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介紹開關(guān)電源的幾個概念

更新時間:2024-01-15點擊次數(shù):972
一分析、紋波與噪聲

1領域、紋波

    開關(guān)電源的輸出并不是真正恒定的,輸出存在著周期性的抖動開展研究,這些抖動看上去就和水紋一樣,稱為紋波集聚效應。紋波可以是電壓或電流紋波。

    通常用2個參數(shù)來描述紋波:

    1)最大紋波電壓:紋波的峰峰值。

    2)紋波系數(shù):交流分量的有效值與直流分量之比的必然要求。

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2的過程中、紋波產(chǎn)生的原因

    開關(guān)電源的紋波來自2個地方:

    1)低頻紋波:來自AC輸入的周期,電源對輸入的抑制比不是的狀況,當輸入變化範圍和領域,輸出也會變化。

    2)高頻紋波:來自開關(guān)切換的周期長遠所需,開關(guān)電源不是線性連續(xù)輸出能量形式,而是將能量組成一個個包來傳輸,因此會存在和開關(guān)周期相對應的紋波非常完善。

    如果是線性電源傳遞,是沒有開關(guān)紋波的,只有低頻紋波不斷完善。

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3發揮效力、紋波的影響

    最大紋波會決定輸出的峰值,本來輸出是穩(wěn)定的某個電壓或電流勞動精神,由于紋波的影響結構,使得輸出的峰值比平均值高,這可能會損壞負載。

    比如效果,對LED來說,過高的電流會減少LED的壽命營造一處。

    過大的紋波系數(shù)會使得輸出的能量不均衡平滑服務水平,從而偏離了直流輸出這個要求。

    比如保供,對LED來說能力建設,過大的紋波系數(shù)會使得LED亮度變化,造成閃爍技術創新。

    如果開關(guān)電源用來驅(qū)動電池醒悟,LED燈這種負載,低頻紋波的影響更大生產體系,如果是驅(qū)動IC這種高速型負載新模式,高頻紋波的影響更大。

4高質量、紋波與噪聲

    紋波是由于AC周期或開關(guān)周期引起的輸出抖動應用情況,而噪聲是隨機耦合到輸出上的高頻信號,是不一樣的。

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二也逐步提升、調(diào)整率


1、調(diào)整率

    電源在使用時能力和水平,有兩個明顯變化的外部條件:輸入和負載組織了。好的電源應該在輸入和負載發(fā)生變化時,依然能維持恒壓或恒流提供了有力支撐。

    將輸入或負載變化時飛躍,輸出偏離額定輸出的程度稱為調(diào)整率,比如輸入在最大最小值之間變化競爭力,測量輸出的偏差比率最為突出,為一個百分比,比如5%特點,就稱為調(diào)整率為±5%。

    注意區(qū)分調(diào)整率和紋波,紋波是輸出的動態(tài)特征意見征詢,而調(diào)整率是讓電源工作在極限外部條件下組成部分,輸出的極限偏差。

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2集聚、調(diào)整率類型

    1)輸入調(diào)整率

    其他條件不變高效化,調(diào)節(jié)輸入時,輸出的偏差,對于AC電源來說完成的事情,是以AC線的有效電壓作為變化區(qū)間調整推進,比如以180~264作為上下限來變化。

    有時還會調(diào)節(jié)AC的頻率研究成果,來看輸出是否有偏差發展契機,比如從47~63Hz區(qū)間。

    2)負載調(diào)整率

    其他條件不變機製性梗阻,調(diào)節(jié)負載時齊全,輸出的偏差。

    3)綜合調(diào)整率

    同時調(diào)節(jié)輸入和負載改造層面,找出最差的偏差機製。



三、恒流


1大面積、LED恒流驅(qū)動

    為什么照明用LED都是電流驅(qū)動發力?

    LED是二極管,而二極管的PN結(jié)的正向?qū)ㄗ杩故秦摐囟认禂?shù)生產效率,隨著溫度的升高反應能力,二極管正向?qū)ㄗ杩菇档汀?br style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>

    如果用恒壓源驅(qū)動LED,隨著LED工作競爭激烈,溫度開始升高管理,溫度升高后,正向?qū)ㄗ杩菇档驮絹碓街匾?,由于I=U/R切實把製度,電流升高,且由于功率P=U*I改革創新,功率也增加最新,LED發(fā)熱更厲害,進一步刺激溫度升高自行開發,陷于惡性循環(huán)模樣,直到LED損壞。

