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開關(guān)電源適配器經(jīng)典問題

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開關(guān)電源適配器經(jīng)典問題

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源適配器技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。目前,開關(guān)電源適配器以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備,是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源適配器方式。
現(xiàn)代開關(guān)電源適配器有兩種:一種是直流開關(guān)電源適配器;另一種是交流開關(guān)電源適配器。
這里主要介紹的只是直流開關(guān)電源適配器,其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源適配器(粗電),如市電電源適配器或蓄電池電源適配器,轉(zhuǎn)換成滿足設(shè)備要求的質(zhì)量較高的直流電壓。直流開關(guān)電源適配器的核心是DC/DC轉(zhuǎn)換器。
因此直流開關(guān)電源適配器的分類是依賴DC/DC轉(zhuǎn)換器分類的。也就是說,直流開關(guān)電源適配器的分類與DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類是基本相同的,DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類基本上就是直流開關(guān)電源適配器的分類。
韓規(guī)電源適配器大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源適配器四大部份組成。

1、主電路
沖擊電流限幅:限制接通電源適配器瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。
輸入濾波器:其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。
整流與濾波:將電網(wǎng)交流電源適配器直接整流為較平滑的直流電。
逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是高頻開關(guān)電源適配器的核心部分。
輸出整流與濾波:根據(jù)負(fù)載需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電源適配器。

2、控制電路
一方面從輸出端取樣,與設(shè)定值進(jìn)行比較,然后去控制逆變器,改變其脈寬或脈頻,使輸出穩(wěn)定,另一方面,根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù),經(jīng)保護(hù)電路鑒別,提供控制電路對電源適配器進(jìn)行各種保護(hù)措施。

3、檢測電路
提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。

4、輔助電源適配器
實(shí)現(xiàn)英規(guī)電源適配器的軟件(遠(yuǎn)程)啟動,為保護(hù)電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。

下面介紹一些關(guān)于開關(guān)電源適配器經(jīng)典回答。

1、開關(guān)電源適配器變壓器如果用銅帶取代漆包線,其允許通過的電流怎么算?比如說厚度為0.1mm的銅帶,允許通過的電流怎么算?
專家解答:如果開關(guān)電源適配器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,銅帶允許通過的電流密度一般還是不要超過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、凈水器電源適配器開關(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)電源適配器產(chǎn)生電磁干擾最嚴(yán)重的地方是開關(guān)變壓器的初、次級線圈組成的電路,但它的干擾會通過感應(yīng)對其它電路產(chǎn)生輻射和傳導(dǎo)干擾,傳導(dǎo)干擾和輻射干擾最嚴(yán)重的地方是電源適配器線,因?yàn)殡娫催m配器線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,很容易把干擾信號傳輸給其它設(shè)備。所以在開關(guān)電源適配器的輸入端一定要對電源適配器線進(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;另一個是降低開關(guān)電源適配器的工作頻率,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4.5A/平方毫米。

