• 開關電源控制電路中電流型控制模式有什么優缺點

    我們都了解,DC-DC 變換器就是利用一個或多個開關器件的切換,把某一等級直流輸入電壓變換成另—等級直流輸出電壓。在給定直流輸入電壓下,通過調節電路開關器件的導通時間來控制平均輸出電壓 控制方法之一就是采用某一固定頻率進行開關切換,并通過調整導通區間長度來控制平均輸出電壓,這種方法也稱為脈寬調制[PWM]法。 PWM 從控制方式上可以分為兩類,即電壓型控制(voltage mode control)和電流型控制(current mode control) 。電壓型控制方式的基本原理就是通過誤差放大器輸出信號與一固定的鋸齒波進行比較,產生控制用的 PWM 信號。從控制理論的角度來講,電壓型控制方式是一種單環控制系統。電壓控制型變換器是一個二階系統,它有兩個狀態變量:輸出濾波電容的電壓和輸出濾波電感的電流。二階系統是一個有條件穩定系統,只有對控制電路進行精心的設計和計算后,在滿足一定的條件下,閉環系統方能穩定的工作。圖 1 即為電壓型控制的原理框圖。 圖 1 電壓型控制的原理框圖 電流型控制是指將誤差放大器輸出信號與采樣到的電感峰值電流進行比較 . 從而對輸出脈沖的占空比進行控制,使輸出的電感峰值電流隨誤差電壓變化而變化。電流控制型是一個一階系統,而一階系統是無條件的穩定系統。是在傳統的 PWM 電壓控制的基礎上,增加電流負反饋環節,使其成為一個雙環控制系統,讓電感電流不在是一個獨立的變量,從而使開關變換器的二階模型變成了一個一階系統。信號。從圖 2 中可以看出,與單一閉環的電壓控制模式相比,電流模式控制是雙閉環控制系統,外環由輸出電壓反饋電路形成,內環由互感器采樣輸出電感電流形成。在該雙環控制中,由電壓外環控制電流內環,即內環電流在每一開關周期內上升,直至達到電壓外環設定的誤差電壓閡值。電流內環是瞬時快速進行逐個脈沖比較工作的,并且監測輸出電感電流的動態變化,電壓外環只負責控制輸出電壓。因此電流型控制模式具有比起電壓型控制模式大得多的帶寬。 圖 2 電流型控制原理框圖 電流型控制模式有不少優點:線性調整率(電壓調整率)非常好;整個反饋電路變成了一階電路,由于反饋信號電路與電壓型相比,減少了一階,因此誤差放大器的控制環補償網絡得以簡化,穩定度得以提高并且改善了頻響,具有更大的增益帶寬乘積;具有瞬時峰值電流限流功能;簡化了反饋控制補償網絡、負載限流、磁通平衡等電路的設計,減少了元器件的數量和成本,這對提高開關電源的功率密度,實現小型化,模塊化具有重要的意義。當然了也有缺點,例如占空比大于 50%時系統可能出現不穩定性,可能會產生次諧波振蕩;另外,在電路拓撲結構選擇上也有局限,在升壓型和降壓—升壓型電路中,由于儲能電感不在輸出端,存在峰值電流與平均電流的誤差。對噪聲敏感,抗噪聲性差等等。對于這樣的缺點現在已經有了解決的方案,斜波補償是很必要的一種方法。

    時間:2020-09-19 關鍵詞: 開關電源

  • 模塊電源中并聯均流有何優缺點

    模塊電源中并聯均流有何優缺點

    通常模塊電源并聯要解決的首要問題就是均流問題。均流以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電流極限狀態。因為并聯運行的各模塊特性并不一致,外特性好的可能承擔更多的電流,甚至過載;而外特性差的運行在輕載,甚至空載。這樣不均勻的電流使得熱應力大,降低了可靠性。實驗證明,電子元器件溫升從 25 度上升到 50 度時,其壽命僅為 25 度時的 1/6。 隨著模塊電源市場日趨成熟,一些低電壓輸入超大功率的模塊電源越來越受到客戶的青睞,但是在一些低壓大功率場合中,單臺模塊電源是無法滿足負載功率要求的,于是就需要考慮并聯。利用多臺中 / 小功率的電源并聯,不僅可以達到負載功率要求,降低應力;而且還可以應用冗余技術,提高系統的可靠性。實驗證明,兩臺并聯系統的故障率遠小于單臺電源的故障率,因此多臺的情況下,系統的可靠性將顯著增強。 因此,對若干個開關變換器模塊并聯的電源系統,其要求是: 1) 各模塊承受的電流能自動平衡,實現均流 2) 為提高系統的可調性,盡可能不增加外部均流控制的措施,并使均流與冗余技術結合 3) 當輸入電壓和 / 或負載電流變化時,應保持輸出電壓穩定,并且均流的瞬態響應好 常見的均流方法有: 1、 輸出阻抗法(下垂法,電壓調整率法) 并聯的各模塊的外特性呈下垂特性,負載越重,輸出電壓越低。在并聯時,外特性硬(內阻小)的模塊輸出電流大;外特性軟的模塊輸出電流小。輸出阻抗法的思路是,設法將外特性硬(內阻小、斜率小)的外特性斜率調整得接近外特性軟的模塊,使得兩個模塊的電流分配接近均勻。 2、 主從設置法 主從設置法即是認為選定一個模塊作為主模塊(Master Module),其余模塊作為從模塊(Slave Module)。用主模塊的電壓調節器來控制其余并聯模塊的電壓調整值,所有并聯模塊內部具有電流型內環控制。由于各從模塊電流按同一基準電流調制(主模塊的電壓誤差轉換成的基準電流),從而與主模塊電流一致,實現均流。 主從設置法的主要缺點: 1) 主從模塊之間必須有通訊聯系,使系統復雜 2) 若主模塊失效,整個系統將不能工作,不適用與冗余并聯系統 3) 電壓環的帶寬大,容易受外界干擾 3、 平均電流自動均流法 用均流母線來連接所有電源模塊輸出電流取樣電壓的輸出端,均流母線上的電壓由所有并聯電源模塊系統取樣電壓,經各電源模塊的均流電阻所提供。通俗地說,即是均流母線的電壓為各模塊電流信(以電壓呈現)的平均值,然后各模塊的電流信號(以電壓呈現)再與均流信號比較,得到補償量用來進行控制。 平均電流自動均流法可以精確均流。但是,當連接在母線上的某一個模塊不工作時,將導致母線平均值降低,電壓下調,到達下線時出現故障。 4、 最大電流法自動均流 又稱“民主均流法”,該法與主從設置法相似,區別在于主模塊是不固定的,系統中電流最大的模塊自動作為主模塊工作。 5、 熱應力自動均流法 該法按每個模塊的電流和溫度(即熱應力)自動均流。系統中仍以各模塊電流平均值得到均流母線作為比較參考,各模塊的電流信號再與均流母線作比較得到誤差,進而補償控制。(目前不太明白與前面的平均電流法的區別) 6、 外加均流控制器 應用此法時,每個模塊的控制電路中都需要加一個特殊的均流控制器,用以檢測并聯各模塊電流不均衡情況,調整控制信號,從而實現均流。但是均流控制器的引入增加了系統的復雜性,若設計不正確,可能使系統不穩定。

