鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1134次 | 2020年05月09日
大功率開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)到底靠譜嗎
電源電路是一個(gè)電子產(chǎn)品的重要組成部分,電源電路設(shè)計(jì)的好壞,直接牽連產(chǎn)品性能的好壞。我們電子產(chǎn)品的電源電路主要有線性電源和高頻開(kāi)關(guān)電源。
pfc電路采用平均值電路進(jìn)行過(guò)欠壓保護(hù),因此在輸入瞬態(tài)高壓時(shí),pfc電路可能會(huì)很快實(shí)現(xiàn)保護(hù),從而造成損壞,測(cè)試一次電源模塊在瞬態(tài)情況下的穩(wěn)定運(yùn)行能力以評(píng)估可靠性。
電源模塊的隔離一般分為兩種:一種是輸入和輸出之間的隔離。也就是說(shuō)即輸入和輸出不共地。而另外一種是輸出和輸出之間的隔離,在進(jìn)行多組輸出之間進(jìn)行互相隔離,而且還相互不干擾。電源模塊其實(shí)是隨著導(dǎo)體特別是半導(dǎo)體的工藝發(fā)展,封裝技術(shù)和高頻軟開(kāi)關(guān)進(jìn)行大量的使用,電源模塊的規(guī)律密度越來(lái)越大,其轉(zhuǎn)換的效率也就越來(lái)越高。而應(yīng)用也就越來(lái)越簡(jiǎn)單。使得電源變的更輕,更小,更薄,而且噪音也更低,其可靠性和抗干擾性也朝著更加高的方向進(jìn)行發(fā)展。
從理論上講,線性電源是用戶需要多少電流,輸入端就要提供多少電流;開(kāi)關(guān)電源是用戶需要多少功率,輸入端就提供多少功率。
由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多,因此模塊電源廣泛用于交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車(chē)電子、
a、額定電壓輸入,用雙蹤示波器測(cè)試輸入電壓波形合過(guò)壓保護(hù)信號(hào),輸入電壓從限功率點(diǎn)加5v跳變?yōu)?00v,從示波器上讀出過(guò)壓保護(hù)前300v的周期數(shù)n,作為以下試驗(yàn)的依據(jù)。
b、額定輸入電壓,電源模塊帶滿載運(yùn)行,在輸入上疊加300v的電壓跳變,疊加的周期數(shù)為(n-1),疊加頻率為1次/30s,共運(yùn)行3小時(shí)。
電源模塊通過(guò)輸入整流濾波器一般可以適配交流85-265V或直流100-370V的輸入電壓范圍,頻率有47~400Hz選擇,常規(guī)一般為50/60Hz。因?yàn)樗哂行◇w積、高集成度、高性價(jià)比和最佳性能指標(biāo),只需要最簡(jiǎn)的外圍電路,配上少量分立式元件即可使用。并且擁有高效率、高可靠性、設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中小功率開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)選集成電路。
大功率開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)特種航天等。尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣,模塊電源的增幅已經(jīng)超出了一次電源。
我們?nèi)粢秒娫茨K組建可靠的電源供應(yīng)系統(tǒng),便必須解決設(shè)計(jì)可靠性的問(wèn)題。上文集中討論幾個(gè)主要問(wèn)題,其中包括鐵粉磁心的可靠性、
電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器(見(jiàn)圖1),其特點(diǎn)是可為專(zhuān)用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微處理器、存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。一般來(lái)說(shuō),這類(lèi)模塊稱為負(fù)載點(diǎn)(POL)電源供應(yīng)系統(tǒng)或使用點(diǎn)電源供應(yīng)系統(tǒng)(PUPS)。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多,因此高性能電信、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系及數(shù)據(jù)通信等系統(tǒng)都廣泛采用各種模塊。雖然采用模塊有很多優(yōu)點(diǎn),但工程師設(shè)計(jì)電源模塊以至大部分板上直流/直流轉(zhuǎn)換器時(shí),往往忽略可靠性及測(cè)量方面的問(wèn)題。本文將深入探討這些問(wèn)題,并分別提出相關(guān)的解決方案。
a、將模塊的輸入電壓調(diào)整為輸入過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)-3v,模塊的輸出為最低輸出電壓,空載運(yùn)行,此時(shí),模塊的占空比為最小,連續(xù)運(yùn)行2小時(shí),模塊不應(yīng)損壞;
b、將模塊的輸入電壓調(diào)整為欠壓點(diǎn)+3v,模塊的輸出為最高輸出電壓的拐點(diǎn)狀態(tài),此時(shí)模塊的占空比為最大,連續(xù)運(yùn)行2小時(shí),模塊不應(yīng)出現(xiàn)損壞;
c、將模塊的輸入電壓調(diào)整為效率最低點(diǎn)時(shí)的輸入電壓,模塊輸出為最高輸出電壓的拐點(diǎn)狀態(tài),連續(xù)運(yùn)行2小時(shí),模塊不應(yīng)損壞;
d、將模塊的輸入電壓調(diào)整為過(guò)壓點(diǎn)-3v,模塊的輸出為最高輸出電壓的拐點(diǎn)狀態(tài),此時(shí)模塊的占空比為最大,連續(xù)運(yùn)行2小時(shí),模塊不應(yīng)出現(xiàn)損壞;
e、將模塊的輸入電壓調(diào)整為效率最低點(diǎn)時(shí)的輸入電壓,模塊輸出為最高輸出電壓的拐點(diǎn)狀態(tài),連續(xù)運(yùn)行2小時(shí),模塊不應(yīng)損壞。
大功率開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)磁系統(tǒng)的特性、同步降壓轉(zhuǎn)換器的擊穿現(xiàn)象以及高電流系統(tǒng)印刷電路板的可靠性等問(wèn)題。