电源调整率
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电源小贴士:同步整流可改善反激式电源的交叉调整
率
当选择一个可从单电源产生多输出的系统拓扑时,反激式电源是一个明智的选择。
由于每个变压器绕组上的电压与该绕组中的匝数成比例,因此可以通过匝数来轻松设置每个输出电压。
在理想情况下,如果调节其中一个输出电压,则所有其他输出将按照匝数进行缩放,并保持稳定。
然而,在现实情况中,寄生元件会共同降低未调节输出的负载调整。
在本电源小贴士中,我将进一步探讨寄生电感的影响,以及如何使用同步整流代替二极管来大幅提高反激式电源的交叉调整率。
例如,一个反激式电源可分别从一个48V输入产生两个1 A的12V输出,如图1的简化仿真模型所示。
理想的二极管模型具有零正向压降,电阻可忽略不计。
变压器绕组电阻可忽略不计,只有与变压器引线串联的寄生电感才能建模。
这些电感是变压器内的漏电感,以及印刷电路板(PCB)印制线和二极管内的寄生电感。
当设置这些电感时,两个输出相互跟踪,因为当二极管在开关周期的1-D部分导通时,变压器的全耦合会促使两个输出相等。
图1该反激式简化模型模拟了漏电感对输出电压调节的影响。
现在考虑一下,当您将100 nH的漏电感引入变压器的两根二次引线,并且将3μH的漏电与初级绕组串联时,将会发生什幺。
这些电感可在电流路径中建立寄生电感,其中包括变压器内部的漏电感以及PCB和其他元件中的电感。
当初始场效应晶体管(FET)关断时,初始漏电感仍然有电流流动,而次级漏电感开启初始条件为0 A的1-D周期。
变压器磁芯上出现基座电压,所有绕组共用。
该基座电压使初级漏电中的电流斜降至0 A,并使次级漏电。
输入电压调整率
1. 测试说明:
输入电压调整率又叫线路调整率、源效应等,在输出满载的情况下,输入电压变化会引起输出电压波动,测试输入电压在全输入范围内变化时输出电压偏离输出整定电压的百分比,一般要求电压调整率不超过±0.1%。
2. 测试仪器:
AC SOURCE,万用表,可调负载装置。
3. 测试线路图:
同图 1。
4. 测试方法:
1)设置可调负载装置,使电源满载输出;
2)调节AC SOURCE,使输入电压为下限值,记录对应的输出电压U1;
3)增大输入电压到额定值,记录对应的输出电压U0;
4)调节输入电压为上限值,记录对应的输出电压U2;
5〕按下式计算:
电压调整率={(U- U0)/U0}×100%
式中:U为U1 和U2中相对U0变化较大的值;
5. 判定标准:
要求电压调整率不超过±0.1%,对于特殊要求的电源,以产品规格书为依据。
BBBBBBB 负载调整率
1. 测试说明:
输入电压为额定值时,因变换负载引起的输出电压波动不应超过规定的范围。
2. 测试仪器:
AC SOURCE,万用表,可调负载装置。
3. 测试线路图:
同图 1。
4. 测试方法:
1)输入电压为额定值,输出电流取最小值,记录最小负载量的输出电压U1;2)调节负载为50%满载,记录对应的输出电压U0;
3)调节负载为满载,记录对应的输出电压U2;
4)负载调整率按以下公式计算:
负载调整率={(U- U0)/U0}×100%式中:U为U1 和U2中相对U0变化较大的值;
5. 判定标准:
应符合其标称技术指标。
多路输出电源的交叉调整率设计PI ShenZhen什么是多路输出电源什么是多路输出电源??•一个具有多个电压输出的电源一个具有多个电压输出的电源;;•很多方案都采用二次稳压的方式来满足输出稳压的要求很多方案都采用二次稳压的方式来满足输出稳压的要求。
您也可以这样做,但会增加整个系统的成本但会增加整个系统的成本;;•不采用二次稳压的话不采用二次稳压的话,,只使用单路反馈也可实现输出电压的稳压只使用单路反馈也可实现输出电压的稳压;;•可以认为电源有一个可以认为电源有一个““主”输出输出,,而其它输出认为是而其它输出认为是““辅助辅助””输出输出;;•交叉调整率是指根据不同的负载组合交叉调整率是指根据不同的负载组合,,“辅助”输出的稳压精度情况输出的稳压精度情况;;交叉调整率规格举例•如下为典型的规格要求–5V, 5%, 0.5A 至3A –12V, 10%, 0.1 至0.5A •上面的规格很容易满足上面的规格很容易满足,,因为–最小负载大于最大负载的5-10%–辅助输出的稳压精度为10%5V 精度12V精度如下为稳压精度的另一种表示方式(百分比)5V 精度(要求5%)12V 精度(要求10%)而另一路输出带最小负载时。
•电压已经很好地设定了中心值。
•两路输出精度均满足要求(5% 和10%)•现在如果要求12V 输出满足+/-5% 的精度,怎样改善调整率呢?双路反馈•双路反馈实际上在两路输出的稳压精度上进行了折中度上进行了折中;;•它不会同时改善两路的稳压精度它不会同时改善两路的稳压精度,,或者维持一路精度不变而提高另一路的精度精度。
一个理想的反激电源具有很好的交叉调整率输出电压不会随负载变化;;•输出电压不会随负载变化数值,,因而输出电压的数值取决于变伏特””数值•所有次级具有相同的所有次级具有相同的““圈数/伏特;压器次级的圈数以及输出整流管的电压降压器次级的圈数以及输出整流管的电压降;与理想电源相比,,电压的偏移仅由两个原因产生电压的偏移仅由两个原因产生::•与理想电源相比–阻性损耗–漏感改善交叉调整率的设计诀窍•低的Vor ;•低的Krp 以降低峰值电流以降低峰值电流;;•绕组间紧密的耦合绕组间紧密的耦合;;•对于低压输出采用铜箔绕制对于低压输出采用铜箔绕制。
基于TL494的DC-DC开关电源设计摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
