什么是24V電源模塊?基于UC3846的24V/24V直流隔離電源?


什么是24V電源模塊?
近年來,隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用,對電源的需求也越來越高。在眾多電源產(chǎn)品中,24V電源模塊以其高效穩(wěn)定的供電能力,成為眾多電子設(shè)備的首選。
24V電源模塊是一種將市電(AC)轉(zhuǎn)換為直流電(DC)并輸出24V電壓的裝置。它通過穩(wěn)壓、濾波等技術(shù)手段,將不穩(wěn)定的市電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電,可為各類電子設(shè)備提供可靠、穩(wěn)定的電源。
首先,24V電源模塊的高效節(jié)能是其最大的優(yōu)勢之一。相比其他電源模塊,24V電源模塊采用了高效率的轉(zhuǎn)換技術(shù),能夠?qū)⑤斎腚娔苡行мD(zhuǎn)化為輸出電能,減少能量損耗,提高電源的利用率。這不僅能夠降低電源運行成本,節(jié)約能源,還能減少對環(huán)境的影響,符合綠色低碳發(fā)展的理念。
其次,24V電源模塊的穩(wěn)定性讓它成為許多電子設(shè)備的首選。電子設(shè)備對電源的穩(wěn)定性要求較高,如果電源波動過大,可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞或者無法正常工作。24V電源模塊能夠通過內(nèi)部的穩(wěn)壓電路和濾波電容,消除或者減小電源波動,確保輸出的電壓和電流的穩(wěn)定性。無論是工業(yè)設(shè)備、通信設(shè)備還是家用電器,都可以借助24V電源模塊來獲得高質(zhì)量的電源供應(yīng)。
此外,24V電源模塊還具有多種保護功能,能夠有效保護電子設(shè)備的安全運行。常見的保護功能包括過壓保護、過流保護、短路保護等。當(dāng)電源模塊檢測到異常情況時,會自動切斷輸出,避免對設(shè)備造成損壞。這些保護功能不僅增加了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性,還延長了設(shè)備的使用壽命。
另外,24V電源模塊還具有較小的體積和較高的功率密度,適合在空間有限的場合使用。與傳統(tǒng)的電源供應(yīng)方式相比,24V電源模塊可以集成在設(shè)備內(nèi)部,減少布線和連接線路的復(fù)雜性,提高設(shè)備的集成度和整體性能。
總之,24V電源模塊以其高效穩(wěn)定的供電能力,成為眾多電子設(shè)備的首選。它不僅能夠高效轉(zhuǎn)換電能,降低能量損耗,還能保證輸出的電壓和電流的穩(wěn)定性,提供可靠的電源供應(yīng)。此外,多種保護功能和較小的體積也使得24V電源模塊在各種應(yīng)用領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。未來隨著電子設(shè)備的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,24V電源模塊也將不斷升級和完善,為人們提供更好的電源供應(yīng)解決方案。
基于UC3846的24V/24V直流隔離電源
1、UC3846的內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能
UC3846是Unitorde公司推出的電流脈寬調(diào)制芯片,該調(diào)制芯片雙端輸出,能直接驅(qū)動雙極型功率管或場效應(yīng)管(MOSFET),其主要優(yōu)點是功能齊全,自動前饋補償,強大的帶載響應(yīng)特性,欠壓保護,軟起動,終端鎖機保護。外圍控制電路簡單,工作頻率高達500kHz.它適合于的100~3OOW的穩(wěn)壓電源,最高的輸人電壓為40V,有自我保護功能。其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示.UC3846內(nèi)部電路主要包括:振蕩器電路、電流測定放大器、誤差反饋放大器、基準電壓源、過壓保護電路和欠壓鎖定等電路.UC3846的引腳及其功能如表1所示。
