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直流斬波編輯DC/DC變換是將可變的直流電壓變換成固定的直流電壓,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(
(1)電路——降1壓斬波器,其輸出平均電壓U0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U0大于輸入電壓Ui,極性相同。
(3)Boost電路——降1壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui,極性相反,電感傳輸。
(4)Cuk電路——降1壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui,極性相反,電容傳輸。還有Sepic、Zeta電路。
廣州健特電子有限公司致力于磁電隔離技術(shù)和產(chǎn)品的研究與應(yīng)用,創(chuàng)造了高品質(zhì)的DC/DC、AC/D等系列產(chǎn)品,其中多個(gè)產(chǎn)品系列已經(jīng)順利通過(guò)了RoSH、CE等認(rèn)證。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電力、工控、煤礦、軌道交通、船舶、通信、儀器儀表等領(lǐng)域,成為國(guó)內(nèi)集生產(chǎn)、研發(fā)和銷(xiāo)售為一體的大規(guī)模、品種多的工業(yè)模塊電源的制造商之一。公司主營(yíng)DC-DC模塊電源、AC-DC模塊電源、軍1工體系電源模塊、電力電網(wǎng)電源模塊、工控電源模塊、軌道交通電源模塊。歡迎前來(lái)咨詢本公司船用設(shè)備電源模塊、電力電網(wǎng)模塊電源、軌道交通模塊電源、船用模塊電源等產(chǎn)品!公司主營(yíng):進(jìn)口電源模塊,電源充電模塊,國(guó)產(chǎn)電源模塊,通信電源模塊,高溫電源模塊等等。
設(shè)計(jì)方法
編輯電源的電磁干擾水平是設(shè)計(jì)中難的部分,設(shè)計(jì)人員能做的多就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮,尤其在布局時(shí)。由于直流到直流的轉(zhuǎn)換器很常用,所以硬件工程師或多或少都會(huì)接觸到相關(guān)的工作,本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見(jiàn)的折中方案 [1] 。電源設(shè)計(jì)中即使是普通的直流到直流開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)都會(huì)出現(xiàn)一系列問(wèn)題,尤其在高功率電源設(shè)計(jì)中更是如此。除功能性考慮以外,工程師必須保證設(shè)計(jì)的魯棒性,以符合成本目標(biāo)要求以及熱性能和空間限制,當(dāng)然同時(shí)還要保證設(shè)計(jì)的進(jìn)度。另外,出于產(chǎn)品規(guī)范和系統(tǒng)性能的考慮,電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)必須足夠低。不過(guò),電源的電磁干擾水平卻是設(shè)計(jì)中難精1確預(yù)計(jì)的項(xiàng)目。有些人甚至認(rèn)為這簡(jiǎn)直是不可能的,設(shè)計(jì)人員能做的多就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮,尤其在布局時(shí)。歡迎前來(lái)咨詢本公司船用設(shè)備電源模塊、電力電網(wǎng)模塊電源、軌道交通模塊電源、船用模塊電源等產(chǎn)品。
普通的降1壓轉(zhuǎn)換器在頻域內(nèi)測(cè)量輻射和傳導(dǎo)電磁干擾,這就是對(duì)已知波形做傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi),本文中我們著重考慮輻射電磁干擾性能。在同步降1壓轉(zhuǎn)換器中,引起電磁干擾的主要開(kāi)關(guān)波形是由Q1和Q2產(chǎn)生的,也就是每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管在其各自導(dǎo)通周期內(nèi)從漏極到源極的電流di/dt。圖2所示的電流波形(Q和Q2on)不是很規(guī)則的梯形,但是我們的操作自由度也就更大,因?yàn)閷?dǎo)體電流的過(guò)渡相對(duì)較慢,所以可以應(yīng)用Henry Ott經(jīng)典著作《電子系統(tǒng)中的噪聲降低技術(shù)》中的公式1。我們發(fā)現(xiàn),對(duì)于一個(gè)類(lèi)似的波形,其上升和下降時(shí)間會(huì)直接影響諧波振幅或傅里葉系數(shù)(In)。硬開(kāi)關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)器件是在承受電壓或流過(guò)電流的情況下,開(kāi)通或關(guān)斷電路的,因此在開(kāi)通或關(guān)斷過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生較大的交疊損耗,即所謂的開(kāi)關(guān)損耗。
DC-DC轉(zhuǎn)換器的分類(lèi)基本上就是直流開(kāi)關(guān)電源的分類(lèi)。
直流DC-DC轉(zhuǎn)換器按輸入與輸出之間是否有電氣隔離可以分為兩類(lèi):一類(lèi)是有隔離的稱為隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器;另一類(lèi)是沒(méi)有隔離的稱為非隔離
式DC-DC轉(zhuǎn)換器。
隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器也可以按有源功率器件的個(gè)數(shù)來(lái)分類(lèi)。單管的DC-DC轉(zhuǎn)換器有正激式和反激式兩種。隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器在實(shí)現(xiàn)輸出與輸入電氣隔離時(shí),通常采用變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn),由于變壓器具有變壓的功能,所以有利于擴(kuò)大轉(zhuǎn)換器的輸出應(yīng)用
