
作者:admin 發(fā)布日期:2018-11-06 23:00 信息來源:http://www.77587758.cn
電子設備特別是計算機的不斷小型化,要求供電電源的體積隨之小型化,因此大功率開關電源開始代替以粗笨的工頻變壓器為特征的線性穩(wěn)壓電源,同時電源功率得到明顯前進。電源體積的減小意味著散熱才能的變差,因此要求電源的功耗變小,即在輸出功率不變的前提下,功率有必要前進。
高功率功率改換:大功率開關電源規(guī)劃追求的方針
相同體積的電源的功率耗散基本相同,因此,欲得到更大的輸出功率,有必要前進功率,同時,高的電源功率能夠有用地減小功率半導體器材的應力,有利于前進其可靠性。
大功率開關電源的損耗主要為:無源元件損耗和有源元件損耗
開關損耗一向困惑著大功率開關電源規(guī)劃者,因為功率半導體器材在開關過程中,器材上同時存在電流、電壓,因此不可避免地存在開關損耗,假如大功率開關電源中開關管和輸出整流二極管能完成零電壓開關或零電流開關,則其功率能夠明顯前進。
開關過程引起的開關損耗大致會占總輸入功率的5%~10%,大幅度下降或消除這一損耗可使大功率開關電源的功率前進5%~10%。最有用的辦法是軟開關技術或零電壓開關或零電流開關技術。
在眾多軟開關的計劃中,比較有用的有大功率的全橋改換器,一般選用移相零電壓開關的操控辦法,這種操控辦法要求在初級側需附加一續(xù)流電感以確保開關管在零電壓狀態(tài)下導通,因為較大的有用值電流流過,這個附加電感將發(fā)熱(雖然比RC緩沖電路小得多),因此在低壓功率改換中并不選用。
無源無損耗緩沖電路的特點是不損壞慣例PWM操控辦法,規(guī)劃/調試簡略。雖然如此,無源無損耗緩沖電路和準諧振/零電壓開關工作辦法也存在一些缺點,如僅能完成關斷軟開關以及在反激式改換器中不太適于大負載規(guī)模改變。軟開關中有源箝位是前進單管正/反激改換器功率的有用辦法,開始的專利約束現(xiàn)在已失效,能夠遍及使用。
功率半導體器材的前進:高功率改換的根本
功率半導體器材的前進特別是PowerMOSFET的前進引發(fā)出功率改換的一系列的前進:PowerMOSFET的極快的開關速度,使大功率開關電源的開關頻率從雙極晶體管的20kHz前進到100kHz以上,有用地減小了無源儲能元件(電感、電容)的體積。低壓PowerMOSFET使低壓同步整流成為實際,器材的導通電壓從肖特基二極管的0.5V左右,下降到同步整流器的0.1V乃至更低,使低壓整流器的功率至少前進了10%。高壓PowerMOSFET的導通壓降和開關特性的改進,前進了大功率開關電源的初級功率。功率半導體器材的功耗的下降也使散熱器和整機的體積減小。
電源界有一個不成文的觀念:不穩(wěn)壓的比穩(wěn)壓的功率高、不阻隔的比阻隔的功率高、窄規(guī)模輸入電壓的比寬規(guī)模輸入的功率高。Vicor的48V輸入電源模塊的功率抵達97%。交流輸入大功率開關電源需要功率因數(shù)校對,因為功率因數(shù)校對已具有穩(wěn)壓功能,在對輸出紋波要求不高的使用(如輸出接有蓄電池或超級電容器),能夠選用功率因數(shù)校對加不調理的阻隔改換器電路拓撲,國外在1986年已有產品,功率抵達93%以上。
在DC48V輸入電壓的電源模塊中,功率在93%以上的模塊簡直無一例外地選用前級穩(wěn)壓、后級不調理阻隔的計劃,而且將榜首級的輸出電容和第二級的輸出電感撤銷,簡化了電路結構。