    時間:2020-09-19 關鍵詞: 電源

  • 電源設計中一定不能忽略電容的存在

    電源設計中一定不能忽略電容的存在

    在電源電路設計中我們往往忽略了電容的存在,其實,作為一款優秀的設計,電源設計應當是很重要的,它很大程度影響了整個系統的性能和成本。 這里,只介紹一下電路板電源設計中的電容使用情況。這往往又是電源設計中最容易被忽略的地方。很多人搞 ARM,搞 DSP,搞 FPGA,乍一看似乎搞的很高深,但未必有能力為自己的系統提供一套廉價可靠的電源方案。這也是我們國產電子產品功能豐富而性能差的一個主要原因,根源是研發風氣吧,大多研發工程師毛燥、不踏實;而公司為求短期效益也只求功能豐富,只管今天殺雞飽餐一頓,不管明天還有沒有蛋吃,“路有餓死骨”也不值得可惜。 言歸正轉,先跟大家介紹一下電容。 大家對電容的概念大多還停留在理想的電容階段,一般認為電容就是一個 C。卻不知道電容還有很多重要的參數,也不知道一個 1uF 的瓷片電容和一個 1uF 的鋁電解電容有什么不同。實際的電容可以等效成下面的電路形式: C:電容容值。一般是指在 1kHz,1V 等效 AC 電壓,直流偏壓為 0V 情況下測到的,不過也可有很多電容測量的環境不同。但有一點需注意,電容值 C 本身是會隨環境發生改變的。 ESL:電容等效串聯電感。電容的管腳是存在電感的。在低頻應用時感抗較小,所以可以不考慮。當頻率較高時,就要考慮這個電感了。舉個例子,一個 0805 封裝的 0.1uF 貼片電容,每管腳電感 1.2nH,那么 ESL 是 2.4nH,可以算一下 C 和 ESL 的諧振頻率為 10MHz 左右,當頻率高于 10MHz,則電容體現為電感特性。 ESR:電容等效串聯電阻。無論哪種電容都會有一個等效串聯電阻,當電容工作在諧振點頻率時,電容的容抗和感抗大小相等,于是等效成一個電阻,這個電阻就是 ESR。因電容結構不同而有很大差異。鋁電解電容 ESR 一般由幾百毫歐到幾歐,瓷片電容一般為幾十毫歐,鉭電容介于鋁電解電容和瓷片電容之間。 下面我們看一些 X7R 材質瓷片電容的頻率特性: 當然,電容相關的參數還有很多,不過,設計中最重要的還是 C 和 ESR。 下面簡單介紹一下我們常用到的三種電容:鋁電解電容,瓷片電容和鉭電容。 1)鋁電容是由鋁箔刻槽氧化后再夾絕緣層卷制,然后再浸電解質液制成的,其原理是化學原理,電容充放電靠的是化學反應,電容對信號的響應速度受電解質中帶電離子的移動速度限制,一般都應用在頻率較低(1M 以下)的濾波場合,ESR 主要為鋁萡電阻和電解液等效電阻的和,值比較大。鋁電容的電解液會逐漸揮發而導致電容減小甚至失效,隨溫度升高揮發速度加快。溫度每升高 10 度,電解電容的壽命會減半。如果電容在室溫 27 度時能使用 10000 小時的話,57 度的環境下只能使用 1250 小時。所以鋁電解電容盡量不要太靠近熱源。 2)瓷片電容存放電靠的是物理反應,因而具有很高的響應速度,可以應用到上 G 的場合。不過,瓷片電容因為介質不同,也呈現很大的差異。性能最好的是 C0G 材質的電容,溫度系數小,不過材質介電常數小,所以容值不可能做太大。而性能最差的是 Z5U/Y5V 材質,這種材質介電常數大,所以容值能做到幾十微法。但是這種材質受溫度影響和直流偏壓(直流電壓會致使材質極化,使電容量減小)影響很嚴重。下面我們看一下 C0G、X5R、Y5V 三種材質電容受環境溫度和直流工作電壓的影響。 可以看到 C0G 的容值基本不隨溫度變化,X5R 穩定性稍差些,而 Y5V 材質在 60 度時,容量變為標稱值的 50%。 可以看到 50V 耐壓的 Y5V 瓷片電容在應用在 30V 時,容量只有標稱值的 30%。陶瓷電容有一個很大的缺點,就是易碎。所以需要避免磕碰,盡量遠離電路板易發生形變的地方。 3)鉭電容無論是原理和結構都像一個電池。下面是鉭電容的內部結構示意圖: 鉭電容擁有體積小、容量大、速度快、ESR 低等優勢,價格也比較高。決定鉭電容容量和耐壓的是原材料鉭粉顆粒的大小。顆粒越細可以得到越大的電容,而如果想得到較大的耐壓就需要較厚的 Ta2O5,這就要求使用顆粒大些的鉭粉。所以體積相同要想獲得耐壓高而又容量大的鉭電容難度很大。鉭電容需引起注意的另一個地方是:鉭電容比較容易擊穿而呈短路特性,抗浪涌能力差。很可能由于一個大的瞬間電流導致電容燒毀而形成短路。這在使用超大容量鉭電容時需考慮(比如 1000uF 鉭電容)。

    時間:2020-09-19 關鍵詞: 電源

  • 電源設計不同過程中的困難有哪些?

    電源設計不同過程中的困難有哪些?

    我們都知道,電源設計開發當然算是個技術活兒,也是累活兒,工作繁雜挑戰諸多。電源設計工程師根據任務書選擇合適的器件和拓撲結構,設計符合功能的原型版,電源設計優化尤其重要。既要保證功能的實現,又要兼顧效率、成本及 EMC 各個方面,最終產品還需要進行整體電源質量評價及行業標準的認證。 電源測試工程師在做電源測試過程中都會經歷功率器件選擇、電源原型版設計、電源質量分析、產品最終認證這四個階段,每個階段都會面對不同的痛。 什么才是電源測試工程師所關注的測試難點?走訪了百位測試工程師,泰克將工程師的測試痛點總結出來,發現效率是電源設計工程師非常關注的,如何確定主要的功率損耗點是非常重要的。傳統的理論計算方法有諸多不足,因為實際的電源不同,設計的結構不同以及期間的損耗都有很大區別,所以工程師需要能準確測試功率主要損耗開關器件及無源器件的工具及方法。 階段 1:功率器件選擇的痛點 ? 對市場新推出的低功耗 IC 及功率器件特性無法準確把握?是否真正在自己的電源設計中發揮最大的作用,缺少一種簡單經濟的評價方法。 ? 對于電源產品設計,大功率開關管的選擇是非常關鍵也是非常困難的。 如何在系統調試之前對 IGBT 模塊特性進行測試,尤其基于橋式拓撲結構,在不同的負載條件測試 IGBT 及相應的二極管的特性?成為工程師非常頭疼的問題。 階段 2:原型版設計的痛點 ? 對于電源功能設計中輸入輸出的信號進行測試,信號波形及主要的參數指標。對于系統的評價,測試設備是否能可靠地,準確的反應真實的信號特點是工程師非常關注的問題,擔心某一次測試帶來誤導。 ? 作為開關電源做主要的器件,MOSFET 和 IGBT 成為影響電源整體效率最主要的因素,不同的應用中,驅動條件不同,功耗千差萬別,如何能量化評價在真實電源中的損耗成為非常在意的問題。 ? 第三代寬禁帶半導體器件 GaN、SiC 出現,推動著功率電子行業發生顛覆式的變革。新型開關器件技能實現低開關損耗,又能處理超高速的 dv/dt 轉換,且支持超快速的開關切換頻率,帶來的測試挑戰也成了工程師的噩夢。 ? 如何評價磁性器件對電源穩定性和整體效率的影響?如何測試電感,磁損,BH 曲線,磁性屬性等指標是擺在工程師面前的難題。 ? 工程師就需要花更多的時間和精力在電源的完整性上面(PDN),除了我們經常提到的開關損耗、輸入電源質量、輸出紋波測試等以外,我們還會涉及到環路響應測試,通過環路響應測試我們可以知道了解我們的反饋環路的穩定性到底如何? ? 電源輸出質量是電源評價重要的一環,尤其對于 DC 輸出,不但要測試電壓,電流大小,還要對輸出的紋波進行準確的測試,尤其對于某些特殊的電源,紋波需要控制在很小的范圍,如何準確測試微小的紋波信號非常棘手。 階段 3:電源質量分析的痛點 ? 產品設計完成,效率是其最重要的指標,如何準確評價電源質量? 有功功率,功率因數,效率等項目? ? 為滿足電源行業的標準諧波是非常關鍵的指標。如何準確評價電源諧波,如何一次性通過 IEC61000-3-2 標準一致性測試? ? 對于電源產品節能認證非常重要,如何準確評價電源待機功耗的預一致性標準 IEC62301 v2.0? 階段 4:產品最終認證的痛點 ? 電源在上市前需要通過 CE 認證,其中非常重要的就是 EMC 一致性認證。很多工程師在實現功能設計同時還要兼顧 EMC 的挑戰,如何能讓工程師了解電源產品的 EMC 狀況,一次性通過認證呢? ? 電源產品最后一道工序需要進行長時間烤機測試,如何提高效率,尤其對于大批量生產的情景,既準確又高效的測試方法非常重要。 你的難點痛點,是我們的著力點。作為電源行業值得信賴的測試專家,泰克為工程師在電源設計各個階段提供可靠的解決方案,使工程師堅定每一步設計,優化每個階段設計,從而加速新產品的上市周期。

