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开关电源方案常识介绍

2017-10-27 18:12分类:电子元器件 阅读:

 

电子商品,格外是军用稳压电源的方案是一单个系工程,不光要考虑电源自身参数方案,还要考虑电气方案、电磁兼容方案、热方案、安全性方案、三防方案等方面。由于任何方面那怕是最纤细的忽略,都或许致使悉数电源的溃散,所以咱们应充沛知道到电源商品牢靠性方案的首要性。

  2 开关电源电气牢靠性方案

  2.1 供电办法的挑选

  会合式供电体系各输出之间的过错以及由于传输间隔的不相同而构成的压差下降了供电质量,并且运用单台电源供电,当电源发作缺陷时或许致使体系瘫痪。散布式供电体系因供电单元挨近负载,改进了动态照料特性,供电质量好,传输损耗小,功率高,节省动力,牢靠性高,简略构成N+1冗余供电体系,拓宽功率也比照照照简略。所以选用散布式供电体系能够满意高牢靠性设备的央求。

  2.2 电路拓扑的挑选

开关电源一般选用单规则激式、单端反激式、双管正激式、双单规则激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。单规则激式、单端反激式、双
单规则激式、推挽式的开关管的承压在两倍输入电压以上,假定按60%降额运用,则使开关管不易选型。在推挽和全桥拓扑中或许呈现单向偏磁饱满,使开关管损坏,而半桥电路由于具有主动抗不平衡才调,所以就不会呈现这个疑问。双管正激式和半桥电路开关管的承压仅为电源的最大输入电压,即便按60%降额运用,选用开关管也比照简略。在高牢靠性工程上一般选用这两类电路拓扑。

  2.3 操控战略的挑选

  在中小功率的电源中,电流型PWM操控是很多选用的办法,它较电压操控型有如下利益:逐周期电流绑缚,比电压型操控更快,不会因过流而使开关管损坏,大大减小过载与短路的维护;优秀的电网电压调整率;便当的瞬态照料;环路安稳,易抵偿;纹波比电压操控型小得多。出产实习标明电流操控型的50W开关电源的输出纹波在25mV分配,远优于电压操控型。

  硬开关技能因开关损耗的绑缚,开关频率一般在350kHz以下,软开关技能是运用谐振原理,使开关器材在零电压或零电流状况下通断,结束开关损耗为零,然后可将开关频率跋涉到兆赫级水平,这种运用软开关技能的改换器概括了PWM改换器谐和振改换器两者的利益,挨近志趣的特性,如低开关损耗、恒频操控、适合的储能元件规范、较宽的操控方案及负载方案,但是此项技能首要运用于大功率电源,中小功率电源中仍以PWM技能为主。

  2.4 元器材的选用

  由于元器材直接挑选了电源的牢靠性,所以元器材的选用十分首要。元器材的失效首要会合在以下四个方面:

  (1) 制作质量疑问

  质量疑问构成的失效与作业应力无关。质量不合格的能够经过严峻的查验加以除去,在工程运用时应选用定点出产厂家的老到商品,不容许运用没有经过认证的商品。

  (2) 元器材牢靠性疑问

  元器材牢靠性疑问即根柢失功率的疑问,这是一种随机性质的失效,与质量疑问的差异是元器材的失功率取决于作业应力水平。在必定的应力水平下,元器材的失功率会大大下降。为除去不契合运用央求的元器材,包含电参数不合格、密封功用不合格、外观不合格、安稳性差、前期失效等,应进行挑选实验,这是一种非损坏性实验。经过挑选可使元器材失功率下降1~2个数量级,当然挑选实验价值(时刻与费用)很大,但概括修补、后勤确保、整架联试等仍是合算的,研发周期也不会延伸。电源设备首要元器材的挑选实验一般央求:

  ①电阻在室温下按技能条件进行十0%查验,除去不合格品。

  ②一般电容器在室温下按技能条件进行十0%查验,除去不合格品。

  ③接插件按技能条件抽样检查各种参数。

  ④半导体器材按以下程序进行挑选:

  目检→初测→高温贮存→高低温冲击→电功率老化→高温查验→低温查验→常温查验 挑选结束后应核算除去率Q

  Q=(n / N)×十0%

  式中:N——受试样品总数;

  n——被除去的样品数;

  假定Q跨过规范规则的上限值,则本批元器材悉数禁绝上机,并按有关规则处理。

  在契合规范规则时,则将挑选合格的元器材打漆点标明,然后入专用仓库供装机运用。

  (3) 方案疑问

  首要是恰本地选用适合的元器材:

  ①尽量选用硅半导体器材,少用或不必锗半导体器材。

  ②多选用集成电路,削减分立器材的数目。

  ③开关管选用MOSFET能简化驱动电路,削减损耗。

  ④输出整流管尽量选用具有软康复特性的二极管。

  ⑤应挑选金属封装、陶瓷封装、玻璃封装的器材。阻挠选用塑料封装的器材。

⑥集成电路有必要是一类品或许是契合MIL-M-385十、MIL-S-19500规范B-1以上质量等级的军品。


  ⑦方案时尽量少用继电器,确有必要时应选用触摸超卓的密封继电器。

  ⑧准则上不选用电位器,有必要保存的应进行固封处理。

  ⑨吸收电容器与开关管和输出整流管的间隔应当很近,因流过高频电流,故易升温,所以央求这些电容用具有高频低损耗和耐高温的特性。 在湿润和盐雾环境下,铝电解电容会发作外壳腐蚀、容量漂移、漏电流增大等状况,所以在舰船和湿润环境,最佳不要用铝电解电容。由于受空间粒子炮击时,电解质会分化,所以铝电解电容也不适用于航天电子设备的电源中。 钽电解电容温度和频率特性较好,耐高低温,贮存时刻长,功用安稳牢靠,但钽电解电容较重、容积比低、不耐反压、高压种类(>125V)较少、报价名贵。

  关于降额方案:

  电子元器材的根柢失功率取决于作业应力(包含电、温度、振荡、冲击、频率、速度、磕碰等)。除单个低应力失效的元器材外,其它均表现为作业应力越高,失功率越高的特性。为了使元器材的失功率下降,所以在电路方案时要进行降额方案。降额程度,除牢靠性外还需考虑体积、分量、本钱等要素。不相同的元器材降额规范亦不相同
,实习标明,大大都电子元器材的根柢失功率取决于电应力和温度,因而降额也首要是操控这两种应力,以下为开关

  电源常用元器材的降额系数:

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