产品简介
PM2电源防雷模块，根据IEC国际电工委员会标准，以及参考国家最新标准设计，单路通流容量40KA。核心元件采用高通流容量MOV多级组合，每片MOV在选择与匹配方面都?过严格的测试，保证技术规格达到最佳配置，性能优越。
可以自由搭配成PM2-40/4、PM2-40/3、PM2-40/2三种多路保护的组合模块，配合PM-NPE模块，还可以搭配成PM2-40/3+NPE的组合模块，灵活适应各种不同的电源系统。
采用了可插拔模块的设计思路，使使用和维护达到最佳效率。每路独立设计失效指示，以及附加遥信端子（选配），可以连接到“LED”或“蜂鸣器”上，实现远程监控防雷器工作状态。
功能特点
■共模保护
■采用高速MOV核心，智能脱扣保险
■可插拔模块设计，方便维护
■每路独立失效指示，附加遥信端子（选配）
■标准35mm导轨安装
■通流容量单路最大可达40KA
■UL标准设计生产
本系列相关型号
本系列命名规则
产品参数
电源测试大全（二）：可靠性测试- 全文 来源：互联网作者：秩名2014年03月04日 14:06 1 分享 [导读]以下将详解电源测试中的可靠性测试。 关键词：电源测试 1 反复短路测试 测试说明 在各种输入和输出状态下将模块输出短路，模块应能实现保护或回缩，反复多次短路，故障排除后，模块应该能自动恢复正常运行。 测试方法： A、空载到短路：在输入电压全范围内，将模块从空载到短路，模块应能正常实现输出限流或回缩，短路排除后，模块应能恢复正常工作。让模块反复从空载到短路不断的工作，短路时间为1s，放开时间为1s，持续时间为2小时。这以后，短路放开，判断模块是否能够正常工作。 B、满载到短路：在输入电压全范围内，将模块从满载到短路，模块应能正常实现输出限流或回缩，短路排除后，模块应能恢复正常工作。让模块从满载到短路然后保持短路状态2小时。然后短路放开，判断模块是否能够正常工作。 C、短路开机：将模块的输出先短路，再上市电，再模块的输入电压范围内上电，模块应能实现正常的限流或回缩，短路故障排除后，模块应能恢复正常工作，重复上述试验10次后，让短路放开，判断模块是否能够正常工作。 判定标准： 上述试验后，电源模块开机能正常工作；开机壳检查，电路板及其他部分无异常现象（如输入继电器在短路的过程中触电是否粘住了等），合格；否则不合格。 2反复开关机测试 测试说明： 电源模块输出带最大负载情况下，输入电压分别为220V，（输入过压点-5V）和（输入欠压点+5V）条件下，输入反复开关，测试电源模块反复开关机的性能。 测试方法：
A、输入电压为220V，电源模块快带最大负载，用接触器控制电压输入，合15s，断开5s（或者可以用AC SOURCE进行模拟），连续运行2小时，电源模块应能正常工作； B、输入电压为过压点-5V，电源模块带最大负载，用接触器控制电压输入，合15s，断开5s（或者可以用AC SOURCE进行模拟），连续运行2小时，电源模块应能正常工作； C、输入电压为欠压点-5V，电源模块带最大负载，用接触器控制电压输入，合15s，断开5s（或者可以用AC SOURCE进行模拟），连续运行2小时，电源模块应能正常工作。 判断标准： 以上试验中，电源模块工作正常，试验后电源模块能正常工作，性能无明显变化，合格；否则不合格。 3 输入低压点循环测试 测试说明： 一次电源模块的输入欠压点保护的设置回差，往往发生以下情况：输入电压较低，接近一次电源模块欠压点关断，带载时欠压，断后，由于电源内阻原因，负载卸掉后电压将上升，可能造成一次电源模块处于在低压时反复开发的状态。 测试方法： 电源模块带满载运行，输入电压从（输入欠压点－3V）到（输入欠压点＋3V）缓慢变化，时间设置为5～8分钟，反复循环运行，电源模块应能正常稳定工作，连续运行最少0.5小时，电源模块性能无明显变化。 判定标准： 一次电源模块正常连续运行，最少0.5小时后性能无明显变化，合格；否则不合格。 4 输入瞬态高压测试 测试说明： PFC电路采用平均值电路进行过欠压保护，因此在输入瞬态高压时，PFC电路可能会很快实现保护，从而造成损坏，测试一次电源模块在瞬态情况下的稳定运行能力以评估可靠性。 测试方法： A、额定电压输入，用双踪示波器测试输入电压波形合过压保护信号，输入电压从限功率点加5V跳变为300V，从示波器上读出过压保护前300V的周期数n，作为以下试验的依据。
DC-DC电源模块常见应用问题分析与解决 微功率DC-DC电源模块以高集成度、高可靠性、简化设计等多重优势，广泛应用于电路设计中。虽然其应用电路简单，操作简单，但往往在应用时还是会遇到一些常见问题。针对此本文对电源模块常见的应用问题以及如何排除故障进行一次详细的分析。 微功率DC-DC电源模块以高集成度、高可靠性、简化设计等多重优势，受到很多电子设计者的青睐。电源模块虽然应用电路简单，操作简单，但往往在应用时还是会遇到一些常见问题。针对此本文对电源模块常见的应用问题以及如何排除故障进行详细的分析，希望对设计者的电源模块选型时有所帮助。 常见问题一：输出纹波噪声偏大 原因1：模块在使用时，负载为动态负载，使得模块输出电压峰峰值变大，但注意这不是纹波噪声。 当负载电流如果进行周期性突变时，模块输出电压的峰峰值会变大。这是一个瞬态量，但有时会被误以为是纹波噪声。所以当使用一个电源模块给多个电路单元供电时，对于有周期性负载变化的电路，前级需要增加π型滤波，减小这部分电路的瞬态变化对其他电路的干扰。 