2、系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示,車載電源24V,經(jīng)過輸人濾波電路、隔離變壓器、功率變換器、整流濾波電路,最后得到24V輸出電壓。圖3為本系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖,系統(tǒng)采用電流、電壓雙閉環(huán),反饋電壓與參考電壓通過比較器產(chǎn)生外環(huán)輸出的誤差電壓Ue經(jīng)過PI控制器運算,結(jié)果作為內(nèi)環(huán)PI控制器的基準,雙閉環(huán)提高隔離電源的性能。
2.1、系統(tǒng)的主電路設(shè)計
系統(tǒng)主電路,輸人濾波L1、C2,功率開關(guān)器件Q1、Q2,整流器D1、D2,輸出濾波器L3、C28、C29和主變壓器Tl構(gòu)成推挽正激式系統(tǒng)主電路。當(dāng)開關(guān)管Q1與Q2、副邊快恢復(fù)二極管D1與D2開通和關(guān)斷時,開關(guān)管、副邊快恢復(fù)二極管兩端都會出現(xiàn)很大的正向和反向振蕩波形,由R53、C32、R54、C31、R43、C24、R42、C23組成吸收電路保護,可有效抑制這種振蕩波形現(xiàn)象.L01為霍爾元件,采樣直流電流。
2.2、驅(qū)動電路設(shè)計
本系統(tǒng)中采用脈沖變壓器來驅(qū)動MOSFET管。脈沖變壓器具有體積小,價格便宜,不需要額外的驅(qū)動電源.MOSFET管容量較小時,UC3846的腳n和腳14可以直接驅(qū)動脈沖變壓器。其驅(qū)動電路如圖5所示.MOSFET管的柵極驅(qū)動電路必須能輸出電流,同時為了提供柵極反向電壓,驅(qū)動電路必須能從柵極取出電流。當(dāng)BOUT為高電平時,D2導(dǎo)通,為MOSFET管的柵極提供電流,MOSI管導(dǎo),Q3三極管基極為高平,不導(dǎo)通;當(dāng)BOUT為低電平時,D2不導(dǎo)通,MOSI管關(guān)閉,Q3三極管基極為低電平,導(dǎo)通,為MOSFET管的柵極電流泄放;同理,另一路MOSFET管按同樣方式通斷。
2.3、系統(tǒng)的控制電路設(shè)計
(1)系統(tǒng)軟起動。為系統(tǒng)的控制電路。系統(tǒng)通電,芯片開始工作,但芯片UC3846的11和14脈沖輸出腳不會立即發(fā)出10V左右的電壓,使MOS管完全導(dǎo)通脈沖。因為它受到芯片1腳的限制,V1通電,芯片2腳輸出5.1V的基準電壓,通過R52給C12充電,使1腳的電壓緩慢上升,同時芯片n腳和14腳的脈沖電壓開始上升,脈沖的電壓和Vl比較接近。軟起動的作用是減小開關(guān)管的開機損耗。
(2)開關(guān)頻率的確定。圖6中,AOUT、BOUT是UC3846的輸出功率器件的開關(guān)信號。信號AOUT、BOUT經(jīng)過高頻變壓器放大后驅(qū)動功率器件MOSFET.UC3846的振蕩器頻率由外接阻容RT、CT決定(9腳、8腳).c:的充電電流由內(nèi)部恒流源所提供.MOSFET的開關(guān)頻率可按式(1)來近似計算:
大于100pF的電容,C:即為圖6中C12,取值102瓷片電容。
(3)死區(qū)時間的確定。為了防止兩路開關(guān)管的互通,還要設(shè)定兩路輸出都關(guān)斷的“死區(qū)時間”.CT上的電壓為一個鋸齒波,其下降時間即為死區(qū)時間,按式(2)閣確定其死區(qū)可設(shè)10置時間:
按照以上的設(shè)計思路研制了隔離變換器,輸人為DC24V,輸出為DC24V,功率為240W的直流隔離變換器,系統(tǒng)具有輸人過、欠壓保護,直通保護、輸出過流保護。為通過補償網(wǎng)絡(luò)后的圖形,為通過變壓器功率放大后的MOS管驅(qū)動圖形,該產(chǎn)品已在安徽明光浩森公司生產(chǎn)的消防車上使用。實際應(yīng)用結(jié)果證明,該隔離電源具有較好的穩(wěn)定性和隔離效果.
