鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2127次 | 2020年05月23日
學(xué)習(xí)一下什么是開關(guān)電源
在過渡過程中,自動控制穩(wěn)定輸出和各種保護(hù)環(huán)節(jié)的電路稱為開關(guān)電源廠家。開關(guān)電源是一種用于AC/DC、DC/DC和DC/AC的功率轉(zhuǎn)換裝置。這些轉(zhuǎn)換由兩個(gè)部分完成:主循環(huán)和控制循環(huán)。主電路將輸入的交流轉(zhuǎn)換為負(fù)載,從而決定開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換要求、功率、負(fù)載容量等。所述控制電路根據(jù)所述輸入和輸出條件檢測并控制所述回路的工作狀態(tài)。
推挽式激活開關(guān)電源由于輸出電感和二極管。輸出電源是連續(xù)的。當(dāng)開關(guān)晶體管開啟時(shí),轉(zhuǎn)換器通過轉(zhuǎn)換器向負(fù)載傳輸能量。輸出功率范圍大。高頻變壓器必須起變壓器隔離和能量傳輸?shù)淖饔?。它還起到電感線圈的作用來儲存能量??刂齐娐坊诩蒔WM脈寬調(diào)制電路。實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓、過電壓、欠壓、限流、斷電等功能。
電源可獨(dú)立使用。它也可以并行使用。輸入交流電壓??赡苁且粋€(gè)直流電壓。長期在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用靈活、可靠、穩(wěn)定。
開關(guān)電源廠家通常由六部分組成
第一部分是輸入電路。它包含一個(gè)低通濾波器和一個(gè)整流器。采用低通濾波器和橋式整流器獲得非穩(wěn)態(tài)直流電壓V1.將電壓發(fā)送到第二部分以進(jìn)行功率因數(shù)校正。這種電壓的目的是提高功率因數(shù)。第三部分是由電子開關(guān)和高頻變壓器完成的功率轉(zhuǎn)換.將功率因數(shù)的直流電壓轉(zhuǎn)換為可控的高頻方波脈沖電壓,滿足設(shè)計(jì)要求。第四部分是輸出電路。對高頻方波脈沖電壓進(jìn)行校正,并將其濾波到直流電壓輸出。第五部分是控制電路,輸出電壓的分壓后,抽樣與參考電壓的電路和放大。第六部分是頻率振蕩器,產(chǎn)生高頻帶信號,該高頻帶信號與控制信號疊加以調(diào)制脈沖寬度,從而可以調(diào)整脈沖寬度。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
推挽式開關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)
推挽開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)如下:
1推挽開關(guān)電源輸出電流暫態(tài)響應(yīng)速度很高,電壓輸出特性很好。推挽式開關(guān)電源廠家是所有開關(guān)電源中最有效的開關(guān)電源。因?yàn)閮蓚€(gè)推挽式開關(guān)電源控制開關(guān)依次交替工作,輸出電壓波形是對稱的,和開關(guān)電源在整個(gè)周期內(nèi)為負(fù)載提供電力輸出,因此,其輸出電流瞬態(tài)響應(yīng)速度高,電壓輸出特性很好。推挽式開關(guān)電源是所有開關(guān)電源中最有效的開關(guān)電源。當(dāng)輸入電壓很低時(shí),它仍然可以保持很大的輸出功率,所以推挽開關(guān)電源。
推挽開關(guān)電源廣泛應(yīng)用于低壓DC/AC逆變器、有源DC/DC變換器電路中。
