2022-12-14 23:31来源:m.sf1369.com作者:宇宇
PWM型高频开关电源是利用脉冲宽度调制(PWM),简称脉宽调制,是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中的电源。
PWM开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输人电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下,控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈,调节主电路开关器件的导通脉冲宽度,使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。
开关电源(开关电源线路板)大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部分组成。
1、主电路
冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。
输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。
整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。
逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分。
输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
2、控制电路
一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,(开关电源线路板)根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对电源进行各种保护措施。
3、检测电路
提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。
4、辅助电源
实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。
一般而言,频率越高,低次谐波越少,波形越好,同时损耗越大。如果太高的话,还要考虑开关元件的承受能力。在开关元件能够正常动作的情况下,频率高意味着更好的波形和更大的损耗,频率低,波形稍差,损耗小。要根据具体的要求来选择频率。
现在的ABB生产的断路器在国内多数用在220kV电压等级内,主要分两种一种是三相每相各一个断路器,还有一种是三相连动的,它的内部结构大体与别的断路器基本相同都是合闸弹簧分闸器!三相连动的只有一相有弹簧储能,但每相都有SF6灭弧功能.500kV断路器的结构和西开生产的基本相同,一般里面有两个分闸线圈一个合闸线圈.
pcb板子上的高频元器件有电容、电感、二极管、三极管、MOS管等。
pcb中文名称为印刷电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体是电子元器件电气连接的载体。它上面的电感、电容、运放等等,都是需要注意的高频元器件。
压频转换器是电池容量计的核心部分,负责将放大的信号转换为频率信号,它的线性度和精度直接影响到整机。实现压频转换的方法也有很多种。从形式上看,有分立元件和专用集成芯片两种形式,一般的分立元件精度、体积、调整复杂程度均高于集成芯片,但其价格较低,而专用芯片在线性度、电压稳定度、精度等指标相对可接受的价格而言有所降低。
我们考虑到体积和充放电全程跟踪及性能价格比的问题,选择了VFC32为电压频率转换器件,该器件较好的线性度为全程跟踪精度提供了保证,并以较少的元件使体积缩小
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的导通与截止。
将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!转为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多.所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热!!成本很低.如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意义。
开关电源的工作流程是:
电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管(振荡逆变)→开关变压器→输出整流与滤波。
交流电源输入经整流滤波成直流
通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上
开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载
输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的
交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;
在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;
开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出。
可以
固态继电器为非接触式无线回路型,由晶闸管控制。因此,它可以高频开关,不会产生火花,使用寿命长。中间继电器用于控制电路,当电路卡住时会“弹出”。
因为只有变成高频脉冲后面的变压器才能把电压转换成需要的电压,因为高频变压器是需要很高频率的,通常开关电源体积都比较小、重量轻和同功率的工频变压器比,频率上去了体积就下来了~!要是不经过后面的变压器来直接稳成想要的电压时比较困难的~!
开关电源原理:交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进入高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。
力源高频开关电源系统,包括开关整流设备、阀控式铅酸免维护蓄电池、直流馈电柜等,虽然设备不多,但它却独当一面,是保障通信设备、电网供电稳定和连续性的重要设备。这些设备维护得好坏,不仅关系到高频开关电源系统的可靠性和寿命,而且直接涉及到电网的平稳运行。
高频开关电源系统的组成
高频开关电源系统通常由4个部分组成:交流配电模块、整流模块、直流配电模块和集中监控模块。
1、交流配电模块对交流电源进行处理、保护、监测并与整流模块接口。
2、整流模块将交流电变为直流电。
3、直流配电模块负责向直流负载供电。
4、集中监控模块用于对交流输入电源、整流模块、输出电源及蓄电池组进行智能管理,并实现数据监测、定值设定、越限报警。还设有RS-232CT、RS-485串行通讯接口,以实现遥信、遥测、遥调和遥控。
高频开关电源系统的参数
1、额定直流输出电压:指市电经整流模块变换后的额定输出电压,正选的电源电压为-48V,电压允许变动范围-40—-57V。这种“-”型基础电压是指电源正馈电线接地,作为参考电位零伏,负馈电线装接熔断器后,与机架电源连接。
2、浮充电压:在市电正常时,蓄电池与整流器并联运行,蓄电池自放电引起的容量损失便在全浮充过程被补足。根据电池特性及温度所需补充损失电流的多少而设定的电压。
3、均充电压:为使蓄电池快速补充容量,视需要升高浮充电压,使流入电池补充电流增加,这一过程整流器输出得电压为“均充”电压。
4、功率因数:有功功率对视在功率的比叫做功率因数。由于开关电源电路的整流部分使电网的电流波形畸变,谐波含量增大,而使得功率因数降低(不采取任何措施,功率因数只有0.6~0.7),污染了电网环境。开关电源要大量进入电网,就必须提高功率因数,减轻对电网的污染,以免破坏电网的供电质量。满载状态下,功率因数不低于0.92。
5、效率:高频开关电源模块的寿命是由模块内部工作温升所决定。温升主低主要是由模块的效率高低所决定。现在市场上大量使用的开关电源技术,主要采有的是脉宽调制技术(PWM)。模块的损耗主要由开关管的开通、关断及导通三种状态下的损耗,浪涌吸收电路损耗,整流二极管导通损耗,工和辅助电源功耗及磁心元件损耗等因素构成。减少这些损耗就会提高模块的整体效率。
对此现行较好的处理方法分别是:开关管的开通、关断及导通状态的损耗采用MOSFET和IGBT并联使用,利用两种不同类型的器件的开头及导通损耗的优势互补,其综合损耗是利用单一类型开关管工作损耗的20%左右;浪涌吸收电路可采用无损耗吸收电路,这一技术的使用使得该部分损耗大幅度下降;整流二极管可采用导通电阻较小的器件,优化设计控制电路,选择集成度较高的IC器件都可减少功耗;磁心材料可选择如菲利浦的3C90等均可减少损耗。
高频电容器的选择严格控制峰值电流的大小,采用这些因素将会使整流模块的工作在相当宽的功率输出范围内保持较高的效率,如VMA10、DMA12、DMA13及DMA14的工作效率均为91%以上。需要说明的是主开关管的开通、关断及导通状态中的损耗所占比例是主要的。开关状态的损耗是PWM控制技术所固有的缺点。满载状态下,效率不低于0.90。
6、稳压精度:满载状态下,当输入电压由最大变到最小时,整流器输出电压调整范围不超过±1%。
7、杂音电压(不接蓄电池组)
①衡重杂音:电话电路以800HZ杂音电压为标准,其它频率杂音电压响度强弱,用等效杂音系数表示称为衡重杂音。
系统衡重杂音的测量点视情况选择在整流器输出端,蓄电池输出端及机房机架的输入端,各测量点数值不已。
②宽频杂音:它是指各次谐波均方根值,即周期连续频谱电压。