    時間:2020-09-19 關鍵詞: 電源

  • 關于 PCB 布局、地與電源的理論原則類的干活,你值得收藏

    關于 PCB 布局、地與電源的理論原則類的干活,你值得收藏

    很多硬件工程師肯定對今天分享的文章有所感興趣的,此次分享一份干貨資料,內容是關于 PCB 布局、地與電源的理論原則類的,對于廣大 PCB 工程師在設計時會有所借鑒。 下面是文檔的一些重要片段,請查閱: ①箱體接地和信號接地? 下圖那一種好? FG:箱體接地,S:信號接地,SG:信號的地線 ②從 AC 電源線來的噪聲 AC 電源線是個非常大的噪聲源!! 為什么? AC 電源線連接著很多儀器設備,互為噪聲源(開關電涌,電流變化噪聲等)AC 電源線本身是個大天線,收噪聲發噪聲 AC 交流頻率本身也會成為噪聲。 ③提高變壓器抗噪聲性能方法 1. 變壓器 1 級卷線和 2 級卷線加屏蔽效果一般 2. 變壓器+電源濾波器效果很好 3. 使用濾波型變壓器效果最好 分享的這份資料,雖然不能說就是權威方法,但是很多都是工作中、實驗中得出來的具體方法,對大家有一定的參考價值的,希望對大家有所幫助。

    時間:2020-09-19 關鍵詞: PCB 電源

  • 電源噪聲和高速DAC相位噪聲之間有何影響

    電源噪聲和高速DAC相位噪聲之間有何影響

    文中將要討論的所有噪聲源,設計人員可能會茫然不知所措。一種簡單的做法是采取某種"推薦解決方案";但對任何具體設計要求而言,這都是次優做法。在所有器件特性中,噪聲可能是一個特別具有挑戰性、難以掌握的設計課題。這些挑戰常常導致一些道聽途說的設計規則,并且開發中要反復試錯。本文將解決相位噪聲問題,目標是通過量化分析來闡明如何圍繞高速數模轉換器中的相位噪聲貢獻進行設計。本文旨在獲得一種"一次成功"的設計方法,即設計不多不少,剛好滿足相位噪聲要求。 從一塊白板開始,首先將 DAC 視作一個模塊。噪聲可能來自內部,因為任何實際元器件都會產生某種噪聲;也可能來自外部噪聲源。外部噪聲源可通過 DAC 的任何外部的任何外部任意連接,包括電源、時鐘和數字接口等,進入其中。圖 1 顯示了這些可能性。下面將對每一種可能的噪聲嫌疑對象分別進行研究,以了解其重要性。 圖 1.DAC 相位噪聲來源 首先討論數字接口,它恰好是最容易處理的。數字 I/O 負責接收要在模擬域中輸出的數字采樣信號。眾所周知,如眼圖所示,數字電路和收到的波形多含噪聲。由此看來,相應的問題是:是否所有這種噪聲和活動都能滲入 DAC 內部的不同區域且表現為相位噪聲?當然,數字接口可能在別處引起噪聲,但這里關心的是相位噪聲。 為了證明 I/O 是否需要關切,我們比較了 AD9162 系列高速 DAC 器件開啟和關閉數字接口兩種情況下的相位噪聲。無數字接口時,器件的 NCO 模式內部生成波形,DAC 事實上變成 DDS 發生器。圖 2 顯示了實驗結果。 圖 2. 不同插值時的相位噪聲 相位噪聲的峰值會根據接口的具體情況發生變化?,F在我們感興趣的是,噪聲和所有曲線在彼此之上。因此,對于這個產品線,盡管由于系統要求可能要注意雜散,但接口不是問題。發現接口無需擔心之后,我們感興趣的下一個方面是時鐘。

    時間:2020-09-18 關鍵詞: 電源 噪音

  • 如何為其高速ADC設計清潔電源?

    如何為其高速ADC設計清潔電源?