近年来 ,随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展 ,新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小,控制方便灵活,输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态,具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点,在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计小汽车中的音响供电电源,利用MOSFET管作为开关管,可以提高电源变压器的工作效率,有利于抑制脉冲干扰,同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词:IGBT,PWM,推挽电路,半桥电路,单端正激BASED ON THE DC-DC TL494 SWITCHING POWER SUPPLYABSTRACTWith the rapid development of electronic technology, electronic systems, more and more extensive applications, the types of electronic equipment, more and more electronic equipment and people work and live closer and closer. In recent years, with the power electronic devices (such as IGBT, MOSFET), PWM switching power supply technology and development of the theory, a new generation of power began to gradually replace the traditional power supply circuits. The circuit is small, flexible to control the output characteristics of a good, ripple, load adjustment rate and so on.Switching power supply in the power adjustment control work in the off state, with low power consumption, high efficiency, wide voltage range, low temperature rise, and other outstanding advantages of small size, the communication equipment, CNC equipment, Instrumentation, video audio, home appliances so widely used in electronic circuits. High frequency converter switching power supply so many forms of commonly used with push-pull converter, full bridge, half bridge, single-ended forward and the form of single-ended flyback. In this thesis, two-side driver IC - TL494 PWM pulse output of the controller design car audio power supply in use as a switch MOSFET, can improve the efficiency of the power transformer, is conducive to impulse noise suppression, but also can reduce the size of the power transformer.KEY WORDS: IGBT,MOSFET,Push-pull circuit,Half bridge circuit, Single-ended forward目录前言 (1)第1章开关电源基础技术 (6)1.1 开关电源概述 (6)1.1.1 开关电源的工作原理 (6)1.1.2 开关电源的组成 (7)1.1.3 开关电源的特点 (7)1.2 电源电路组成 (8)1.3开关电源典型结构 (5)1.3.1串联开关电源结构 (5)1.3.2并联开关电源结构 (5)1.4 电力场效应晶体管MOSFET (11)1.5 开关电源的技术指标 (8)第2章开关变换电路 (10)2.1 推挽开关变换电路 (10)2.1.1 推挽开关变换基本电路 (14)2.1.2 自激推挽式变换器 (15)2.2 半桥变换电路 (18)2.3 正激变换电路 (19)2.4 DC/DC升压模块设计 (20)第3章双端驱动集成电路TL494 (19)3.1 TL494简介 (19)3.2 TL494的工作原理 (20)3.3 TL494内部电路 (240)3.4 TL494构成的PWM控制器电路 (22)第4章 TL494 在汽车音响供电电源中的应用 (28)4.1 汽车音响电源简述 (28)4.2 汽车音响供电电源的组成 (30)4.2.1 TL494的辅助电路设计 (30)4.2.2 主电路的设计 (32)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (35)附录 (36)外文资料翻译 (37)前言电源是实现电能变换和功率传递的主要设备、在信息时代,农业、能源、交通运输、信息、国防教育等领域的迅猛发展,对电源产业提出了更多、更高的要求,如:节能、节电、节材、缩体、减重、环保、可靠、安全等。
80Plus认证标准80Plus认证是一种针对电源产品的能效和性能的认证标准。
