開關(guān)電源經(jīng)典回答,太有用了?。ㄞD(zhuǎn))
日期:2020-11-05 / 人氣: / 來(lái)源:
[概要說(shuō)明]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新,本文介紹一些關(guān)于開關(guān)電源的經(jīng)典回答。
1、開關(guān)電源變壓器如果用銅帶取代漆包線,其允許通過(guò)的電流怎么算?比如說(shuō)厚度為0.1mm的銅帶,允許通過(guò)的電流怎么算?
專家解答:如果開關(guān)電源變壓器用銅帶取代漆包線,銅帶(漆包線)的渦流損耗可以大大將小,工作頻率可以相應(yīng)提高,但直流損耗幾乎不變,銅帶允許通過(guò)的電流密度一般還是不要超過(guò)4.5A/平方毫米。電流密度等于電流除與以導(dǎo)體的截面積,導(dǎo)體的截面積等于厚(0.1mm)乘以寬(銅帶的寬度)。
2、電源開關(guān)交流回路和整流器的交流回路是最容易產(chǎn)生電磁干擾的嗎?
專家解答:開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾最嚴(yán)重的地方是開關(guān)變壓器的初、次級(jí)線圈組成的電路,但它的干擾會(huì)通過(guò)感應(yīng)對(duì)其它電路產(chǎn)生輻射和傳導(dǎo)干擾,傳導(dǎo)干擾和輻射干擾最嚴(yán)重的地方是電源線,因?yàn)殡娫淳€很容易成為輻射源的半波振子天線,另外它又與外線路進(jìn)行連接,很容易把干擾信號(hào)傳輸給其它設(shè)備。所以在開關(guān)電源的輸入端一定要對(duì)電源線進(jìn)行有效隔離。
3、降低變壓器的溫升有什么具體方法?
專家解答:降低變壓溫升的方法一個(gè)是降低變壓器磁芯的最大磁通增量(Bm)的取值,因?yàn)樽儔浩鞔判镜膿p耗(磁滯損耗和渦流損耗)與磁通密度的平方成正比;另一個(gè)是降低開關(guān)電源的工作頻率,因?yàn)樽儔浩鞔判镜膿p耗(磁滯損耗和渦流損耗)與工作頻率成正比;再一個(gè)是降低線圈的損耗,線圈的損耗(主要是渦流損耗),線圈的渦流損耗與集膚效應(yīng)損耗也與工作頻率成正比,降低線圈的直流損耗必須降低導(dǎo)線的電流密度,一般漆包線的電流密度不能超過(guò)4.5A/平方毫米。
4、反激式開關(guān)電源的占空比是如何變化的?
專家解答:反激式開關(guān)電源的占空比主要由輸入電壓和開關(guān)電源管的耐壓來(lái)決定,當(dāng)輸入電壓變化時(shí)占空比也要跟著變化。例如當(dāng)輸入電壓為AC260V時(shí),如果電源開關(guān)管的耐壓為650V,則占空比大為0.306;當(dāng)輸入電壓為AC170V時(shí),占空比大約為0.5;當(dāng)輸入電壓低于AC170V時(shí),占空比大于0.5。但不管輸入電壓這樣變化,開關(guān)電源都會(huì)通過(guò)改變占空比來(lái)大到穩(wěn)定(或改變)輸出電壓的數(shù)值。
5、正激和反激的區(qū)別主要在哪?
專家解答:正激式開關(guān)電源是電源開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)候,電源向負(fù)責(zé)提供功率輸出,而關(guān)斷的時(shí)候沒(méi)有功率輸出。反激式開關(guān)電源正好相反,電源開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)只向變壓器存儲(chǔ)能量,沒(méi)有給負(fù)載提供功率輸出,僅在電源開關(guān)管關(guān)斷時(shí)才向負(fù)載提供輸出。正激式開關(guān)電源輸出電壓是取整流輸出電壓的平均值,反激式開關(guān)電源輸出電壓是取整流輸出電壓的半波平均值,兩種電壓輸出的相位正好相反。
6、能具體講講環(huán)路設(shè)計(jì)嗎?