    在現實生活中,要想消除應用中的所有電源噪聲是不可能的。任何系統都不可能完全不受電源噪聲的影響。因此,作為 ADC 的用戶,設計人員必須在電源設計和布局布線階段就做好積極應對。在設計人員面臨眾多電源選擇的情況下,為高速 ADC 設計清潔電源時可能會面臨巨大挑戰。在利用高效開關電源而非傳統 LDO 的場合,這尤其重要。此外,多數 ADC 并未給出高頻電源抑制規格,這是選擇正確電源的一個關鍵因素。 本技術文章將描述用于測量轉換器 AC 電源抑制性能的技術,由此為轉換器電源噪聲靈敏度確立一個基準。我們將對一個實際電源進行的簡單噪聲分析,展示如何把這些數值應用于設計當中,以驗證電源是否能滿足所選轉換器的要求??傊?,本文將描述一些簡單的指導方針,以便帶給用戶一些指導,幫助其為高速轉換器設計電源。 當今許多應用都要求高速采樣模數轉換器(ADC)具有 12 位或以上的分辨率,以便用戶能夠進行更精確的系統測量。然而,更高分辨率也意味著系統對噪聲更加敏感。系統分辨率每提高一位,例如從 12 位提高到 13 位,系統對噪聲的敏感度就會提高一倍。因此,對于 ADC 設計,設計人員必須考慮一個常常被遺忘的噪聲源——系統電源。ADC 屬于 敏感型器件,每個輸入(即模擬、時鐘和電源輸入)均應平等對待,以便如數據手冊所述,實現最佳性能。噪聲來源眾多,形式多樣,噪聲輻射會影響性能。 圖 1 當今電子業界的時髦概念是新設計在降低成本的同時還要“綠色環?!?。具體到便攜式應用,它要求降低功耗、簡化熱管理、最大化電源效率并延長電池使用時間。然而,大多數 ADC 的數據手冊建議使用線性電源,因為其噪聲低于開關電源。這在某些情況下可能確實如此,但新的技術發展證明,開關電源可以也用于通信和醫療應用(見參考文獻 部分的“How to Test Power Supply Rejection Ratio (PSRR) in an ADC”(如何測試 ADC 中的電源抑制比(PSRR)))。 本文介紹對于了解高速 ADC 電源設計至關重要的各種測試測量方法。為了確定轉換器對供電軌噪聲影響的敏感度,以及確定供電軌必須處于何種噪聲水平才能使 ADC 實現預期性能,有兩種測試十分有用:一般稱為電源抑制比(PSRR)和電源調制比(PSMR)。 模擬電源引腳詳解 一般不認為電源引腳是輸入,但實際上它確實是輸入。它對噪聲和失真的敏感度可以像時鐘和模擬輸入引腳一樣敏感。即使進入電源引腳的信號實際上是直流,而且一般不會出現重復性波動,但直流偏置上仍然存在有定量的噪聲和失真。導致這種噪聲的原因可能是內部因素,也可能是外部因素,結果會影響轉換器的性能。 想想經典的應用案例,其中,轉換器采樣時鐘信號中有噪聲或抖動。采樣時鐘上的抖動可能表現為近載波噪聲,并且 / 或者還可能表現為寬帶噪聲。這兩種噪聲都取決于所使用的振蕩器和系統時鐘電路。即使把理想的模擬輸入信號提供給理想的 ADC,時鐘雜質也會在輸出頻譜上有所表現,如圖 2 所示。 圖 2. 采樣時鐘噪聲對理想數字化正弦波的影響 由該圖可以推論出是電源引腳。用一個模擬電源引腳(AVDD)代替圖 2 中的采樣時鐘輸入引腳。相同的原理在此同樣適用,即任何噪聲(近載波噪聲或寬帶噪聲)將以這種卷積方式出現在輸出頻譜上。然而,有一點不同;可以將電源引腳視為帶一個 40 dB 至 60 dB 的衰減器(具體取決于工藝和電路拓撲結構)的寬帶輸入引腳。在通用型 MOS 電路 結構中,任何源極引腳或漏極引腳在本質上都是與信號路徑相隔離的(呈阻性),從而帶來大量衰減,柵極引腳或信號路徑則不是這樣。假定該設計采用正確的 電路結構類型來使隔離效果達到最大化。在電源噪聲非常明顯的情況下,有些類型(如共源極)可能并不是十分合適,因為電源是通過阻性元件偏置的,而該阻性元件后來又連接到輸出 級,如圖 3 和圖 4 所示。AVDD 引腳上的任何調制、噪聲等可能更容易表現出來,從而對局部和 / 鄰近電路造成影響。這正是需要了解并探索轉換器 PSRR 數據的原因所在。 圖 3. 不同的電路拓撲結構——實現方案 A 圖 4. 不同的電路拓撲結構——實現方案 B 正如不同實現方式所示,存在寄生 R、C 和失配造成的不同頻率特性。記住,工藝也在不斷變小,隨著工藝的變小,可用帶寬就會增加,可用速率也會提升??紤]到這一點,這意味著更低的電源和更小的閾值。為此,為什么不把電源節點當作高帶寬輸入呢,就像采樣時鐘或模擬輸入引腳一樣呢? 何謂電源抑制 當供電軌上有噪聲時,決定 ADC 性能的因素主要有三個,它們是 PSRR-dc、PSRR-ac 和 PSMR。PSRR-dc 指電源電壓的變化與由此產生的 ADC 增益或失調誤差的變化之比值,它可以用最低有效位(LSB)的分數、百分比或對數 dB (PSR = 20 × log10 (PSRR))來表示,通常規定采用直流條件。 但是,這種方法只能揭示 ADC 的一個額定參數隨電源電壓可能會如何變化,因此無法證明轉換器的穩定性。更好的方法是在直流電源之上施加一個交流信號,然后測試電源抑制性能(PSRR-ac),從而主動通過轉換器電路耦合信號(噪聲源)。這種方法本質上是對轉換器進行衰減,將其自身表現為雜散(噪聲),它會在某一給定幅度升高至轉換器 噪底以上。其意義是表明在注入噪聲和幅度給定的條件下轉換器何時會崩潰。同時,這也能讓設計人員了解到多大的電源噪聲會影響信號或加入到信號中。PSMR 則以不同的方式影響轉換器,它表明當與施加的模擬輸入信號進行調制時,轉換器對電源噪聲影響的敏感度。這種影響表現為施加于轉換器的 IF 頻率附近的調制,如果電源設計不嚴 謹,它可能會嚴重破壞載波邊帶。 總之,電源噪聲應當像轉換器的任何其他輸入一樣進行測試和處理。用戶必須了解系統電源噪聲,否則電源噪聲會提高轉換器噪底,限制整個系統的動態范圍。 電源測試 圖 6 所示為在系統板上測量 ADC PSRR 的設置。分別測量每個電源,以便更好地了解當一個交流信號施加于待測電源之上時,ADC 的動態特性。開始時使用一個高容值電容,例如 100 μF 非極化電解質電容。電感使用 1 mH,充當直流電源的交流阻塞器,一般將它稱為“偏置 -T”,可以購買采用連接器式封裝的產品。 使用示波器測量交流信號的幅度,將一個示波器探針放在電源進入待測 ADC 的電源引腳上。為簡化起見,將施加于電源上的交流信號量定義為一個與轉換器輸入滿量程相關的值。例如,如果 ADC 的滿量程為 2V p-p,則使用 200 mV p-p 或–20 dB。接下來讓轉換器的輸入端接地(不施加模擬信號), 查找噪底 /FFT 頻譜中處于測試頻率的誤差雜散,如圖 5 所示。若要計算 PSRR,只需從 FFT 頻譜上所示的誤差雜散值中減去–20 dB 即可。例如,如果誤差雜散出現在噪底的–80 dB 處,則 PSRR 為–80 dB – –20 dB,即–60 dB(PSRR = 誤差雜散(dB) – 示波器測量結果(dB))。–60 dB 的值似乎并不大,但如果換算成電壓,它相當于 1 mV/V(或 10?60/20),這個數字對于任何轉換器數據手冊中的 PSRR 規格而言都并不鮮見。 圖 5. PSRR—FFT 頻譜示例 圖 6. 典型的 PSRR 測試設置 下一步是改變交流信號的頻率和幅度,以便確定 ADC 在系統板中的 PSRR 特性。數據手冊中的大部分數值是典型值,可能只針對最差工作條件或最差性能的電源。例如,相對于其他電源,5 V 模擬電源可能是最差的。應確保所有電源的特性都有說明,如果說明得不全面,請咨詢廠家。這樣,設計人員將能為每個電源設置適當的設計約束條件。 請記住,使用 LC 配置測試 PSRR/PSMR 時有一個缺點。當掃描目標頻段時,為使 ADC 電源引腳達到所需的輸入電平,波形發生器輸出端所需的信號電平可能非常高。這是因為 LC 配置會在某一頻率(該頻率取決于所選的值)形成陷波濾波器。這會大大增加陷波濾波器處的接地電流,該電流可能會進入模擬輸入端。要解決這一問題,只需在測試頻率 造成測量困難時換入新的 LC 值。這里還應注意,LC 網絡在直流條件下也會發生損耗。記住要在 ADC 的電源引腳上測量直流電源,以便補償該損耗。例如,5 V 電源經過 LC 網絡后,系統板上可能只有 4.8 V。要補償該損耗,只需升高電源電壓即可。 PSMR 的測量方式基本上與 PSRR 相同。不過在測量 PSMR 時,需將一個模擬輸入頻率施加于測試設置,如圖 7 所示。 圖 7. 典型的 PSMR 測試設置 另一個區別是僅在低頻施加調制或誤差信號,目的是查看此信號與施加于轉換器的模擬輸入頻率的混頻效應。對于這種測試,通常使用 1 kHz 至 100 kHz 頻率。只要能在基頻周圍看到誤差信號即混頻結果,則說明誤差信號的幅度可以保持相對恒定。但也不妨改變所施加的調制誤差信號幅度,以便進行檢查,確保此值恒定。為了獲得最終結果, 最高(最差)調制雜散相對于基頻的幅度之差將決定 PSMR 規格。圖 8 所示為實測 PSMR FFT 頻譜的示例。 圖 8. PSMR—部分 FFT 頻譜示例 電源噪聲分析 對于轉換器和最終的系統而言,必須確保任意給定輸入上的噪聲不會影響性能。前面已經介紹了 PSRR 和 PSMR 及其重要意義,下面將通過一個示例說明如何應用所測得的數值。該示例將有助于設計人員明白,為了了解電源噪聲并滿足系統設計需求,應當注意哪些方面以及如何正確設計。 首先,選擇轉換器,然后選擇調節器、LDO、開關調節器等。并非所有調節器都適用。應當查看調節器數據手冊中的噪聲和紋波指標,以及開關頻率(如果使用開關調節器)。典型調節器在 100 kHz 帶寬內可能具有 10 μV rms 噪聲。假設該噪聲為白噪聲,則它在目標頻段內相當于 31.6 nV rms/√Hz 的噪聲密度。 接著檢查轉換器的電源抑制指標,了解轉換器的性能何時會因為電源噪聲而下降。在第一奈奎斯特區 fS/2,大多數 高速轉換器的 PSRR 典型值為 60 dB (1 mV/V)。如果數據手冊 未給出該值,請按照前述方法進行測量,或者詢問廠家。 使用一個 2 V p-p 滿量程輸入范圍、78 dB SNR 和 125 MSPS 采樣速率的 16 位 ADC,其噪底為 11.26 nV rms。任何來源的噪聲都必須低于此值,以防其影響轉換器。在第一奈奎斯特區,轉換器噪聲將是 89.02 μV rms (11.26 nV rms/√Hz) × √(125 MHz/2)。雖然調節器的噪聲(31.6 nv/√Hz)是轉換器的兩倍以上,但轉換器有 60 dB 的 PSRR,它會將開關調節器的噪聲抑制到 31.6 pV/√Hz (31.6 nV/√Hz × 1 mV/V)。這一噪聲比轉換器的噪底小得多,因此調節器的噪聲不會降低轉換器的性能。 電源濾波、接地和布局同樣重要。在 ADC 電源引腳上增加 0.1 μF 電容可使噪聲低于前述計算值。請記住,某些電源引腳吸取的電流較多,或者比其他電源引腳更敏感。因此應當慎用去耦電容,但要注意某些電源引腳可能需要額外的去耦電容。在電源輸出端增加一個簡單的 LC 濾波器也有助 于降低噪聲。不過,當使用開關調節器時,級聯濾波器能將噪聲抑制到更低水平。需要記住的是,每增加一級增益就會每 10 倍頻程增加大約 20 dB。 最后需要注意的一點是,這種分析僅針對單個轉換器而言。如果系統涉及到多個轉換器或通道,噪聲分析將有所不同。例如,超聲系統采用許多 ADC 通道,這些通道以數字方式求和來提高動態范圍?;径?,通道數量每增加一倍,轉換器 / 系統的噪底就會降低 3 dB。對于上例,如果使用兩個轉換器,轉換器的噪底將變為一半(?3 dB);如果 使用四個轉換器,噪底將變為?6 dB。之所以如此,是因為每個轉換器可以當作不相關的噪聲源來對待。不相關噪聲源彼此之間是獨立的,因此可以進行 RSS(平方和的平方根)計算。最終,隨著通道數量增加,系統的噪底降低,系統將變得更敏感,對電源的設計約束條件也更嚴格。

