什么是大功率開關(guān)電源及它的工作原理、設(shè)計難
之前我們熟悉了開關(guān)電源的定義及工作原理等問題,本文我們將一起討論什么是大功率開關(guān)電源,以及大功率開關(guān)電源的設(shè)計難度;它的工作原理方式;以及大功率開關(guān)電源的行業(yè)用途。
大功率開關(guān)電源電路圖
一、什么是大功率開關(guān)電源,即概念定義
大功率開關(guān)電源的組成部分是由PWM控制電路、輔助電源、主功率電路、單片機(jī)控制電路四部分。
它是通過電路控制開關(guān)管進(jìn)行高速的導(dǎo)通與截止,并且將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓,從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓。
大功率開關(guān)電源能夠轉(zhuǎn)化為高頻交流電是因?yàn)楦哳l交流在變壓器變壓電路中的效率要比50Hz高,至此使得變壓器可以做的小,并且不會有很大的發(fā)熱情況。對于成本來說控制的也是比較低。
開關(guān)電源有兩種,一種是隔離,另一種是非隔離,隔離型的必定有開關(guān)變壓器,而非隔離的不一定要有。
二、大功率開關(guān)電源的工作原理是什么
大功率的開關(guān)電源的工作原理我們分為一下八點(diǎn)來說:
1、交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;
2、通過高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號控制開關(guān)管,將那個直流加到開關(guān)變壓器初級上;
3、開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負(fù)載;
4、輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的;
5、交流電源輸入時一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西,過濾掉電網(wǎng)上的干擾,同時也過濾掉電源對電網(wǎng)的干擾;
6、在功率相同時,開關(guān)頻率越高,開關(guān)變壓器的體積就越小,但對開關(guān)管的要求就越高;
7、開關(guān)變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;
8、一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路,比如空載、短路等保護(hù),否則可能會燒毀開關(guān)電源。
三、大功率開關(guān)電源在設(shè)計中的注意事項(xiàng)及難度
在開關(guān)電源的產(chǎn)品設(shè)計中尤為重要的是開關(guān)管及所有功率器件的功率裕量和反向耐壓,開關(guān)變壓器匝比和漏感。所以在設(shè)計的時候要特別注意這個方面。
1、從器件方面來說,對于在自己設(shè)計中出現(xiàn)的難度來說,首先第一點(diǎn)是器件的問題,功率大了之后為選擇器件帶來很大麻煩,一般的器件不可能在這樣一個功率條件下工作。所以要選擇一個大功率的器件,并且能夠長期穩(wěn)定的進(jìn)行工作。
2、難度在指標(biāo)問題,開關(guān)電源要達(dá)到產(chǎn)品層次,必須符合國家標(biāo)準(zhǔn),比如輸出電壓、輸出功率等數(shù)據(jù)方面的問題,要做到產(chǎn)品的穩(wěn)定運(yùn)行并不太好做。。相對較難的是輸出功率(帶負(fù)載的能力),有些電源在空載時可能輸出參數(shù)都很好看,但掛上比較重的負(fù)載后,指標(biāo)全爛了。還有就是EMC/EMI設(shè)計,電源的輻射相對較大,國家在這方面有很嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo),大功率情況下要做好難度也挺大。
3、電路設(shè)計的問題,由于功率大,電路設(shè)計特別是PCB設(shè)計時還需要考慮。電流大了,需要考慮線路、散熱等方面的問題。
四、大功率開關(guān)電源在市場的用途
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燈袋,電腦機(jī)箱,數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。
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