例如，下图中电路B由于负载大小的变化，使得输入电压波动。为了减小电路B对电路A的干扰，建议在电路B的输入端增加π型滤波。 图 1 电路链接框图 原因2：示波器地线问题 在测试电源输出的纹波噪声时，示波器的地线夹和地线、模块输出引脚形成一个环路，类似于天线接收器，会引入其他噪声。如果测试的环境干扰大，这种噪声也会由示波器引入，影响纹波噪声测试的结果。 且平常我们购买的示波器探头的地与示波器内部的大地线相连，这种情况对工频干扰的抗扰能力弱，容易引入干扰噪声。所以在使用中最好保证示波器探头浮地处理（隔离开示波器的电源地，或者直接使用电池供电的示波器），减少引入的干扰。如果测量对象的供电电源也是浮地，这样更好，这样就不会导致电路特性的改变，使模块输出噪声增大。 问题二：模块启动后，输出电压偏低 原因1：输入端有防反接电路
电源模块测试用例(仅供内部使用)
修订记录
一、概述 电源是设备工作的基本条件，良好的电源必须符合所有功能规格、保护特性、安全规范、可靠性（如老化寿命测试），才能保证我们的设备正常运行。针对EPON系统工作电源，特做以下项目测试，以保障电源符合工作需求，芯片测试需按照使用的场所搭建环境，建议使用光板PCB板。 二、测试项目 .1 外观目测 测试项目：外观测试 测试目的：检测电源的外观尺寸、包装、铭牌是否符合要求 测试仪表：无 测试步骤： 1.表面有无划伤、脏污、毛刺和变形现象，线缆是否破损； 2.铭牌标识是否清楚，包括输入/出电压电流及类型，厂家/型号/认证/生产/日期； 3.检查是否附有产品合格证，各项技术指标说明书； 4.外观尺寸是否相符； 5.验收标准：外观完整，铭牌清晰，附件齐全 .2 相对稳压系数 测试项目：相对稳压系数 测试目的：检验相对稳压系数的规范性 测试仪表：电压表 测试步骤： 1.将被测电源接入标准电源上； 2.被测电源输出端接标准负载； 3.调整标准电源电压，记录变化量； 4.同时记录输出的电压变化量； 5.计算：k=△Uo/△Ui；k值越小越好，具体要求参照相关资料 .3 输出功率及效率测试 测试项目：输出功率及效率测试
测试目的：检验输出功率及效率是否符合设备要求 测试仪表：电压表，电流表 测试步骤： 1.将被测电源接入标准交流电源上； 2.被测电源输出端接负载，并将电流表串入电路； 3.读出电流表数值I，并测出负载两端的电压U； 4.计算W=U*I； 5.被测电源输入端将电流表串入，并测出电压U2； 6.读出电流表数值I2，并计算W2=U2*I2； 7.n=W/W2*100%； 验收标准：输出功率应满足要求,n要求大于75% .4 输出电压调整率 测试项目：输出电压调整率 测试目的：检测电源输入电压在其允许范围内变化时输出电压的变化量测试仪表：万用表 测试步骤： 1.待测电源以正常输入电压及负载状况下热机稳定； 2.分别于低输入电压(Min)，测量并记录其输出电压值； 3.正常输入电压(Normal)，测量并记录其输出电压值； 4.输入高电压(Max)下测量并记录其输出电压值； 5.计算V0(max)-V0(min) / V0(normal) 验收标准：结果应小于±1％ .5 负载调整率 测试项目：负载调整率 测试目的：检测负载变化时，输出电压的变化 测试仪表：万用表 测试步骤： 1.待测电源以正常输入电压及负载状况下热机稳定； 2.直接空载测量并记录其输出电压值V0(min)； 3.接正常负载(Normal)，测量并记录其输出电压值； 4.输入重载(Max)下，测量并记录其输出电压值；
甲血罔屈十 锂代-* 卜 ARC 阴 I/O CAP 基于DSP 的三相SPWM 变频电源的设计 变频电源作为电源系统的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全和可靠性指标。现代变频电源以低功 耗、高效率、电路简洁等显著优点而备受青睐。变频电源的整个电路由交流 -直流-交流-滤波等部分构成，输出电压和电 流波形均为纯正的正弦波，且频率和幅度在一定范围内可调。 本文实现了基于TMS320F28335的变频电源数字控制系统的设计，通过有效利用TMS320F28335丰富的片上硬件资 源，实现了 SPWM 的不规则采样，并采用PID 算法使系统产生高品质的正弦波，具有运算速度快、精度高、灵活性好、 系统扩展能力强等优点。 系统总体介绍 根据结构不同，变频电源可分为直接变频电源与间接变频电源两大类。本文所研究的变频电源采用间接变频结构即 交-直-交变换过程。首先通过单相全桥整流电路完成交 -直变换，然后在DSP 控制下把直流电源转换成三相 SPWM 波形 供给后级滤波电路，形成标准的正弦波。变频系统控制器采用 TI 公司推出的业界首款浮点数字信号控制器 TMS320F28 335,它具有150MHz 高速处理能力，具备32位浮点处理单元，单指令周期 32位累加运算，可满足应用对于更快代码 开发与集成高级控制器的浮点处理器性能的要求。与上一代领先的数字信号处理器相比，最新的 F2833x 浮点控制器不 仅可将性能平均提升50%，还具有精度更高、简化软件开发、兼容定点 C28x TM 控制器软件的特点。系统总体框图如 图1所示。 图1系统总体框图 （1）整流滤波模块：对电网输入的交流电进行整流滤波，为变换器提供波纹较小的直流电压。 （2）三相桥式逆变器模块：把直流电压变换成交流电。其中功率级采用智能型 IPM 功率模块，具有电路简单、可 靠性高等特点。 （3）LC 滤波模块：滤除干扰和无用信号，使输出信号为标准正弦波。 （4） 控制电路模块：检测输出电压、电流信号后，按照一定的控制算法和控制策略产生 SPWM 控制信号，去控制 IPM 开关管的通断从而保持输出电压稳定，同时通过 SPI 接口完成对输入电压信号、电流信号的程控调理。捕获单元完 成对输出信号的测频。 （5） 电压、电流检测模块：根据要求，需要实时检测线电压及相电流的变化，所以需要三路电压检测和三路电流 检测电路。所有的检测信号都经过电压跟随器隔离后由 TMS320F28335的A/D 通道输入。 电柠朗 初电厝
