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如何保证直流稳压电源作为系统核心的可靠性?

作者:昌明古天乐代言太阳集团网址厂家 发布时间:2022-05-14 11:02:20点击:

如何保证直流稳压电源作为系统核心的可靠性?目前市面上的直流稳压电源模块品类繁多,初期应用都能满足要求,但随着时间的考验就开始经不起考验了。直流稳压电源作为系统核心,绝对不允许这样的情况发生,那么我们怎样才能设计出稳定可靠直流稳压电源呢?


1电压应力
直流稳压电源电压应力是保证直流稳压电源可靠性的一个重要指标。直流稳压电源能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展,对电子设备的供电电源提出了高的要求。在直流稳压电源中有许多器件都有规定最大耐压值,比如:场效应管的Vds和Vg
  S、二极管的反向耐压、IC的最大VCC电压以及输入输出电容的最大耐压。
所以我们设计时必须要考虑到器件要承受的最大电压。三相变频电源三相变频电源主要有二大种类:电晶体放大型三相变频电源和PWM开关型三相变频电源。DP系列三相变频电源,以微处理器为核心,以PWM方式制作,正弦脉宽调制等技术,使单机容量可达1000KVA,以隔离变压器输出来增加整机稳定性,具有负载适应性强、输出波形品质好、操作波形好、操作简便、体积小、重量轻等特点,具有短路、过流、过压、过热等保护功能,以保证电源可靠运行。再根据电压选择适当器件,最后再进行实际测试加以验证。但在测试时我们必须测试直流稳压电源所有工作状态的电压应力,以确保在最恶劣的工作状态下也能留出约10%的安全裕量。
2电流应力
直流稳压电源电流应力往往与热应力密切相关,比如二极管SK54最大平均电流为5A,但是它是在满足热应力降额前提下的极限参数。
所以我们选择器件时必须要同时满足器件的电流应力与热应力。在满足器件热应力的前提下,选择合适额定电流值的器件方可保证直流稳压电源可靠性要求。
3反馈环路
反馈环路是直流稳压电源的重要组成部分,我们设计直流稳压电源时必须要保证反馈环路的稳定。直流稳压电源能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展,对电子设备的供电电源提出了高的要求。直流电源直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。当直流电源与外电路接通后,在电源外部。由于直流稳压电源起机和短路保护时最大磁通量Bm大于稳态工作时的Bm,所以我设定变压器的Bm时需要预留足够的裕度。

磁芯温度为100℃曲线可知Bm=0.35T时磁芯接近饱和,所以出于对直流稳压电源起机、输出过流和短路等极限情况考虑,铁氧体P4材质的变压器的稳态Bm一般小于0.25T。直流稳压电源该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。这类稳定电源又有很多种,从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流电源。从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。
5PWM的死区时间
对于半桥、全桥和LLC谐振等一些H桥或半H桥的拓扑直流稳压电源,PWM的死区时间设定对直流稳压电源可靠性至关重要。实际上设定死区时间实则为了避免上、下管直通从而导致直流稳压电源炸机。

也就是说设定一段上、下管同时关断的时间,在上管关断后延迟一段时间再导通下管或在下管关断后延迟一段时间再导通上管,如图5所示td即为死区时间。污水处理直流电源电解电源的一种,可分为直流电源和脉冲电源两种,用的最多的是直流,因为脉冲电源造价高,多用于实验室!
6直流稳压电源的软启动
直流稳压电源的软启动对降低场效应管和输出二极管的尖峰电压和尖峰电流有很大帮助,从而降低了其电压应力和电流应力。直流稳压电源能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压都会保持稳定。但是对于LLC谐振直流稳压电源来说,软启动对直流稳压电源起机的可靠性非常关键。因为LLC直流稳压电源的IC是通过高频扫描的方式启动的。
在IC启动时驱动PWM频率会从设定的最高频率开始慢慢恢复正常频率,恢复时间也就是软启动时间。稳频稳压电源从电器功能层面可以分为四大部分即:输入部分,AC-DC转换部分,INV部分,输出部分。而在这四部分里INV部分是核心技术所在,无论控制算法还是控制电路都比较复杂。故我们把SPWM控制技术作为一大节来叙述。在此期间直流稳压电源工作在不稳定状态,软启动时间越长,启动越安全。但软启动时间过长也会对直流稳压电源带容性负载能力和起机时间造成影响。
结  语
影响直流稳压电源可靠性因素有很多,这里只谈到了其中一部分,比如还有EM
  C、安规和过热保护等都是影响直流稳压电源可靠的关键的因素。我们设计直流稳压电源可能不会太难,但要想设计出稳定可靠的直流稳压电源绝不会太容易,设计时只有考虑所有可靠性因素并实际加以验证,直流稳压电源才算是稳定可靠的直流稳压电源。


如何保证直流稳压电源作为系统核心的可靠性?(图1)  


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