    時間:2020-09-18 關鍵詞: 電源

  • 淺析雙極性電源提供電流的工作原理

    淺析雙極性電源提供電流的工作原理

    雙極性電源提供電流的工作原理是怎么樣的吶?下圖的波形顯示了雙極性電源電路的工作狀態。在 VIN 端施加輸入電壓時,如果輸入降至 12 V 以下,升壓轉換器會將其輸出 VINTER 調節至 12 V。如果 VIN 超過標稱 12 V 汽車電軌的 12 V 典型值,升壓轉換器會進入 Pass-Thru? 。在這種模式下,頂部 MOSFET Q1 會在 100%占空比始終導通工作,所以不會進行切換操作;施加于 4 象限轉換器的電壓 VINTER 相對穩定地保持在 VIN。 圖 1.VIN 從 14 V 降低至 5 V 時的波形。VIN = 5 V/div ,VOUT = 5 V/div ,升壓 SW = 10 V/div ,時標為 200 μs/div 。 與典型的 2 級器件(即升壓轉換器后接降壓 / 反相)相比,這種方法大幅提升了系統效率。這是因為 Pass-Thru 模式下(系統大部分時間都處于此模式)的效率可以接近 100%,實質上將功率系統轉變為單級轉換器。如果輸入電壓降低至 12 V 電平以下(例 如,在冷啟動期間),升壓轉換器將切換為將 VINTER 至 12 V 調節至 12 V。采用此方法,即使輸入電壓急劇下降,4 象限轉換器也能夠提供±10 V 電壓。 控制電壓達到最大值(在本例中,為 1.048 V)時,轉換器輸出為+10 V??刂齐妷哼_到最小值(100 mV)時,轉換器輸出為–10 V??刂齐? 壓與輸出電壓之間的關系如圖 2 所示,其中控制電壓為 60 Hz 正弦信號頻率,峰峰值幅度為 0.9048 V。由此得到的轉換器輸出為相應的 60 Hz 正弦波,峰峰值幅度為 20 V。輸出從–10 V 平穩變化為+10 V。 圖 2. 與正弦控制信號呈函數關系的正弦波輸出波形。VCTRL= 0.5 V/div, VOUT = 5 V/div ,時標為 5 ms/div 。 在此工作模式下,4 象限轉換器調節輸出電壓。輸出電壓由 U1 通過其 FB 引腳上的電阻 RFB 來感測。將該引腳上的電壓與控制電壓相比較,并根據比較結果調節轉換器的占空比(即 QN1 上的柵極信號),使輸出電壓保持穩定。如果 VINTER, CONTROL, 或 VOUT 發生變化,會進行占空比調制,從而相應地調節輸出。MOSFET QP1 與 QN1 同步開關,以實現同步整流,進一步充分提高效率,如圖3所示。 圖 3. 效率與負載電流的關系

    時間:2020-09-18 關鍵詞: 電源

  • 雙極性電源電路應該如何設計?

    雙極性電源電路應該如何設計?

    本實用新型涉及一種雙極性電源電路,包括交流雙重濾波電路單元,小編下面給你介紹雙極性雙向電源電路的設計圖。 圖 1 所示為以 4 象限控制器(第 2 級)U1 為中心的 2 級電源。這個 4 象限轉換器由中間總線轉換器 VINTER(第 1 級)提供饋電,提供 12 V 至 24 V 范圍的輸出電壓,標稱電壓為 12 V 至 16 V,與標準汽車電池電壓軌的標稱電壓范圍匹配。整個 2 級轉換器的輸出電壓為±10 V,提供 3 A 負載電流。輸出電壓由控制器 U1 的 CTRL 引腳上的電壓源 CONTROL 信號控制。 圖 1. 雙極性、雙向、雙端子電源的電氣原理圖:VIN = 5 V 至 24 V, 3 A 時 VOUT = ±10 V 通過低通濾波器 CF, RF 緩解控制電壓的急劇變化。傳動系統包含兩個 MOSFET,分別是 N 溝道 QN1 和 P 溝道 QP1;兩個分立電感 L1 和 L2 以及一個輸出濾波器。用兩個分立電感替代單個耦合電感可以擴展適用的磁電范圍,并且可以使用以前經過認證和測試的扼流圈。因為輸出具有雙極性特性,所以輸出濾波器僅采用陶瓷電容組成。 整個 2 級轉換器的輸入電壓范圍為 5 V 至 24 V,涵蓋汽車電子的冷啟動壓降和工業應用中的掉電情況。啟用轉換器時,基于控制器 U2 的升壓轉換器(級 1)使中間總線電壓保持在或高于 12 V。升壓轉換器的動力系統包含電感 L3、MOSFET Q1 和 Q2。2 級結構支持下游的 4 象限轉換器正常工作,在所有工作條件下向負載提供±10 V 電壓。