專家解答:反饋環(huán)路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過(guò)高時(shí),輸出電壓會(huì)圍繞著平均值來(lái)回跟蹤,輸出電壓上下波動(dòng)很厲害,增益越高,波動(dòng)的幅度就越大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過(guò)低時(shí),輸出電壓又會(huì)不穩(wěn)定,因?yàn)殡妷焊櫜坏轿唬瑫?huì)存在一個(gè)滯后誤差。
為了使輸出電壓穩(wěn)定,但又不發(fā)生振蕩,一般都把反饋環(huán)路分成三個(gè)回路來(lái)組成,一個(gè)回路用來(lái)決定微分增益的大小,另一個(gè)回路用來(lái)決定積分增益的大小,還有一個(gè)是決定直流增益的大小。這樣做的目的是,在誤差信號(hào)很小的時(shí)候,環(huán)路增益很大,而在誤差小號(hào)很大的時(shí)候環(huán)路增益又會(huì)變小,即誤差放大器的增益是動(dòng)態(tài)的。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個(gè)反饋環(huán)路的增益,就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定,又不出現(xiàn)振蕩。
7、反激電源開關(guān)MOS如何降到最低?特別是在硬開關(guān)條件下。
專家解答:降低占空比,但占空比太低,電源的工作效率大大降低,電壓調(diào)整范圍也會(huì)減小。
8、銅箔損耗占電源損耗比例約為多少?
專家解答:非常小,如果銅箔損耗大,銅箔的溫升會(huì)很高,如果超過(guò)80度,銅箔的油漆會(huì)發(fā)黃。但也只相當(dāng)于一個(gè)1~3瓦左右的金屬膜電阻在同樣溫升時(shí)的損耗。
9、驅(qū)動(dòng)波形大小波問(wèn)題是什么原因引起的??我有款電源,在低壓AC85-120V的時(shí)候輸出驅(qū)動(dòng)都很正常,,當(dāng)電壓變?yōu)?20-150V的時(shí)候,驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)大小波,輸出電流明顯下降。當(dāng)電壓再次提升到150V-265V的時(shí)候,驅(qū)動(dòng)波形的頻率完全不對(duì)頭了,輸出也不對(duì)了。
專家解答:如果你的驅(qū)動(dòng)電路采用電容或變壓器輸出,會(huì)出現(xiàn)這種情況,因?yàn)殡娙莼蜃儔浩鱾鬏敳ㄐ危ㄐ盘?hào)時(shí)),信號(hào)中不能含有直流分量,如果含有直流分量,輸出波形將出現(xiàn)嚴(yán)重失真,只有驅(qū)動(dòng)電路的輸出波形,其占空比為0.5時(shí),輸出波形才不會(huì)產(chǎn)生失真,而占空比過(guò)大或過(guò)小,都會(huì)出現(xiàn)失真。
10、想問(wèn)下關(guān)于整流橋的選擇,不同的功率選怎么樣的整流橋?還有就是我做了一款30W的電源,用了3A700V的整流橋,發(fā)現(xiàn)整流橋很燙,沒(méi)幾分鐘溫度就大約有60多度了。這個(gè)引起整流橋發(fā)燙的原因有哪些?
專家解答:整流二極管的選擇主要是根據(jù)流過(guò)整流二極管的電流大小和耐壓還有工作頻率這三個(gè)參數(shù)來(lái)決定,進(jìn)行電路參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí),流過(guò)整流二極管的電流一般只能取標(biāo)稱值(25℃時(shí))的三分之一,因?yàn)榱鬟^(guò)整流二極管的工作溫度可能會(huì)上升到80℃以上。如果整流二極管的導(dǎo)通和關(guān)斷速度很低,它在電壓反向的情況下還會(huì)導(dǎo)通一段時(shí)間,即反向電流非常大,這樣整流二極管也會(huì)發(fā)熱。你的整流橋發(fā)熱可能屬于后一種情況。
11、反饋環(huán)路設(shè)計(jì)以及補(bǔ)償如何入手?還望老師耐心解答。
專家解答:反饋環(huán)路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過(guò)高時(shí),輸出電壓會(huì)圍繞著平均值上下波動(dòng),增益越高,波動(dòng)的幅度就越大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過(guò)低時(shí),輸出電壓又會(huì)不穩(wěn)定。為了使輸出電壓穩(wěn)定,但又不發(fā)生振蕩,一般都把反饋環(huán)路分成三個(gè)回路來(lái)組成,一個(gè)回路用來(lái)決定微分增益的大小,另一個(gè)回路用來(lái)決定積分增益的大小,還有一個(gè)是決定直流增益的大小。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個(gè)反饋環(huán)路的增益,就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定,又不出現(xiàn)振蕩。
12、最近在做DC TO DC效率有點(diǎn)低,怎樣解決呢?