24v開關(guān)電源接線方法
24V開關(guān)電源是一種常見的電源設(shè)備,它通常用于低電壓設(shè)備的供電,比如LED燈、攝像頭等。在使用24V開關(guān)電源時,正確的接線方法是至關(guān)重要的,不正確的接線方法可能會導(dǎo)致電器設(shè)備損壞、電源短路以及人身安全隱患。本篇文章將詳細介紹24V開關(guān)電源的接線方法,包括安裝前的準備工作、接線步驟和注意事項等。
一、安裝前的準備工作
1.購買合適的24V開關(guān)電源:在購買24V開關(guān)電源時應(yīng)確保電源質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定,并且符合自己所需的功率標準。同時,應(yīng)注意電源的工作電壓、輸入電源電壓和電流等參數(shù),確保其能夠滿足所需的設(shè)備需求。
2.了解電源的接線方式:不同的24V開關(guān)電源所使用的接線方式可能存在差異,比如有些電源需要與地線接通,有些電源則沒有。因此,在安裝之前應(yīng)先了解所購買的電源所采用的接線方式。
3.準備所需的工具:安裝24V開關(guān)電源所需的工具通常包括鉛筆、電鉆、鉗子、螺絲刀等。
二、接線步驟
1.確定電源的安裝位置:應(yīng)在安全、干燥、通風(fēng)良好的場所安裝24V開關(guān)電源,并確保其不會受到過度的摩擦或振動。
2.斷電:在進行接線之前,應(yīng)先斷開電源,以確保工作過程的安全。
3.連接輸出電源:將24V開關(guān)電源的正極(紅色線)連接至設(shè)備正極,并將電源的負極(黑色線)連接至設(shè)備負極。
4.連接輸入電源:根據(jù)電源所使用的接線方式連接電源的輸入電源線。一般來說,對于三線式的電源,應(yīng)將三根線分別連接到電源的L(火線)、N(零線)和E(地線)。
5.開啟電源:當(dāng)所有的電源都連接完畢后,應(yīng)先關(guān)閉設(shè)備的所有開關(guān),再打開電源。此時應(yīng)觀察電源是否正常工作。如果電源正常,在設(shè)備上方會亮起一個綠色的燈,表示電源已經(jīng)連接成功。否則,應(yīng)檢查連接線路是否正確。
三、注意事項
1.接線前應(yīng)斷開電源,以避免發(fā)生意外事故。
2.在連接電源時,應(yīng)仔細檢查連接點是否正確,特別是正負極的連接是否正確。如果連接不當(dāng),可能導(dǎo)致電路短路或設(shè)備損壞。
3.電源的輸入電壓應(yīng)與設(shè)備的輸入電壓相匹配,否則可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。
4.不要在潮濕的地方安裝電源,以避免電梯漏電或電路短路。
5.未經(jīng)專業(yè)人士授權(quán),不要在電源上隨意更改任何接線,否則可能導(dǎo)致電源損壞或電路短路。
總之,24V開關(guān)電源是很常見的一種供電設(shè)備,當(dāng)我們需要使用它時,一定要注意正確的接線方法。本文從安裝前的準備工作、接線步驟和注意事項等方面分別進行了詳細的介紹,希望能夠為大家在使用24V開關(guān)電源時提供幫助。
電源模塊燒毀的原因有哪些?