隔离与非隔离电源的特性对比 如果拿CPU比喻为电子系统的大脑，那么电源就相当于电子系统的心脏。随着对电路设计中电源要求越来越高，隔离电源模块应运而生，而对隔离电源你又了解多少？ 随着电子行业的发展，对电源的要求越来越高，体积更小，可靠性更高，电源模块作为集成器件应运而生。其具有隔离作用，抗干扰能力强，自带保护功能，便于后期系统集成等优点被越来越广泛的应用。 但是在选择合适的模块时，经常会碰到一个参数“隔离电压”，隔离电压越高，模块的价格就越贵，那么就会好奇了，什么是隔离电压，该选择什么等级的合适呢？ 电源的隔离耐压在GB-4943国标中又叫抗电强度，这个GB-4943标准就是我们常说的信息类设备的安全标准，就是为了防止人员受到物理和电气伤害的国家标准，其中包括避免人受到电击伤害、物理伤害、爆炸等伤害。如下图1为隔离电源结构图。 图1 隔离电源结构图 作为模块电源的重要指标，标准中也规定了隔离耐压相关测试方法，简单的测试时一般采用等电位连接测试，连接示意图如下： 图2 隔离耐压测试示意图 测试方法： 将耐压计的电压设为规定的耐压值，电流设为规定的漏电流值，时间设为规定的测试时间值；
●操作耐压计开始测试，开始加压，在规定的测试时间内，模块应无击穿，无飞 弧现象。 注意在测试时焊接电源模块要选取合适的温度，避免反复焊接，损坏电源模块。 那么隔离电源与非隔离电源比较有什么的优缺点呢? 表 1 隔离电源与非隔离电源优缺点 通过了解隔离与非隔离电源的优缺点可知，它们各有优势，对于一些常用的嵌入式供电选择，我们可遵循以下判断条件： ●系统前级的电源，为提高抗干扰性能，保证可靠性，一般用隔离电源； ●电路板内的IC或部分电路供电，从性价比和体积出发，优先选用非隔离的方案； ●对于远程工业通信的供电，为有效降低地电势差和导线耦合干扰的影响，一般用隔 离电源为每个通信节点单独供电； ●对于采用电池供电，对续航力要求严苛的场合，采用非隔离供电； ●对安全有要求的场合，如需接市电的AC-DC，或医疗用的电源，为保证人身的安 全，必须用隔离电源，有些场合还必须用加强隔离的电源。 一般场合使用对模块电源隔离电压要求不是很高，但是更高的隔离电压可以保证模块电源具有更小的漏电流，更高的安全性和可靠性，并且EMC特性也更好一些，因此目前业界普遍的隔离电压水平为1500VDC以上。
.\ 一次电源测试规范 目录 1 范围 6 2 规范性引用文件 6 3 术语和定义 6 4 测试条件7 4.1 环境条件7 4.2 供电要求7 5常规测试内容7 5.1 外观测试7 5.2 输入电压范围8 5.3 输入过压保护点及恢复点8 5.4 输入欠压保护点及恢复点9 5.5 电网特殊波形试验9 5.6 输入启动冲击电流10 5.7 空载输入电流11 5.8 效率和功率因数的检测11 5.9 输入电压调整率12 5.10 负载调整率13 5.11 稳压精度13 5.12 开关机特性14 5.13 启动时间14 5.14 负载动态响应15 5.15 纹波与噪声15 5.16 温度系数测试16 5.17 交调特性(限于多路输出的电源) 17 5.18 输出电压范围和输出过欠压18 5.19 限流及短路性能18 5.20 杂音电压19 5.21 均流性能测试21 5.22 并机插拔测试21
.\ 5.23 并机上下电测试22 5.24 告警和监控22 5.25 音响噪声测试22 6 可靠性测试22 6.1 环境试验23 6.1.1振动试验23 6.1.2冲击试验(半正弦)23 6.1.3低温贮存试验23 6.1.4低温工作试验24 6.1.5高温存储试验24 6.1.6高温工作实验25 6.1.7空载带电老化试验25 6.1.8恒定湿热试验25 6.1.9高低温循环试验26 6.2电磁兼容性(EMC)测试26 6.2.1 EFT（快速瞬变电脉冲群抗扰性试验）26 6.2.2SURGE 26 6.2.3DIP（电压跌落试验）27 6.2.4ESD27 6.2.5输入和输出CE（传导发射）27 6.2.6RE（辐射发射）28 6.2.7电流谐波测试28 7安全测试28 7.1安规结构和安规器件检查28 7.2非常规状态试验29 7.3绝缘阻抗29 7.4绝缘耐压30 7.5低输入电压运行31 7.6高输入电压运行31 7.7过载性能测试32 7.8过热保护32 7.9风道堵塞试验32 7.10风扇堵塞试验33
7805稳压电源电路图 7805管脚图 7805典型应用电路图:
78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。当输出电较大时，7805 应配上散热板。 下图为提高输出电压的应用电路。稳压二极管VD1串接在78XX稳压器2脚与地之间，可使输出电压Uo 得到一定的提高，输出电压Uo为78XX稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。VD2是输出保护
