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电源模块选型全知道

时间:2019-06-03 来源: 关键字:功率   二极管   

电源模块选型没那么简单,它需要考虑很多问题,你知道哪些呢?

磁珠、电容、二极管、电阻…都具有类似的潜规则,只是我们不太注意而已。电源模块的拓扑结构有多种,反激、正激、推挽、半桥、全桥多种,每种因为其原理的不同,也表现为在某些特性指标方面的优越性。

反激电源在开关的一个周期中,充电的时段没有放电,就是因为这个特性,其时间响应特性、纹波特性就很难做到很好,虽然可以通过大的储能电容协助解决一点,但原理性缺陷终归是硬伤。漏感也大等等问题,但其优点是电路简单,成本低,体积小,不必加磁复位绕组,而且输入电压范围比较宽。也正因为此,才有了其占总电源市场7成以上的份额。

正激电源输出电压瞬态控制特性较好,负载能力较强,但其缺点也同样显著,多用一个大储能滤波电感和一个续流二极管、体积大、变压器初级线圈反电动势电压高,对开关管的要求较高。

 

 

推挽式电源电流瞬态响应速度很高,电压输出特性很好,在所有拓扑结构中,是利用率最高的一种开关电源,无漏磁,驱动电路简单。但其缺点是两个开关器件需要很高的耐压值;要有两组初级线圈,对于小功率输出的推挽式开关电源是个缺点。若两个正激式变换器不完全对称或平衡,经过几个周期累积的偏磁,会使磁芯进入饱和,导致高频变压器励磁电流过大,甚至损坏开关管。

桥式开关电源输出功率很大,工作效率很高,开关管的耐压值要求比较低,变压器初级线圈只需要一个绕组。缺点是效率低,会出现半导通区,损耗大。

以上各种问题都是因为其拓扑结构的先天优势和先天缺陷造成的,虽然我们可以将电源模块当成黑匣子,但这也是我们在选择电源时要关注的一个点。

另一个是要根据负载的波动情况来确定,有的负载较稳定,有的负载就波动较大,甚至于有的还会有空载、或满载、或瞬间负载变大、或瞬间负载跌落的情况发生。

 

 

负载的类型也是一个影响因素。一般的模块,其输出是按照默认为阻性负载而设计的,如果负载是感性或容性负载,都需要作电源模块内部器件或参数稍作调整。

电源模块的开关频率也是需要关注的,他决定了外接电源滤波器滤波参数(截止频率、阶次)的选择。

纹波与拓扑结构、电容电感的参数、负载的情况都相关,一个5v电源,纹波做到50mv,单电源的误差磁珠、电容、二极管、电阻…都具有类似的潜规则,只是我们不太注意而已。电源模块的拓扑结构有多种,反激、正激、推挽、半桥、全桥多种,每种因为其原理的不同,也表现为在某些特性指标方面的优越性。

反激电源在开关的一个周期中,充电的时段没有放电,就是因为这个特性,其时间响应特性、纹波特性就很难做到很好,虽然可以通过大的储能电容协助解决一点,但原理性缺陷终归是硬伤。漏感也大等等问题,但其优点是电路简单,成本低,体积小,不必加磁复位绕组,而且输入电压范围比较宽。也正因为此,才有了其占总电源市场7成以上的份额。

正激电源输出电压瞬态控制特性较好,负载能力较强,但其缺点也同样显著,多用一个大储能滤波电感和一个续流二极管、体积大、变压器初级线圈反电动势电压高,对开关管的要求较高。

推挽式电源电流瞬态响应速度很高,电压输出特性很好,在所有拓扑结构中,是利用率最高的一种开关电源,无漏磁,驱动电路简单。但其缺点是两个开关器件需要很高的耐压值;要有两组初级线圈,对于小功率输出的推挽式开关电源是个缺点。若两个正激式变换器不完全对称或平衡,经过几个周期累积的偏磁,会使磁芯进入饱和,导致高频变压器励磁电流过大,甚至损坏开关管。

桥式开关电源输出功率很大,工作效率很高,开关管的耐压值要求比较低,变压器初级线圈只需要一个绕组。缺点是效率低,会出现半导通区,损耗大。

以上各种问题都是因为其拓扑结构的先天优势和先天缺陷造成的,虽然我们可以将电源模块当成黑匣子,但这也是我们在选择电源时要关注的一个点。

另一个是要根据负载的波动情况来确定,有的负载较稳定,有的负载就波动较大,甚至于有的还会有空载、或满载、或瞬间负载变大、或瞬间负载跌落的情况发生。

负载的类型也是一个影响因素。一般的模块,其输出是按照默认为阻性负载而设计的,如果负载是感性或容性负载,都需要作电源模块内部器件或参数稍作调整。

电源模块的开关频率也是需要关注的,他决定了外接电源滤波器滤波参数(截止频率、阶次)的选择。

纹波与拓扑结构、电容电感的参数、负载的情况都相关,一个5v电源,纹波做到50mv,单电源的误差就是1%了,对精度要求高的电路,电源的误差、放大电路的误差、信号电缆的误差、AD的舍入误差,多个误差累积合并之后,总误差可就大了。

电源模块里有无滤波设计、电源模块所在的设备里有无安规要求(漏电流、绝缘耐压、湿度要求)、温升特性、转换效率、输入电压的波动范围、负载调整率等等,要求的地方还是不少的。就是1%了,对精度要求高的电路,电源的误差、放大电路的误差、信号电缆的误差、AD的舍入误差,多个误差累积合并之后,总误差可就大了。

电源模块里有无滤波设计、电源模块所在的设备里有无安规要求(漏电流、绝缘耐压、湿度要求)、温升特性、转换效率、输入电压的波动范围、负载调整率等等,要求的地方还是不少的。

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