專家解答:把工作頻率降低,或把電源開關(guān)管換成一個(gè)高速開關(guān)管,另外還可以把變壓器的體積加大,把最大磁通密度(Bm)的取值降低,即把開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)增加,因?yàn)殚_關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗與工作頻率成正比,與最大磁通密度增量的平方成正比。
13、老師您好,您是怎么計(jì)算最小直流電壓的?我看了好幾個(gè)版本一直找不到最合適的。
專家解答:這里我不太明白你說(shuō)的“最小直流電壓”是指哪方面?如果是開關(guān)電源的最小輸入直流電壓,一般可根據(jù)最低輸入交流電壓換算得來(lái),比如,最低輸入交流電壓為AC100V(有效值),則換算為最低直流輸入電壓大約為120V(取平均值),因?yàn)檎鳛V波后最大值為140V,最低值為100V,取平均值就是120V。
如果最小直流電壓為晶體管自激式開關(guān)電源的正反饋電壓,則此電壓最好選為晶管導(dǎo)通時(shí)工作電壓的2倍,而留1倍作為可調(diào)整的余量用。如果最小直流電壓為場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的最小工作電壓,則此工作電壓最低不能小于16V,因?yàn)?,大功率?chǎng)效應(yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動(dòng)電壓都在12V以上(最好為20V)。
14、老師您好,我做的反激式變壓器電源輸出側(cè)有毛刺,且毛刺的頻率和原邊開關(guān)頻率一樣,怎么消除毛刺呢?
專家解答:在次級(jí)整流與濾波電容之間串了一個(gè)小電感,但電感流過(guò)直流時(shí)不能飽和,這種電感的磁回路不能用封閉式的,必須要留有很大的氣隙。
15、老師您好!反激式電源開關(guān)頻率如何優(yōu)化選擇? VOR反激電壓如何優(yōu)化設(shè)置,在什么情況下最合適?謝謝!匝比如何 最優(yōu)化計(jì)算?謝謝。
專家解答:反激式開關(guān)電源工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源的工作效率和體積大小有關(guān),而開關(guān)電源的工作效率又主要與開關(guān)電源管、開關(guān)變壓器的損耗(磁滯損耗和渦流損耗)有關(guān),這兩者的損耗均與頻率成正比。開關(guān)電源管的損耗主要由開通損耗(導(dǎo)通時(shí)間損耗)和關(guān)斷損耗(關(guān)斷時(shí)間損耗)組成,開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間越長(zhǎng),這兩個(gè)損耗就越大。
一般大功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間都比小功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多,所以大功率開關(guān)電源的工作頻率一般都取得比較低。在考慮開關(guān)電源的工作效率時(shí),如果從開關(guān)電源的體積和成本等方面考慮,最好
選工作效率為80%左右較為合適,此時(shí),開關(guān)電源管的損耗大約占總損耗的50%,開關(guān)變壓器的損耗大約占總損耗的30%,其余電路的損耗大約占總損耗的20%。開關(guān)變壓器的匝數(shù)比與輸入輸出電壓的比值有關(guān),與開關(guān)電源的占空比有關(guān)。
16、老師您好! 初期峰值電流IP 和反激電壓VOR 以及最優(yōu)化的反激電源占空比 如何設(shè)定,謝謝!
專家解答:反激式開關(guān)電源的初、次級(jí)線圈產(chǎn)生的反激電壓的大小均與開關(guān)電源的占空比有關(guān),以及與輸入電壓有關(guān),在選擇開關(guān)電源的占空比時(shí),必須考慮,初、級(jí)線圈產(chǎn)生的反激電壓峰值與工作電壓(輸入電壓)之和不能超過(guò)電源開關(guān)管耐壓Bvmax的0.7倍,根據(jù)此條件(Bvmax)就可以計(jì)算反激式開關(guān)電源在最高輸入電壓時(shí)的最大占空比Dmax。例如,Bvmax為650V的電源開關(guān)管,在輸入電壓為AC260V時(shí),其占空比只能選為0.306左右。
17、老師您好!反激式電源開關(guān)頻率如何優(yōu)化選擇? VOR反激電壓如何優(yōu)化設(shè)置,在什么情況下最合適?謝謝!匝比如何 最優(yōu)化計(jì)算?
