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电源,如何选择合适主电路拓扑?

时间:2021-11-25

一、评价设想目标


1.输出参数:输出电压巨细,交换仍是直流,相数,频次等。

? 国际电压等级有单相120Vac,220Vac,230Vac等。国际通用的交换电压局限为85~265V。普通包孕输出电压额定值及其变迁局限;

? 3kW如下功率常选用单相输出,5kW以上选用三相输出;

? 工业用电频次普通为50Hz或许60Hz,航空航天电源、船舶用电为400Hz.

? 有没有功率因数(Power Factor)和谐波(Total Harmonics Distortion)目标


2.输入参数:输入功率,输入电压,输入电流,纹波,稳压(稳流)精度,调解率,静态特点(稳固时候:settling time)、电源的启动时候和坚持时候。

? 输入电压:额定值+调理局限。输入电压的下限应尽可能接近额定值,以防止不必要的过大的设想余量。

? 输入电流:额定值+过载倍数。有稳流请求的还会指定调理局限。有些电源不允许空载,是以还应指定电流上限。

? 稳压稳流精度:影响要素包孕输出电压调解率,负载调解率,时效误差。基准源精度、检测元件精度、操纵电路中运放的精度对稳压稳流精度影响很大。


3.服从:额外输出电压与额外输入电压、额外输入电流时输入功率与输出有功功率的比值。

消耗:

开关频次亲近相干的消耗:开关器件的开关消耗,磁性元件的铁损,吸取电路的消耗。

电路中的通态消耗:开关器件的通态消耗,磁性元件的铜损,路线消耗。这部份消耗取决于电流。

别的消耗:操纵电路消耗,驱动电路的消耗等普通输入电压较高的电源的服从高于输入电压较低的电源。高输入电压的电源服从可达90%~95%的服从。大功率电路的服从能够比小功率电路的服从做得更高。


4.电压调解率和负载调解率

? 电压(源)调解率:电源调解率通常以额外负载条件下,由输出电压变迁所造成其输入电压误差率。如以下公式所示:

Vo(max)-Vo(min) / Vo(normal)

或许划定其输入电压之误差量须於划定之上上限范围内,即输入电压之上上限绝对值之内。

? 负载调解率:负载调解率的界说为开关电源於输入负载电流变化时,供应其稳固输入电压的才能。或许输入负载电流变迁下,其输入电压误差量不得跨越上上限绝对值。

测试要领:待测电源在失常输出电压及负载状态下热机稳固後,丈量失常负载下的输入电压值,再分手丈量轻载(Min)、重载(Max)负载下其输入电压值(分别为Vmax与Vmin),负载调解率通常以失常流动输出电压下,由负载电流变迁所造成其输入电压误差率的百分比,如以下公式所示:

V0(max)-V0(min) / V0(normal)


5.静态特点:负载渐变时输入电压的变迁

? 开关电源经由过程反馈操纵回路保证其输入电压稳固,实际上反馈操纵回路有必定的频宽,是以限定了电源供应器对负载电流变化时的反映,大概惹起开关电源不稳定、失控或振荡之征象。实际上,电源供应器事情时的负载电流也是静态变迁的,是以静态负载测试对电源供应器而言是极其首要的。

? 可编步伐电子负载可用来模仿电源供应器实践事情时最卑劣的负载情形,如负载电流敏捷回升、降低之斜率、周期等,若电源供应器在卑劣负载状态下,仍可以或许维持稳固的输入电压不产生过冲(Overshoot)或太低(Undershoot)情况,否则会致使电源输入电压跨越负载元件(如TTL电路其输入刹时电压应介於4.75V至5.25V之间,才不致惹起TTL逻辑电路之误行动)事情局限。


6.电源启动时候(Set-Up Time)与坚持时候(Hold-Up Time)

? 启动时候:指电源从输出接上电源起到其输入电压上升到稳压范围内为止的时候,以一输入为5V的电源供应器为例,启动时候为从电源开机起到输入电压达到4.75V为止的时候。

? 坚持时候:电源从堵截输出电源起到其输入电压下降到稳压局限外为止的时候,以一输入为5V的电源供应器为例,坚持时候为从关机起到输入电抬高於4.75V为止的时候,普通值为10-20ms,以防止电力公司供电中因为短时电压中缀(半个或一个电网电压周期)时负载事情遭到影响。


7. 多路输入电源的交织调解率:

? 多输入还需要思量交织调解率(Cross Regulation)。

甚么是交织调解率?

一起输入负载变化时,另外一路输入电压的变迁局限。

进步交织调解率的惯例设施:后级调解

如:小功率多路输入Flyback

“”

输出电压局限..............90~264VAC, 120-370VDC

输出电流..................2.0A/115V 1.1A/230V,输出频次:47~63HZ

打击电流..................冷启动电流20A/115V 40A/230V

漏电流....................< 2mA/240VAC

输入电压调理局限..........CH1 : -5~ 10%

电压调解率................CH1:< 1% , CH2:< 1%

负载调解率................CH1:< 3% ,CH2/3:< 4-8%

过载维护..................105%~150% 维护范例:电流限定,主动复原

过压维护..................115-135%CH1额外输入电压

温度系数..................±0.03%℃(0~50℃)

启动、回升、坚持时候......800ms,60ms,20ms

抗震性....................10~500Hz,2G 三轴10min./1周期,每轴1小时

耐压性....................输出-输入:3KVAC,输出-外壳:1.5KVAC,

输入-外壳:0.5KVAC 1分钟

绝缘电阻...............输出-输入、输出-地、输入-地500VDC/100M Ohms

事情温度、湿度............-10℃~ 60℃,20%~90%RH(0-45℃/100%,-10℃/80%,60℃/60% LOAD)

存储温度、湿度............-20℃~ 85℃,10%~95RH

形状尺寸..................199*99*50mm CASE 916A

分量......................0.6kg;20pcs/13kg/1.17CUFT

平安规范..................餍足UL1310,TUV EN60950请求

EMC/谐波规范............... 餍足EN55022 class B/A,EN61000-3-2,3 EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11,ENV50204




? 功率在75如下普通不合错误输出侧谐波举行限定是以选用电路简略本钱昂贵的反激式电路。日本限定50W如下。照明请求更高,25W。

? 电路功率在75瓦以上普通电源请求餍足谐波IEC61000-3-2普通请求有功率因数校订是以大多接纳两级计划。

Boost PFC Flyback; <100W

Boost PFC half bridge 100W<<500W

? 当更大功率(500瓦以上),可采用或许本钱请求抉择半桥,功率抉择全桥。推挽型电路平日用于功率较大输出电压很低场所普通功率小于20W因为电源消耗以磁元件,开关,和驱动消耗为主消耗比重小(电流是以抉择电路拓扑简略计划。如DCM Flyback。

? 当电源消耗消耗为主时(大功率或许高压大电流需求思量可以或许下降消耗计划比方:同步整流,多级转换,并联混杂拓扑等。 

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