该标准旨在推动电源产品的能效提升和性能优化,同时鼓励消费者在购买电源产品时更加关注能效和性能。
以下是对80Plus认证标准的详细介绍。
1.电源效率80Plus认证要求电源产品在20%、50%、100%负载下,效率均需达到80%以上。
电源效率越高,表明电源将电能转化为可用功率的能力越强。
2.电源输出电压稳定性80Plus认证要求电源在各种负载条件下,输出电压的变化幅度不得超过额定电压的3%。
这确保了电源产品在各种负载条件下都能提供稳定的电压输出。
3.负载调整率80Plus认证要求电源在输入电压变化±10%的情况下,负载调整率需达到90%。
负载调整率越高,表明电源适应不同负载条件的能力越强。
4.电压调整率80Plus认证要求电源在输入电压变化±10%的情况下,输出电压的变化幅度不得超过额定电压的3%。
电压调整率越高,表明电源适应输入电压变化的能力越强。
5.温度特性80Plus认证要求电源产品在满载运行时的温度不得超过65℃,以保证电源产品的稳定性和使用寿命。
6.噪音水平80Plus认证要求电源产品的噪音水平不得超过30dB。
噪音水平越低,表明电源产品的运行越安静。
7.电磁辐射80Plus认证要求电源产品的电磁辐射水平符合相关法规要求,以确保用户使用时的安全性。
8.能耗标准80Plus认证要求电源产品的待机功耗不得超过1W,确保在待机状态下不会浪费过多电能。
同时,在20%、50%、100%负载下,电源产品的平均能效需分别达到82%、85%、82%以上,以满足节能减排的要求。
9.安全标准80Plus认证要求电源产品符合相关安全标准,如过载保护、短路保护、过压保护、欠压保护等,以确保用户使用时的安全。
10.环境友好性80Plus认证要求电源产品采用环保材料制造,如可回收材料、无卤素材料等,以减少对环境的负面影响。
开关电压电压调整率标准
开关电源的电压调整率标准通常是在电源设计和制造过程中确定的,并根据特定的应用需求和国际标准来制定。
一般来说,电压调整率是指在给定的负载范围内,电源输出电压变化的百分比。
在工业和电子设备领域,常见的开关电源的电压调整率标准通常为:
1.线性调整率:通常在5%到10%之间。
这意味着在额定负载的情况下,电源输出电压的变化范围在额定电压的5%到10%之间。
2.整定调整率:这是指在从最小负载到最大负载的变化范围内,电源输出电压的变化率。
整定调整率通常较小,通常在1%到2%之间。
3.负载调整率:这是指在负载从最小到最大的变化范围内,电源输出电压的变化率。
负载调整率通常在1%到2%之间。
值得注意的是,不同类型和应用领域的开关电源可能有不同的电压调整率标准。
因此,在选择和设计开关电源时,应根据具体的应用需求和标准要求来确定适当的电压调整率。
一种新型的改善多路输出电源交叉调整率的解决方案一种新型的改善多路输出电源交叉调整率的解决方案随着科技的迅猛发展和人们对电子产品性能要求的不断提升,多路输出电源交叉调整率的问题日益凸显。
在这种背景下,研究人员们提出了一种新型的改善多路输出电源交叉调整率的解决方案,为今后电子产品的设计和制造提供了重要的参考和借鉴价值。
本文将就该解决方案进行深入探讨,旨在为读者提供全面、深入和高质量的了解。
1. 背景介绍随着移动互联网、物联网等新兴领域的迅速发展,对电子产品的性能要求越来越高。
在多路输出电源中,交叉调整率是一个至关重要的参数,它反映了各路输出电压之间的相互影响程度。
传统的调整方式往往存在不足,难以满足现代电子产品对精密度和稳定性的要求。
亟需一种新型的解决方案来改善多路输出电源的交叉调整率。
2. 问题分析多路输出电源存在交叉调整率问题的主要原因在于各路输出电压之间存在耦合效应,变化一路输出电压会对其他路输出电压产生不同程度的影响。
这种交叉调整率不仅会降低电子产品的性能和稳定性,还会增加产品的能耗和热量,对产品的可靠性和安全性造成潜在威胁。
3. 解决方案介绍新型的改善多路输出电源交叉调整率的解决方案主要包括以下几个方面:(1) 创新的电路设计通过对多路输出电源的电路结构进行重新设计和优化,采用新型的耦合抑制技术和反馈控制策略,有效降低各路输出电压之间的耦合效应,从而改善交叉调整率。
(2) 高效的软件算法引入先进的软件算法,对多路输出电源进行智能控制和精准调节,提高系统的稳定性和响应速度,减小交叉调整率的影响。
(3) 精密的元器件选择选用高品质的电子元器件,如低漏感电感、高稳定性电容等,以提高系统的抗干扰能力和精密度。
4. 应用前景和个人观点新型的改善多路输出电源交叉调整率的解决方案为电子产品的发展带来了新的机遇和挑战。
在未来,该技术将有望广泛应用于移动通信设备、医疗器械、智能家居等领域,为人们的生活带来更便捷、更高效的体验。
开关电源的性能指标和测试规范第一部分:电源指标的概念、定义一.描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。
1.绝对稳压系数。
A.绝对稳压系数:表示负载不变时,稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。
既:K=△U0/△Ui。
B.相对稳压系数:表示负载不变时,稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。
急:S=△Uo/Uo / △Ui/Ui2. 电网调整率。
它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时,稳压电源输出电压的相对变化量,有时也以绝对值表示。
3. 电压稳定度。
负载电流保持为额定范围内的任何值,输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo (百分值),称为稳压器的电压稳定度。
二.负载对输出电压影响的几种指标形式。
1.负载调整率(也称电流调整率)。
在额定电网电压下,负载电流从零变化到最大时,输出电压的最大相对变化量,常用百分数表示,有时也用绝对变化量表示。