專家解答:反激式開關(guān)電源工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源的工作效率有關(guān),而開關(guān)電源的工作效率又主要與開關(guān)電源管、開關(guān)變壓器的損耗(磁滯損耗和渦流損耗)有關(guān),這兩者的損耗均與頻率成正比。開關(guān)電源管的損耗主要由開通損耗(導(dǎo)通時(shí)間損耗)和關(guān)斷損耗(關(guān)斷時(shí)間損耗)組成,開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間越長(zhǎng),這兩個(gè)損耗就越大。
一般大功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間都比小功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多,所以大功率開關(guān)電源的工作頻率一般都取得比較低。在考慮開關(guān)電源的工作效率時(shí),如果從開關(guān)電源的體積和成本等方面考慮,最好選工作效率為80%左右較為合適,此時(shí),開關(guān)電源管的損耗大約占總損耗的50%,開關(guān)變壓器的損耗大約占總損耗的30%,其余電路的損耗大約占總損耗的20%。開關(guān)變壓器的匝數(shù)比與輸入輸出電壓的比值有關(guān),與開關(guān)電源的占空比有關(guān)。
18、老師您好,我做的反激式變壓器電源輸出側(cè)有毛刺,且毛刺的頻率和原邊開關(guān)頻率一樣,怎么消除毛刺呢?
專家解答:在次級(jí)整流與濾波電容之間串了一個(gè)小電感,但電感流過(guò)直流時(shí)不能飽和,這種電感的磁回路不能用封閉式的,必須要留有很大的氣隙。
19、老師您好,您是怎么計(jì)算最小直流電壓的?我看了好幾個(gè)版本一直找不到最合適的?
專家解答:這里我不太明白你說(shuō)的“最小直流電壓”是指哪方面?如果是開關(guān)電源的最小輸入直流電壓,一般可根據(jù)最低輸入交流電壓換算得來(lái),比如,最低輸入交流電壓為AC100V(有效值),則換算為最低直流輸入電壓大約為120V(取平均值),因?yàn)檎鳛V波后最大值為140V,最低值為100V,取平均值就是120V。
如果最小直流電壓為晶體管自激式開關(guān)電源的正反饋電壓,則此電壓最好選為晶體管導(dǎo)通時(shí)工作電壓的2倍,而留1倍作為可調(diào)整的余量用。如果最小直流電壓為場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的最小工作電壓,則此工作電壓最低不能小于16V,因?yàn)椋蠊β蕡?chǎng)效應(yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動(dòng)電壓都在12V以上(最好為20V)。
20、最近在做DC TO DC效率有點(diǎn)低,怎樣解決呢?
專家解答:把工作頻率降低,或把電源開關(guān)管換成一個(gè)高速開關(guān)管,另外,還可以把變壓器的體積加大,把最大磁通密度(Bm)的取值降低,即把開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)增加,因?yàn)殚_關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗與工作頻率成正比,與最大磁通密度增量的平方成正比。
21、問(wèn)題: 反饋環(huán)路設(shè)計(jì)以及補(bǔ)償如何入手?還望老師耐心解答。
專家解答:反饋環(huán)路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過(guò)高時(shí),輸出電壓會(huì)圍繞著平均值上下波動(dòng),增益越高,波動(dòng)的幅度就越大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過(guò)低時(shí),輸出電壓又會(huì)不穩(wěn)定。為了使輸出電壓穩(wěn)定,但又不發(fā)生振蕩,一般都把反饋環(huán)路分成三個(gè)回路來(lái)組成,一個(gè)回路用來(lái)決定微分增益的大小,另一個(gè)回路用來(lái)決定積分增益的大小,還有一個(gè)是決定直流增益的大小。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個(gè)反饋環(huán)路的增益,就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定,又不出現(xiàn)振蕩。
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