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      高頻直流電源密度的提高及安裝

      更新時間  2019-10-29 來源: 閱讀 174

        高頻直流電源的技術指標一般可以分為兩種:一種是特性指標,包括允許輸入電壓,輸出電壓,輸出電流及輸出電壓調節范圍等,另一種是質量指標,用來衡量輸出直流電壓的穩定程度,包括穩壓系數(或電壓調整率),輸出電阻(或電流調整率),紋波電壓(周圍與隨機漂移)及溫度系數。

        (1)紋波電壓:疊加在輸出電壓上的交流電壓分量,用示波器觀測其峰峰值一般為毫伏量級,也可用交流毫伏表測量其有效值,但因紋波不是正弦波,所以有一定的誤差,一般高頻直流電源的紋波電壓VP-P≤10mV。

        (2)穩壓系數:在負載電流,環境溫度不變的情況下,輸入電壓的相對變化引起輸出電壓的相對變化,即:。

        (3)電壓調整率:輸入電壓相對變化為±10%時的輸出電壓相對變化量,穩壓系數和電壓調整率均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響,因此只需測試其中之一即可。

        (4)輸出電阻及電流調整率:輸出電阻與放大器的輸出電阻相同,其值為當輸入電壓不變時,輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對值,電流調整率:輸出電流從0變到最大值時所產生的輸出電壓相對變化值,輸出電阻和電流調整率均說明負載電流變化對輸出電壓的影響,因此也只需測試其中之一即可。

        直流電源提高直流穩壓電源功率密度,使之小型化,輕量化,是廠家和客戶共同尋求的方針,電源的高頻化是世界電力電子界研討的熱門之一,電源的小型化,減輕分量對便攜式電子設備(如移動電話,數字相機等)尤為重要,使直流穩壓電源小型化的具體方法有:。

        一是高頻化,為了完成電源高功率密度,有必要進步PWM改換器的作業頻率,然后減小電路中儲能元件的體積分量。

        二是使用壓電變壓器,使用壓電變壓器可使高頻功率改換器完成輕,小,薄和高功率密度,壓電變壓器使用壓電陶瓷資料特有的電壓-振蕩”改換和“振蕩-電壓”改換的性質傳送能量,其等效電路好像一個串并聯諧振電路,功率改換范疇的研討熱門之一。

        三是選用新式電容器,為了減小電力電子設備的體積和分量,有必要設法改善電容器的功能,進步能量密度,并研討開發適合于電力電子及電源體系用的新式電容器,需求電容量大,等效串聯電阻ESR小,體積小等。

        在早期,由于國產相控電源元件易老化,可靠性不高,以預檢預修方式進行維護有一定的積極意義,但九十年代的高頻直流電源采用了新型元器件,其質量高,運行穩定可靠,并且具有完善的自我保護功能及較高的自動化程度,如果仍然采用傳統的預檢預修維護方式,不但不能發現隱患,直流電源廠家還會由于反復拆卸造成一些人為故障,我們在實際工作中就曾發生過由于拆卸造成損壞的事例。

        許多用電的電子器其外形尺寸的不斷減小,供電電源所占的尺寸顯得大得多,人們在降低高頻直流電源的體積,重量方面做了不少工作,如采用了高頻化技術,PWM調制技術,軟開關技術和模塊化技術等,發展小型化輕型高頻直流電源,對便攜式電子設各(如移動電話等)尤為重要。

        為了實現高功率密度,必須提高PWM高頻直流電源的工作頻率,例如1980年以前,DC/DC轉換器的開關頻率為20~50kHz,從20世紀80年代起,提高開關頻率已成為減少高頻直流電源體積和重量的主要手段,同時也改善了高頻直流電源的動態性能,目前,開關頻率為數百千赫至數兆赫的高頻直流電源已經使用,200~500kHz已經成為100W輸出DC/DC轉換器高頻直流電源的標準開關頻率,如圖給出了20世紀60-90年代通信和計算機用高頻直流電源高頻化的歷史發展進程,可見,隨著開關頻率的提高,高頻直流電源的單位功率體積(cm3/W)也在不斷減小,大功率體積比是表征高頻直流電源小型化的重要指標,日前50W/in3的高頻直流電源已經應用,當前正向120M/in3的目標發展。

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