開關(guān)電源的組成和11個(gè)常見問題
開關(guān)電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。
1、主電路
沖擊電流限幅:限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。
輸入濾波器:其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。
整流與濾波:將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。
逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是高頻開關(guān)電源的
開關(guān)電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。
1、主電路
沖擊電流限幅:限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。
輸入濾波器:其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。
整流與濾波:將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。
逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是高頻開關(guān)電源的 部分。
輸出整流與濾波:根據(jù)負(fù)載需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電源。
2、控制電路
一方面從輸出端取樣,與設(shè)定值進(jìn)行比較,然后去控制逆變器,改變其脈寬或脈頻,使輸出穩(wěn)定,另一方面,根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù),經(jīng)保護(hù)電路鑒別,提供控制電路對電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。
3、檢測電路
提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。
4、輔助電源
實(shí)現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動(dòng),為保護(hù)電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。
介紹了前十個(gè)問題,下面公布下后面的十一個(gè)問題
11、反饋環(huán)路設(shè)計(jì)以及補(bǔ)償如何入手?
解答:反饋環(huán)路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時(shí),輸出電壓會(huì)圍繞著平均值上下波動(dòng),增益越高,波動(dòng)的幅度就越大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時(shí),輸出電壓又會(huì)不穩(wěn)定。為了使輸出電壓穩(wěn)定,但又不發(fā)生振蕩,一般都把反饋環(huán)路分成三個(gè)回路來組成,一個(gè)回路用來決定微分增益的大小,另一個(gè)回路用來決定積分增益的大小,還有一個(gè)是決定直流增益的大小。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個(gè)反饋環(huán)路的增益,就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定,又不出現(xiàn)振蕩。
12、 近在做DC TO DC效率有點(diǎn)低,怎樣解決呢?
解答:把工作頻率降低,或把電源開關(guān)管換成一個(gè)高速開關(guān)管,另外還可以把變壓器的體積加大,把 大磁通密度(Bm)的取值降低,即把開關(guān)變壓器初級線圈的匝數(shù)增加,因?yàn)殚_關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗與工作頻率成正比,與 大磁通密度增量的平方成正比。
13、怎么計(jì)算 小直流電壓的?我看了好幾個(gè)版本一直找不到 合適的。
解答:這里我不太明白你說的“ 小直流電壓”是指哪方面?如果是開關(guān)電源的 小輸入直流電壓,一般可根據(jù) 低輸入交流電壓換算得來,比如, 低輸入交流電壓為AC100V(有效值),則換算為 低直流輸入電壓大約為120V(取平均值),因?yàn)檎鳛V波后 大值為140V, 低值為100V,取平均值就是120V。
如果 小直流電壓為晶體管自激式開關(guān)電源的正反饋電壓,則此電壓 好選為晶管導(dǎo)通時(shí)工作電壓的2倍,而留1倍作為可調(diào)整的余量用。如果 小直流電壓為場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的 小工作電壓,則此工作電壓 低不能小于16V,因?yàn)?,大功率場效?yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動(dòng)電壓都在12V以上( 好為20V)。
14、我做的反激式變壓器電源輸出側(cè)有毛刺,且毛刺的頻率和原邊開關(guān)頻率一樣,怎么消除毛刺呢?
解答:在次級整流與濾波電容之間串了一個(gè)小電感,但電感流過直流時(shí)不能飽和,這種電感的磁回路不能用封閉式的,必須要留有很大的氣隙。
15、反激式電源開關(guān)頻率如何優(yōu)化選擇? VOR反激電壓如何優(yōu)化設(shè)置,在什么情況下 合適?匝比如何 優(yōu)化計(jì)算?
解答:反激式開關(guān)電源工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源的工作效率和體積大小有關(guān),而開關(guān)電源的工作效率又主要與開關(guān)電源管、開關(guān)變壓器的損耗(磁滯損耗和渦流損耗)有關(guān),這兩者的損耗均與頻率成正比。開關(guān)電源管的損耗主要由開通損耗(導(dǎo)通時(shí)間損耗)和關(guān)斷損耗(關(guān)斷時(shí)間損耗)組成,開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間越長,這兩個(gè)損耗就越大。
一般大功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間都比小功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間長很多,所以大功率開關(guān)電源的工作頻率一般都取得比較低。在考慮開關(guān)電源的工作效率時(shí),如果從開關(guān)電源的體積和成本等方面考慮, 好選工作效率為80%左右較為合適,此時(shí),開關(guān)電源管的損耗大約占總損耗的50%,開關(guān)變壓器的損耗大約占總損耗的30%,其余電路的損耗大約占總損耗的20%。開關(guān)變壓器的匝數(shù)比與輸入輸出電壓的比值有關(guān),與開關(guān)電源的占空比有關(guān)。
16、 初期峰值電流IP 和反激電壓VOR 以及 優(yōu)化的反激電源占空比如何設(shè)定,謝謝!
