选用开关电源重点注意的三个性能指标
开关电源在输入抗干扰性能上,由于其自身电路结构的特点(多级串联),一般的输入干扰如浪涌电压很难通过,在输出电压稳定度这一技术指标上与线性电源相比具有较大的优势,其输出电压稳定度可达(0.5~1)%。开关电源模块作为一种电力电子集成器件,在选用中应注意以下几点:
1输出电流的选择
因开关电源工作效率高,一般可达到80%以上,故在其输出电流的选择上,应准确测量或计算用电设备的大吸收电流,以使被选用的开关电源具有高的性能价格比,通常输出计算公式为:
Is=KIf
式中:Is—开关电源的额定输出电流;
If—用电设备的大吸收电流;
K—裕量系数,一般取1.5~1.8;
2接地
开关电源比线性电源会产生更多的干扰,对共模干扰敏感的用电设备,应采取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制,开关电源均采取EMC电磁兼容措施,因此开关电源一般应带有EMC电磁兼容滤波器。如利德华福技术的HA系列开关电源,将其FG端子接大地或接用户机壳,方能满足上述电磁兼容的要求。
3保护电路
开关电源在设计中必须具有过流、过热、短路等保护功能,故在设计时应保护功能齐备的开关电源模块,并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配,以避免损坏用电设备或开关电源。
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设计单片开关电源适配器要遵守的原则
一、普遍原则。
1.所设计的开关电源适配器应尽量工作在大占空比Dmax的情况下。
2.对于交流85~265V宽电压范围输入,一次绕组的感应电压Uor应尽量高,可在100~135V范围内选择,以保证在交流输入电压为85V时高频变压器也能传输足够大的能量。
二、具体原则。
1.一次侧电路。
a)增加一次绕组的电感量(Lp),可使高频变压器工作在连续模式。此时单片开关电源适配器和高频变压器的功率损耗均较低。
b)若在输入端串联一只负温度系数热敏电阻(NTCR),刚通电冷机启动时起限流作用,则应使之尽可能工作在热状态(即低阻态),以减小热敏电阻的功耗。整流桥的指标要留出足够的余量,其标称整流电流必须大于额定电流值,才能减小能量损耗。
c)要正确估算输入滤波电容的容量,在交流85~265V输入时,每瓦输出功率对应于3uF的容量,即比例系数为3uF/W。在交流230V固定电压输入时比例系数为1uF/W。
d)为提高英规电源适配器效率和降低成本,应挑选低功耗的开关电源芯片。
2.高频变压器。
a)为减小绕组导线上因集肤效应而产生的损耗,推荐采用多股并绕的方式来绕制二次绕组。
b)选择低损耗的磁芯材料、合适的形状及正确的绕线方法,将漏感降至低限度。在安装空间允许的条件下,选择较大尺寸的磁心,有助于降低磁心损耗。
三、二次侧电路。
1.所选用输出整流管的标称电流至少为连续输出电流典型值的3倍。推荐采用正向导通电压低、反向恢复时间极短的肖特基二极管。
2.在连续模式下,开关电源适配器输出滤波电容上的交流电流标称值应为脉动电流的1.5~2倍。
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