二极管，一旦输出电压低于VD1稳压值时，VD2导通，将输出电流旁路，保护7800稳压器输出级不被损坏。 下图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于R1、RP电阻网络的作用，使得输出电压被提高，提高的幅度取决于RP与R1的比值。调节电位器RP，即可一定范围内调节输出电压。当RP=0时，输出电压Uo等于78XX稳压器输出电压；当RP逐步增大时，Uo也随之逐步提高。 下图为扩大输出电流的应用电路。VT2为外接扩流率管，VT1为推动管，二者为达林顿连接。R1为偏置电阻。该电路最大输出电流取决于VT2的参数。 7905概述
下图为提高输入电压的应用电路。78XX稳压器的最大输入电压为35V（7824为40V），当输入电压高于此值时，可采用下图所示的电路。VT、R1和VD组成一个预稳压电路，使得加在7800稳压器输入端的电压恒定在VD的稳压值上（忽略VT的b-e结压降）。Ui端的最大输入电压仅取决于VT的耐压。 集成稳压器还可以用作恒流源。下图为78XX稳压器构成的恒流源电路，其恒定电流Io等于78XX稳压器输出电压与R1的比值。
开关电源原理 一、开关电源的电路组成： 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值 降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及 杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。 当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪 涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是 负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。
时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增 大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导 体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量
串口隔离模块 DATA-8205 串口隔离模块 概述： 串口隔离模块主要用于对工业设备的RS232/RS485通信接口的隔离保护，通过模块内部电路的电气隔离，可有效避免地线回路电压、浪涌、感应雷击、静电、热插拔、电磁干扰等因素造成的设备损坏。 设备特点： ◆工业级电磁隔离，能够提供高达2500Vrms的隔离电压。 ◆完整的保护方案能使RS-232/RS-485设备安装于任何复杂的工业环境而免除静电、雷击、电磁和浪涌对设备的干扰或损坏。 ◆用户可自主设定隔离串口类型。 ◆全透明通信，无须调试、即插即用。 ◆通信波特率自适应。 ◆体积小巧，安装方便。 产品型号DATA-8205 符合标准EIA/TIA RS-232C、RS-485国际标准 工作方式自定义串口类型 波特率300bps ~ 57600bps自适应 信号隔离2500V 电源隔离非隔离 传输介质双绞线或屏蔽线 工作电源9 ~ 30VDC宽压输入 响应时间≤ 10nm 安装方式DIN导轨安装（35mm） 适用环境即插即用 工作环境-40℃到 85℃，相对湿度为5%到95% 外壳材质工程塑料 外型尺寸100x25.4x74mm
串口隔离模块 DATA-8301 串口隔离模块 概述 串口隔离模块是工业级电流信号隔离分配器，采用磁隔离技术保证隔离器的隔离功能:输入、输出、电源之间全隔离，能够屏蔽现场各种干扰信号和有害信号，同时保证输出信号不衰减，提供高精度信号。采集现场各类一次传感器或其他仪表输出的直流信号后，经隔离、抗干扰处理后输出，使得检测和控制回路信号的安全性和抗干扰能力大大增强，提高系统可靠性。 设备特点： ◆采用高精度采集芯片，精度高。 ◆兼容性强，可接入各种4~20mA输出的变送器及仪表。 ◆具备两路电流输入、两路隔离电流输出，可为变送器和仪表提供DC 12V/24V供电电源。 ◆体积小巧，标准DIN35导轨安装，节省空间、安装简便。 产品型号DATA-8301 工作电压：10V～30V DC 负载能力：0~250Ω 消耗功率：≤2W 工作精度：±0.2% 隔离耐压：1500VDC 绝缘电阻：>100MΩ 响应时间：200μS 电磁兼容：IEC61000-4-4：1995