2.输出电阻(也称等效内阻或内阻)。
在额定电网电压下,由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo,则输出电阻为Ro=|△Uo/△IL| 欧。
三.纹波电压的几个指标形式。
1.最大纹波电压。
在额定输出电压和负载电流下,输出电压的纹波(包括噪声)的绝对值的大小,通常以峰峰值或有效值表示。
2.纹波系数Y(%)。
在额定负载电流下,输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比,既y=Umrs/Uo x100%3.纹波电压抑制比。
在规定的纹波频率(例如50HZ)下,输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比,即:纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。
这里声明一下:噪声不同于纹波。
纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的%以下;噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的1%左右。
开关电源的主要性能指标及其分析开关电源主要性能指标分为输入参数、输出参数、电磁兼容性能指标和其他标准等4类,它们是开关电源选择和设计制造的依据。
1、输入参数(1)输入电压国内应用的民用交流三相电源电压为380V,单相为220V。
目前,开关电源多采用国际通用电压范围,即单相交流85~265V,这一范围覆盖了全球各种民用电源标准所限定的电压。
直流输入电压情况较复杂,从24~600V均有可能。
由于输入电压变化范围过宽,在设计开关电源过程中就必须留下较大裕量而造成浪费,因此,变化范围应在满足实际要求的前提下尽可能小。
(2)输入频率我国市电频率为50Hz。
航空、航天及船舶用电源常采用400Hz,它们的输入电压通常为单相或三相115V,整流后的脉动频率远高于工频,因而整流后所接滤波电容的电容量可减小很多。
(3)输入相数三相输入的情况下,整流后直流电压约为单相输入时的1.7倍,当开关电源功率大于5kW时,应选三相输入,以避免引起电网三相间的不平衡,同时可减小主电路的电流,以降低损耗。
功率为3~5kW时可选单相输入,以降低主电路电压等级,以降低成本。
(4)输入谐波电流和功率因数为保护电网环境、降低谐波污染、提高电能效率,许多国家和地区已出台相应的更高的标准要求(IEC61000-3系列),对用电装置的输入谐波电流和功率因数做出较严格的规定,因而,输入谐波和功率因数成为开关电源的一个重要指标,也成为设计、应用开关电源产品的一个重点。
但减小谐波电流和提高功率因数会增大电路的复杂程度,增加成本,可靠性也会随着元器件的增加而下降。
因此,应根据实际需要和有关标准来制定指标。
目前单相有源功率因数校正(PFC)技术已基本成熟,附加成本也较低,可很容易使输入功率因数达到0.99以上,输入总谐波电流小于5%。
三相PFC技术还不成熟,若要使功率因数达到较高值(如高于0.99),则需要6开关PWM整流电路,其成本很可能会高于后级DC/DC变换器成本。
反激电源多路输出交叉调整率得的问题Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998反激电源多路输出交叉调整率的产生原因和改进方法。
理论上反激电源比正激电源更使用于多路输出,但实际上反击电源的多路输出交叉调整率比正激电源更难做,这主要是正激后面加了个偶合电感,而反激的漏感不是零。
由于在开关管开通期间,原边电流不断的上升,在Ton结束时达到峰值Ip。
这个电流在开关断开的瞬间,会被传递到副边。
理解交叉调整率非常重要的一点是,传递到副边的电流是如何被副边的多路输出所分配的。
文中会指出最初传递到副边电流的大多数会传递到漏感最小的那一路输出。
如果这一路没有用做开关管PWM的反馈控制,那么它的峰值就会很高。
相反,如果这一路用于开关管PWM的反馈控制,那么其他路的输出就会受到降低。
另外一个于交叉调整率相关的非常重要的特征就是非反馈绕组输出的匝数。
具体来讲,为了保正输出电压在规定的误差范围内,需要增加或减少他们的匝数或者是调节反馈反馈绕组的输出。
为了使所有的输出在一定的误差范围内,这必然会增加调试的时间。
在许多情况下,往往需要增加额外的线性或开关稳压电路来解决由于交叉调整率带来多路输出电压不能达到规定误差范围内的问题。
很多人做反激电源时都遇到这个问题,一路输出稳定性非常好,但多路输出时没有直接取反馈的路的电压会随其他路的负载变化而剧烈变化,这是什么原因呢原来,在MOS关断,次级输出时能量的分配是有规律的,它是按漏感的大小来分配,具体是按匝比的平方来分配(这个可以证明,把其他路等效到一路就可得出结果)如:5V 3匝,漏感1uH,12V 7匝,如果漏感为(7/3)(平方)*1=,则两路输出的电流变化率是一样的,没有交叉调整率的问题,但如果漏感不匹配时,就会有很多方面影响到输出调整率:1.次级漏感,这是明显的;2.输入电压,如果设计不是很连续,则在高压时进入DCM状态,DCM时由于电流没有后面的平台,漏感影响更显着。
