時間:2024-07-24 16:06:01來源:21ic電子網(wǎng)
(一)簡介
開關(guān)電源又稱交換式電源、開關(guān)變換器,是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置,是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個位準(zhǔn)的電壓,透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源,而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備,例如個人電腦,而開關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。
(二)開關(guān)電源主要用途
開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、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,視聽產(chǎn)品,安防監(jiān)控,LED燈帶,電腦機(jī)箱,數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。
(三)開關(guān)電源主要分類
1、微型低功率開關(guān)電源
開關(guān)電源正在走向大眾化,微型化。開關(guān)電源將逐步取代變壓器在生活中的所有應(yīng)用,低功率微型開關(guān)電源的應(yīng)用要首先體現(xiàn)在,數(shù)顯表、智能電表、手機(jī)充電器等方面,F(xiàn)階段國家在大力推廣智能電網(wǎng)建設(shè),對電能表的要求大幅提高,開關(guān)電源將逐步取代變壓器在電能表上面的應(yīng)用。
2、反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源
反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源與一般串聯(lián)式開關(guān)電源的區(qū)別是,這種反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源輸出的電壓是負(fù)電壓,正好與一般串聯(lián)式開關(guān)電源輸出的正電壓極性相反;并且由于儲能電感L只在開關(guān)K關(guān)斷時才向負(fù)載輸出電流,因此,在相同條件下,反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源輸出的電流比串聯(lián)式開關(guān)電源輸出的電流小一倍。
(一)整流橋并聯(lián)
在小功率設(shè)計中,一般很少用到整流橋的并聯(lián),但在某些大功率輸出的情況下,不想增添新的器件單個整流橋電流又不滿足輸入功率要求,就需要用到整流橋的并聯(lián)了,整流橋的并聯(lián)不能采用兩個整流橋各自整流后直流并聯(lián)的方式,也就是不能采用圖1的方式,因?yàn)檎鳂驔]有配對,單純靠自身的V-I特性,一般是無法均流的,這樣就會造成兩個整流橋發(fā)熱不一致。而采用圖2的方式,通常認(rèn)為在一個封裝內(nèi)的兩個二極管是非常匹配的,是可以均分電流的,所以采用圖2的方式就可以實(shí)現(xiàn)整流橋的并聯(lián)了。
(二)浮地驅(qū)動
在驅(qū)動電路設(shè)計中,經(jīng)常會提到MOS管需要浮地驅(qū)動,那么什么是浮地驅(qū)動呢?簡單的說就是MOS管的S極與控制IC的地不是直接相連的,也就是說不是共地的。以我們常用的BUCK電路為例,如下圖:控制IC的地一般是與輸入電源的地共地的,而MOS管的S極與輸入電源的地之間還有一個二極管,所以控制IC的驅(qū)動信號不能直接接到MOS管的柵極,而需要額外的驅(qū)動電路或驅(qū)動IC,比如變壓器隔離驅(qū)動或類似IR2110這樣的帶自舉電路的驅(qū)動芯片。