    時間:2020-09-18 關鍵詞: 雙極性電源電路

  • 全漢企業提供可靠電源解決方案以實現智慧生活的愿景與未來發展

    全漢企業提供可靠電源解決方案以實現智慧生活的愿景與未來發展

    據臺灣媒體2020 年 9 月 17 日電,智能化、數字化、網絡化的時代來臨,全漢企業提供穩定可靠的各式電源解決方案以實現智慧生活的愿景與未來發展。從智能制造到智能城市的應用,都有專業的研發及韌體工程師提供客制化協作開發服務。產業不斷升級與創新,新時代需要更專業穩定的電源,以成就更美好的未來。 啟動全漢電源,連結智能生活 在智能制造領域,全漢提供機械手臂、送貨機器人、電動堆高機、中控系統、邊緣運算設備、計算機機房與數據儲存端的專業屬電源,可搭載客制化韌體程序監控電源操作狀態,確保生產系統順利運作,大幅提升管理效率,特色產品包括,額外帶有 24Vdc 輸出的 ATX 工業型計算機電源、全球著名的優秀高瓦數 ATX PS2 冗余電源(FSP900-50REB)、2000W/2400W CRPS 2.0 標準冗余電源(FSP2400-20FM)、薄型化 330 瓦無風扇的外接式電源供應器(FSP330-AJAN3)、支持 N+R 的高效率雙轉換在線式 UPS(Mplus 30-300kVA)以及 IP67 等級的車載電池充電器(FSP700-1UAC01)。 在智慧城市的藍圖中,將由智慧家庭、智慧交通、智慧安防、智能建筑與智慧醫療形塑而成,全漢的綠色電源產品亦深入人們的智能生活為永續經營盡一份心力。提供可編程且支持 IoT 燈控系統的智能電源、模塊化與可攜式的能源儲存系統、具三倍充電速度的電動交通工具充電器、IP67 且絕緣 6kV 等級的路燈電源; 符合監視系統、車牌 / 人臉辨識攝影機、自動閘門、云端數據處理機等各種工用規格之基板電源和工業型計算機電源。而在醫療領域里,亦有符合 Class-II 等級與帶有備用電池的電源產品,提供醫療照護最高的保障。 在電競領域中,首創導入工業級三防漆到高階電競電源 Hydro G PRO 與 Hydro PTM PRO 系列,達到防潮、防塵、防污的功能,大幅提升穩定度與使用壽命。要求小型化的創作者計算機,對于高階顯卡的需求增加,推出功率密度更高的 SFX 電源 DAGGER PRO,提供 850、750W 可供玩家選擇,滿足您對小型化的追求,世界著名的優秀 ATX PS2 冗余電源 Twins PRO 900W 也導入零售市場可供白牌服務器使用。 過去,全漢成就各行各業的隱形冠軍,未來,我們將持續與客戶攜手布建智慧生活時代的遠景,深入每個人的生活,為環境做貢獻,互利共創更美好的世界。

    時間:2020-09-18 關鍵詞: 電源

  • Vicor 公司宣布與艾睿電子簽訂全球代理協議

    2020 年 9 月 15 日,馬薩諸塞州安多弗訊 — Vicor 公司今日宣布拓展與艾睿電子在歐洲、中東以及非洲的伙伴關系,達成全球代理協議。 Vicor 全球代理與渠道戰略副總裁 Rich Begen 表示:“我們期待與艾睿電子緊密合作,為其廣泛的客戶群提供高度差異化的模塊化電源解決方案?!? “這項協議的達成正值我們的眾多客戶需要為不斷變化的供電網絡提供更小、更高效的解決方案,以滿足日益增長的系統電源需求?!? 艾睿電子全球市場營銷與工程業務高級副總裁 David West 指出。 該全球特許代理協議于 2020 年 9 月 15 日生效。

    時間:2020-09-17 關鍵詞: 艾睿電子 vicor 全球代理協議

  • 電源的種類到底有多少種?

    電源的種類到底有多少種?