A. 输出电压调整:当制造开关电源时,第一个测试步骤为将输出电压调整至规格范围内.此步骤完成后才能确保后续的规格能够符合. 通常,当调整输出电压时,将输入交流电压设定为正常值(115V ac或230V ac),并且将输出电流设定为正常值或满载电流,然后以数字电压表测量电源供应器的输出电压值并调整其电位器(V R)直到电压读值位于要求之范围内.B. 电源调整率:电源调整率的定义为电源供应器于输入电压变化时提供其稳定输出电压的能力.此项测试系用来验证电源供应器在最恶劣之电源电压环境下,如夏天之中午(因气温高,用电需求量最大)其电源电压最低;又如冬天之晚上(因气温低,用电需求量最小)其电源电压最高.在前述之两个极端下验证电源供应器之输出电源之稳定度是否合乎需求之规格.为精确测量电源调整率,需要下列之设备:·能提供可变电压能力的电源,至少能提供待测电源供应器的最低到最高之输入电压范围,(KIKUSUI PC R系列电源能提供0--300VAC 5-10 00Hz 的稳定交流电源,0---400V DC的直流电源).·一个均方根值交流电压表来测量输入电源电压,众多的数字功率计能精确计量V A W PF.·一个精密直流电压表,具备至少高于待测物调整率十倍以上,一般应用5位以上高精度数字表.·连接至待测物输出的可变电子负载.*测试步骤如下:于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后,分别于低输入电压(Min),正常输入电压(Normal),及高输入电压(Max)下测量并记录其输出电压值.电源调整率通常以一正常之固定负载(Nominal Load)下,由输入电压变化所造成其输出电压偏差率(dev iation)的百分比,如下列公式所示: V0(max)-V0(min) / V0(normal)电源调整率亦可用下列方式表示之:于输入电压变化下,其输出电压之偏差量须于规定之上下限范围内,即输出电压之上下限绝对值以内. C. 负载调整率:负载调整率的定义为开关电源于输出负载电流变化时,提供其稳定输出电压的能力.此项测试系用来验证电源在最恶劣之负载环境下,如个人电脑内装置最少之外设卡且硬盘均不动作(因负载最少,用电需求量最小)其负载电流最低和个人电脑内装置最多之外设卡且硬盘在动作(因负载最多,用电需求量最大)其负载电流最高的两个极端下验证电源供应器之输出电源之稳定度是否合乎需求之规格.*所需的设备和连接与电源调整率相似,唯一不同的是需要精密的电流表与待测电源供应器的输出串联.示:测试步骤如下:于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后,测量正常负载下之输出电压值,再分别于轻载(Min)、重载(Max)负载下,测量并记录其输出电压值(分别为V max与V min),负载调整率通常以正常之固定输入电压下,由负载电流变化所造成其输出电压偏差率的百分比,如下列公式所示:V0(max)-V0(min) / V0(normal)负载调整率亦可用下列方式表示:于输出负载电流变化下,其输出电压之偏差量须于规定之上下限电压范围内,即输出电压之上下限绝对值以内.D. 综合调整率:综合调整率的定义为电源供应器于输入电压与输出负载电流变化时,提供其稳定输出电压的能力.这是电源调整率与负载调整率的综合,此项测试系为上述电源调整率与负载调整率的综合,可提供对电源供应器于改变输入电压与负载状况下更正确的性能验证. 综合调整率用下列方式表示:于输入电压与输出负载电流变化下,其输出电压之偏差量须于规定之上下限电压范围内(即输出电压之上下限绝对值以内)或某一百分比界限内.E. 输出杂讯(PA RD):输出杂讯(PA RD)系指于输入电压与输出负载电流均不变的情况下,其平均直流输出电压上的周期性与随机性偏差量的电压值.输出杂讯是表示在经过稳压及滤波后的直流输出电压上所有不需要的交流和噪声部份(包含低频之50/60Hz电源倍频信号、高于20 KHz之高频切换信号及其谐波,再与其它之随机性信号所组成)),通常以mV p-p峰对峰值电压为单位来表示. 一般的开关电源的规格均以输出直流输出电压的1%以内为输出杂讯之规格,其频宽为20Hz到20MHz(或其它更高之频宽如100MHz等). 开关电源实际工作时最恶劣的状况(如输出负载电流最大、输入电源电压最低等),若电源供应器在恶劣环境状况下,其输出直流电压加上杂讯后之输出瞬时电压,仍能够维持稳定的输出电压不超过输出高低电压界限情形,否则将可能会导致电源电压超过或低于逻辑电路(如TTL电路)之承受电源电压而误动作,进一步造成死机现象.例如5V输出,其输出杂讯要求为50mV以内(此时包含电源调整率、负载调整率、动态负载等其它所有变动,其输出瞬时电压应介于4.75V 至5.25V之间,才不致引起TTL逻辑电路之误动作).在测量输出杂讯时,电子负载的PA RD必须比待测之电源供应器的PA RD值为低,才不会影响输出杂讯之测量.同时测量电路必须有良好的隔离处理及阻抗匹配,为避免导线上产生不必要的干扰、振铃和驻波,一般都采用双同轴电缆并以50Ω于其端点上,并使用差动式量测方法(可避免地回路之杂讯电流),来获得正确的测量结果,日本计测KEISOKU GEIKEN 的PA RD 测试仪具备此种功能.F. 输入功率与效率:电源供应器的输入功率之定义为以下之公式:True Pow er = Pav(w att) = V1 A i dt = V rms x A rms x Pow er F actor即为对一周期内其输入电压与电流乘积之积分值,需注意的是Watt≠V rmsA rms而是Watt=V rmsA rmsxP.F.,其中P.F.为功率因素(Pow er F actor),通常电源供应器的功率因素在0.6~0.7左右,而大功率之电源供应器具备功率因素校正器者,其功率因素通常大于0.95,当输入电流波形与电压波形完全相同时,功率因素为1,并依其不相同之程度,其功率因素为1~0之间.电源供应器的效率之定义为:ΣV out x lout / True Pow er (w atts)即为输出直流功率之总和与输入功率之比值.通常个人电脑用电源供应器之效率为65%~80%左右.效率提供对电源供应器正确工作的验证,若效率超过规定范围,即表示设计或零件材料上有问题,效率太低时会导致散热增加而影响其使用寿命. 由于近年来对于环保及能源消耗愈来愈重视,如电脑能源之星「Energy Star」对开关电源之要求:于交流输入功率为30Wrms时,其效率需为60%以上(即此时直流输出功率必须高于18W);又对于A TX架构开关电源于直流失能(DC Disable)状态其输入功率应不大于5W.因此交流功率测试仪表需要既精确又范围宽广,才能合乎此项测试之需求.G. 