美國BANNER邦納開關(guān)電源技術(shù)資料
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美國BANNER邦納開關(guān)電源技術(shù)資料
開關(guān)模式電源(Switch Mode Power Supply,簡稱SMPS),又稱交換式電源、開關(guān)變換器,是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置,是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個位準(zhǔn)的電壓,透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源,而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備,例如個人電腦,而開關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。
開關(guān)電源不同于線性電源,開關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開模式(飽和區(qū))及全閉模式(截止區(qū))之間切換,這兩個模式都有低耗散的特點(diǎn),切換之間的轉(zhuǎn)換會有較高的耗散,但時(shí)間很短,因此比較節(jié)省能源,產(chǎn)生廢熱較少。理想上,開關(guān)電源本身是不會消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是透過調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時(shí)間來達(dá)到。相反的,線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過程中,晶體管工作在放大區(qū),本身也會消耗電能。開關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn),而且因?yàn)殚_關(guān)電源工作頻率高,可以使用小尺寸、輕重量的變壓器,因此開關(guān)電源也會比線性電源的尺寸要小,重量也會比較輕。
若電源的率、體積及重量是考慮重點(diǎn)時(shí),開關(guān)電源比線性電源要好。不過開關(guān)電源比較復(fù)雜,內(nèi)部晶體管會頻繁切換,若切換電流尚加以處理,可能會產(chǎn)生噪聲及電磁干擾影響其他設(shè)備,而且若開關(guān)電源沒有特別設(shè)計(jì),其電源功率因數(shù)可能不高。
主要用途
開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器,電子冰箱,液晶顯示器,LED燈具,通訊設(shè)備,視聽產(chǎn)品,安防監(jiān)控,LED燈帶,電腦機(jī)箱,數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。
現(xiàn)代開關(guān)電源有兩種:一種是直流開關(guān)電源;另一種是交流開關(guān)電源。
開關(guān)電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)
開關(guān)電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)
這里主要介紹的只是直流開關(guān)電源,其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源(粗電),如市電電源或蓄電池電源,轉(zhuǎn)換成滿足設(shè)備要求的質(zhì)量較高的直流電壓(精電)。直流開關(guān)電源的核心是DC/DC轉(zhuǎn)換器。因此直流開關(guān)電源的分類是依賴DC/DC轉(zhuǎn)換器分類的。也就是說,直流開關(guān)電源的分類與DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類是基本相同的,DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類基本上就是直 流開關(guān)電源的分類。
直流DC/DC轉(zhuǎn)換器按輸入與輸出之間是否有電氣隔離可以分為兩類:一類是有隔離的稱為隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器;另一類是沒有隔離的稱為非隔離 式DC/DC轉(zhuǎn)換器。
隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器也可以按有源功率器件的個數(shù)來分類。單管的DC/DC轉(zhuǎn)換器有正激式(Forward)和反激式(Flyback)兩種。雙管DC/DC轉(zhuǎn)換器 有雙管正激式(DoubleTransistor Forward Converter),雙管反激式(Double Transistor Flyback Converter)、推挽式(Push-Pull Converter) 和半橋式(Half-Bridge Converter)四種。四管DC/DC轉(zhuǎn)換器就是全橋DC/DC轉(zhuǎn)換器(Full-Bridge Converter)。
非隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器,按有源功率器件的個數(shù),可以分為單管、雙管和四管三類。
