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损耗是任何开关电源架构都面临的问题,如何降低损耗是设计开关电源的重要议题之一。确切来说,开关电源中各个器件的特征参数决定了损耗的大小,因此,本文就分析一下影响开关电源损耗的因素,以及如何降低损耗。总得来说,开关电源的损耗主要来自于以下几个方面:MOSFET的导通损耗和开关损耗;二极管的导通损耗和开关损耗;功率电感的导通损耗和磁芯损耗;输入输出电容的导通损耗;Buck变换器的主要功能是把一个较高的直流输入电压转换成较低的直流输出电压。为了达到这个要求,MOSFET以固定频率(fS),在脉宽调制信号(PWM)的控制下进行开、关操作。当MOSFET导通时,输入电压给电感和电容(L和COUT)充电,通过它们把能量传递给负载。在此期间,电感电流线性上升,电流回路如回路1所示。当MOSFET断开时,输入电压断开与电感的连接,电感和输出电容为负载供电。电感电流线性下降,电流流过二极管,电流回路如回路2所示。MOSFET的导通时间定义为PWM信号的占空比(D)。D把每个开关周期分成[D*tS]和[(1–D)*tS]两部分,它们分别对应于MOSFET的导通时间(环路1)和二极管的导通时间(环路2)。所有开关电源拓扑(升压、降压,72V工控电源,72V工控电源,72V工控电源、反相等)都采用这种方式划分开关周期,实现电压转换。 开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。72V工控电源
实际上,现代的电路中,开关电源电路和线性电源电路在大多数情况下,是组合使用的——使用开关电源进行初步的变换,给纹波、精度要求不高的电路使用;同时,使用低压差稳压器(LDO)获取精密的、低纹波(噪声)的电压供诸如运算放大器(OP-AMP),模数转换器(A/DConverter)使用。效率、电磁干扰更高的输入电压以及同步整流模式使得交换式电源的电能转换过程的效率更高,即使电源控制器的电能消耗也被计入。更高的开关频率使得一些电源组件的体积得以减小,如变压器,但是高频率的开关动作会产生大量的电磁干扰。 北京动力源开关电源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。
开关电源电路主要是由熔断器、热敏电阻器、互感滤波器、桥式整流电路、滤波电容器、开关振荡集成电路、开关变压器、光耦合器、三端稳压器等构成的。1、熔断器电源电路中的熔断器通常安装在交流220V输入端附近,主要起到保证电路安全运行的作用。在电路中,熔断器一般为圆柱形玻璃管,当电路发生短路等故障时,电流会异常升高,这时熔断器会在电流异常升高到一定的大小时,自身熔断切断供电,从而起到保护电路安全的作用。2、热敏电阻器热敏电阻器在电路中起抗冲击作用。通常,在设备开机时,220V交流电压经熔断器、热敏电阻器、桥式整流堆后为电容进行充电,根据电容器的特点,其瞬间充电电流为**大,从而可能产生浪涌电流,对前级电路中的桥式整流堆、熔断器等带来冲击,造成损坏。为了防止电源遭受冲击,通常在熔断器之后加入热敏电阻器进行限流。
C/DC变换AC/DC变换是将交流变换为直流,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为“整流”,功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC/DC变换按电路的接线方式可分为,半波电路、全波电路。按电源相数可分为,单相、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。开关电源的组成开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成(如图)。(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碍本机产生的杂波反馈回电网。整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。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部分。输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。(2)控制电路一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对电源进行各种保护措施。(3)检测电路提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。(4)辅助电源实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。 LED开关电源的驱动方法有哪几种呢?
单端正激式开关电源:单端正激式开关电源的典型电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。当开关管VT1导通时,VD2也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感L储存能量;当开关管VT1截止时,电感L通过续流二极管VD3继续向负载释放能量。单端正激式开关电源在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2,它可以将开关管VT1的较高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件,即磁通建立和复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。由于这种电路在开关管VT1导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出50~200W的功率。电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的开关电源实际应用较少。 开关电源在开关管导通时,输出将继续保持反极性,因为此时二极管不再导通。广东开关电源厂家
开关电源大概由主电源电路、控制回路、检验电源电路、輔助开关电源四绝大部分构成。72V工控电源
开关电源设计要求:一、温升测试标准1、测试条件及方法:输入电压100V/50Hz、264V/50Hz条件下分别测试,输出负载为额定负载,环境温度为25℃(开架式),测试时间为2H,器件温升判定标准见下表:2、测试条件及方法:输入电压100V/50Hz、264V/50Hz条件下分别测试,输出负载为额定负载,环境温度为25℃,密闭环境测试,测试时间为2H,器件温度判定标准见下表:①电解电容工作寿命的估算:估算电容的工作寿命应不低于20000小时。②外壳温度≤55℃环境温度为25℃,人体可接触;外壳温度≤75℃环境温度为25℃,人体不可接触;二、元器件降额测试规范电流降额测试条件及方法:输入电压90V-264V;负载要求为**小至满载。判定依据见下表:电压降额测试条件及方法:输入电压90V-264V;负载要求为**小至满载。判定依据见下表:三、电性能测试方面、输入/输出判定标准:在3个典型输入电压:100Vac、220Vac、264Vac下能够满载启动。输出电压正常,电源无损坏。72V工控电源
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