電源模塊燒壞的原因主要有以下幾種:
1、例如AC/DC電源模塊輸入的交流電壓過高或過低;
2、開關(guān)電壓器損壞;
3、整流橋損壞;
4、軟啟動電路失效;
5、開關(guān)管集成電路板反峰吸收電路失效;
6、正反饋過強;
7、定時電容失效漏電;
8、穩(wěn)壓電路中的去耦電容失效;
9、穩(wěn)壓電路的負反饋開環(huán);
10、開關(guān)管發(fā)射極限流電阻過小;
11、開關(guān)管性能不良或功率太小;
12、整流二極管損壞;
13、輸入輸出反接;
14、電解電容炸裂。
模塊電源的工作過程很特殊,工作時序和電壓提升分三階段,第一階段是AC380V整流成DC400V,第二階段是檢測到DC400V后,繼續(xù)使電容充電到DC570V,第三階段是等待脈沖使能信號出現(xiàn),提升電壓到DC600V。由于同時提供啟動、驅(qū)動使能、脈沖使能信號,上述三步間隔時間極短,IGBT整流橋在使能條件剛滿足就開始工作。當(dāng)IGBT整流橋和脈沖分配電路由于電壓不穩(wěn)定、濕度、粉塵積聚等原因而發(fā)生大電流擊穿或脈沖順序失調(diào)時,浪涌電流通過直流母線沖擊坐標軸功率模塊的IGBT直流側(cè),這是模塊電源短路燒毀的根本原因。IGBT整流橋短路時,輸入電抗器應(yīng)起到一定的防止電流過快上升的作用,絕緣容量的降低導(dǎo)致電感急劇下降,不能有效發(fā)揮保護作用,這是模塊電源燃燒的次要原因。
例如正常電壓范圍為380(1≤15%)V≤380(1≤10%)V,模塊電源的電壓要求為AC380±5V,當(dāng)超過要求后電源模塊的自保護功能(熔斷器)就會喪失,保險絲和相關(guān)的三個電氣元件將同時被擊穿,導(dǎo)致模塊電源燒毀。
模塊電源通常都會外加電容一起使用,但是電解電容是帶極性的,應(yīng)注意不要反接,否則將會爆炸。輸出電容過大甚至?xí)?dǎo)致電路在啟動時過流短路,從而損壞電源模塊。
模塊電源串聯(lián)而整流管燒毀?首先要了解電路的接法是否有問題,通常整流管損壞一般多為電壓高或是負載過重導(dǎo)致。如果是串聯(lián),那么每個模塊的輸出加反偏二極管,防止電壓反加在電源模塊。二極管的反向耐壓大于兩個電源輸出電壓總和,平均電流應(yīng)大于電源輸出電流的兩倍。串聯(lián)使用的一個限制條件是串聯(lián)后總輸出電壓不能超過任何一個電源的擊穿電壓。如果不同電源串聯(lián),串聯(lián)后的最大輸出電流等于額定電流最小的那個額定電流。
如果兩個電源不添加保護,直接進行串聯(lián),而兩個電源的啟動時間不同,先啟動電源的輸出功率電流會通過未啟動的電源內(nèi)部器件。對于正激產(chǎn)品,就是變壓器副邊+整流管和續(xù)流管兩個通路。并且會導(dǎo)致未啟動的電源進入不正常的工作狀態(tài)。在這樣的情況下,續(xù)流管比較容易損壞,所謂增大續(xù)流管容量,只是說大容量二極管在流過同等電流情況下壓降小,所以損耗小,溫升也小,相對安全些。需要特別注意的是,如果沒有特別說明,模塊電源是不能直接串聯(lián)或并聯(lián)使用的。
模塊電源燒毀的現(xiàn)象需要根據(jù)實際情況分析,才能對具體產(chǎn)品給出如何改善的建議。不管是電網(wǎng)電壓過高、震動、高次諧波過多、環(huán)境溫度較高及元器件不良等很多方面都是故障產(chǎn)生的原因。
電源的壽命也可以高達幾萬小時,例如以前有些家里的家電,用了十幾年也沒有壞,就是說明高可靠性是可以實現(xiàn)的。
要做一個高可靠的電源模塊,下面簡單說下幾點:
1、采用高質(zhì)量元器件。其實有點常識的人都知道,為什么有的元器件便宜,有的就貴,其差別就在于可靠性。
2、選用器件參數(shù)時要留有余地,比如耐壓,你不能夠假定市電電壓就是220V,一般我們都要求至少應(yīng)當(dāng)考慮電壓有可能高達265V,甚至更高。
3、電路設(shè)計必須采用保護器件,沒有保護器件的電路就等于你家里的門沒有鎖一樣。
4、好一點的電路板還應(yīng)該涂上三防漆,所謂三防漆就是防潮、防鹽霧、防霉,再加上防塵、防漏電,更好的還能防水(IP67)。
5、電源模塊要求有CE,UL認證,有的還要ROHS認證(也就是無鉛認證),保證了產(chǎn)品認證符合要求。
電源模塊,電源模塊是什么意思
背景知識:
電源是一切電子設(shè)備的心臟,一切電子設(shè)備都離不開電源提供能量。電源它廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、經(jīng)濟建設(shè)、國防設(shè)施及日常生活等各個方面,是電子設(shè)備和機電設(shè)備的基礎(chǔ),它與國民經(jīng)濟各個部門緊密相關(guān),在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。
基本原理:
按現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域,我們把電源劃分如下:
1 計算機高效率綠色電源
高速發(fā)展的計算機技術(shù)帶領(lǐng)人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計算機全面采用了開關(guān)電源,率先完成計算機電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。
計算機技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個人電腦和相關(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)美國環(huán)境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規(guī)定,桌上型個人電腦或相關(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。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2 通信用高頻開關(guān)電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
3 直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源), 同時還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓撲結(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
4 不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)。