范圍,也便于實(shí)現(xiàn)不同電壓的多路輸出,或相同電壓的多種輸出。
非隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器,按有源功率器件的個(gè)數(shù),可以分為單管、雙1管和四管三類(lèi)。非隔離式轉(zhuǎn)換器與隔離式轉(zhuǎn)換器的組合,可以得到單個(gè)轉(zhuǎn)換器所不具備的一些特性。
按照開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)條件,DC-DC轉(zhuǎn)換器又可以分為硬開(kāi)關(guān)和軟開(kāi)關(guān)兩種。
硬開(kāi)關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)器件是在承受電壓或流過(guò)電流的情況下,開(kāi)通或關(guān)斷電路的,因此在開(kāi)通或關(guān)斷過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生較大的交疊損耗,即所謂的開(kāi)關(guān)損耗。穩(wěn)壓交流式電供電、遠(yuǎn)程直流供電、分布式電源供電系統(tǒng)、電池供電五、降噪:有源濾波、諧波電流。當(dāng)轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)一定時(shí)開(kāi)關(guān)損耗也是一定的,而且開(kāi)關(guān)頻率越高,開(kāi)關(guān)損耗越大,同時(shí)在開(kāi)關(guān)過(guò)程中還會(huì)激起電路分布電感和寄生
電容的振蕩,帶來(lái)附加損耗,因此,硬開(kāi)關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率不能太高。
軟開(kāi)關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)管,在開(kāi)通或關(guān)斷過(guò)程中,或是加于其上的電壓為零,即零電壓開(kāi)關(guān),或是通過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流為零,即零電流開(kāi)關(guān)。這種軟開(kāi)關(guān)方式可以顯著地減小開(kāi)關(guān)損耗,以及開(kāi)關(guān)過(guò)程中激起的振蕩,使開(kāi)關(guān)頻率可以大幅度提高,為轉(zhuǎn)換器的小型化和模塊化創(chuàng)造了條件。因此對(duì)輸入電源的上限和下限要有所限制,為此采用過(guò)壓、欠壓保護(hù)以提高通信電源的可靠性和安全性。
廣州健特電子有限公司致力于磁電隔離技術(shù)和產(chǎn)品的研究與應(yīng)用,創(chuàng)造了高品質(zhì)的DC/DC、AC/D等系列產(chǎn)品,其中多個(gè)產(chǎn)品系列已經(jīng)順利通過(guò)了RoSH、CE等認(rèn)證。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電力、工控、煤礦、軌道交通、船舶、通信、儀器儀表等領(lǐng)域,成為國(guó)內(nèi)集生產(chǎn)、研發(fā)和銷(xiāo)售為一體的大規(guī)模、品種多的工業(yè)模塊電源的制造商之一。公司主營(yíng)DC-DC模塊電源、AC-DC模塊電源、軍1工體系電源模塊、電力電網(wǎng)電源模塊、工控電源模塊、軌道交通電源模塊。歡迎前來(lái)咨詢本公司船用設(shè)備電源模塊、電力電網(wǎng)模塊電源、軌道交通模塊電源、船用模塊電源等產(chǎn)品!它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn),但靈活性差,還要解決某個(gè)LED故障,不影響其他LED運(yùn)行的問(wèn)題。
DC-DC是指在直流電路中將一個(gè)電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€(gè)電壓值的電能的裝置。
DC-DC是一種新研制的小型化電源開(kāi)關(guān)模塊,它是采用微電子技術(shù),把小型表面安裝集成電路與微型電子元器件組裝成一體而構(gòu)成。DC-DC電源模塊的使用有利于簡(jiǎn)化電源電路設(shè)計(jì)縮短研制周期,實(shí)現(xiàn)1佳指標(biāo)等,可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)數(shù)字儀表和智能儀器中。
DC-DC電源模塊廣泛用于電力電子、科研、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、儀器儀表、交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、路由器等通信領(lǐng)域和工業(yè)控制、汽車(chē)電子、航空航天等領(lǐng)域。
由于采用模塊組建電源系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、系統(tǒng)升級(jí)容易等特點(diǎn),電源模塊的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。尤是近年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣,電源模塊的增幅已經(jīng)超出了一次電源。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開(kāi)關(guān)的大量使用,電源模塊功率密度越來(lái)越大,轉(zhuǎn)換效率越來(lái)越高,應(yīng)用也越來(lái)越簡(jiǎn)單。因此LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入,保護(hù)LED不被損壞的能力。