解答:反激式開關(guān)電源的初、次級線圈產(chǎn)生的反激電壓的大小均與開關(guān)電源的占空比有關(guān),以及與輸入電壓有關(guān),在選擇開關(guān)電源的占空比時(shí),必須考慮,初、級線圈產(chǎn)生的反激電壓峰值與工作電壓(輸入電壓)之和不能超過電源開關(guān)管耐壓Bvmax的0.7倍,根據(jù)此條件(Bvmax)就可以計(jì)算反激式開關(guān)電源在 高輸入電壓時(shí)的 大占空比Dmax。例如,Bvmax為650V的電源開關(guān)管,在輸入電壓為AC260V時(shí),其占空比只能選為0.306左右。
17、反激式電源開關(guān)頻率如何優(yōu)化選擇? VOR反激電壓如何優(yōu)化設(shè)置,在什么情況下 合適?匝比如何 優(yōu)化計(jì)算?
解答:反激式開關(guān)電源工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源的工作效率有關(guān),而開關(guān)電源的工作效率又主要與開關(guān)電源管、開關(guān)變壓器的損耗(磁滯損耗和渦流損耗)有關(guān),這兩者的損耗均與頻率成正比。開關(guān)電源管的損耗主要由開通損耗(導(dǎo)通時(shí)間損耗)和關(guān)斷損耗(關(guān)斷時(shí)間損耗)組成,開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間越長,這兩個(gè)損耗就越大。
一般大功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間都比小功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間長很多,所以大功率開關(guān)電源的工作頻率一般都取得比較低。在考慮開關(guān)電源的工作效率時(shí),如果從開關(guān)電源的體積和成本等方面考慮, 好選工作效率為80%左右較為合適,此時(shí),開關(guān)電源管的損耗大約占總損耗的50%,開關(guān)變壓器的損耗大約占總損耗的30%,其余電路的損耗大約占總損耗的20%。開關(guān)變壓器的匝數(shù)比與輸入輸出電壓的比值有關(guān),與開關(guān)電源的占空比有關(guān)。
18、怎么計(jì)算 小直流電壓的?我看了好幾個(gè)版本一直找不到 合適的?
解答:這里我不太明白你說的“ 小直流電壓”是指哪方面?如果是開關(guān)電源的 小輸入直流電壓,一般可根據(jù) 低輸入交流電壓換算得來,比如, 低輸入交流電壓為AC100V(有效值),則換算為 低直流輸入電壓大約為120V(取平均值),因?yàn)檎鳛V波后 大值為140V, 低值為100V,取平均值就是120V。
如果 小直流電壓為晶體管自激式開關(guān)電源的正反饋電壓,則此電壓 好選為晶體管導(dǎo)通時(shí)工作電壓的2倍,而留1倍作為可調(diào)整的余量用。如果 小直流電壓為場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的 小工作電壓,則此工作電壓 低不能小于16V,因?yàn)?,大功率場效?yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動(dòng)電壓都在12V以上( 好為20V)。
19、 近在做DC TO DC效率有點(diǎn)低,怎樣解決呢?
解答:把工作頻率降低,或把電源開關(guān)管換成一個(gè)高速開關(guān)管,另外,還可以把變壓器的體積加大,把 大磁通密度(Bm)的取值降低,即把開關(guān)變壓器初級線圈的匝數(shù)增加,因?yàn)殚_關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗與工作頻率成正比,與 大磁通密度增量的平方成正比。
20、問題: 反饋環(huán)路設(shè)計(jì)以及補(bǔ)償如何入手?
解答:反饋環(huán)路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時(shí),輸出電壓會(huì)圍繞著平均值上下波動(dòng),增益越高,波動(dòng)的幅度就越大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時(shí),輸出電壓又會(huì)不穩(wěn)定。為了使輸出電壓穩(wěn)定,但又不發(fā)生振蕩,一般都把反饋環(huán)路分成三個(gè)回路來組成,一個(gè)回路用來決定微分增益的大小,另一個(gè)回路用來決定積分增益的大小,還有一個(gè)是決定直流增益的大小。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個(gè)反饋環(huán)路的增益,就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定,又不出現(xiàn)振蕩。