4、反激式開關(guān)電源適配器的占空比是如何變化的?
專家解答:反激式開關(guān)電源適配器的占空比主要由輸入電壓和開關(guān)電源適配器管的耐壓來決定,當(dāng)輸入電壓變化時占空比也要跟著變化。例如當(dāng)輸入電壓為AC260V時,如果電源適配器開關(guān)管的耐壓為650V,則占空比大為0.306;當(dāng)輸入電壓為AC170V時,占空比大約為0.5;當(dāng)輸入電壓低于AC170V時,占空比大于0.5。但不管輸入電壓這樣變化,開關(guān)電源適配器都會通過改變占空比來大到穩(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)電源適配器是電源適配器開關(guān)管導(dǎo)通的時候,電源適配器向負(fù)責(zé)提供功率輸出,而關(guān)斷的時候沒有功率輸出。反激式開關(guān)電源適配器正好相反,電源適配器開關(guān)管導(dǎo)通時只向變壓器存儲能量,沒有給負(fù)載提供功率輸出,僅在電源適配器開關(guān)管關(guān)斷時才向負(fù)載提供輸出。正激式開關(guān)電源適配器輸出電壓是取整流輸出電壓的平均值,反激式開關(guān)電源適配器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)路的增益過高時,輸出電壓會圍繞著平均值來回跟蹤,輸出電壓上下波動很厲害,增益越高,波動的幅度就越大,嚴(yán)重時會出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時,輸出電壓又會不穩(wěn)定,因?yàn)殡妷焊櫜坏轿唬瑫嬖谝粋€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)路分成三個回路來組成,一個回路用來決定微分增益的大小,另一個回路用來決定積分增益的大小,還有一個是決定直流增益的大小。
這樣做的目的是,在誤差信號很小的時候,環(huán)路增益很大,而在誤差小號很大的時候環(huán)路增益又會變小,即誤差放大器的增益是動態(tài)的。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個反饋環(huán)路的增益,就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源適配器既穩(wěn)定,又不出現(xiàn)振蕩。

7、反激電源適配器開關(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,電源適配器的工作效率大大降低,電壓調(diào)整范圍也會減小。

8、銅箔損耗占電源適配器損耗比例約為多少?
專家解答:非常小,如果銅箔損耗大,銅箔的溫升會很高,如果超過80度,銅箔的油漆會發(fā)黃。但也只相當(dāng)于一個1~3瓦左右的金屬膜電阻在同樣溫升時的損耗。

9、驅(qū)動波形大小波問題是什么原因引起的??
我有款電源適配器,在低壓AC85-120V的時候輸出驅(qū)動都很正常,,當(dāng)電壓變?yōu)?20-150V的時候,驅(qū)動出現(xiàn)大小波,輸出電流明顯下降。當(dāng)電壓再次提升到150V-265V的時候,驅(qū)動波形的頻率完全不對頭了,輸出也不對了。
專家解答:如果你的驅(qū)動電路采用電容或變壓器輸出,會出現(xiàn)這種情況,因?yàn)殡娙莼蜃儔浩鱾鬏敳ㄐ危ㄐ盘枙r),信號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)動電路的輸出波形,其占空比為0.5時,輸出波形才不會產(chǎn)生失真,而占空比過大或過小,都會出現(xiàn)失真。

10、想問下關(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的電源適配器,用了3A700V的整流橋,發(fā)現(xiàn)整流橋很燙,沒幾分鐘溫度就大約有60多度了。這個引起整流橋發(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)流過整流二極管的電流大小和耐壓還有工作頻率這三個參數(shù)來決定,進(jìn)行電路參數(shù)設(shè)計(jì)時,流過整流二極管的電流一般只能取標(biāo)稱值(25℃時)的三分之一,因?yàn)榱鬟^整流二極管的工作溫度可能會上升到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導(dǎo)通一段時間,即反向電流非常大,這樣整流二極管也會發(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)路的增益過高時,輸出電壓會圍繞著平均值上下波動,增益越高,波動的幅度就越大,嚴(yán)重時會出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時,輸出電壓又會不穩(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)路分成三個回路來組成,一個回路用來決定微分增益的大小,另一個回路用來決定積分增益的大小,還有一個是決定直流增益的大小。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個反饋環(huán)路的增益,就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源適配器既穩(wěn)定,又不出現(xiàn)振蕩。

12、最近在做DCTODC效率有點(diǎn)低,怎樣解決呢?
專家解答:把工作頻率降低,或把電源適配器開關(guān)管換成一個高速開關(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?我看了好幾個版本一直找不到最合適的。
專家解答:這里我不太明白你說的“最小直流電壓”是指哪方面?
如果是開關(guān)電源適配器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,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)電源適配器的正反饋電壓,則此電壓最好選為晶管導(dǎo)通時工作電壓的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效應(yīng)管驅(qū)動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蕡鲂?yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動電壓都在12V以上(最好為20V)。