    恒壓源驅(qū)動時處理方法,溫度和電路是一對正反饋數據顯示。

    所以照明LED都是恒流驅(qū)動,如果是非照明服務,LED幾乎沒有溫升實現,此時可以用恒壓驅(qū)動。

2舉行、恒流精度

    恒流精度和其他的恒壓效果一樣,體現(xiàn)在幾個方面不容忽視。

    1)當負載發(fā)生變化時,電源輸出的電流的恒定程度記得牢。

    在實際應用時組建,多個不同的LED串不可能阻抗特性相同,將這些不同的負載接到電源上后服務體系,電流的誤差就定義為恒流精度進一步推進。

    不光是多負載,同一個LED系列,溫度不同時,阻抗特性也不同服務為一體,不同溫度下電流也是有誤差的方案,但這和前面的條件本質(zhì)還是一樣,都是負載變化相互配合。

    因此在測試恒流精度時統籌發展,需要使用電子負載,讓負載在合理的范圍內(nèi)變化提升,測量電壓的電流誤差影響。

    2)當電源內(nèi)部元件參數(shù)變化時,電源輸出的電流的恒定程度競爭力。

    這并不是標準的恒流精度的定義製高點項目,但目前很多電源都是有這個要求,其中一個重要的指標是儲能元件的過程中,比如電感物聯與互聯,或變壓器,感值存在誤差時範圍和領域,電源輸出電流的恒定度取得了一定進展。

    考慮到成本因素,儲能元件在加工時偏差是很大的,所以有所增加,電源應當設(shè)計成對儲能元件的感值不敏感。

3促進進步、鋰電池恒流驅(qū)動

    便攜式設(shè)備所用的鋰電池供給,在不同電量的情況下,電壓是不同的新趨勢,以手機所用的鋰電池為例可能性更大,電池在滿能量時約4.2V,低能量時約2.5V新體系。

    如果使用恒壓源對電池充電使命責任,當電池電量較低時共謀發展,充電電流會極大,相當于電壓源接到電容上持續創新,會損壞電池創造。

    損壞的原因是大電流帶來的大發(fā)熱。

    為了限制大電流分析,目前的充電器都是使用恒流-恒壓充電,當電池電壓低時,使用恒流輸出合規意識。



四聽得懂、沖擊與浪涌


1、沖擊電流

    如果負載為一個容性負載協調機製,將一個電壓源直接加到負載上時設備製造,會產(chǎn)生一個非常大的電流,這個電流就稱為沖擊電流重要作用。

    過大的沖擊電流會使得交流線上的保護電路識別為短路高質量,會導致空氣開關(guān)跳閘,熔斷保險絲等問題很重要。

    對于AC電源來說,將電源接到AC線上的一瞬間,AC電源本身就是一個容性負載保護好,假如此時電源的負載處在滿負荷狀態(tài)能力和水平,且AC線正處在峰值電壓處,會產(chǎn)生最大的沖擊電流有望。

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2智能設備、浪涌(電壓)

    閃電,雷擊等會在電網(wǎng)上制造時間非常短的高電壓脈沖或者高能量脈沖服務效率。

    這種過壓通常是由專門的保護器進行保護不要畏懼,比如浪涌放電器。

    大功率設(shè)備斷開或接入電網(wǎng)時蓬勃發展,會使得電網(wǎng)電壓上升或跌落作用。為了保護電源,有時會使用一個壓敏電阻接在輸入端問題。

    壓敏電阻的阻值和其上的電壓有關(guān)應用的選擇,當電壓變大時,阻值降低。

    為什么壓敏電阻不能包含雷擊等產(chǎn)生的脈沖逐漸顯現,因為這種浪涌有可能是同時出現(xiàn)在L線和N線上的。

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五、效率與待機功耗


1積極拓展新的領域、效率和待機功耗

    這兩個概念很簡單,但有一點需要理清逐步改善,就是電源在工作時:

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    雖然待機功耗就是電源本身的全部損耗背景下,但是在電源帶負載時多種場景,電源本身的功耗要大于待機功耗。

    電源本身的功耗主要來自于電感/變壓器的損耗開展試點,開關(guān)管的損耗集中展示,二極管的損耗,這些損耗都和切換頻率有關(guān)規劃,而目前的開關(guān)電源改造層面,在輸出功率很低時,都會將頻率降低以節(jié)能各項要求,所以電源本身的功耗在帶負載工作時和待機時是不同的首次。

    但是效率是隨著負載消耗增加而升高的,這個很好理解效高化,待機時效率為0,而帶負載時反應能力,電源本身功耗的增加跟不上負載消耗的增加部署安排。



六、ESR


1投入力度、電容ESR

    開關(guān)電源都需要在輸出加一個電容效果,將切換電路投遞過來的斷續(xù)能量平滑成穩(wěn)定的線性輸出,這個電容的重要性不言而喻技術。

    一個非理想因素就是所有的電容都有等效串聯(lián)電阻(ESR)改善,這個電阻會導致一系列問題。

    電容穩(wěn)壓的原理就是當VO電壓上升時結構重塑,吸入電流推廣開來,將能量存儲于電容,當VO電壓下降時貢獻法治,吐出電流密度增加,釋放能量。這個過程中相對較高,電流始終流過ESR信息化。

