在成功的電源設(shè)計(jì)中,電源布局是其中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。但是,在如何做到這一點(diǎn)方面,每個(gè)人都有自己的觀點(diǎn)和理由。事實(shí)是,很多不同的解決方案都是殊途同歸;如果設(shè)計(jì)不是真的一團(tuán)糟,多數(shù)電源都是可以正常工作的。
晶閘管是四層半導(dǎo)體開(kāi)關(guān),具有交替的 P 型和 N 型材料層。雖然所有晶閘管都具有相同的基本結(jié)構(gòu),但可以修改其實(shí)現(xiàn)和封裝的細(xì)節(jié)以滿足特定應(yīng)用的需求。
現(xiàn)如今,越來(lái)越多的半導(dǎo)體廠商開(kāi)始重視低功耗設(shè)計(jì),以不斷提升產(chǎn)品性能和優(yōu)化應(yīng)用方案來(lái)滿足更多的市場(chǎng)需求。作為行業(yè)的引領(lǐng)者,PI在該領(lǐng)域內(nèi)必然不會(huì)缺席,其最近推出的InnoMux-2?系列單級(jí)獨(dú)立穩(wěn)壓的多路輸出離線式電源IC,就是一種支持各種輸出特性組合、且高效低耗的理想解決方案。
近日,功率變換IC領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者Power Integrations推出了一款I(lǐng)nnoSwitch?5-Pro系列高效率、可數(shù)字控制的反激式開(kāi)關(guān)IC,旨在為業(yè)界提供一種更高功率、更低成本的快充解決方案。
MOSFET,全稱為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管,是一種電壓控制型半導(dǎo)體器件。它集輸入級(jí)與輸出級(jí)為一體,由P型和N型兩種不同類(lèi)型的高效溝道增強(qiáng)型功率二極管組成。
雙電源切換開(kāi)關(guān)是一種重要的電氣組件,用于在主電源故障時(shí)自動(dòng)切換到備用電源,保證設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行。本文將介紹雙電源切換開(kāi)關(guān)的工作原理和選型指南。
【2023年4月13日,德國(guó)慕尼黑訊】追求高效率的高功率應(yīng)用持續(xù)向更高功率密度及成本最佳化發(fā)展,也為電動(dòng)汽車(chē)等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了永續(xù)價(jià)值。為了應(yīng)對(duì)相應(yīng)的挑戰(zhàn),英飛凌科技股份公司(FSE代碼:IFX / OTCQX代碼: IFNNY)宣布其高壓MOSFET 適用的 QDPAK 和 DDPAK 頂部冷卻 (TSC) 封裝已成功注冊(cè)為 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)舉措不僅進(jìn)一步鞏固了英飛凌將此標(biāo)準(zhǔn)封裝設(shè)計(jì)和外型的TSC 封裝推廣至廣泛新型設(shè)計(jì)的目標(biāo),也給OEM 廠商提供了更多的彈性與優(yōu)勢(shì),幫助他們?cè)谑袌?chǎng)中創(chuàng)造差異化的產(chǎn)品,并將功率密度提升至更高水準(zhǔn),以支持各種應(yīng)用。
AC/DC電源模塊的基本原理是從交流源中獲取電壓,然后由整流器轉(zhuǎn)換為直流電壓,且輸出能量比輸入的電壓高,從而達(dá)到電路輸出直流電壓、電流的目的。 交流交換器模塊由負(fù)責(zé)控制的設(shè)備,整流器,電容器和變壓器組成。負(fù)責(zé)控制的設(shè)備是用于執(zhí)行頻率變化,保證電源運(yùn)行恒定有效,可以通過(guò)手動(dòng)按鈕,智能電腦和微控制器進(jìn)行設(shè)置,變壓器是將給定的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷?可以從安全點(diǎn)控制電源的輸出,而電容器用于過(guò)濾波動(dòng)的電壓,使得電源更加平滑,穩(wěn)定;整流器利用正壓反壓正反脈沖,通過(guò)二極管整流把交流變換為直流,以及根據(jù)負(fù)載的變化微調(diào)功率,并將不同幅值的交流電流變化成復(fù)合交流電壓,輸出功率相同的直流,從而保證電子設(shè)備的安全、可靠、高效率運(yùn)行。
在傳統(tǒng)的整流中采用二極管整流,而在低電壓輸出條件下一般采用肖特基二極管整流,肖特基二極管和其他整流二極管相比具有開(kāi)關(guān)速度快,正向電壓降低的優(yōu)點(diǎn),但是肖特基二極管的正向電壓降和整流輸出電流的大小有關(guān),整流輸出電流越大則正向電壓降越大,有可能高達(dá)0.5~0.6V或更大,并且肖特基二極管的反向漏電流較大。
由于各生產(chǎn)的模塊電源的類(lèi)別、系列、規(guī)格品種難以數(shù)計(jì),故其功能特性和物理特性不盡相同,因此在安裝、使用與維護(hù)方面亦各有不同,但應(yīng)在以下幾方面引起注意。
AC/DC電源模塊的基本原理是從交流源中獲取電壓,然后由整流器轉(zhuǎn)換為直流電壓,且輸出能量比輸入的電壓高,從而達(dá)到電路輸出直流電壓、電流的目的。 交流交換器模塊由負(fù)責(zé)控制的設(shè)備,整流器,電容器和變壓器組成。負(fù)責(zé)控制的設(shè)備是用于執(zhí)行頻率變化,保證電源運(yùn)行恒定有效,可以通過(guò)手動(dòng)按鈕,智能電腦和微控制器進(jìn)行設(shè)置,變壓器是將給定的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷?可以從安全點(diǎn)控制電源的輸出,而電容器用于過(guò)濾波動(dòng)的電壓,使得電源更加平滑,穩(wěn)定;整流器利用正壓反壓正反脈沖,通過(guò)二極管整流把交流變換為直流,以及根據(jù)負(fù)載的變化微調(diào)功率,并將不同幅值的交流電流變化成復(fù)合交流電壓,輸出功率相同的直流,從而保證電子設(shè)備的安全、可靠、高效率運(yùn)行。