因此,推挽開關(guān)電源是一種很好的開關(guān)電源輸出電壓特性.推挽式開關(guān)電源后,橋式整流器或全波整流,輸出電壓的電壓波動系數(shù)Sv和電流紋波系數(shù)如果很小,所以只需要一個(gè)小儲能濾波或儲能濾波電感的值,得到一個(gè)輸出電壓紋波電壓和電流紋波很小。(2)推挽式開關(guān)電源是一種輸出電壓特性良好的開關(guān)電源。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
因此,推挽開關(guān)電源變壓器的漏感和銅電阻損耗遠(yuǎn)小于單極磁極變壓器,因此開關(guān)電源效率高。此外,推挽開關(guān)電源的變壓器屬于雙極磁極,磁感應(yīng)范圍是單極磁極的兩倍以上,變壓器鐵芯不需要留下氣隙。推挽開關(guān)電源變壓器磁芯的導(dǎo)電性是單極或反開關(guān)電源變壓器磁芯的多倍。這樣,推挽開關(guān)電源變壓器二次線圈的匝數(shù)是單極磁極變壓器的兩倍多。所以,推挽式開關(guān)電源變壓器的漏電感和電阻的銅損失遠(yuǎn)小于單極性磁極變壓器,開關(guān)電源,工作效率非常高。
推挽開關(guān)電源的缺點(diǎn)如下:
推挽式開關(guān)電源的主要缺點(diǎn)是兩個(gè)開關(guān)器件需要高耐壓,必須是工作電壓的兩倍以上。因此,220V交流電源設(shè)備很少采用推挽開關(guān)電源。此外,直流輸出電壓可調(diào)推挽開關(guān)電源的輸出電壓范圍遠(yuǎn)小于反激開關(guān)電源,需要一個(gè)濾波電感。因此,它不適用于負(fù)載電壓變化范圍太大的應(yīng)用場合,特別是在負(fù)載非常輕或經(jīng)常打開的情況下。
]8推挽式變換器可以看作是兩者的結(jié)合正常沖擊類型轉(zhuǎn)換器[/b],在一個(gè)開關(guān)周期,正常交替沖擊類型轉(zhuǎn)換器。如果兩個(gè)勵磁變換器不對稱或平衡,會出現(xiàn)直流偏置的現(xiàn)象,經(jīng)過幾個(gè)周期的累積偏差,可以進(jìn)入飽和狀態(tài),核心和指導(dǎo)
高頻變壓器的勵磁電流過大,甚至損壞開關(guān)管。
脈寬調(diào)制開關(guān)電源的基本原理
PWM開關(guān)電源的基本原理如圖1所示。交流220v輸入電壓整流電路后過濾到一個(gè)直流電壓Ui,然后由電源開關(guān)管VT(MOSFET)T巴克斬波器,高頻變壓器、高頻矩形波電壓,最后,通過輸出整流濾波器VD,C2,需要獲得Uo直流輸出電壓。脈寬調(diào)制器(PWM)是這種開關(guān)電源的核心。它能產(chǎn)生脈寬可調(diào)的驅(qū)動信號,控制開關(guān)功率晶體管的開關(guān)占空比,調(diào)節(jié)輸出電壓,達(dá)到穩(wěn)壓的目的。鋸齒波發(fā)生器提供時(shí)鐘信號。時(shí)鐘信號,利用誤差放大器和PWM比較器構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng).如果由于某種原因Uo下降,脈寬調(diào)制器改變驅(qū)動信號的脈沖寬度,即改變占空比D,使切之后平均電壓升高,導(dǎo)致更高的Uo。反之亦然。
脈寬調(diào)制集成電路TL494簡述
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,各種大功率全控器件相繼問世,其中MOS型功率晶體管以其高電壓、低驅(qū)動功率、良好的頻率響應(yīng)特性和較短的開關(guān)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)得到了迅速的發(fā)展。雙極晶體管可以在許多方面代替雙極晶體管,其工作頻率可達(dá)200KHZ。它們常用作開關(guān)電源和直流斬波電路中的開關(guān)晶體管。開關(guān)管的控制方式是脈寬調(diào)制(PWM).硅通用電氣設(shè)計(jì)適用于高頻功率MOS管驅(qū)動集成電路的第二代脈寬控制器,包括SG3525可用于驅(qū)動N通道功率MOS管。該系統(tǒng)控制的半橋式開路穩(wěn)壓電源具有反相頻率高、穩(wěn)壓性能好等特點(diǎn)。