动态负载或暂态负载一个定电压输出的电源,于设计中具备反馈控制回路,能够将其输出电压连续不断地维持稳定的输出电压.由于实际上反馈控制回路有一定的频宽,因此限制了电源供应器对负载电流变化时的反应.若控制回路输入与输出之相移于增益(U nity Gain)为1时,超过180度,则电源供应器之输出便会呈现不稳定、失控或振荡之现象.实际上,电源供应器工作时的负载电流也是动态变化的,而不是始终维持不变(例如硬盘、软驱、C PU或RA M动作等),因此动态负载测试对电源供应器而言是极为重要的.可编程序电子负载可用来模拟电源供应器实际工作时最恶劣的负载情况,如负载电流迅速上升、下降之斜率、周期等,若电源供应器在恶劣负载状况下,仍能够维持稳定的输出电压不产生过高激(Ov ershoot)或过低(U ndershoot)情形,否则会导致电源之输出电压超过负载组件(如TTL电路其输出瞬时电压应介于4.75V至5.25V之间,才不致引起TTL逻辑电路之误动作)之承受电源电压而误动作,进一步造成死机现象.开关电源的测试综述:良好的开关电源必须符合所有功能规格、保护特性、安全规范(如U L、C SA、VDE、DEMKO、SEMKO,长城等等之耐压、抗燃、漏电流、接地等安全规格)、电磁兼容能力(如F CC、CE等之传导与幅射干扰)、可靠性(如老化寿命测试)、及其他之特定需求等.开关电源包括下列之型式:·AC-DC:如个人用、家用、办公室用、工业用(电脑、周边、传真机、充电器)·DC-DC:如可携带式产品(移动电话、笔计本电脑、摄影机,通信交换机二次电源)·DC-AC:如车用转换器(12V~115/230V) 、通信交换机振铃信号电源·AC-AC:如交流电源变压器、变频器、U PS不间断电源开关电源的设计、制造及品质管理等测试需要精密的电子仪器设备来模拟电源供应器实际工作时之各项特性(亦即为各项规格),并验证能否通过.开关电源有许多不同的组成结构(单输出、多输出、及正负极性等)和输出电压、电流、功率之组合,因此需要具弹性多样化的测试仪器才能符合众多不同规格之需求.电气性能(Electrical Specifications)测试当验证电源供应器的品质时,下列为一般的功能性测试项目,详细说明如下:*功能(F unctions)测试:·输出电压调整(Hold-on V oltage A djust)·电源调整率(Line Regulation)·负载调整率(Load Regulatio n)·综合调整率(C onmine Regulation)·输出涟波及杂讯(O utput Ripple & Noise, RARD)·输入功率及效率(Input Pow er, Efficiency)·动态负载或暂态负载(Dy namic or Transient Response)·电源良好/失效(Pow er Good/Fail)时间·起动(Set-U p)及保持(Hold-U p)时间*保护动作(Protections)测试:·过电压保护(OVP, Ov er Voltage Protection)·短路保护(Short)·过电流保护(OCP, Ov er Current Protection)·过功率保护(OPP, Over Pow er Protection)*安全(Safety)规格测试:·输入电流、漏电电流等·耐压绝缘: 电源输入对地,电源输出对地;电路板线路须有安全间距.·温度抗燃:零组件需具备抗燃之安全规格,工作温度须於安全规格内.·机壳接地:需於0.1欧姆以下,以避免漏电触电之危险.·变压输出特性:开路、短路及最大伏安(VA)输出·异常测试:散热风扇停转、电压选择开关设定错误*电磁兼容(Electromagnetic C ompliance)测试:电源供应器需符合C ISPR 22、C L A SS B之传导与幅射的4dB馀裕度,电源供应器需在以下三种负载状况下测试:每个输出为空载、每个输出为50%负载、每个输出为100%负载.·传导干扰/免疫:经由电源线之传导性干扰/免疫·幅射干扰/免疫:经由磁场之幅射性干扰/免疫*可靠性(Reliability)测试:老化寿命测试:高温(约50-60度)及长时间(约8-24小时)满载测试.*其他测试:·ESD:Electrostatic Discharge静电放电(人或物体经由直接接触或间隔放电引起)在2-15KV之ESD脉波下,待测物之每个表面区域应执行连续20次的静电放电测试,电源供应器之输出需继续工作而不会产生突波(Glitch)或中断(Interrupt),直接ESD接触时不应造成过激(Ov ershoot)或欠激(U ndershoot)之超过稳压范围的状况、及过电压保护(OVP)、过电流保护(O CP)等.另外,於ESD放电电压在高达25KV下,应不致造成元件故障(F ailure).·EF T:Electrical F ast Transient or burst一串切换杂讯经由电源线或I/O线路之传导性干扰(由供电或建筑物内引起).·Surge:经由电源线之高能量暂态杂讯干扰(电灯之闪动引起).·VD/I:Dips and Interrupts电源电压下降或中断(电力分配系统之故障或失误所引起,例如供电过载或空气开关跳动所引起)·Inrush: 开机输入冲击电流,开关电源对供电系统的影响.。
反激电源多路输出交叉调整率得的问题反激电源多路输出交叉调整率的产生原因和改进方法。
理论上反激电源比正激电源更使用于多路输出,但实际上反击电源的多路输出交叉调整率比正激电源更难做,这主要是正激后面加了个偶合电感,而反激的漏感不是零。
由于在开关管开通期间,原边电流不断的上升,在T on结束时达到峰值Ip。
这个电流在开关断开的瞬间,会被传递到副边。
理解交叉调整率非常重要的一点是,传递到副边的电流是如何被副边的多路输出所分配的。
文中会指出最初传递到副边电流的大多数会传递到漏感最小的那一路输出。
如果这一路没有用做开关管PWM的反馈控制,那么它的峰值就会很高。