當(dāng)然還有另外的方式,那就是采用別的方式給控制IC供電,然后將控制IC的地連接到MOS管的S端,這樣就不是浮地了,控制IC的輸出就可以直接驅(qū)動MOS管。
(三)滯環(huán)比較器
在保護(hù)電路中,為了防止保護(hù)電路在保護(hù)點(diǎn)附近來回震蕩,所以一般都增加一定的滯環(huán)。
1M電阻就起到滯環(huán)的作用,如果沒有1M電阻,很明顯,VF電壓達(dá)到2.5V運(yùn)放輸出低電平,低于2.5V,運(yùn)放輸出高電平。增加1M電阻后,在運(yùn)放輸出低電平時,6腳電平為0.7+(2.5-0.7)*1000/1010=2.48V。當(dāng)VF低于6腳電平后,7腳輸出高電平(如果運(yùn)放供電15V,7腳輸出可按照14V計算)可以計算此時6腳電平為2.5+(14-2.5)*10/1010=2.61V,如果這是一個輸入欠壓保護(hù)電路,且VF為100:1的取樣,則當(dāng)輸入電壓高于261V,電路正常工作,當(dāng)電壓低于248V才會欠壓保護(hù),這樣就增強(qiáng)了保護(hù)電路的抗干擾能力。
一般經(jīng)常用到滯環(huán)比較器的地方有:過欠壓保護(hù)電路、轉(zhuǎn)燈電路等
(四)誤差放大器輸出鉗位電路
設(shè)計電源中,無論是恒壓源還是恒流源,只要是閉環(huán)控制,總少不了誤差放大器,在進(jìn)入閉環(huán)之前,誤差放大器輸出電壓為最高值,正常來說,誤差放大器供電一般在15V左右,則誤差放大器的輸出在開環(huán)的時候?yàn)?4V左右,隨著輸入信號的增加,達(dá)到穩(wěn)壓(穩(wěn)流)點(diǎn)后,誤差放大器從最高點(diǎn)開始降低直到閉環(huán)需要的值,在誤差放大器輸出降低過程中,時間越常自然輸出超調(diào)越大電路越不容易進(jìn)入穩(wěn)定。
增加一個二極管+穩(wěn)壓管后,可以在一定程度上改善這個問題,如下圖所示,如果穩(wěn)壓管是5V的,那么在開環(huán)的時候,誤差放大器輸出被鉗位在6V左右,這樣當(dāng)進(jìn)入閉環(huán)的時候,誤差放大器輸出就不是從14V開始下降而是從6V左右,降低到閉環(huán)需要的電壓值自然需要的時間就短,電路就越容易進(jìn)入穩(wěn)定。
大家可以去看看IC內(nèi)部的誤差放大器輸出,無論IC供電電壓多少伏,誤差放大器輸出電壓的最大值應(yīng)該都不會是IC供電電壓,而是6V左右吧,不知道是不是也是基于這個原因。
(五)雙環(huán)控制系統(tǒng)的切換
在設(shè)計電路中,帶有限流功能的恒壓源及帶有限壓功能的恒流源相信大家都不陌生,很多網(wǎng)友在設(shè)計電路的時候,有時候會采用下圖所示電路,一個穩(wěn)壓環(huán)一個穩(wěn)流環(huán),逐漸增加負(fù)載,穩(wěn)流環(huán)輸出低電平進(jìn)入限流,當(dāng)負(fù)載減小退出限流的時候,穩(wěn)壓環(huán)需要一個切換時間,那么就出現(xiàn)了兩環(huán)路都不工作的一個空白區(qū),在這時間內(nèi),電路相當(dāng)于開環(huán),對電路來說,總歸不是好事。
但如果第二個電路,就不存在這樣的問題,限流的時候,穩(wěn)流環(huán)拉低穩(wěn)壓環(huán)的基準(zhǔn),在這個過程中,兩個環(huán)路都在工作,即使在限流過程中,突然斷開負(fù)載,由于穩(wěn)壓環(huán)一直在工作,所以在很短時間內(nèi)電路就會進(jìn)入穩(wěn)定。而不會出現(xiàn)上述電路的空白區(qū)。
(六)漏感的測量
在電源變壓器設(shè)計過程中,相信大家都很清楚變壓器的漏感如何測量,很多網(wǎng)友經(jīng)常在帖子里提到,我的變壓器電感1mH漏感600uH,如果你也測量到這種情況,那么最好再確認(rèn)一下,因?yàn)槲覀冎缆└袃Υ娴哪芰渴菬o法傳遞到副邊的,如果你的變壓器參數(shù)如上所說,你想想你的變壓器的效率會有多少?還有的網(wǎng)友會納悶,自己繞的變壓器明明漏感測試的不大,為什么在應(yīng)用中會出現(xiàn)那么大的尖峰?因?yàn)樵趯?shí)際工作中,不僅僅變壓器的漏感在起作用,你的布線電感也在起作用。