TL494電路具有以下特點(diǎn):1TL494廣泛應(yīng)用于100W200W功率開關(guān)電源??捎糜谕仆?、半橋單端輸出電路,其適用性強(qiáng),更靈活;2TL494電路的工作頻率由外部鋸齒波發(fā)生器(振蕩器)上的定時(shí)元件RT、CT決定。一旦定時(shí)元件固定,電路輸出信號的工作頻率就固定。其最大工作頻率可達(dá)300kHz,具有5V過流、過電壓保護(hù)、輸入欠壓保護(hù)、5V欠壓保護(hù)和12V過電流保護(hù)等保護(hù)功能。該電路具有較高的可靠性和運(yùn)行安全性。適用于微機(jī)、屏幕顯示和醫(yī)療設(shè)備。(4)寬工作溫度范圍從20到85攝氏度。電源電壓從100V到240V可以應(yīng)用〔12〕。
TL494電壓調(diào)節(jié)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下:
具體的引腳與內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.3與2.4所示。TL494是一種脈寬調(diào)制集成電路,包括基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、振蕩電路、低壓停止電路、間歇對準(zhǔn)電路、PWM比較器、兩個(gè)誤差放大器和兩個(gè)輸出電路。在圖中,針14是TL494基準(zhǔn)電源的輸出,輸出精度可達(dá)5.1V,除誤差放大器外,所有芯片內(nèi)電路均由其提供。溫度補(bǔ)償,并提供過流保護(hù)電路。腳5、腳6和腳7有一個(gè)雙閾值比較器。內(nèi)部電容充放電電路和外部電阻電容電路構(gòu)成sg3525的振蕩器。腳1和2分別是芯片內(nèi)部誤差放大器的逆輸入和同相輸入。該放大器為兩級差分放大器,直流開環(huán)增益約為70dB。根據(jù)系統(tǒng)的需求動態(tài)和靜態(tài)特性,在誤差放大器輸出針9和1英尺之間一般添加適當(dāng)?shù)姆答佈a(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。
TL494各部分功能簡介
5V的基準(zhǔn)電壓由14個(gè)引腳輸出,除誤差放大器外,所有的片上電路都由它提供。此外,它還用于確定電流極限、控制死區(qū)范圍和控制軟啟動電路的電源。在攝氏70度范圍內(nèi),總變動率不足1%。
當(dāng)電阻RT和電容CT分別連接26英尺和5英尺時(shí),鋸齒波自激振蕩CT電容器在充電至3V時(shí)可開始放電,放電周期為零。振蕩頻率f~(1)rtCT為470pF~(10)UF~(-1)RT=1.8~500K,頻率范圍為幾百~300kHz。
(3)由于誤差放大器和單電源運(yùn)算放大器,和由Ucc直接供電,因此共模電壓范圍在0.3V(Ucc-2V)之間任意選擇。兩個(gè)具有相同性能的誤差放大器,一個(gè)用于電壓控制,另一個(gè)用于電流控制。當(dāng)放大器輸出高電平時(shí),輸出脈沖變窄,而輸出脈沖變寬。
(4)為了防止TL494不完全輸入電壓或瞬時(shí)電壓下降引起的誤操作,在芯片中提供了一種防止低輸入電壓誤操作的電路,如圖2(B)所示。
(6)(4)腳的死區(qū)時(shí)間控制終端,可以用來確定死區(qū)寬度和軟啟動。死區(qū)時(shí)間控制是向腳添加0~3V電壓,從UURF連接。當(dāng)鋸齒波電壓低于4引腳電壓時(shí),輸出晶體管停止工作,限制了輸出方波寬度的增加。當(dāng)四腳對地電勢為00:00時(shí),輸出脈沖死區(qū)的占空比固定在3。
