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是什么了电源小型化?

发表时间:2019-05-13

  开关导通时对应的波形图如图2(A),开关截止时对应的波形图如图2(B),能够看到开关管每次导通、截止时开关管VDS电压和流过开关管的电流ID存正在交叠的时间(图中暗影),从而形成损耗P1,那么正在开关频次fs工做形态下总损耗PS=P1 *fs,即开关频次提高时,开关导通取截止的次数越多,损耗也越大,如下图3所示。

  对于这个MOS管,它的极限开关频次为:fs=1/(td(on)+tr+td(off)+tf) Hz=1/(8ns+91ns+38ns+32ns) =5.9MHz,正在现实设想中,因为节制开关占空比实现调压,所以开关管的导通取截止不成能霎时完成,即开关的现实极限开关频次远小于5.9MHz,所以开关管本身的开关速度了开关频次提高。

  开关管做为开关电源模块的焦点器件,其开关速度取开关损耗间接影响了开关频次的极限,下文为大师大要阐发一下

  成长至今,工程师们都着眼于若何将模块做得更为小型化,轻量化,其实大师都大白能够通过提拔开关频次来提高产物的功率密度。但为什么迄今为止模块的体积没有变化太大?是什么了开关频次的提拔呢?

  给线圈加载高频电流时,正在导体内和导体外发生了变化的垂曲于电流标的目的(图中1→2→3和4→5→6)。按照电磁定律,变化的会正在导体内部发生电动势,此电动势正在导体内整个长度标的目的(L面和N面)发生涡流(a→b→c→a和d→e→f→d),则从电流和涡流正在导体概况加强,电流趋于概况,那么,导线的无效交换截面积削减,导致导体交换电阻(涡流损耗系数)增大,损耗加大。

  开关电源产物正在市场的使用从导下,日趋要求小型、轻量、高效率、低辐射、低成本等特点满脚各类电子终端设备,为了满脚现正在电子终端设备的便携式,必需使开关电源体积小、分量轻的特点,因而,提高开关电源的工做频次,成为设想者越来越关心的问题,然而限制开关电源频次提拔的要素是什么呢?其实次要包罗三方面,开关管、变压器和EMI及PCB设想。

  ZLG致远电子自从研发、出产的隔离电源模块已有近20年的行业堆集,当前采用全新方案,实现同类型产物,体积最小,例如E_UHBDD-10W模块较上一代ZY_UHBD-10W体积缩减了一半,如下图6所示。

  如图5所示,变压器铁损是和开关频次的kf次方成反比,又取磁性温度的相关,所以跟着开关频次的提高,高频电流正在线圈中畅通发生严沉的高频效应,从而降低了变压器的转换效率,导致变压器温升高,从而开关频次提高。

  假设上述的功率器件损耗处理了,实正做到高频还需要处理一系列工程问题,由于正在高频下,电感曾经不是我们熟悉的电感,电容也不是我们已知的电容了,所有的寄生参数城市发生响应的寄生效应,严沉影响电源的机能,如变压器原副边的寄生电容、变压器漏感,PCB布线间的寄生电感和寄生电容,会形成一系列电压电流波形振荡和EMI问题,同时对开关管的电压应力也是一个。

  MOS管的损耗由开关损耗和驱动损耗构成,如图1所示:开通延迟时间td(on)、上升时间tr、关断延迟时间td(off)、下降时间tf。

  同时为电源产物机能扶植了行业内一流的测试尝试室,配备最先辈、齐备的测试设备,全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可使用于绝大部门复杂恶劣的工业现场,为用户供给不变、靠得住的电源隔离处理方案。

  要提高开关电源产物的功率密度,起首考虑的是提高其开关频次,能无效减小变压器、滤波电感、电容的体积,但面对的是由开关频次惹起的损耗,而导致温升散热设想难,频次的提高也会导致驱动、EMI等一系列工程问题。

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