簡介

開關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，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)工藝在國內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，

并已得到用戶的認(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)和工藝制造問題。

直流斬波

DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。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)制方式，ton不變，改變Ts(易產(chǎn)生干擾)。其具體的電路由以下幾類:

(1) Buck電路――降壓斬波器，其輸出平均電壓Uo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Uo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Uo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Uo 大于或小于輸入電壓UI,極性相反，電容傳輸。

當(dāng)今軟開關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國VICOR公司設(shè)計(jì)制造的多種ECI軟開關(guān)DC/DC變換器，其輸出功率有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NemicLambda公司最新推出的一種采用

軟開關(guān)技術(shù)的高頻開關(guān)電源模塊RM系列，其開關(guān)頻率為(200~300)kHz，功率密度已達(dá)到27 W/cm3，采用同步整流器(MOS-FET代替肖特基二極管)，是整個(gè)電路效率提高到90%。

AC/DC

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)載的稱為"整流"，功率流由負(fù)載返回電源的稱為"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，因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的，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)部的高頻、高壓、大電流開關(guān)動作，使得解決EMC電磁兼容問題難度加大，也就對內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計(jì)提出了很高的要求，由于同樣的原因，

高電壓、大電流開關(guān)使得電源工作消耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進(jìn)程，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法才能使其工作效率達(dá)到一定的滿意程度。

AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為，單項(xiàng)、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。

優(yōu)點(diǎn)

設(shè)計(jì)簡單。只需一個(gè)電源模塊，配上少量分立元件，即可獲得電源。

縮短開發(fā)周期。模塊電源一般備有多種輸入、輸出選擇。用戶也可以重復(fù)迭加或交叉迭加，構(gòu)成積木式組合電源，實(shí)現(xiàn)多路輸入、輸出，大大削減了樣機(jī)開發(fā)時(shí)間。

變更靈活。產(chǎn)品設(shè)計(jì)如需更改，只需轉(zhuǎn)換或并聯(lián)另一合適電源模塊即可。

技術(shù)要求低。模塊電源一般配備標(biāo)準(zhǔn)化前端、高集成電源模塊和其他元件，因此令電源設(shè)計(jì)更簡單。

模塊電源外殼有集熱沉、散熱器和外殼三位一體的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)了模塊電源的傳導(dǎo)冷卻方式，使電源的溫度值趨近于最小值。同時(shí)，又賦予了模塊電源金玉其表的包裝。

質(zhì)優(yōu)可靠。模塊電源一般均采用全自動化生產(chǎn)，并配以高科技生產(chǎn)技術(shù)，因此品質(zhì)穩(wěn)定、可靠。

用途廣泛:模塊電源可廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)車艦船、軍工兵器、發(fā)電配電、郵電通信、冶金礦山、自動控制、家用電器、儀器儀表和科研實(shí)驗(yàn)等社會生產(chǎn)和生活的各

個(gè)領(lǐng)域，尤其是在高可靠和高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的重要作用。

作用

輸出電壓調(diào)節(jié)

對有TRIM或ADJ(可調(diào)節(jié))輸出引腳的模塊電源產(chǎn)品，可通過電阻或電位器對輸出電壓進(jìn)行一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，一般調(diào)節(jié)范圍為±10%。

對TRIM輸出引腳，將電位器的中心與TRIM相連，在所有+S、-S管腳的模塊中，其他兩端分別接+S、-S。沒有+S、-S時(shí)，將兩端分別

接到相應(yīng)主路的輸出正負(fù)極(+S接+Vin，-S接-Vin)，然后調(diào)節(jié)電位器即可。電位器的阻值一般選用5~10kΩ比較合適。

對ADJ輸出引腳，分為輸入邊調(diào)節(jié)與輸出邊節(jié)。輸出邊調(diào)節(jié)與TRIM引腳的調(diào)節(jié)方式一樣。輸入邊調(diào)節(jié)只能上調(diào)輸出電壓，此時(shí)將電位器

的其中一端與中心相接，另一端接輸入端的地。

輸入保護(hù)電路

一般模塊電源產(chǎn)品都有內(nèi)置濾波器，能滿足一般電源應(yīng)用的要求。如果需要更高要求的電源系統(tǒng)，應(yīng)增加輸入濾波網(wǎng)絡(luò)?？梢圆捎?/span>LC或π型

網(wǎng)絡(luò)，但應(yīng)注意盡量選擇較小的電感和較大的電容。

為了防止輸入電源瞬態(tài)高壓損壞模塊電源，建議用戶在輸入端接瞬態(tài)吸收二極管并配合保險(xiǎn)絲使用，以確保模塊在安全的輸入電壓范圍之內(nèi)。

為了降低共模噪聲，可以增加Y(Cy)電容，一般選擇幾nf高頻電容。R為保險(xiǎn)絲，D1為保護(hù)二極管，D2為瞬態(tài)吸收二極管(P6KE系列)。

遙控開/關(guān)電路

模塊電源的遙控開關(guān)操作，是通過REM端進(jìn)行的。一般控制方式有兩種:

(1)REM與-VIN(參考地)相連，遙控關(guān)斷，要求VREF<0.4V。REM懸空或與+VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。

(2)REM與VIN相連，遙控關(guān)斷，要求VREM<0.4V。REM與+VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。REM懸空，遙控關(guān)斷，即所謂"懸空關(guān)斷"(-R)。

如果控制要與輸入端隔離，則可以使用光電耦合器作為傳遞控制信號。

模塊組合

(1)并聯(lián)擴(kuò)容。將相同模塊輸出端并聯(lián)，可使輸出能力增強(qiáng)，但并聯(lián)模塊的輸出電壓要調(diào)整得比較一致，以保證相對均流，同時(shí)避免不必要的振蕩。

對有較大電流輸出的模塊，還可以仔細(xì)設(shè)計(jì)引線電阻，以達(dá)到均流效果。用這種方法并聯(lián)的模塊，不宜超過2個(gè)。同時(shí)，如果其中一塊模塊輸出有

故障，整個(gè)系統(tǒng)都將不能正常工作。并聯(lián)擴(kuò)容連接電路RL為負(fù)載。

(2)冗余熱備份并聯(lián)。將相同的模塊輸出端通過二極管后并聯(lián)可使輸出能力增強(qiáng)，以提高電源系統(tǒng)的可靠性。原則上如果配合相應(yīng)輸出報(bào)警電路，

將模塊放在可以拆卸的母線上，這樣，出現(xiàn)故障的模塊可以及時(shí)更換。用這種方法并聯(lián)的模塊，沒有量限制。D一般為肖特基二極管。

(3)串聯(lián)擴(kuò)容。將相同模塊輸出端串聯(lián)，可使輸出電壓倍增，功率也相應(yīng)增加，而串聯(lián)輸出端須接二極管以進(jìn)行保護(hù)。

鈴流備份

鈴流發(fā)生器主要用于電話局交換機(jī)給電話用戶提供振鈴，一般是在偏置狀態(tài)下使用。偏置可分為正偏置和負(fù)偏置。為了提高鈴流系統(tǒng)的可靠性，需要對鈴流進(jìn)行備份。

應(yīng)用領(lǐng)域

開關(guān)電源模塊應(yīng)用在幾大方面

1.電力，主要有集成器和電表以及智能電表

2.工控， 工業(yè)控制領(lǐng)域

3.醫(yī)療，醫(yī)療設(shè)備，主要有護(hù)胎儀，監(jiān)護(hù)儀等等

4.軍工，軍工業(yè)是應(yīng)用很廣泛的一個(gè)方面。軍用設(shè)備里。