現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實現(xiàn)對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
5 變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機的變頻調(diào)速,其在電氣傳動系統(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)動交流異步電動機實現(xiàn)無級調(diào)速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點。預(yù)計到2000年左右將形成高潮。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機電機。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進一步發(fā)展方向。
6 高頻逆變式整流焊機電源
高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當(dāng)今焊機電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。
逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合, 整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。
由于焊機電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關(guān)鍵的問題,也是用戶最關(guān)心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過對多參數(shù)、多信息的提取與分析,達到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進而提前對系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。
7 大功率開關(guān)型高壓直流電源
大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機和CT機等大型設(shè)備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進一步減小。
國內(nèi)對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。
8 電力有源濾波器
傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流; (2)電流環(huán)基準信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
9 分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)
分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)??刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。
八十年代初期,對分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展,各種變換器拓撲結(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學(xué)界的研究熱點,論文數(shù)量逐年增加,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。
分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟和維護方便等優(yōu)點。已被大型計算機、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動機驅(qū)動電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。
現(xiàn)狀和發(fā)展:
現(xiàn)代電力電子技術(shù)是開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著新型電力電子器件和適于更高開關(guān)頻率的電路拓撲的不斷出現(xiàn),現(xiàn)代電源技術(shù)將在實際需要的推動下快速發(fā)展。在傳統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)下,由于功率器件性能的限制而使開關(guān)電源的性能受到影響。為了極大發(fā)揮各種功率器件的特性,使器件性能對開關(guān)電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓撲和新型的控制技術(shù),可使功率開關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài),從而可大大的提高工作頻率,提高開關(guān)電源工作效率,設(shè)計出性能優(yōu)良的開關(guān)電源。電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展,新技術(shù)的出現(xiàn)又會使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實現(xiàn),將標志著這些技術(shù)的成熟,實現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。這幾年,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開關(guān)電源,僅國內(nèi)有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內(nèi)外一大批科技人員對其進行開發(fā)研究。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國內(nèi)市場正在啟動,并將很快發(fā)展起來。還有其它許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_發(fā)。
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