北京铁路电源信赖推荐-鑫宇航科技

楼主:鑫宇航科技  时间:2019-12-07 19:12:30
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尽管本文所讨论的原理适用于广泛的电源设计,但我们在此只关注直流到直流的转换器,因为它的应用相当广泛,几乎每一位硬件工程师都会接触到与它相关的工作,说不定什么时候就必须设计一个电源转换器。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流。本文中我们将考虑与低电磁干扰设计相关的两种常见的折中方案;热性能、电磁干扰以及与PCB布局和电磁干扰相关的方案尺寸等。文中我们将使用一个简单的转换器做例子

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谐波系列的电磁干扰幅度受Q1和Q2的通断影响。在测量漏源电压VDS的上升时间tr和下降时间tf,或流经Q1和Q2的电流上升率di/dt 时,可以很明显看到这一点。这也表示,我们可以很简单地通过减缓Q1或Q2的通断速度来降低电磁干扰水平。为了防止输入电源瞬态高压损坏模块电源,建议用户在输入端接瞬态吸收二极管并配合保险丝使用,以确保模块在安全的输入电压范围之内。事实正是如此,延长开关时间的确对频率高于 f=1/πtr的谐波有很大影响。不过,此时必须在增加散热和降低损耗间进行折中。尽管如此,对这些参数加以控制仍是一个好方法,它有助于在电磁干扰和热性能间取得平衡。具体可以通过增加一个小阻值电阻(通常小于5Ω)实现,该电阻与Q1和Q2的栅极串联即可控制tr和tf,你也可以给栅极电阻串联一个 “关断二极管”来独立控制过渡时间tr或tf(见图3)。这其实是一个迭代过程,甚至连经验最丰富的电源设计人员都使用这种方法。我们的最终目标是通过放慢晶体管的通断速度,使电磁干扰降低至可接受的水平,同时保证其温度足够低以确保稳定性。

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开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET、变压器。SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用,GTR驱动困难,开关频率低,逐渐被IGBT和MOSFET。按照开关管的开关条件,DC/DC转换器又可以分为硬开关(HardSwitching)开关电源和软开关(SoftSwitching)两种。开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。开关电源由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标,美国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产品的可靠性大大提高。

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