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2、ESR導致的紋波

    ESR是輸出高頻電壓紋波的罪魁禍首創新內容,當電容儲能和釋能時全方位,電流方向相反,因此輸出在VO=VC+VESR實踐者,和VO=VC+VESR之間切換管理,ESR越大廣泛關註,紋波電壓越大。

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3、電解電容ESR的危害

    為了降低成本方式之一,通常輸出電容會使用偏移的電解電容,但是電解電容的ESR是較高的進一步推進。

    ESR大胁豢扇鄙?。弘娊怆娙?gt;鉭電容>陶瓷電容。

    對于電解電容來說明確相關要求,高紋波電壓倒在其次服務為一體,要命的是ESR會導致電容發(fā)熱,電流越大特點,發(fā)熱越厲害相互配合,發(fā)熱越厲害,電解電容的電解液蒸發(fā)得越快品質,隨著電解液的蒸發(fā)積極回應,ESR加大,發(fā)熱更高深化涉外,陷入惡性循環(huán)全會精神。

    電解電容本身就壽命不高,是電源系統(tǒng)中壽命最短的器件又進了一步,由于ESR導致的發(fā)熱智能化,會加快電解電容報廢,所以開關(guān)電源隨著時間的推移拓展基地,紋波電壓會越來越大綜合措施。

4、解決ESR的問題

    解決方法是降低ESR阻值或降低流過ESR的電流處理,降低流過ESR的電流比較麻煩攜手共進,比較簡單的方法是降低ESR阻值。

    可以采用低ESR的電解電容替代普通電容自然條件,或者用多個電容并聯(lián)來替代單個電容使用。

    多個電容并聯(lián)的方法缺點是占用大量的空間,在小體積電源中應用受限不合理波動,所以有時會用陶瓷和電解電容并聯(lián)的方法建言直達,甚至用一種多層陶瓷電容替代多個陶瓷電容。

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七助力各業、動態(tài)


1大部分、動態(tài)響應

    通常動態(tài)響應特指電源的輸入,負載階躍變化所導致的輸出被擾動后恢復正常的過程將進一步。

    AC電源的輸入為不間斷交流更加堅強,一般不關(guān)心輸入的階躍變化提供有力支撐,動態(tài)響應通常僅限于描述負載在一定范圍內(nèi)變化時的響應。

    通常定義空載為0%使用,滿載為100%分析,然后用負載在某2個百分比之間的切換來定義負載變化。

    常用的負載變化有0-100不難發現、10-90合規意識、20-80、25-75推動,取決于應用協調機製,對于充電器這類需要熱插拔的應用,最大的變化在0-100有效性。

2高質量發展、動態(tài)響應的指標

    動態(tài)響應一般有2個指標,一個叫過沖幅度形勢,另一個叫穩(wěn)定時間攻堅克難。

    過沖幅度定義為輸出偏離穩(wěn)定值的幅度,有上沖和下沖高效節能。

    穩(wěn)定時間是負載開始變化到輸出達到能接受的范圍內(nèi)的時間姿勢。

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3、動態(tài)響應和階躍響應

    階躍響應服務,指的是輸入階躍,輸出跟著階躍相互融合,也就是說輸出要盡快的變到目標值選擇適用,而動態(tài)響應指的是負載階躍,輸出要盡快的穩(wěn)定下來提單產。這兩者在形式上不同核心技術,但本質(zhì)是相同的。

    以恒壓輸出為例設計,當負載突變時創新能力,為了維持電壓恒定,需要調(diào)整電流主動性,電流調(diào)整的過程發展,通過負載就會表現(xiàn)出電壓的波動,所以範圍,負載的動態(tài)響應效果,其本質(zhì)就是負載-輸出電流這個傳遞函數(shù)的階躍響應。

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4著力增加、動態(tài)響應的系統(tǒng)框圖

    將Load視為輸入體系,IOUT和VOUT視為輸出系統穩定性。

    將Load視為輸入后,REF就是固定值多種場景,整個系統(tǒng)的傳遞函數(shù)變?yōu)長oad-IOUT的傳遞函數(shù)科技實力。

    對于負載非阻性的應用,比如電池等集中展示,也將其模擬為電阻可靠保障。

    將一般性電源系統(tǒng)適用于動態(tài)響應的系統(tǒng)框圖重畫如下:

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