    電源的種類非常多,下面小編將一一為你介紹,電源自“磁生電”原理,由水力、風力、海潮、水壩水壓差、太陽能等可再生能源,及燒煤炭、油渣等產生電力。 常見的電源是干電池(直流電)與家用的 110V-220V 交流電源。 電源分類 (一)普通電源 普通電源可細分為:開關電源、逆變電源、交流穩壓電源、直流穩壓電源、DC/DC 電源、通信電源、模塊電源、變頻電源、UPS 電源、EPS 應急電源、凈化電源、PC 電源、整流電源、定制電源、加熱電源、焊接電源 / 電弧電源、電鍍電源、網絡電源、電力操作電源、適配器電源、線性電源、電源控制器 / 驅動器、功率電源、其他普通電源、逆變電源、參數電源、調壓電源、變壓器電源。 (二)特種電源 特種電源可細分為:岸電電源、安防電源、高壓電源、醫療電源、軍用電源、航空航天電源、激光電源、其他特種電源。 特種電源即特殊種類的電源。所謂特殊主要是由于衡量電源的技術指標要求不同于常用的電源,其主要是輸出電壓特別高,輸出電流特別大,或者對穩定度、動態響應及紋波要求特別高,或者要求電源輸出的電壓或電流是脈沖或其它一些要求。這就使得在設計及生產此類電源時有比普通電源有更特殊甚至更嚴格的要求。特種電源一般是為特殊負載或場合要求而設計的,它的應用十分廣泛。主要有:電鍍電解、陽極氧化、感應加熱、醫療設備、電力操作、電力試驗、環保除塵、空氣凈化、食品滅菌、激光紅外、光電顯示等。而在國防及軍事上,特種電源更有普通電源不可取代的用途,主要用于:雷達導航、高能物理、等離子體物理及核技術研究等。(感覺主要用于軍事上) TI 特種電源 常見類型 電源交流穩壓電源 能夠提供一個穩定電壓和頻率的電源稱交流穩定電源。國內多數廠家所做的工作是交流電壓穩定。下面結合市場有的交流穩壓電源簡述其分類特點。 參數調整(諧振)型 這類穩壓電源,穩壓的基本原理是 LC 串聯諧振,早期出現的磁飽和型穩壓器就屬于這一類。它的優點是結構簡單,無眾多的元器件,可靠性相當高穩壓范圍相當寬,抗干擾和抗過載能力強。缺點是能耗大、噪聲大、笨重且造價高。 在磁飽和原理的基礎上的發育進形成的參數穩壓器和我國 50 年代已流行的“磁放大器調整型電子交流穩壓器”(即 614 型)均屬此類原理的交流穩壓器。 自耦(變比)調整型 1、機械調壓型,即以伺服電機帶動炭刷在自耦變壓器的的繞組滑動面上移動,改變 Vo 對 Vi 的比值,以實現輸出電壓的調整和穩定。該種穩壓器可以從幾百瓦到幾千瓦。它的特點是結構簡單,造價低,輸出波形失真小;但由于炭刷滑動接點易產生電火花,造成電刷損壞以至燒毀而失效;且電壓調整速度慢。 2、改變抽頭型,將自耦變壓器做成多個固定抽頭,通過繼電器或可控硅(固態繼電器)做為開關器 10 件,自動改變抽頭位置,從而實現輸出電壓的穩定。 該種型穩壓器優點是電路簡單,穩壓范圍寬(130V-280V),效率高(≥95%),價格低。而缺點是穩壓精度低(±8~10%)工作壽命短,它適用于家庭給空調器供電。 大功率補償型——凈化型穩壓器(含精密型穩壓器) 它用補償環節實現輸出電壓的穩定,易實現微機控制。 它的優點是抗干擾性能好,穩壓精度高(≤±1%)、響應快(40~60ms)、電路簡單、工作可靠。缺點是:帶計算機,程控交換機等非線性負載時有低頻振蕩現象;輸入側電流失真度大,源功率因數較低;輸出電壓對輸入電壓有相移。對抗干擾功能要求較高的單位,在城市里應用為宜,計算機供電時,必須選用計算機總功率的 2-3 倍左右穩壓器來使用。因具有穩壓、抗干擾,響應速度快、價格適中等優點,所以應用廣泛。 開關型交流穩壓電源 它應用于高頻脈寬調制技術,與一般開關電源的區別是它的輸出量必須是與輸入側同上頻、同相的交流電壓。它的輸出電壓波型有準方波、梯型波、正弦波等,市場上的不間斷電源(UPS)抽掉其中的蓄電源和充電器,就是一臺開關型交流穩壓電源的穩壓性好,控制功能強,易于實現智能化,是非常具有前途的交流穩壓電源。但因其電路復雜,價格較高,所以推廣較慢。 電源直流穩定電源 直流穩定電源按習慣可分為化學電源,線性穩定電源和開關型穩定電源,它們又分別具有各種不同類型: 化學電源 平常所用的干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池均屬于這一類,各有其優缺點。隨著科學技術的發展,又產生了智能化電池;在充電電池材料方面,美國研制人員發現錳的一種碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放電時間長,多次充電后仍保持性能良好的環保型充電電池。 線性穩定電源 線性穩定電源有一個共同的特點就是它的功率器件調整管工作在線性區,靠調整管之間的電壓降來穩定輸出。由于調整管靜態損耗大,需要安裝一個很大的散熱器給它散熱。而且由于變壓器工作在工頻(50Hz)上,所以重量較大。 該類電源優點是穩定性高,紋波小,可靠性高,易做成多路,輸出連續可調的成品。缺點是體積大、較笨重、效率相對較低。這類穩定電源又有很多種,從輸出性質可分為穩壓電源和穩流電源及集穩壓、穩流于一身的穩壓穩流(雙穩)電源。從輸出值來看可分定點輸出電源、波段開關調整式和電位器連續可調式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數字顯示式型等等。 開關型直流穩壓電源 與線性穩壓電源不同的一類穩電源就是開關型直流穩壓電源,它的電路型式主要有單端反激式,單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和就是截止區即開關狀態;開關電源因此而得名。 開關電源的優點是體積小,重量輕,穩定可靠;缺點相對于線性電源來說紋波較大(一般≤1%VO(P-P),好的可做到十幾 mV(P-P)或更小)。它的功率可自幾瓦-幾千瓦均有產品。價位為 3 元-十幾萬元 / 瓦,下面就一般習慣分類介紹幾種開關電源: 1、AC/DC 電源 該類電源也稱一次電源——AC 是交流,DC 是直流,它自電網取得能量,經過高壓整流濾波得到一個直流高壓,供 DC/DC 變換器在輸出端獲得一個或幾個穩定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有產品,用于不同場合。屬此類產品的規格型號繁多,據用戶需要而定通信電源中的一次電源(AC220 輸入,DC48V 或 24V 輸出)也屬此類。 2、DC/DC 電源 在通信系統中也稱二次電源,它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓,經 DC/DC 變換以后在輸出端獲一個或幾個直流電壓。 3、通信電源 通信電源其實質上就是 DC/DC 變換器式電源,只是它一般以直流-48V 或-24V 供電,并用后備電池作 DC 供電的備份,將 DC 的供電電壓變換成電路的工作電壓,一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種,以后者可靠性最高。 4、電臺電源 電臺電源輸入 AC220V/110V,輸出 DC13.8V,功率由所供電臺功率而定,幾安幾百安均有產品。為防止 AC 電網斷電影響電臺工作,而需要有電池組作為備份,所以此類電源除輸出一個 13.8V 直流電壓外,還具有對電池充電自動轉換功能。 5、模塊電源 隨著科學技術飛速發展,對電源可靠性、容量 / 體積比要求越來越高,模塊電源越來越顯示其優越性,它工作頻率高、體積小、可靠性高,便于安裝和組合擴容,所以越來越被廣泛采用。目前,目前國內雖有相應模塊生產,但因生產工藝未能趕上國際水平,故障率較高。 DC/DC 模塊電源目前雖然成本較高,但從產品的漫長的應用周期的整體成本來看,特別是因系統故障而導致的高昂的維修成本及商譽損失來看,選用該電源模塊還是合算的,在此還值得一提的是羅氏變換器電路,它的突出優點是電路結構簡單,效率高和輸出電壓、電流的紋波值接近于零。 6、特種電源 高電壓小電流電源、大電流電源、400Hz 輸入的 AC/DC 電源等,可歸于此類,可根據特殊需要選用。開關電源的價位一般在 2-8 元 / 瓦特殊小功率和大功率電源價格稍高,可達 11-13 元 / 瓦。 使用領域 電源產品廣泛應用于工業自動化控制、軍工設備、科研設備、工控設備、計算機和電腦、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫療設備、半導體制冷制熱等領域。

    時間:2020-09-17 關鍵詞: 電源

  • 開關電源保護電路該如何設計?

    開關電源保護電路該如何設計?

    我們會根據直流開關電源的特點和實際的電氣狀況,為使直流開關電源在惡劣環境及突發故障情況下安全可靠地工作,設計多種保護電路來確保電源的安全和延長使用壽命。 在直流開關電源電路中,為了保護調整管在電路短路、電流增大時不被燒毀。其基本方法是,當輸出電流超過某一值時,調整管處于反向偏置狀態,從而截止,自動切斷電路電流。 如下圖所示,過電流保護電路由三極管 BG2 和分壓電阻 R4、R5 組成。電路正常工作時,通過 R4 與 R5 的分壓作用,使得 BG2 的基極電位比發射極電位低,發射結承受反向電壓。于是 BG2 處于截止狀態(相當于開路),對穩壓電路沒有影響。當電路短路時,輸出電壓為零,BG2 的發射極相當于接地,則 BG2 處于飽和導通狀態(相當于短路),從而使調整管 BG1 基極和發射極近于短路,而處于截止狀態,切斷電路電流,從而達到保護目的。 除了保障電源因短路電流過大外,我們還要防止不同國家使用的輸入電壓不同導致電壓過大電源損壞的情況,所以我們一般還要設計過壓保護線路。 在直流開關電源中開關穩壓器的過電壓保護包括輸入過電壓保護和輸出過電壓保護。如果開關穩壓器所使用的未穩壓直流電源(諸如蓄電池和整流器)的電壓如果過高,將導致開關穩壓器不能正常工作,甚至損壞內部器件,因此開關電源中有必要使用輸入過電壓保護電路。 下圖為我們之前說過的利用晶體管和繼電器所組成的保護電路,在該電路中,當輸入直流電源的電壓高于穩壓二極管的擊穿電壓值時,穩壓管擊穿,有電流流過電阻 R,使晶體管 T 導通,繼電器動作,常閉接點斷開,切斷輸入。輸入電源的極性保護電路可以跟輸入過電壓保護結合在一起,構成極性保護鑒別與過電壓保護電路。 過流和過壓保護線路都是采用硬件保護機制,當電源發生電流電壓問題時,會進入鎖死狀態,從而徹底關斷開關管的工作狀態,從而起到安全保護作用,這些保護一般使用在輸出的部分,所以我們還要對輸入端進行保護,才能保證電源的穩定性,而輸出我們有高壓保護,過熱保護,軟啟動保護三種基本保護機制。 開關穩壓電源的電路比較復雜,開關穩壓器的輸入端一般接有小電感、大電容的輸入濾波器。在開機瞬間,濾波電容器會流過很大的浪涌電流,這個浪涌電流可以為正常輸入電流的數倍。這樣大的浪涌電流會使普通電源開關的觸點或繼電器的觸點熔化,并使輸入保險絲熔斷。另外,浪涌電流也會損害電容器,使之壽命縮短,過早損壞。為此,開機時應該接入一個限流電阻,通過這個限流電阻來對電容器充電。為了不使該限流電阻消耗過多的功率,以致影響開關穩壓器的正常工作,而在開機暫態過程結束后,用一個繼電器自動短接它,使直流電源直接對開關穩壓器供電,這種電路稱之謂直流開關電源的“軟啟動”電路。 在電源接通瞬間,輸入電壓經整流橋(D1~D4)和限流電阻 R1 對電容器 C 充電,限制浪涌電流。當電容器 C 充電到約 80%額定電壓時,逆變器正常工作。經主變壓器輔助繞組產生晶閘管的觸發信號,使晶閘管導通并短路限流電阻 R1,開關電源處于正常運行狀態。為了提高延遲時間的準確性及防止繼電器動作抖動振蕩,延遲電路可采用圖中所示利用 NE555 延遲電路替代 RC 延遲電路。

