能使電路中形成恒定電流的裝置,如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機等,稱為直流電源。 直流電源有正負兩個電極,正極的電勢高,負極的電勢低;當兩個電極與電路連通后,直流電源能維持兩個電極之間的恒定電勢差,從而在外電路中形成由正極到負極的恒定電流。 要使直流電源兩極間的電勢差保持恒定必須使在外電路中由正極流到負極的正電荷,在電源內(nèi)部逆著電場力的方向,由負極返回到正極去。這個過程不能靠靜電力,只能靠某種與靜電力方向相反的“非靜電力”來實現(xiàn)。因此,電源就是一種提供非靜電力的裝置,通過非靜電力做功,把非電能轉(zhuǎn)化為正負電極之間的電勢能。
AC-DC電源模塊的作用
一、隔離:
1、安全隔離:強電弱電隔離IGBT隔離驅(qū)動浪涌隔離保護雷電隔離保護(如人體接觸的醫(yī)療電子設(shè)備的隔離保護)
2、噪聲隔離:(模擬電路與數(shù)字電路隔離、強弱信號隔離)
3、接地環(huán)路消除:遠程信號傳輸分布式電源供電系統(tǒng)
二、保護:短路保護、過壓保護、欠壓保護、過流保護、其它保護
三、電壓變換: 升壓變換降壓變換交直流轉(zhuǎn)換(AC/DC、DC/AC)極性變換(正負極性轉(zhuǎn)換、單電源與正負電源轉(zhuǎn)換、單電源與多電源轉(zhuǎn)換)
四、穩(wěn)壓:交流市電供電遠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
AC-DC電源模塊的的選購指南
電源模塊在電路中即可視為一個元器件來使用,此器件結(jié)構(gòu)簡單,引腳較少,僅有輸入端子和輸出端子之分,故在應(yīng)用選型中主要考慮是的輸入端特性參數(shù)及輸出端特性參數(shù)。在應(yīng)用要求較嚴格的情況下會加入隔離特性參數(shù)和環(huán)境特性參數(shù)考慮。
1、 單路輸出選型
基本參數(shù): 模塊輸入電壓:85VAC~265VAC(常規(guī)類型);165VAC~265VAC(可定制); 模塊輸出電壓:5V,12V,15V,24V(其他電壓可定制);輸出電流:Po/Vo;
2. 附加參數(shù): 輸入端與輸出端隔離耐壓:2000VAC,2500VAC,3000VAC,4000VAC(可定制); 模塊工作溫度范圍:-25℃~+70℃,-40℃~+70℃,-40℃~+85℃; 雙路輸出選型 雙路輸出與單路輸出選型的差異在于輸出電壓電流的選擇。 雙路輸出包括主路和輔路輸出?;陔娐吩碇髀肪鶠榉€(wěn)壓輸出(電壓精度在1%~2%之間),輔路可選擇穩(wěn)壓輸出(電壓精度在1%~2%之間)例如:ZY0JGD0512DI2-10W,同時在對電壓精度要求不高的場合可選擇非穩(wěn)壓輸出(電壓精度一般在5%左右)例如: ZY0JGD0512CD2-10W。 1.3 多路輸出選型 由于模塊電源體積限制,多路電源型號較少。如需多路模塊電源可進行定制。
AC-DC電源模塊的外圍電路設(shè)計指南
1模塊輸入電路參考設(shè)計 由于AC-DC電源模塊體積限制,模塊內(nèi)部無法設(shè)計完善的EMI濾波電路及保護電路。若現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境較嚴苛,需在電源輸入端加入濾波及保護電路??蓞⒖枷聢D。
說明:
1. 保險絲(FUSE) 由于電源工作電流為脈沖式電流,并且在電源啟動過程中有較大浪涌電流,故保險絲應(yīng)選用慢熔斷型。 慢熔保險絲:例如,ZY0JGB12D-25W模塊,模塊輸入電壓范圍為85~265VAC,模塊效率為83%,周圍溫度70℃的情況下,保險絲額定電流取值:
(1)輸入工作電流:25W/(83%*85V)=0.35A;
(2)0.35A / 50% = 0.7A (常溫下所需要的保險絲容量)(推薦常規(guī)型號為1A);
(3)0.7A /{100% + (70℃-24℃) ×-0.14% / ℃}=0.748A (70℃的情況下所需要的保險絲容量); 注:當保險絲后端加有壓敏電阻抑制浪涌電壓時,保險絲的額定電流值應(yīng)適當加大。
2. 熱敏電阻(NTC) 熱敏電阻NTC主要利用電阻隨溫度變化的特性來抑制電源輸入端的浪涌沖擊電流,常用推薦型號為5D-9。
3. 壓敏電阻(RV) 抑制浪涌電壓的常用器件一般有三種,分別是氣體放電管、壓敏電阻、瞬態(tài)抑制器。由于壓敏電阻的流通容量及響應(yīng)時間均介于其他兩則之間,故使用壓敏電阻是抑制浪涌電壓的有效手段。 在交流電路中:壓敏電壓U1mA(min)≥(2.0~2.5)Uac;Uac為交流工作電壓的有效值。 例如,在我國市電中應(yīng)用,其市電電壓為220VAC,故壓敏電阻的壓敏電壓U1mA(min)≥(2.0~2.5)220VAC=(440~550)VAC,常用壓敏電壓為471。(注:如上圖應(yīng)用,壓敏電阻選擇471KD10,我公司AC-DC模塊類產(chǎn)品雷擊浪涌實驗等級能滿足3級以上,詳細情況可咨詢我公司技術(shù)支持。)
4. X安規(guī)電容(C1) X電容主要特性為::在電容失效后不會導(dǎo)致電沖擊危險。在本電路中推薦使用X2電容,額定電壓為275VAC。容值推薦使用0.22uF。
5. Y安規(guī)電容(C2,C3)選型及外圍 產(chǎn)品應(yīng)用筆記 4 AC-DC電源模塊應(yīng)用筆記 Y電容一般應(yīng)用與L、N與FG之間,由于漏電流的限制,此電容不能偏大,但耐壓必須較高。此處推薦使用Y1和Y2電容,容值推薦為102。
6. 共模電感(T1)共模電感主要是改善電源的EMI性能,此電感量可根據(jù)具體電路設(shè)計。常用推薦值為10~20mH。 2.2 模塊輸出電路參考設(shè)計 我公司AC-DC電源模塊輸出均可直接使用,但為了增加整個電路的可靠性,輸出端需添加濾波電容及瞬態(tài)抑制器。具體應(yīng)用可參考下圖。
說明:
1. 濾波電容(C4,C5) 如輸出端PCB板布線較長時,需將C4、C5電容靠近用電器件放置。 C4為輸出濾波高頻鋁電解電容,輸出電流大于等于2A,選擇100uF~680uF,小于2A 選擇10 uF ~100uF,電容耐壓降額大于80%。 C5為高頻陶瓷電容或聚酯電容,0.1uF/50V。
2. 瞬態(tài)抑制器(TVS) TVS響應(yīng)速度較快,能有效保護后級電路。 選取TVS時,工作電壓應(yīng)大于被保護電路工作電壓的最大值。最大反向工作電壓VRWM 不低于電路最大工作電壓,一般可選VRWM略高于電路最大工作電壓。額定的最大脈沖功率,必須大于電路中出現(xiàn)的最大瞬態(tài)浪涌功率。 例如,模塊輸出電壓為12V的TVS選型,后級電路安全電壓為25V。 a) 從工作電壓12V選取最大反向工作電壓VRWM為15V; b) 由于經(jīng)過電源模塊隔離,后級輸出的浪涌能量較低,故選用脈沖功率600W的TVS即 可。 根據(jù)上述要求及TVS數(shù)據(jù)手冊,推薦選用SMBJ15A。
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