選用開關電源重點注意的三個性能指標
開關電源在輸入抗干擾性能上,由于其自身電路結構的特點(多級串聯(lián)),一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過,在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術指標上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢,其輸出電壓穩(wěn)定度可達(0.5~1)%。開關電源模塊作為一種電力電子集成器件,在選用中應注意以下幾點:
1輸出電流的選擇
因開關電源工作效率高,一般可達到80%以上,故在其輸出電流的選擇上,應準確測量或計算用電設備的大吸收電流,以使被選用的開關電源具有高的性能價格比,通常輸出計算公式為:
Is=KIf
式中:Is—開關電源的額定輸出電流;
If—用電設備的大吸收電流;
K—裕量系數(shù),一般取1.5~1.8;
2接地
開關電源比線性電源會產(chǎn)生更多的干擾,對共模干擾敏感的用電設備,應采取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制,開關電源均采取EMC電磁兼容措施,因此開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術的HA系列開關電源,將其FG端子接大地或接用戶機殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。
3保護電路
開關電源在設計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能,故在設計時應保護功能齊備的開關電源模塊,并且其保護電路的技術參數(shù)應與用電設備的工作特性相匹配,以避免損壞用電設備或開關電源。
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設計單片開關電源適配器要遵守的原則
一、普遍原則。
1.所設計的開關電源適配器應盡量工作在大占空比Dmax的情況下。
2.對于交流85~265V寬電壓范圍輸入,一次繞組的感應電壓Uor應盡量高,可在100~135V范圍內選擇,以保證在交流輸入電壓為85V時高頻變壓器也能傳輸足夠大的能量。
二、具體原則。
1.一次側電路。
a)增加一次繞組的電感量(Lp),可使高頻變壓器工作在連續(xù)模式。此時單片開關電源適配器和高頻變壓器的功率損耗均較低。
b)若在輸入端串聯(lián)一只負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTCR),剛通電冷機啟動時起限流作用,則應使之盡可能工作在熱狀態(tài)(即低阻態(tài)),以減小熱敏電阻的功耗。整流橋的指標要留出足夠的余量,其標稱整流電流必須大于額定電流值,才能減小能量損耗。
c)要正確估算輸入濾波電容的容量,在交流85~265V輸入時,每瓦輸出功率對應于3uF的容量,即比例系數(shù)為3uF/W。在交流230V固定電壓輸入時比例系數(shù)為1uF/W。
d)為提高英規(guī)電源適配器效率和降低成本,應挑選低功耗的開關電源芯片。
2.高頻變壓器。
a)為減小繞組導線上因集膚效應而產(chǎn)生的損耗,推薦采用多股并繞的方式來繞制二次繞組。
b)選擇低損耗的磁芯材料、合適的形狀及正確的繞線方法,將漏感降至低限度。在安裝空間允許的條件下,選擇較大尺寸的磁心,有助于降低磁心損耗。
三、二次側電路。
1.所選用輸出整流管的標稱電流至少為連續(xù)輸出電流典型值的3倍。推薦采用正向導通電壓低、反向恢復時間極短的肖特基二極管。
2.在連續(xù)模式下,開關電源適配器輸出濾波電容上的交流電流標稱值應為脈動電流的1.5~2倍。
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