相反,如果这一路用于开关管PWM的反馈控制,那么其他路的输出就会受到降低。
另外一个于交叉调整率相关的非常重要的特征就是非反馈绕组输出的匝数。
具体来讲,为了保正输出电压在规定的误差范围内,需要增加或减少他们的匝数或者是调节反馈反馈绕组的输出。
为了使所有的输出在一定的误差范围内,这必然会增加调试的时间。
在许多情况下,往往需要增加额外的线性或开关稳压电路来解决由于交叉调整率带来多路输出电压不能达到规定误差范围内的问题。
很多人做反激电源时都遇到这个问题,一路输出稳定性非常好,但多路输出时没有直接取反馈的路的电压会随其他路的负载变化而剧烈变化,这是什么原因呢?原来,在MOS关断,次级输出时能量的分配是有规律的,它是按漏感的大小来分配,具体是按匝比的平方来分配(这个可以证明,把其他路等效到一路就可得出结果)如:5V 3匝,漏感1uH,12V 7匝,如果漏感为(7/3)(平方)*1=5.4uH,则两路输出的电流变化率是一样的,没有交叉调整率的问题,但如果漏感不匹配时,就会有很多方面影响到输出调整率:1.次级漏感,这是明显的;2.输入电压,如果设计不是很连续,则在高压时进入DCM状态,DCM时由于电流没有后面的平台,漏感影响更显著。
改进方法:1.变压器工艺,让功率比较大,电压比较低的绕组最靠近初级,其漏感最小,电压比较高,功率比较小的远离初级,这样就增加了其漏感。
---------------------------------------------------------------------------电源调整率:输入发生变化时输出端的稳压精度。
通信协议:互联设备间在进行数据交换时所共同遵守的规则。
SNMP:简单网络管理协议的英文缩写,主要用于监控、故障查询和控制TCP/IP网络,提供用户数据编程的简单网络管理协议。
输入频率范围:我国电网标准频率是50Hz,UPS允许市电频率有一定的变化范围,在这个范围内,UPS同步跟踪市电频率,超出则以本机频率输出。
电流峰值系数(CF):电流峰值系数是指电流周期波形的峰值与有效值之比。
由于计算机性负载接受正弦波电压时其吸收的能量不一定按正弦规律,会产生较高的峰值电流(介于2.4-2.6倍的电流),因此,UPS设计时应能提供CF值大于3的电流,以满足电脑性负载的应用。
电池串联/并联:多个性能容量相同的电池按一定极性串行连接叠加即为串联,形成电池组;多个电压相同的电池或电池组在其末端按同极性连接,形成并行输出即为并联。
电池管理系统:用于保护UPS电池以及延长其寿命,达到最佳充电效果。
电池管理系统包含了软件和硬件,包括电池特性判定、充电模式的自动选择、自动告警以及特殊电池的充电等多项技术。
短路:指电路的直流正负两极或交流的火线与零、地线发生直接连接。
短路会发生严重的过载,产生很大的短路电流,有可能烧毁设备,甚至引起火灾。
地线、零线和火线:大地是良好的导体,地线通过深埋的电极与大地短路连接。
市电的传输是以三相的方式,并有一根中性线,三相平衡时中性线的电流为零,俗称"零线",零线的另一个特点是与地线在系统总配电输入短接,电压差接近为零。
三相电的三根相线与零线有220电压,会对人产生电击,俗称"火线"。
电气线路的安装及排列顺序有严格的标准,实际中按标准正确装配地线、零线和火线对安全至关重要。
电磁兼容(EMC):设备的辐射干扰和传导干扰的总称。
额定安全低电压(Safety Extra Low Voltage SELV):IEC的规章中有规定电器设备额定安全电压的限制。
此规章中表示,在电压较高或是在AC电源部份必须要非常谨慎的应加以隔离,或是使人员难以接触到,以确保人员的安全。
峰值因数(CF):所谓的CF是指周期波形的峰值与有效值之比。
由于计算机性负载接受正弦波电压会产生CF(介于2.4-2.6倍的电流),因此,UPS设计时常需能提供CF值3的规格,以满足电脑性负载的应用。
放电管:是一种使用于设备输入端的高压保护元件。
若其两端的电压高过其保护规格值时,其内部会出现短路现象,并吸收掉输入的过高压。
辐射干扰(EMR):这是种空间电磁干扰,存在于通讯设备或者电脑操作设备当中,有部份干扰源是借由设备的线路或无线电天线向空间辐射出来的,在某些情况下,可能因为振幅(干扰)过大,而造成无线电传输中断或是电脑操作设备故障等问题。
浮充和均充:浮充和均充都是电池的充电模式。
1.浮充工作原理:当电池处于充满状态时,充电器不会停止充电,仍会提供恒定的浮充电压与很小浮充电流供给电池,因为,一旦充电器停止充电,电池会自然地释放电能,所以利用浮充的方式,平衡这种自然放电,小型UPS通常采用浮充模式。
2.均充工作原理:以定电流和定时间的方式对电池充电,充电较快。
在专业维护人员对电池保养时经常用的充电模式,这种模式还有利于激活电池的化学特性。
注:智能型充电器具有根据电池工作状态自动转换浮充和均充的功能,可充分发挥浮充和均充各自的优势,实现快速充电和延长电池寿命。
负载调整率:负载发生变化时输出端的稳压精度。
过载:UPS有规定的负载能力,超过额定的负载即为过载。
过载保护:负载超载时进行的自我保护。
过压保护:当输入或输出电压超过安全范围时,UPS自动进行断开输入或保护输出的动作。
过热保护:UPS最容易发热的功率部件设有温度传感器件,过热时UPS关闭或转旁路。
功率因数:对一台设备有输入功率因数和输出功率因数两个不同的参数,功率因数绝对值介于0于1之间,它是W(有功功率)与VA(视在功率)之间的比数。
输入功率因数越高表明UPS对电网利用效能越高,节能型UPS 功率因数都在0.9以上。
从输出端考虑,输出功率因数越高则UPS带载能力越强,反之输出功率因数越低,则表示UPS带载能力越弱。
功率因数校正:用来提高电子设备输入功率因数的手段,UPS装备了功率因数校正电路以后,可以大大提高其输入功率因数。
国标插座:中国的标准插座形式,零、火线为 \ / 字型排列,地线在 \ / 的头部。
美标插座:美国的标准插座形式,零、火线为11字型排列,地线在11的头部。