14、老師您好,我做的反激式變壓器電源適配器輸出側(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:在次級整流與濾波電容之間串了一個小電感,但電感流過直流時不能飽和,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!反激式電源適配器開關(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)電源適配器工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源適配器的工作效率和體積大小有關(guān),而開關(guān)電源適配器的工作效率又主要與開關(guān)電源適配器管、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)電源適配器管的損耗主要由開通損耗(導(dǎo)通時間損耗)和關(guān)斷損耗(關(guān)斷時間損耗)組成,開關(guān)電源適配器管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間越長,這兩個損耗就越大。
一般大功率開關(guān)電源適配器管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間都比小功率開關(guān)電源適配器管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間長很多,所以大功率開關(guān)電源適配器的工作頻率一般都取得比較低。在考慮開關(guān)電源適配器的工作效率時,如果從開關(guān)電源適配器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,開關(guān)電源適配器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)電源適配器的占空比有關(guān)。

16、電源適配器供應(yīng)商您好!初期峰值電流IP和反激電壓VOR以及最優(yōu)化的反激電源適配器占空比如何設(shè)定,謝謝!
專家解答:反激式開關(guān)電源適配器的初、次級線圈產(chǎn)生的反激電壓的大小均與開關(guān)電源適配器的占空比有關(guān),以及與輸入電壓有關(guān),在選擇開關(guān)電源適配器的占空比時,必須考慮,初、級線圈產(chǎn)生的反激電壓峰值與工作電壓(輸入電壓)之和不能超過電源適配器開關(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)電源適配器在最高輸入電壓時的最大占空比Dmax。例如,Bvmax為650V的電源適配器開關(guān)管,在輸入電壓為AC260V時,其占空比只能選為0.306左右。

17、老師您好!反激式電源適配器開關(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)電源適配器工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源適配器的工作效率有關(guān),而開關(guān)電源適配器的工作效率又主要與開關(guān)電源適配器管、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)電源適配器管的損耗主要由開通損耗(導(dǎo)通時間損耗)和關(guān)斷損耗(關(guān)斷時間損耗)組成,開關(guān)電源適配器管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間越長,這兩個損耗就越大。
一般大功率開關(guān)電源適配器管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間都比小功率開關(guān)電源適配器管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間長很多,所以大功率開關(guān)電源適配器的工作頻率一般都取得比較低。在考慮開關(guān)電源適配器的工作效率時,如果從開關(guān)電源適配器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,開關(guān)電源適配器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)電源適配器的占空比有關(guān)。

18、老師您好,我做的反激式變壓器電源適配器輸出側(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:在次級整流與濾波電容之間串了一個小電感,但電感流過直流時不能飽和,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、電源適配器供應(yīng)商您好,您是怎么計(jì)算最小直流電壓的?我看了好幾個版本一直找不到最合適的?
專家解答:這里我不太明白你說的“最小直流電壓”是指哪方面?
如果是開關(guān)電源適配器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,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)電源適配器的正反饋電壓,則此電壓最好選為晶體管導(dǎo)通時工作電壓的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效應(yīng)管驅(qū)動電路的最小工作電壓,則此工作電壓最低不能小于16V,因?yàn)?,大功率場效?yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動電壓都在12V以上(最好為20V)。

20、最近在做DCTODC效率有點(diǎn)低,怎樣解決呢?
專家解答:把工作頻率降低,或把電源適配器開關(guān)管換成一個高速開關(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)路的增益過高時,輸出電壓會圍繞著平均值上下波動,增益越高,波動的幅度就越大,嚴(yán)重時會出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時,輸出電壓又會不穩(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)路分成三個回路來組成,一個回路用來決定微分增益的大小,另一個回路用來決定積分增益的大小,還有一個是決定直流增益的大小。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個反饋環(huán)路的增益,就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源適配器既穩(wěn)定,又不出現(xiàn)振蕩。

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| 發(fā)布時間:2018.12.21    來源:電源適配器廠家
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