电源模块设计分析 电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器(参看图1)，其特点是可为专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器(DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(FP GA) 及其他数字或模拟负载提供供电。一般来说，这类模块称为负载点(POL) 电源供应系统或使用点电源供应系统(PUPS)。由于模块式结构的优点甚多，因此高性能电信、网络联系及数据通信等系统都广泛采用各种模块。虽然采用模块有很多优点，但工程师设计电源模块以至大部分板上直流/直流转换器时，往往忽略可靠性及测量方面的问题。本文将深入探讨这些问题，并分别提出相关的解决方案。 图1，电源供应器 采用电源模块的优点 目前不同的供应商在市场上推出多种不同的电源模块，而不同产品的输入电压、输出功率、功能及拓扑结构等都各不相同。采用电源模块可以节省开发时间，使产品可以更快推出市场，因此电源模块比集成式的解决方案优胜。电源模块还有以下多个优点： ● 每一模块可以分别加以严格测试，以确保其高度可靠，其中包括通电测试，以便剔除不合规格的产品。相较之下，集成式的解决方案便较难测试，因为整个供电系统与电路上的其他功能系统紧密联系一起。 ● 不同的供应商可以按照现有的技术标准设计同一大小的模块，为设计电源供应器的工程师提供多种不同的选择。 ● 每一模块的设计及测试都按照标准性能的规定进行，有助减少采用新技术所承受的风险。 ● 若采用集成式的解决方案，一旦电源供应系统出现问题，便需要将整块主机板更换；若采用模块式的设计，只要将问题模块更换便可，这样有助节省成本及开发时间。
容易被忽略的电源模块设计问题 虽然采用模块式的设计有以上的多个优点，但模块式设计以至板上直流/直流转换器设计也有本身的问题，很多人对这些问题认识不足，或不给予足够的重视。以下是其中的部分问题： ● 输出噪音的测量； ● 磁力系统的设计； ● 同步降压转换器的击穿现象； ● 印刷电路板的可靠性。 这些问题会将在下文中一一加以讨论，同时还会介绍多种可解决这些问题的简单技术。 输出噪音的测量技术 所有采用开关模式的电源供应器都会输出噪音。开关频率越高，便越需要采用正确的测量技术，以确保所量度的数据准确可靠。量度输出噪音及其他重要数据时，可以采用图2 所示的Tektronix 探针探头(一般称为冷喷嘴探头)，以确保测量数字准确可靠，而且符合预测。这种测量技术也确保接地环路可减至最小。 图2，测量输出噪音数字 进行测量时我们也要将测量仪表可能会出现传播延迟这个因素计算在内。大部分电流探头的传播延迟都大于电压探头。因此必须同时显示电压及电流波形的测量便无法确保测量数字的准确度，除非利用人手将不同的延迟加以均衡。 电流探头也会将电感输入电路之内。典型的电流探头会输入600nH 的电感。对于高频的电路设计来说，由于电路可承受的电感不能超过1mH，因此，经由探头输入的电感会影响di/dt 电流测量的准确性，甚至令测量数字出现很大的误差。若电感器已饱和，则可采用
开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析 第1页：前言：PC电源知多少 个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Sw itching Mode P ow er Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（sw itching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”） 配图1：标准的线性电源设计图
配图2：线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/W ii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是50-60KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。 事实上，终端用户的PC的电源采用的是一种更为优化的方案：闭回路系统（closed loop system）——负责控制开关管的电路，从电源的输出获得反馈信号，然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器（这个方法称作PW M，Pulse W idth Modulation，脉冲宽度调制）。所以说，开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整，从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量，而且降低发热量。 反观线性电源，它的设计理念就是功率至上，即便负载电路并不需要很大电流。这样做的后果就是所有元件即便非必要的时候也工作在满负荷下，结果产生高很多的热量。 第2页：看图说话：图解开关电源 下图3和4描述的是开关电源的PW M反馈机制。图3描述的是没有PFC(P ow er Factor Correction，功率因素校正)电路的廉价电源，图4描述的是采用主动式PFC设计的中高端电源。 图3：没有PFC电路的电源 图4：有PFC电路的电源 通过图3和图4的对比我们可以看出两者的不同之处：一个具备主动式PFC电路而另一个不具备，前者没有110/220V转换器，而且也没有电压倍压电路。下文我们的重点将会是主动式PFC电源的讲解。