    時間:2020-09-17 關鍵詞: 開關電源

  • 從電源模塊的設計與應用角度看EMC的設計優化

    從電源模塊的設計與應用角度看EMC的設計優化

    我們都知道EMC實踐性很強,但如果我們掌握一些基本原理,在設計 EMC 前級電路時,將更有方向進行試驗,從而縮短項目開發的時間。 完善的浪涌防護電路搭配性能穩定的電源模塊將會最大程度的保證系統供電的穩定可靠。ZLG 致遠電子自主研發、生產的隔離電源模塊,具有寬輸入電壓范圍,隔離 1000VDC、1500VDC、3000VDC 及 6000VDC 等多個系列,封裝形式多樣,兼容國際標準的 SIP、DIP 等封裝。全系列隔離 DC-DC 電源通過完整的 EMC 測試,靜電抗擾度高達 4KV、浪涌抗擾度高達 2KV,為用戶提供穩定、可靠的電源隔離解決方案。 在電源模塊應用中,EMC 設計往往是重中之重,因為關乎整個用戶產品的 EMC 性能。那么如何提升 EMC 性能呢?本文從電源模塊的設計與應用角度為您解讀。 EMC 測試又叫做電磁兼容,描述的是產品兩個方面的性能,即電磁發射 / 干擾 EME 和電磁抗擾 EMS。EME 中包含傳導和輻射;而 EMS 中又包含靜電、脈沖群、浪涌等。為提升用戶系統穩定性,接下來我們將為大家講述如何靈活應用以上方法優化電源 EMC,本文將從電源的設計與應用等角度介紹 4 種常用解決方案: 接下來講述增強電源模塊系統穩定性的幾個方案。 一、浪涌防護電路 電源模塊在實際應用中,工程師們經常使用浪涌防護電路來確保 EMC 性能,保證系統的穩定性。浪涌電壓的來源有多種,比如:雷擊、短路故障、設備頻繁開機等;話不多說,直接來看浪涌防護電路該如何設計: 如圖 1 所示,為提高輸入級的浪涌防護能力,在外圍增加了壓敏電阻和 TVS 管。但圖中的電路(a)、(b)原目的是想實現兩級防護,但可能適得其反。如果(a)中 MOV2 的壓敏電壓和通流能力比 MOV1 低,在強干擾場合,MOV2 可能無法承受浪涌沖擊而提前損壞,導致整個系統癱瘓。同樣的,電路(b),由于 TVS 響應速度比 MOV 快,往往是 MOV 未起作用,而 TVS 過早損壞。所以正確的接法一般是如圖(c)、(d)所示,在兩個 MOV 或是 MOV 和 TVS 之間接一個電感,將防護器件分隔成兩級。 圖 1 兩級浪涌防護 另外,也可以在 MOV 和 TVS 之間加一個電阻,可以防止 TVS 先導通到損壞;在選取 R 的時候要考慮 R 的功耗,以免 R 先損壞;同時可以并聯電容,吸收能量,提高抗浪涌能力,如下圖。 注意:MOV 和 TVS 的選型很關鍵,選擇適當的最大允許電壓和最大通流量很重要,這個就要參照電源模塊的輸入電壓以及浪涌試驗等級,如果電壓選擇小了后端供電不正常,選擇大了起不到保護作用,通流量選小了器件容易損壞。 二、電源模塊的 PCB 設計 因為模塊電源產品有模塊電源的 PCB 設計規范要求,它要考慮散熱設計、EMC 設計、干擾設計和生產工藝設計等等,涉及的內容非常多,所以 PCB 設計在模塊電源產品開發過程中是作為最重要的環節之一來對待的,如下圖所示: 三、電源模塊的內部電路設計 電源模塊都不是線性電源類型,都是開關電源,在開關管開通、關斷時,電壓和電流都會被斬波,造成較大瞬態變化(di/dt、dv/dt),所以開關電源是較大的 EMC 干擾源。隔離電源模塊常用的電路拓撲:隔離正激和隔離反激。通過產品內部電路設計+PCB 設計,使得產品的 EMC 性能達到最優狀態。 四、電源模塊傳導騷擾設計 設計電源模塊傳導騷擾電路,首先需要分析電源模塊的傳導騷擾情況,并找到對應解決方案。下面列舉一些情況通過示波器進行分析: 1、 低頻:150KHz-1MHz 頻率,尤其是開關頻率點——差模騷擾 解決方案:差模濾波 2、 中頻: 1MHz-10MHz 頻率——差模和共模騷擾 解決方案:適當稍加點共模濾波 3、 高頻: 10MHz-30MHz 頻率——共模騷擾 解決方案:共模濾波 所以,為了解決電源模塊傳導騷擾問題,應在模塊傳輸路徑上添加差模濾波和共模濾波電路;如下圖所示: 經驗分享:若經示波器測試某電源模塊頻率范圍為 30MHz-1000MHz;從傳導騷擾波形預測輻射騷擾好壞,高頻段呈直線性上升無下跌趨勢的,產品的輻射騷擾一般都會很差。

    時間:2020-09-17 關鍵詞: 電源

  • 電視電源穩壓控制系統的原理淺析

    電視電源穩壓控制系統的原理淺析

    電視我們經常見,那你有沒有去了解一下電視電源的穩壓控制系統是什么樣子的吶?下面小編來給大家介紹一下! 圖中設計了兩個穩壓控制線路,其中一個采用可調電阻器 VR801 來控制芯片第 3 腳的誤差電壓輸入端,另一個就是我們通常使用的光電耦合器來控制芯片第 5 腳。 電源啟動后,開關變壓器 T802 的輔助繞組產生電壓后經 R811、R810、VR801 分壓后進入第 3 腳內部分成兩路,一路和內部的誤差放大器的反相輸入端連接,穩定電源的工作狀態。 如果電源出現故障導致次級電壓上升時,經過變壓器的反饋,芯片第 3 腳所分的電壓也會隨之上升,誤差放大器輸出電壓降低,經第 4 腳的外接電容 C817 濾波后,送至內部的開機時間比較器,從而控制第 13 腳的輸出脈沖,讓 Q801 的導通時間縮短,使得輸出電壓降低,從而達到穩壓的目的。 而另一路芯片第 5 腳主要是更加保險的做法,是為了防止變壓器出現故障時,還可以通過其他方式來控制電壓。 當輸出電壓升高時,電壓經 R931、R932、R934、RP931 分壓后的取樣電壓同樣升高,則 V904 和 V902 發射極的電壓也同樣升高,V902 集電極的電流增大,也就是光耦的 1、2 腳導通電流增大,則導通強度增大;3、4 腳的內阻減小,導致芯片 IC801 的第 5 腳電壓下降,芯片內部進行檢測放大后,輸送到開機時間比較器,控制第 13 腳的輸出脈沖,從而達到穩壓的目的。 如果這兩路都沒有問題的情況下,當輸出電壓升高時,芯片的內部線路會先接通電壓較低的那一路,控制輸出脈沖,起到穩壓的作用,而另一路并不會工作,這樣就可以提高電源的工作效率了。

    時間:2020-09-17 關鍵詞: 電源穩壓控制系統

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