共模:指干扰杂讯流通路径的一种方式,凡是来自电源火线(HOT)或零线(NEUTRAL)而经由地线返回的杂讯,称为共模杂讯。
硅垒增二极管:它是以硅(AILICON)为主要原料所设计的二极体,硅垒增二极体与一般二极体不同的地方在于:当电压超过其所设计的额定电压时此二极体会产生垒增效应(AVALANCHE EFFECT)而导通,因此硅垒增二极体常用做稳压二极体。
故障电流:指不正常的电流的流通在线路中。
"三遥":遥信、遥测、遥控。
指设备的远程监控。
隔离:电网以火线、零线来传输电力,因此外在雷击或干扰会透过火线和零线伤害电器内部电子元件,所以有许多的UPS或电器设备的输出与输入端皆装有变压器,将设备与电网进行电气隔离,以解决上述问题并可降低杂讯干扰。
高频机:利用高频开关技术,以高频开关元件替代整流器和逆变器中笨重的工频变压器的UPS俗称高频机,高频机体积小、效率高。
工频机:采用工频变压器做为整流器和逆变器部件的UPS俗称工频机,主要特点是主功率部件稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力强。
管理资讯库:用于支持SNMP网路设备的软件模块,其中存有该网路设备之状态资讯,以供网管系统或使用者对其设备状态查询。
互动式:UPS的一种工作方式,基本结构由双向逆变器、电池和切换开关组成。
电网失败时由逆变器向负载供电,电网正常时逆变器转而向电池充电。
互动式UPS具有较强的充电功能,但输出存在切换时间。
后备式:UPS的一种工作方式,基本结构由逆变器、电池组和切换开关组成。
电网正常时逆变器停止输出交流电,电网交流电经UPS向负载供电。
电网失败(停电、欠压、过压等)时,UPS通过切换开关转到逆变器输出方式。
这个转换过程有3-10ms的切换时间。
交握:在电脑通讯中,两个装置在开始要通讯时,必须了解彼此的状况,以及所使用的方法,若是此二者的关况不符,则电脑会告知使用者相关的信息。
接地:指电源系统中,除了火线(HOT LIN)与零线(NEUTRAL LIN)外,中间圆头的插PIN即是所谓的接地PIN,其接地的功用除了将一些元用电流或是杂讯干扰导入大地外,最大功用为保护使用者不被电击,以UPS而主,有些UPS会将零线与地线间电压标出来,确保产品不会造成对人体的电击伤害。
接地和接地电阻:各种电脑和通信设备都有接地线,并连接到机房或配电室的总接地线,称为地线。
接地是利用共地线方式将线路各种干扰导入接地,以免杂讯对设备工作的影响,同时还可以避免电脑设备受到隐性伤害。
地线对大地的导通性越好,接地效果就越好。
接地电阻反映了导通性,接地电阻越小导通性越好。
焦耳:能量的基本单位,是以1牛顿的力把物体移动1米所需的能量,此即称为1焦耳。
接触不良:指在电器的连接部有松动、接触不好的情况,接触不良将导致电压的下降和损耗的加大。
晶体管:共有三个脚,一般为B、E、C,B、E间施加一个较小的电流信号,可以改变流过E、C间的电流,起到电流阀门和电流放大的作用。
晶体管为电流型驱动器件。
绝缘电阻:指设备内部之间或电路与机壳间电气隔离的程度,通常以绝缘电阻表示。
静态开关:由可控硅组成的器件,用于进行切换或切换补偿,可以做到零(0ms)转换。
可靠性(MTBF):用来描述设备平均能正常工作的时间长短的参数,MTBF越大表示该设备的寿命越长。
接地回路(GROUND LOOP):在电脑内部,有许多的插座或资料传输线与其它使用频繁的地方都有接地线,并连结到其它接地线,称为"接地回路"。
其作用于是利用共地线方式将线路多余回馈电流与干扰导入接地,以免造成线路与资料的错乱。
此外,接地回路更参将潜伏在系统内的干扰导入接地,降低电脑因杂讯所造成的损害。
可靠性(MTBF):用来描述设备平均能正常工作的时间长短的参数,MTBF越大表示该设备的寿命越长。
空气开关:一种电流保护装置,即当电流超过空气开关规格额定值时,开关将跳脱。
空气开关可避免建筑物内的线路或电子设备线路过电流引起火灾。
1.变压器的效率、安全性很重要,取决于用材和加工工艺。
2.变压器本身存在散热问题,所以电源设备的通风不能受阻。
开机冲击电流:整流器内部的电容器在开机瞬间会吸入很大的充电电流,阴极显示器(CRT)在开机瞬间需要很大的去磁电流,变压器在开机瞬间有励磁电流,等等,使得UPS在负载设备开机时必须承受巨大的冲击电流。
无溶丝开关:一种电流保护装置,即当电流超过无溶丝开关(BREAKRT:一般家庭称之为保险丝开关或断路器)的额定值时,BREAKER随即跳脱。
假如超过BRESKER的额定值,会造成建筑物内的线路或电子设备线路过热引起火灾。
阶段性负载:一种可以很快速成的啬或移除的负载设备。
逆变器(DC/AC):是将直流电(DC)转换成交流电(AC)的变换器,UPS中利用逆变器将电池的能量变换成供交流负载使用的交流电。
逆变器的性能各有不同,输出的交流电波形有阶梯波与正弦波(SINE WAVE)两种,失真系数(THD)也因逆变器其性能各有不同。
耐压:指设备不允许带电部分(如外壳、面板)与带电部分之间可承受的最高电压,高于耐压会产生击穿。
绝缘和耐压对人员安全至关重要。
冷启动:指在没有市电时启动UPS,某些UPS此时无法开机。
瞬变恢复时间:负载突变(0-100%,100%-0)时,输出电压恢复到规定范围内所需的时间,通常为毫秒(ms)级。
滤波器:用来消除干扰杂讯的器件,将输入或输出经过过滤而得到纯净的交流电。
屏蔽:利用物理原理,用于隔绝阻断电磁辐射的一种手段。
雷击管:是一种使用于设备输入端的高压保护元件。
若其两端的电压高过其保护规格值时,其内部会出现短路现象,并吸收掉输入的过高压。
视在功率(APPARENT POWER):即VA,其功率的变化与RMS(ROOT-MEAN-SPUARE)的电压和电流有绝对的关系。
数据机:此设备是将电话线上之类比讯号转换成PC可读取之数位讯号的设备,或是将PC之数位讯号转换成类比讯号,以利于电话线上传输。
随机存取记忆体[RANDOM ACCESS MEMORY(RAM)]:以动态方式储存CPU所需的资料。