【廣告】
廣州健特電子有限公司致力于磁電隔離技術和產品的研究與應用,創(chuàng)造了高品質的DC/DC、AC/D等系列產品,其中多個產品系列已經(jīng)順利通過了RoSH、CE等認證。產品廣泛應用于電力、工控、煤礦、軌道交通、船舶、通信、儀器儀表等領域,成為國內集生產、研發(fā)和銷售為一體的大規(guī)模、品種多的工業(yè)模塊電源的制造商之一。眾所周知,噪聲是衡量電源模塊優(yōu)劣的一大關鍵指標,在應用電路中,模塊的設計布局等也會影響輸出噪聲,那么輸出紋波噪聲過大通常是那些原因造成的呢。公司主營DC-DC模塊電源、AC-DC模塊電源、軍1工體系電源模塊、電力電網(wǎng)電源模塊、工控電源模塊、軌道交通電源模塊。歡迎前來咨詢本公司船用設備電源模塊、電力電網(wǎng)模塊電源、軌道交通模塊電源、船用模塊電源等產品!
輸入功率與效率
電源供應器的輸入功率之定義為以下之公式:
即為對一周期內其輸入電壓與電流乘積之積分值,需注意的是Watt≠VrmsArms而是Watt=VrmsArmsxP.F.,其中P.F.為功率因素(Power Factor),通常無功率因素校正電路電源供應器的功率因素在0.6~0.7左右,其功率因素為1~0之間。非隔離式DC-DC轉換器,按有源功率器件的個數(shù),可以分為單管、雙1管和四管三類。
電源供應器的效率之定義為為輸出直流功率之總和與輸入功率之比值。效率提供對電源供應器正確工作的驗證,若效率超過規(guī)定范圍,即表示設計或零件材料上有問題,效率太低時會導致散熱增加而影響其使用壽命。
動態(tài)負載或暫態(tài)負載
一個定電壓輸出的電源,于設計中具備反饋控制回路,能夠將其輸出電壓連續(xù)不斷地維持穩(wěn)定的輸出電壓。由于實際上反饋控制回路有一定的頻寬,因此限制了電源供應器對負載電流變化時的反應。如果輸入端電壓是15V,電壓降就是10V,產生的熱量就為5W,因此,我們布板是要根據(jù)散熱功率來留出足夠的散熱空間或合理的散熱片。若控制回路輸入與輸出之相移于增益(Unity Gain)為1時,超過180度,則電源供應器之輸出便會呈現(xiàn)不穩(wěn)定、失控或振蕩之現(xiàn)象。實際上,電源供應器工作時的負載電流也是動態(tài)變化的,而不是始終維持不變(例如硬盤、軟驅、CPU或RAM動作等),因此動態(tài)負載測試對電源供應器而言是極為重要的。可編程序電子負載可用來模擬電源供應器實際工作時惡劣的負載情況,如負載電流迅速上升、下降之斜率、周期等,若電源供應器在惡劣負載狀況下,仍能夠維持穩(wěn)定的輸出電壓不產生過高激(Overshoot)或過低(Undershoot)情形,否則會導致電源之輸出電壓超過負載組件(如TTL電路其輸出瞬時電壓應介于4.75V至5.25V之間,才不致引起TTL邏輯電路之誤動作)之承受電源電壓而誤動作,進一步造成死機現(xiàn)象。
廣州健特電子有限公司致力于磁電隔離技術和產品的研究與應用,創(chuàng)造了高品質的DC/DC、AC/D等系列產品,其中多個產品系列已經(jīng)順利通過了RoSH、CE等認證。產品廣泛應用于電力、工控、煤礦、軌道交通、船舶、通信、儀器儀表等領域,成為國內集生產、研發(fā)和銷售為一體的大規(guī)模、品種多的工業(yè)模塊電源的制造商之一。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。公司主營:電源模塊,藍牙模塊電源,模塊集成電源,電源隔離模塊,逆變電源模塊等等。歡迎前來咨詢本公司船用設備電源模塊、電力電網(wǎng)模塊電源、軌道交通模塊電源、船用模塊電源等產品!
