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尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣,模塊電源的增幅已經(jīng)超出了一次電源。模塊電源具有隔離作用,抗*力強(qiáng),自帶保護(hù)功能,便于集成。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開(kāi)關(guān)的大量使用,模塊電源功率密度越來(lái)越大,轉(zhuǎn)換效率越來(lái)越高,應(yīng)用也越來(lái)越簡(jiǎn)單。
開(kāi)關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類(lèi),DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化,且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化,并已得到用戶(hù)的認(rèn)可,但AC/DC的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中,遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問(wèn)題。
人們?cè)陂_(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開(kāi)發(fā)相關(guān)的電力電子器件,邊開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)變頻技術(shù),兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開(kāi)關(guān)電源每年以超過(guò)兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。以下分別對(duì)兩類(lèi)開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述直流斬波編輯DC/DC變換是將可變的直流電壓變換成固定的直流電壓,也稱(chēng)為直流斬波。
斬波器的工作方式有兩種,一是脈寬調(diào)制方式Ts不變,改變ton(通用),二是頻率調(diào)制((1)Buck電路——降壓斬波器,其輸出平均電壓U0小于輸入電壓Ui,極性相同。(2)Boost電路——升壓斬波器,其輸出平均電壓U0大于輸入電壓Ui,極性相同。
(3)Buck-Boost電路——降壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui,極性相反,電感傳輸。(4)Cuk電路——降壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui,極性相反,電容傳輸。
當(dāng)今軟開(kāi)關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍,美國(guó)VICOR公司設(shè)計(jì)制造的多種ECI軟開(kāi)關(guān)DC/DC變換器,其zui大輸出功率有300W、600W、800W等,相應(yīng)的功率密度為(6.2、10、17)W/cm3,效率為(80~90)%。
日本TDK-Lambda公司推出的一種采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的高頻開(kāi)關(guān)電源模塊RM系列,其開(kāi)關(guān)頻率為(200~300)kHz,功率密度已達(dá)到27W/cm3,采用同步整流器(MOSFET代替肖特基二極管),使整個(gè)電路效率提高到90%。
還有Sepic、Zeta電路。上述為非隔離型DC-DC變換器電路,隔離型DC-DC變換器有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。變換編輯AC/DC變換是將交流變換為直流,其功率流向可以是雙向的,功率流由電源流向負(fù)載的稱(chēng)為“整流”,功率流由負(fù)載返回電源的稱(chēng)為“有源逆變”。
AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,因必須經(jīng)整流、濾波,因此體積相對(duì)較大的濾波電容器是*的,同時(shí)因遇到安全標(biāo)準(zhǔn)(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流輸入側(cè)必須加EMC濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元件,這樣就限制AC/DC電源體積的小型化,另外,由于內(nèi)。
開(kāi)關(guān)電源的選用開(kāi)關(guān)電源在輸入抗干擾性能上,由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(多級(jí)串聯(lián)),一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過(guò),在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標(biāo)上與線(xiàn)性電源相比具有較大的優(yōu)勢(shì),其輸出電壓穩(wěn)定度可達(dá)(0.5~1)%。
開(kāi)關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件,在選用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):電流選擇編輯因開(kāi)關(guān)電源工作效率高,一般可達(dá)到80%以上,故在其輸出電流的選擇上,應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量或計(jì)算用電設(shè)備的zui大吸收電流,以使被選用的開(kāi)關(guān)電源具有高的性能價(jià)格比,通常輸出計(jì)算公式為:Is=KIf式中:Is—開(kāi)關(guān)電源的額定輸出電流;If—用電。
AC/DC變換按電路的接線(xiàn)方式可分為,半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為,單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。幾大指標(biāo)編輯功率P=UI,是輸出電壓和輸出電流的乘積。
輸入電壓分交流輸入和直流輸入2種。輸出電壓一般是直流輸出,但也有交流輸出的。工作溫度隔離電壓:隔離就是將輸出與輸入進(jìn)行電路上的分離。有以下幾個(gè)作用:一,電流變換;二,為了防止輸入輸出相互干擾;三,輸入輸出電路的信號(hào)特性相差太大,比如用弱信號(hào)控制強(qiáng)電的設(shè)備封裝尺寸有插針,貼片的,和螺旋。
輸出有單路輸出,雙路輸出及多路輸出。電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器,其特點(diǎn)是可為集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微處理器、存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。
一般來(lái)說(shuō),這類(lèi)模塊稱(chēng)為負(fù)載點(diǎn)(POL)電源供應(yīng)系統(tǒng)或使用點(diǎn)電源供應(yīng)系統(tǒng)(PUPS)。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多,因此模塊電源廣泛用于交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車(chē)電子、航空等。
分類(lèi)編輯按現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域,我們把電源模塊劃分如下:綠色電源模塊高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源模塊技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開(kāi)關(guān)電源,*完成計(jì)算機(jī)電源換代。
綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。