大功率的開(kāi)關(guān)電源的工作原理我們分為一下八點(diǎn)來(lái)說(shuō):1、交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;2、通過(guò)高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管,將那個(gè)直流加到開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)上;3、開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負(fù)載;4、輸出部分通過(guò)一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的;5、交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過(guò)厄流圈一類(lèi)的東西,過(guò)濾掉電網(wǎng)上的干擾,同時(shí)也過(guò)濾掉電源對(duì)電網(wǎng)的干擾;6、在功率相同時(shí),開(kāi)關(guān)頻率越高,開(kāi)關(guān)變壓器的體積就越小,但對(duì)開(kāi)關(guān)管的要求就越高;7、開(kāi)關(guān)變壓器的次級(jí)可以有多個(gè)繞組或一個(gè)繞組有多個(gè)抽頭,以得到需要的輸出;8、一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路,比如空載、短路等保護(hù),否則可能會(huì)燒毀開(kāi)關(guān)電源。
在開(kāi)關(guān)電源的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中尤為重要的是開(kāi)關(guān)管及所有功率器件的功率裕量和反向耐壓,開(kāi)關(guān)變壓器匝比和漏感。所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候要特別注意這個(gè)方面。1、從器件方面來(lái)說(shuō),對(duì)于在自己設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的難度來(lái)說(shuō),首先是器件的問(wèn)題,功率大了之后為選擇器件帶來(lái)麻煩,一般的器件不可能在這樣一個(gè)功率條件下工作。所以要選擇一個(gè)大功率的器件,并且能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的進(jìn)行工作。2、難度在指標(biāo)問(wèn)題,開(kāi)關(guān)電源要達(dá)到產(chǎn)品層次,必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),比如輸出電壓、輸出功率等數(shù)據(jù)方面的問(wèn)題,要做到產(chǎn)品的穩(wěn)定運(yùn)行并不太好做。。相對(duì)較難的是輸出功率(帶負(fù)載的能力),有些電源在空載時(shí)可能輸出參數(shù)都很好看,但掛上比較重的負(fù)載后,指標(biāo)全爛了。還有就是EMC/EMI設(shè)計(jì),電源的輻射相對(duì)較大,國(guó)家在這方面有很?chē)?yán)格的技術(shù)指標(biāo),大功率情況下要做好難度也挺大。3、電路設(shè)計(jì)的問(wèn)題,由于功率大,電路設(shè)計(jì)特別是PCB設(shè)計(jì)時(shí)還需要考慮。電流大了,需要考慮線路、散熱等方面的問(wèn)題。四、大功率開(kāi)關(guān)電源在市場(chǎng)的用途開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器,電子冰箱,液晶顯示器,LED燈具,通訊設(shè)備,視聽(tīng)產(chǎn)品,安防監(jiān)控,LED燈袋,電腦機(jī)箱,數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類(lèi)等領(lǐng)域。以上我們分別從大功率開(kāi)關(guān)電源的概念定義、它的工作原理、自己在設(shè)計(jì)中會(huì)遇到的難度及它的市場(chǎng)用途四個(gè)方面闡述了大功率開(kāi)關(guān)電源的相關(guān)問(wèn)題。對(duì)于它的設(shè)計(jì)流程請(qǐng)聯(lián)系我們沃爾,沃爾電子有著強(qiáng)大的開(kāi)關(guān)電源技術(shù)團(tuán)隊(duì)及多年的設(shè)計(jì)研發(fā)經(jīng)驗(yàn),定能給您帶來(lái)高質(zhì)量的大功率電源的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
電子行業(yè)技術(shù)日新月異,開(kāi)關(guān)電源新產(chǎn)品帶來(lái)的利益是驚人的:較小的外形尺寸、設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單、工作溫度低、效率高,以及較高的集成度,是提高最終產(chǎn)品的健壯性和可靠性,而這一切都離不開(kāi)創(chuàng)新。濟(jì)南沃爾電子公司研發(fā)部以前瞻的眼光,精準(zhǔn)的市場(chǎng)預(yù)測(cè),對(duì)穩(wěn)壓器進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。1、工藝技術(shù)升級(jí) 用來(lái)制造穩(wěn)壓器的工藝對(duì)產(chǎn)品能夠達(dá)到的指標(biāo)影響巨大?,F(xiàn)代化工藝支持更快的開(kāi)關(guān)頻率。一般而言,較高的開(kāi)關(guān)頻率對(duì)設(shè)計(jì)帶來(lái)的好處是較小的外形尺寸。較高的開(kāi)關(guān)頻率使電感尺寸小許多,并可使用更小的輸出濾波電容。結(jié)合現(xiàn)代開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器IC本身大幅縮小的外形尺寸,使得電源整體尺寸大大減小,可能在縮小50%同時(shí)不會(huì)影響輸出質(zhì)量。2、集成升級(jí) 過(guò)去,內(nèi)置開(kāi)關(guān)的穩(wěn)壓器只能提供較低的輸出電流——小于1A,并且需要外部開(kāi)關(guān)二極管。研發(fā)部工作人員經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn),使得工藝技術(shù)的大幅進(jìn)步,允許在單一芯片集成先進(jìn)的FET開(kāi)關(guān),并且提供更高的輸出功率(1至10A),產(chǎn)品尺寸更小。3:架構(gòu)升級(jí) 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器內(nèi)部的開(kāi)關(guān)架構(gòu)也直接影響工作效率。在中/高等負(fù)載條件下,具有同步開(kāi)關(guān)控制的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器效率較高。過(guò)去,整合了同步開(kāi)關(guān)控制的產(chǎn)品非常昂貴,主要采用開(kāi)關(guān)控制器(即控制外部開(kāi)關(guān)的產(chǎn)品)。目前,公司多數(shù)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器則集成了同步開(kāi)關(guān)和功率MOSFET開(kāi)關(guān),由此提高效率,并獲取低成本設(shè)計(jì)。
一、開(kāi)關(guān)電源中變壓器的組成變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈,其余的繞組叫次級(jí)線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡(jiǎn)單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成,如圖所示。
二、開(kāi)關(guān)電源中變壓器的原理變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí),鐵心中便產(chǎn)生交變磁通,交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù),表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標(biāo)1表示,副線圈物理量用下角標(biāo)2表示),其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱(chēng)變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
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