１．直流输出模块电源纹波和噪声测试 直流输出模块电源的输出纹波包含共模和差模两部分，差模纹波又包括开关频率的纹波和远高于开关频率的高频噪声，如图1所示。前者主要由开关频率及谐波组成，后者主要由功率开关器件快速的电压和电流变化产生，这两者都是需要检测的信号。共模噪声是由于接地点电位差的存在造成的输出纹波，这种信号沿输出线同向流动，最终在负载上转换为差模信号影响系统的工作，同样的原理，在测试时，如果探头两根信号线的阻抗不同，共模信号同样会转变成差模信号，影响真实的纹波。共模信号与接地方式有很大关系，可以通过滤波措施进行抑制，不属于模块电源的纹波测试范围，这里只介绍差模纹波的测试方法。 图1模块电源输出纹波示意图 １．１平行线测试法 示波器优先选用带２０ＭＨｚ带宽限制的模拟示波器，其次是带２０ＭＨｚ带宽限制的数字存储示波器。 （ａ） ５０Ｗ及以下模块峰－峰值杂音电压测试电路图 （ｂ）５０Ｗ以上模块峰－峰植杂音电压测试电路图 图２ 平行线测试法示意图 ⑴在输入电压为额定值，输出电流为额定值时：
小功率模块(=50W）输出管脚接平行铜箔带，后接电容，使用20MHz带宽示波器测试并记录输出端的峰-峰值杂音电压；两平行铜箔带的长度为51mm和76mm（2inch和3inch）之间，两平行铜箔带的之间的距离为2.54mm(0.1inch)；C 焊接点的位置与模块输出端子的距离为25.4mm(1inch)，示波器探头接点如图（a）所示，测试点距模块输出端子51mm左右，铜箔带的厚度和宽度（指两平行铜箔带之和）保证电压降小于2%。 大功率模块(>50W）输出管脚接平行铜箔带，后接电容，使用20MHz带宽示波器测试并记录输出端的峰-峰值杂音电压；两平行铜箔带的长度为51mm和76mm（2inch和3inch）之间，两平行铜箔带的之间的距离为2.54mm(0.1inch)；C1焊接点的位置与模块模块输出端子的距离为25.4mm(1inch)，C2焊接点与示波器探头的距离为12.7mm，C1为1?F的聚酯电容或瓷片电容（X7R或X5R类型的）C2为10?F的钽电容。示波器探头点如图（b）所示，测试点距模块输出端子51mm 左右，铜箔带的厚度和宽度（指两平行铜箔带之和）保证电压降小于2%。 ⑵缓慢调节输出负载，从0调到额定负载，在输出端的峰-峰值杂音电压达到最大值时记录下来； ⑶ 将输入电压调节为最大值和最小值，负载在空满载范围内变化时，测试并记录峰-峰值杂音电压的最大值； ⑷取所有测试值中最大值作为峰-峰值杂音电压。 这一测试方法被大多数模块电源制造商接受，在条件允许的情况下优先选用这一测试方案 １．２靠接法和双绞线测试法 靠接法和双绞线测试法的示意图如图３和图４所示，用20MHz带宽限制的数字存储示波器或模拟示波器记录模块电源在输入电压和负载范围内输出电压的最大峰-峰值。采用靠接法测试把示波器的地线摘除，直接在模块电源的输入输出之间靠接，靠接时尽量在输出插针的根部测量，这一方法仅适用于输出两根端子很近的场合。双绞线测试方法由于规定不够详细，模块电源的纹波测试结果相差很远，重复效果较差。 图３ 靠接法 图４ 双绞线测试法 ２．模块电源的效率测试 测试线路如图５所示，测试仪器设备为电压表、电流表、直流稳压可调电源，可调负载装置。测试时将变换器的输入电压调至额定值Ｕｉ。调节负载，使变换器输出电流为额定值Ｉｏ；测出此时的输出电压Ｕｏ和输入电流Ｉｉ。按公式下式计算效率η值。 η＝（Ｕｏ＊Ｉｏ／（Ｕｉｎ＊Ｉｉｎ））＊１００％ 式中：Ｉｉ——变换器的输入电流，通过电流表读取。 Ｕｉ——变换器的输入电压，测量模块电源输入引脚的电压值
48V/50A开关电源整流模块主电路设计 高频开关电源系统具有体积小，重量轻，高效节能，输出纹波小，输出杂音电压小和动态响应性能好等很多优点，现已开始逐步地取代整流式电源而成为现代通讯设备的新型基础电源系统。随着电子技术，电力电子技术，自动控制技术和计算机控制技术的发展，高频开关电源系统的性能也越来越好。通信用开关电源系统作为开关式稳压电源的一种形式，它的设计内容和设计方法都具有自己的特殊性。 要设计一套通信用开关电源系统，首先要明白对它的全面要求，然后再设计系统的各个部分。高频开关电源主回路和控制回路所用的电路形式，元器件，控制方式都发展很快。它们的设计具有特殊的内容和方法。 1设计要求和具体电路设计 通信基础开关电源系统的关键部分是开关电源整流模块。整流模块的规格很多，结合在工 作中遇到的实际情况，提出该模块设计的硬指标如下： 1) 电网允许的电压波动范围 单相交流输入，有效值波动范围：220 V±20%，即176～264 V；频率：45～65 Hz。 2) 直流输出电压，电流 输出电压：标称－48V，调节范围：浮充，43～56?5V；均充，45～58V。 输出电流：额定值：50A。 3) 保护和告警性能 ①当输入电压低到170 VAC或高到270 VAC，或散热器温度高到75 ℃时，自动关机。 ②当模块直流输出电压高到60 V，或输出电流高到58～60 A时，自动关机。 ③当输出电流高到53～55 A时，自动限流，负载继续加大时，调低输出电压。
4) 效率和功率因数 模块的效率不低于88％，功率因数不低于0.99。 5) 其他指标 模块的其他性能指标都要满足“YD/T731”和“入网检验实施细则”等行业标准。 由于模块的输出功率不大，可采用如下的基本方案来设计主电路： 1) 单相交流输入，采用高频有源功率因数校正技术，以提高功率因数； 2) 采用双正激变换电路拓扑形式，工作可靠性高； 3) 主开关管采用 V MOSFET，逆变开关频率取为50 kHz； 4) 采用复合隔离的逆变压器，一只变压器双端工作； 5) 采用倍流整流电路，便于绕制变压器。 依照上述方案，即可设计出主电路的基本形式如图1。 图1 48V/50A整流模块DC/DC主电路基本形式 以下即可按照模块设计的要求来确定主电路中各元器件的基本参数。 1) 输出整流管的选择 输出整流二极管的工作波形如图2所示。