正確的測試漏感的方法應(yīng)該是其余器件先不焊,將變壓器首先焊接在pcb上,然后用粗短線將MOS管,輸出整流二極管短接,將輸出濾波電容短接,從輸入濾波電容測量進(jìn)去得到的是輸入的漏感。將輸入濾波電容短接,從輸出濾波電容測量進(jìn)入,得到的是輸出端的漏感,這樣的測試方法考慮了PCB的分布電感,更接近實(shí)際的情況。
(七)MOS管的驅(qū)動
過欠壓、過流保護(hù)的電路,分別通過兩個光耦控制驅(qū)動信號,正常情況下光耦導(dǎo)通,MOS管導(dǎo)通,出現(xiàn)異常后光耦切斷,MOS管斷開,這個圖至少有兩個明顯的錯誤,大家看看在哪里。(R6R7為1k,R25R26為10k)
(八)反饋電路中兩個電阻的選擇依據(jù)
以384X電路為例,常用的光藕隔離反饋電路接法有兩種,一種是將2腳接地,光藕4腳接1腳,通過拉低1腳的電平來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。
有的人覺得這種方式不合理,會采用的方式,這種方式也是一樣的道理。
電路中,R7、R8接成比例放大,放大倍數(shù)為1,也就是R7=R8,電容C2主要起濾波作用,我一般選擇的很小100P。如果電流采樣信號在0-1V范圍內(nèi),電路都正常工作,對應(yīng)COMP端電壓,就是就是1V--4.4V(內(nèi)部二極管壓降認(rèn)為0.7V,1V為PDF提供的最低工作電壓)那么折算到R6上電壓應(yīng)該能在0.6V--4V變化。如果光藕傳輸比為β,則可以得到下面的式子 4≤R6*(V0-2.5-1.1)*β/R5
也就是說,當(dāng)光藕原邊流過最大電流的時候,副邊電流在R6上的壓降應(yīng)不小于4V。至于R5的選擇,我在另一個帖子提到,一般光偶原邊電流控制在5mA即可,這樣就可以選擇R6的值。
(九)小功率反激類電源的調(diào)試
小功率反激類輸出電源,對于經(jīng)常設(shè)計的人來說,基本都是空載或輕載直接上電,由于 已經(jīng)輕車熟路,所以基本不會有什么問題,主要問題在于參數(shù)的優(yōu)化。但對于菜鳥或新手來說,有時候電路原理還不是很明了,想通過動手來加強(qiáng)印象,如果自己做出來的電源直接上電,估計炸機(jī)的可能性會超過一半,所以還是循序漸進(jìn)好一些。
首先,單獨(dú)給控制IC供電,看看IC工作是否正常,主要看頻率及MOS管的驅(qū)動信號,如果單獨(dú)供電,IC都工作不正常的話,你如果直接上電后果是什么不用說了吧?IC單獨(dú)供電正常后,我一般都是找一個帶限流功能的直流輸出電源給自己設(shè)計的電源供電,然后空載上電,看輸出電壓是否正常,由于直流輸出電源帶限流功能,所以即使存在問題也是供電電源限流保護(hù),空載輸出電壓正常再逐漸加載。
如果沒有帶限流功能的直流電源,我的意見也不要貿(mào)然直接加交流,可以在交流輸入端串聯(lián)一個白熾燈做限流功能,然后看空載是否正常,如果正常后再將白熾燈去掉加交流,這樣會安全一些。
中國傳動網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動網(wǎng)(treenowplaneincome.com)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用時須注明來源“中國傳動網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。
產(chǎn)品新聞
更多>2024-09-13
2024-09-09
2024-09-06
英偉達(dá)Blackwell可支持10萬億參數(shù)模型AI...
2024-09-05
2024-08-23
2024-08-22
推薦專題
更多>