隨著電動汽車的逐步普及,需要發(fā)展功率單元集中,輸出端靈活配置的集中分布式直流樁系統(tǒng)。為此對電源模塊的性能要求將更多更嚴格:在未來,由于電動汽車對充電時間與功率的要求,20kw、甚至30KW模塊可能成為主流,大功率模塊帶來的好處有并機少,充電樁可靠性更高;在未來,直流樁為了滿足不同場景充電的需求,體積是一個比較重要的問題,對于模塊來說,要盡可能做出超高功率密度的模塊,體積更緊湊,節(jié)省空間;在未來,為了提高利用率,一樁多充,按需布樁,以柔性分配滿足不同充電車輛的需求;同時還要提高模塊的轉換效率,節(jié)約用電,降低運維成本。因此技術革新必然成為行業(yè)企業(yè)成功的必由之路,據(jù)小編所知,主流模塊企業(yè)今年陸續(xù)有更大功率,體積更緊湊、轉化效率更高的新產品推出,以適應以上直流充電技術的發(fā)展需求。電源模塊基于開關電源技術,采用優(yōu)質的原材料,結合特殊的模塊化生產工藝制作而成。
電流選擇
因開關電源工作,一般可達到80%以上,故在其輸出電流的選擇上,應準確測量或計算用電設備的吸收電流,以使被選用的開關電源具有高的性能價格比,通常輸出計算公式為:
Is=KIf
式中:Is—開關電源的額定輸出電流;
If—用電設備的吸收電流;
K—裕量系數(shù),一般取1.5~1.8;
廣州健特電子有限公司致力于磁電隔離技術和產品的研究與應用,創(chuàng)造了高品質的DC/DC、AC/D等系列產品,其中多個產品系列已經(jīng)順利通過了RoSH、CE等認證。硬開關DC-DC轉換器的開關器件是在承受電壓或流過電流的情況下,開通或關斷電路的,因此在開通或關斷過程中將會產生較大的交疊損耗,即所謂的開關損耗。公司主營:進口電源模塊,電源充電模塊,國產電源模塊,通信電源模塊,高溫電源模塊等等。
線性電源線性電源功率器件工作在線性狀態(tài),如我們常用的穩(wěn)壓芯片LM7805、LM317、SPX1117等。下圖是LM7805穩(wěn)壓電源電路原理圖。
線性電源原理圖
從圖上可知,線性電源有整流、濾波、穩(wěn)壓、儲能等功能元件組成,同時,一般用的線性電源為串聯(lián)穩(wěn)壓電源,輸出電流等于輸入電流,I1=I2 I3,I3是參考端,電流很小,因此I1≈I3。開關電源用于對這些電源進行控制,由于具有顯著優(yōu)點,開關電源已成為大部分電子產品的標準電源。我們?yōu)槭裁匆v電流,是因為PCB設計時,每條線的寬度不是隨便設的,是要根據(jù)原理圖里元件節(jié)點間的電流大小來確定的(請查《PCB設計銅鉑厚度、線寬和電流關系表》)。電流大小、電流流向要搞清楚,做板才恰到好處。
廣州健特電子有限公司致力于磁電隔離技術和產品的研究與應用,創(chuàng)造了高品質的DC/DC、AC/D等系列產品,其中多個產品系列已經(jīng)順利通過了RoSH、CE等認證。開關電源功率大、效率高、發(fā)熱小,我們一般用的電路有:LM2575、MC34063、SP6659等。公司主營:進口電源模塊,電源充電模塊,國產電源模塊,通信電源模塊,高溫電源模塊等等。
電源模塊的EMC性能可通過優(yōu)化自身拓撲結構和規(guī)范PCB設計進行提升。例如:
(1)電路設計中,以先保護后濾波為原則,保護器件應放置在離產品的靜電導入口近的地方;
(2)拓撲設計中,選擇連續(xù)導通模式(CCM)的拓撲,例如Boost、全橋、推挽等拓撲;
(3)在電路防護方面,開關管建議加RC吸收電路和RCD吸收電路,且靠近開關管放置,從而降低尖峰電壓,在EMC傳輸路徑上使用π型濾波和全波整流電路等濾波電路,具體可參考圖3;
(4)PCB設計中,盡可能地大面積鋪地,并且盡量減小對地平面的分割,減小回路面積,從而降低干擾。避免出現(xiàn)大面積孤立銅區(qū),大面積孤立銅區(qū)會因電磁等原因影響模塊的可靠性;減少布線的長度,從而減小動態(tài)節(jié)點處電感,避免產生較強的電磁場。