軟啟動是將電容Cs連接起來,在基準(zhǔn)電壓Vref和死區(qū)控制終端之間,在電源開啟時(shí),將VREF加入到4英尺長的Cs中,從而使輸出晶體管的導(dǎo)通時(shí)間緩慢增加,輸出電壓Vo逐漸上升以完成軟啟動。
6TL494具有兩套輸出晶體管,其發(fā)射極和收集器可直接提取,可用于發(fā)射極跟隨器或集電極輸出。每組輸出晶體管的工作電流可達(dá)200mA。
EMI濾波
目前,大量的電子設(shè)備,電腦和電器生產(chǎn)和廣泛傳播,電磁干擾。
它越來越嚴(yán)重,形成了一種公害。由于這種干擾,電子設(shè)備不能正常工作,尤其是
瞬態(tài)電磁干擾,高電壓振幅和上升速度、持續(xù)時(shí)間短,隨機(jī)性強(qiáng),容易導(dǎo)致嗎
數(shù)字電路造成的嚴(yán)重干擾往往使其無法防止,這在國內(nèi)外電子世界造成了很大的引力。
視。
(1)電源噪聲及其抑制方法
電源噪聲是一種電磁干擾。它屬于無線電頻率干擾。發(fā)射噪聲的頻譜與射頻干擾的頻譜大致相同。
10KHz,30MHz,高達(dá)150MHz。根據(jù)傳輸方向,電源噪聲可以分離。
主要有兩種類型:一種是從電源線引入的外部干擾,另一種是由電子設(shè)備產(chǎn)生并由電力帶電。
由信號線傳播的噪聲。這說明噪聲是雙向干擾信號,電子設(shè)備是一對噪聲干擾信號。
方向是噪音的另一個(gè)來源。從形式特征上看,噪聲干擾可分為兩類:串模干擾和共模干擾。
串聯(lián)模式干擾是指兩條電力線之間的噪聲(線對線),共模干擾是兩條電力線對地的噪聲。由于
因此,EMI濾波器必須滿足電磁兼容的要求,必須是雙向頻率濾波器。一方面,它應(yīng)該被過濾。
因此,電磁兼容EMC一方面,過濾掉的引入外部電磁干擾從電源線(輻射+傳導(dǎo)),另一方面也可以避免自己設(shè)備外部噪音,以免影響正常工作的同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備。
電磁干擾濾波器(EMIFILTER)又稱電源噪聲濾波器,是近年來廣泛應(yīng)用的一種組合器件。它能有效地抵抗電網(wǎng)噪聲,提高電子設(shè)備抗干擾系統(tǒng)的可靠性。因此,它廣泛應(yīng)用于智能溫度測控系統(tǒng)、電子測量儀器、機(jī)房設(shè)備、開關(guān)電源等領(lǐng)域。EMI濾波器由電容器、電感等組成。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于推廣應(yīng)用。
(2)簡單的emi濾波器的設(shè)計(jì)
EMI濾波器的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。該電路具有兩個(gè)輸入端子、兩個(gè)輸出端子和一個(gè)接地端子。使用時(shí),外殼應(yīng)接地。該電路包括共模扼流圈L和濾波電容C1~C4。L對串模干擾沒有影響,但當(dāng)共模干擾發(fā)生時(shí),由于兩個(gè)線圈的磁通方向相同,兩個(gè)線圈的總電感迅速增大,因此對共模信號非常敏感,很難通過。這被稱為共模扼流圈。他的兩個(gè)線圈在低損耗、高磁導(dǎo)率的氧化銅礦。當(dāng)電流通過時(shí),兩個(gè)線圈上的磁場相互加強(qiáng)。L的電感與EMI濾波器的額定電流I有關(guān)。當(dāng)額定電流較大時(shí),應(yīng)相應(yīng)增大共模扼流圈的直徑,使共模扼流圈能夠承受較大的電流。另外,適當(dāng)增加電感可以改善低頻衰減特性。F,是用于過濾系列模式干擾。通過將C3和C4連接到輸出端子,并接地電容器的中性點(diǎn),可以有效地抑制共模干擾。