塊間通常需要采用均流措施。它是實現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)的關鍵,其目的在于保證模塊間電流應力和熱應力的均勻分配,防止一臺或多臺模塊運行在自身的電流極限狀態(tài)。
1 高頻開關電源技術在通信行業(yè)的發(fā)展 通信用高頻開關電源技術的發(fā)展基本上可以體現(xiàn)在幾個方面:變換器拓撲、建模與仿真、數(shù)字化控制及磁集成。 1.1 變換器拓撲
上世紀60年代,開關電源的問世,使其逐步取代了線性穩(wěn)壓電源和SCR相控電源。40多年來,開關電源技術有了飛迅發(fā)展和變化,經(jīng)歷了功率半導體器件、高頻化和軟開關技術、開關電源系統(tǒng)的集成技術三個發(fā)展階段。 功率半導體器件從雙極型器件(BPT、SCR、GTO)發(fā)展為MOS型器件(功率MOSFET、 IGBT、IGCT等),使電力電子系統(tǒng)有可能實現(xiàn)高頻化,并大幅度降低導通損耗,電路也更為簡單。 自上世紀80年代開始,高頻化和軟開關技術的開發(fā)研究,使功率變換器性能更好、重量更輕、尺寸更小。高頻化和軟開關技術是過去20年國際電力電子界研究的熱點之一。 上世紀90年代中期,集成電力電子系統(tǒng)和集成電力電子模塊(IPEM)技術開始發(fā)展,它是當今國際電力電子界亟待解決的新問題之一。 關注點一:功率半導體器件性能
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%的范圍內變化,如果這還不能滿足電路要求,可選用輸出可調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:
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
高頻開關電源額定直流輸出電壓、浮充電壓、均充電壓、功率因數(shù)、穩(wěn)壓精度、效率、雜音電壓(不接蓄電池組)、電池溫度補償?shù)取?1、額定直流輸出電壓:指市電經(jīng)整流模塊變換后的額定輸出電壓,正選的電源電壓為-48V,電壓允許變動范圍-40—-57V。這種“-”型基礎電壓是指電源正饋電線接地,作為參考電位零伏,負饋電線裝接熔斷器后,與機架電源連接。 2、浮充電壓:在市電正常時,蓄電池與整流器并聯(lián)運行,蓄電池自放電引起的容量損失便在全浮充過程被補足。根據(jù)電池特性及溫度所需補充損失電流的多少而設定的電壓。 3、均充電壓:為使蓄電池快速補充容量,視需要升高浮充電壓,使流入電池補充電流增加,這一過程整流器輸出得電壓為“均充”電壓。 4、功率因數(shù):有功功率對視在功率的比叫做功率因數(shù)。由于開關電源電
開關電源的技術指標有很多,包括電氣指標、機械特性、適用環(huán)境、可靠性、安全性和生產(chǎn)成本等。本節(jié)重點討論電源的電氣指標。 根據(jù)電源用途不同,指標優(yōu)先考慮的重點也不同,但首先應考慮電源的安全性。目前,許多國家都有相應的開關電源安全規(guī)范。常用的國際安全規(guī)范為IEC950、 IEC65。 常見的開關電源電氣技術指標有: (1)輸入電源的相數(shù)、頻率:根據(jù)輸出功率不同,可采用單相或三相電源供電。在輸出功率高于5kW時通常
1.前言 隨著電力電子技術的高速發(fā)展,開關電源得到了廣泛應用,而日新月異的高科技產(chǎn)品也對開關電源提出了更高的要求。開關電源的模擬控制技術也發(fā)展了很多年,各方面都比較成熟,但其無法克服固有的缺點:控制電路復雜,元器件比較多,不利于小型化的發(fā)展;控制電路一旦成型,很難修改,調試不方便;控制不靈活,復雜的控制方法也難以用模擬方法實現(xiàn)。 2. 數(shù)字控制技術的發(fā)展現(xiàn)狀
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) 脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation,縮寫為PWM)。開關周期恒定,通
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部產(chǎn)生的,如LM5025,電流型的鋸齒波是輸出電感的電流轉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:
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?。?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 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制,從而實現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換,以及輸出電壓可調和自動穩(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