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(duì)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(kāi)關(guān)動(dòng)作,使得解決 EMC 電磁兼容問(wèn)題難度加大,也就對(duì)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(kāi)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。
變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器, 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了模塊電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開(kāi)關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開(kāi)關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)入了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色模塊電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星”計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的外圍設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就效率為75%的200瓦開(kāi)關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
1、逆變供電電源 a.直流供電時(shí),由直流供電電壓經(jīng)開(kāi)關(guān)S1,隔離三極管VD1,保險(xiǎn)絲FU2及由C2、C3、L1組成的π型濾波器后作為逆變器的供電電源。 b.交流供電時(shí),由220V50Hz的交流開(kāi)關(guān)S2,變壓器T1變壓、VD3~VD6整流、C1濾波后得到一個(gè)約-50V的直流電壓,再經(jīng)過(guò)交流切換電路,保險(xiǎn)絲FU2和由C2、C3、L1組成的π型濾波器后作為逆變器的供電電壓。 C2、C3和L1組成的π型濾波器,一方面作為交流供電時(shí)的濾波用;另一方面作為逆變器共用一個(gè)供電電源時(shí)的去耦作用。
AC/DC電源模塊的基本原理是從交流源中獲取電壓,然后由整流器轉(zhuǎn)換為直流電壓,且輸出能量比輸入的電壓高,從而達(dá)到電路輸出直流電壓、電流的目的。 交流交換器模塊由負(fù)責(zé)控制的設(shè)備,整流器,電容器和變壓器組成。負(fù)責(zé)控制的設(shè)備是用于執(zhí)行頻率變化,保證電源運(yùn)行恒定有效,可以通過(guò)手動(dòng)按鈕,智能電腦和微控制器進(jìn)行設(shè)置,變壓器是將給定的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷?可以從安全點(diǎn)控制電源的輸出,而電容器用于過(guò)濾波動(dòng)的電壓,使得電源更加平滑,穩(wěn)定;整流器利用正壓反壓正反脈沖,通過(guò)二極管整流把交流變換為直流,以及根據(jù)負(fù)載的變化微調(diào)功率,并將不同幅值的交流電流變化成復(fù)合交流電壓,輸出功率相同的直流,從而保證電子設(shè)備的安全、可靠、高效率運(yùn)行。
模塊電源的遙控開(kāi)關(guān)操作,是通過(guò) 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 VREF1V。 (2)REM 與 VIN 相連,遙控關(guān)斷,要求 VREM1V。REM 懸空,遙控關(guān)斷,即所謂“懸空關(guān)斷”(-R)。
對(duì)有TRIM或ADJ(可調(diào)節(jié))輸出引腳的模塊電源產(chǎn)品,可通過(guò)電阻或電位器 對(duì)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(duì)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(méi)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。
開(kāi)關(guān)電源模塊是將開(kāi)關(guān)電源上的分立元器件進(jìn)行模塊化封裝,從而形成體積更小、功率密度更高的模塊電源 。其內(nèi)部電路也是開(kāi)關(guān)電源。
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(duì)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(kāi)關(guān)動(dòng)作,使得解決 EMC 電磁兼容問(wèn)題難度加大,也就對(duì)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(kāi)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。