模块电源常见问题解答及其发展观望

时间:2013-01-23

  模块电源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 (FPGA) 及其他数字或模拟负载提供供电。因设计简单、技术要求低且质优可靠而广泛应用在航空航天、机车舰船、发电配电、邮电通信、冶金矿山、自动控制、家用电器、仪器仪表等社会生产和生活的各个领域。关于模块电源常见性问题总结了以下十七点:

  1、温控模块电源的原理是什么?

  答:温控模块电源主要是通过热敏电阻实现的。当电源开始工作时,风扇供电电压为7V,当模块电源内温度升高,热敏电阻阻值减小,电压逐渐增加,风扇转速也提高。这样就可以保持机壳内温度保持一个较低的水平。在负载很轻的情况下,能够实现静音效果。负载很大时,能保证散热。

  2、什么是过功率保护?

  答:除了额定功率之外,还有一个数据,叫"过载保护",英文叫"OPP".过载保护指模块电源的负载持续上升,达到某个点了,电源就自动断电,以免出现过流损坏模块电源或者电路的其他部件。OPP值通常是额定功率的1.3倍左右,有些厂商把OPP设得太高,其实是不安全的。在额定功率和OPP之间,会有一个区间,比如,新冷钻额定功率300W,OPP为370W,那么,300-370W之间的这个区域就是一个"盲区".如果在这个区间停留的时间过长(一般可以持续数十秒时间),很可能导致电源或电路的其他部件烧毁。

  3、功率因数与转换效率有什么区别?

  答:尽管功率因数和转换效率都是指电源的利用率,但区别却很大。简单的说,功率因数产生的损耗是电力部门负担,而转换效率的损耗是用户自己负担。可以看得出来,功率因数、EMI等都是对国家电网的保护。

  4、什么是浪涌电流?

  答:浪涌电流指模块电源接通瞬间,流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电,所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。模块电源应该限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌水平。反复开关环路,AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。

  5、什么是模块电源额定功率?

  答:额定功率是指模块电源在稳定、持续工作下的负载,额定功率代表了一台电源真正的负载能力,比如,一只模块电源的额定功率是300W,其含义是每天24小时、每年365天持续工作时,所有负载之和不能超过300W.但实际上,电源模块都有一定的冗余,比如额定功率300W的电源模块,在310W的时候还能稳定正常工作,但尽量不要超过额定功率使用,否则可能导致电源模块或其他电子部件因为过流而烧毁。

  6、EMI电路的主要作用是什么?

  答:EMI电路的作用是滤除由电网进来的各种干扰信号,防止电源开关电路形成的高频扰窜电网。EMI是CCC一个重要内容。

  7、主动式PFC有什么特点?

  答:主动式PFC输入电压可以从90V到270V;功率因数高于0.99,并具有低损耗和高可靠等优点;可用作辅助电源,而不再需要辅助电源变压器;输出DC电压纹波很小,因此采用主动式PFC的模块电源不需要采用很大容量的滤波电容。

  8、什么是高压整流滤波电路?

  答:高压整流滤波电路由一个整流桥和两个高压电解电容组成。作用是把220V交流市电转换成300V直流电。

  9、高压电解电容一般有哪几种?

  答:高压电解电容我们通常所说的大电容,一般有两个,由于其耐压值特别高,所以体积非常大。按容量分,高压电解电容一般有330uf、470uf、680uf、820uf、1000uf、1200uf等,耐压值一般是200V,耐温85度。

  10、开关电路的原理是什么?

  答:开关电路的原理是由开关管和PWM(Pulse Width Modulation)控制芯片构成振荡电路,产生高频脉冲。将高压整流滤波电路产生的高压直流电变成高频脉冲直流电,送到主变压器降压,变成低频脉冲直流电。

  11、低压整流滤波电路的原理是什么?

  答:低频脉冲直流电经过二极管整流后,再由电解电容滤波,这样,输出的就是不同电压的稳定的电流了。由于这里电压已经很低了,所以尽管电容容量很大,通常有1000uf、2200uf等,但由于不需要很高的耐压值,所以电容体积很小。

  12、模块电源的基本工作原理是什么?

  答:通过运行高频开关技术将输入的较高的交流电压(AC)转换为电子器件工作所需要的较低的直流电压(DC)。

  13、模块电源如何进行工作流程?

  答:当市电进入模块电源后,先经过扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号,然后经过整流和滤波得到高压直流电。接着通过开关电路把直流电转为高频脉动直流电,再送高频开关变压器降压。然后滤除高频交流部分,这样输出相对纯净的低压直流电。

  14、什么是传导干扰?

  答:传导干扰是用来衡量电子产品在运行过程中对整个电网发送电子干扰信号大小的一个概念。所有的电子产品在用电时都会对电网发出干扰信号,如果干扰信号过大,就会影响整个电网的用电质量,从而干扰到其他电器的正常运行。因此,大多数国家对电子产品的传导干扰指标都有一个硬性的规定,禁止传导干扰过大的产品生产、销售。

  15、模块电源测试中比较重要的有哪些项目?

  答:主要有交叉负载,浪涌,输入电压,纹波噪音,输出短路,过功率,转换效率,功率因数,响应时间,时序,噪音,传导辐射,漏电流,高低温测试等。

  16、什么是模块电源转换效率?

  答:由于模块电源在工作中,有部分电能转换成热量损耗掉了。因此,模块电源必须尽量减少热量的损耗。转换效率就是输出功率除以输入功率的百分比。1.3版电源要求满载下转换效率为70%. 2.0版更是将推荐转换效率提高到了80%.

  17、什么是PFC?

  答:PFC(Power Factor Correction)即"功率因数校正",主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高,说明电能的利用效率越高。通过CCC的模块电源,都必须增加PFC电路。位置在第二层滤波之后,全桥整流电路之前。PFC有两种,一种是无源PFC(也称被动式PFC),一种是有源PFC(也称主动式PFC)。

  关于模块电源未来发展方向也有几点需我们注意:

  1)高功率密度、低压输出(低于3.3V)、快速动态响应的需求推进模块电源的开展。

  2)非隔离式DC-DC变换器(包括VRM)比隔离式增长速度更快。

  3)散布式电源比集中式电源开展快,但集中式供电系统仍将存在。

  4)规范设计的DC-DC变换器所占的比重将增大。

  5)模块电源的设计日趋规范化,控制电路倾向于采用数字控制方式。

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