TH250D10/20ZZ电力实验电源 技 术 说 明 书 石家庄通合电子有限公司 目录 第一章概述-------------------------------------------------------------------------- 2 一、前言-------------------------------------------------------------------------- 2 二、系统性能特点----------------------------------------------------------------- 2 三、模块主要特点----------------------------------------------------------------- 2 四、模块主要功能----------------------------------------------------------------- 3 五、型号命名--------------------------------------------------------------------- 4 六、技术指标--------------------------------------------------------------------- 5 第二章使用环境--------------------------------------------------------------------7 第三章模块构成----------------------------------------------------------------------- 7
开关电源原理 一、 开关电源的电路组成： PWM ① 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ② 输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及
杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。 当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪 涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是 负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。 为安规电容，L2、L3为差模电感。 ②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间， 由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2 导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大， Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体 表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输 5
电源模块测试规范 目录 1.目的﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4 2.适用范围﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 4 3.引用/参考标准﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4 4.测试项目﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4 4.1 常规性能指标测试﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 4 4.1.0 遥控特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4 4.1.1 输出整定电压﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒5 4.1.2 输入电压范围﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒5 4.1.3 负载调整率﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒5 4.1.4 电压调整率﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒5 4.1.5 稳压精度﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒6 4.1.6 效率﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒6 4.1.7 输入过压保护﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒6 4.1.8 输入欠压保护﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7 4.1.9 输出限流特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7 4.1.10 输出电压微调性能﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7 4.1.11 输出过压保护﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8 4.1.12 输出欠压保护﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8 4.1.13 温度系数﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒9 4.1.14 纹波与噪声﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒9 4.1.15 开关机特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒10 4.1.16 动态负载特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒10 4.1.17 输入反射电流﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒11 4.1.18 耐压测试﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒11 4.1.19 容性负载特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒12 4.1.20 输入电压跌落﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒12 4.1.21 动态输入电压﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒12 4.1.22 输入瞬态冲击电压﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒13
电源电路单元 前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。好象孩子们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。 按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。 一、电源电路的功能和组成 每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。 电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 （ 1 ）半波整流 半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电
隔离电源模块的5个作用 在工业控制设备中，有时候要求两个系统之间的电源地线隔离，如隔离地线噪声、隔离高共模电压等，采用带变压器的直流变换器，将两个电源之间隔开，使他们相互独立，从而实现以上目的！每个隔离电源模块单独供电，防止一个模块因受高压放电或其他原因导致损坏后殃及其他模块。这样做的目的可以保证每个模块独立工作，不受干扰。 隔离电源模块的5个作用 一、隔离 ●安全隔离：强电弱电隔离IGBT隔离驱动\浪涌隔离保护\雷电隔离保护（如人体接触的 医疗电子设备的隔离保护）； ●噪声隔离：（模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离）； ●接地环路消除：远程信号传输\分布式电源供电系统。 二、保护 短路保护、过压保护、欠压保护、过流保护、其它保护。 三、电压变换 四、稳压交流 ●市电供电\远程直流供电\分布式电源供电系统\电池供电。 五、降噪 ●有源滤波。 ●而隔离器是一种采用线性光耦隔离原理，将输入信号进行转换输出。输入，输出和工作 电源三者相互隔离，特别适合与需要电隔离的设备仪表配用。隔离器又名信号隔离器，是工业控制系统中重要组成部分。主要是用来减弱冲击和振动传输的。 隔离电源模块使用环境
●净化电源 原来的配电系统中装置有一些机械设备、高频设备、火花机等一类的负载，这些负载往往对电源进行一些调制干扰。一些对电源质量要求比较高的设备(如精密仪器等)就要求使用隔离电源的办法。 ●安全电源 发电厂送出来的三相电源中的中性点是接在地上的，低压侧的零线实际上也是接地的，这样，如果人体接触火线和地面，就等于和配电系统成了回路很危险，为了安全在一些特定场合就用到隔离电源。 ●RS232、RS485/422、CAN-bus等隔离通讯接口 医学、手持、便携仪表、运算放大器电源 ●大功率IGBT驱动 ●纯数字电路、模拟前端隔离电路 一般低频模拟电路 自控装置