開關(guān)電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
開關(guān)電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
單管DC/DC轉(zhuǎn)換器共有六種,即降壓式(Buck)DC/DC轉(zhuǎn)換器 ,升壓式(Boost)DC/DC轉(zhuǎn)換器、升壓降壓式(Buck Boost)DC/DC轉(zhuǎn)換器、Cuk DC/DC轉(zhuǎn)換器、Zeta DC/DC轉(zhuǎn)換器和SEPIC DC/DC轉(zhuǎn)換器。在這六種 單管DC/DC轉(zhuǎn)換器中,Buck和Boost式DC/DC轉(zhuǎn)換器是基本的,Buck-Boost、Cuk、Zeta、SEPIC式DC/DC轉(zhuǎn)換器是從中派生出來的。雙管DC/DC轉(zhuǎn)換 器有雙管串接的升壓式(Buck-Boost)DC/DC轉(zhuǎn)換器。四管DC/DC轉(zhuǎn)換器常用的是全橋DC/DC轉(zhuǎn)換器(Full-Bridge Converter)。
隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器在實(shí)現(xiàn)輸出與輸入電氣隔離時(shí),通常采用變壓器來實(shí)現(xiàn),由于變壓器具有變壓的功能,所以有利于擴(kuò)大轉(zhuǎn)換器的輸出應(yīng)用 范圍,也便于實(shí)現(xiàn)不同電壓的多路輸出,或相同電壓的多種輸出。
在功率開關(guān)管的電壓和電流定額相同時(shí),轉(zhuǎn)換器的輸出功率通常與所用開關(guān)管的數(shù)量成正比。所以開關(guān)管數(shù)越多,DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出功率越大,四管式比兩管式輸出功率大一倍,單管式輸出功率只有四管式的1/4。
非隔離式轉(zhuǎn)換器與隔離式轉(zhuǎn)換器的組合,可以得到單個轉(zhuǎn)換器所不具備的一些特性。
按能量的傳輸來分,DC/DC轉(zhuǎn)換器有單向傳輸和雙向傳輸兩種。具有雙向傳輸功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器,既可以從電源側(cè)向負(fù)載側(cè)傳輸功率,也可 以從負(fù)載側(cè)向電源側(cè)傳輸功率。
DC/DC轉(zhuǎn)換器也可以分為自激式和他控式。借助轉(zhuǎn)換器本身的正反饋信號實(shí)現(xiàn)開關(guān)管自持周期性開關(guān)的轉(zhuǎn)換器,叫做自激式轉(zhuǎn)換器,如洛耶爾 (Royer)轉(zhuǎn)換器就是一種典型的推挽自激式轉(zhuǎn)換器。他控式DC/DC轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)器件控制信號,是由外部專門的控制電路產(chǎn)生的。
按照開關(guān)管的開關(guān)條件,DC/DC轉(zhuǎn)換器又可以分為硬開關(guān)(Hard Switching)
開關(guān)電源
和軟開關(guān)(Soft Switching)兩種。硬開關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)器件 是在承受電壓或流過電流的情況下,開通或關(guān)斷電路的,因此在開通或關(guān)斷過程中將會產(chǎn)生較大的交疊損耗,即所謂的開關(guān)損耗(Switching loss)。當(dāng)轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)一定時(shí)開關(guān)損耗也是一定的,而且開關(guān)頻率越高,開關(guān)損耗越大,同時(shí)在開關(guān)過程中還會激起電路分布電感和寄生 電容的振蕩,帶來附加損耗,因此,硬開關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率不能太高。軟開關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)管,在開通或關(guān)斷過程中,或是加于 其上的電壓為零,即零電壓開關(guān)(Zero-Voltage-Switching,ZVS),或是通過開關(guān)管的電流為零,即零電流開關(guān)(Zero-Current·Switching,ZCS)。這種軟開關(guān)方式可以顯著地減小開關(guān)損耗,以及開關(guān)過程中激起的振蕩,使開關(guān)頻率可以大幅度提高,為轉(zhuǎn)換器的小型化和模塊化創(chuàng)造 了條件。功率場效應(yīng)管(MOSFET)是應(yīng)用較多的開關(guān)器件,它有較高的開關(guān)速度,但同時(shí)也有較大的寄生電容。它關(guān)斷時(shí),在外電壓的作用下, 其寄生電容充滿電,如果在其開通前不將這一部分電荷放掉,則將消耗于器件內(nèi)部,這就是容性開通損耗。為了減小或消除這種損耗,功率場 效應(yīng)管宜采用零電壓開通方式(ZVS)。絕緣柵雙極性晶體管(Insulated Gate Bipolar tansistor,IGBT)是一種復(fù)合開關(guān)器件,關(guān)斷時(shí)的電流拖 尾會導(dǎo)致較大的關(guān)斷損耗,如果在關(guān)斷前使流過它的電流降到零,則可以顯著地降低開關(guān)損耗,因此IGBT宜采用零電流(ZCS)關(guān)斷方式。IGBT在 零電壓條件下關(guān)斷,同樣也能減小關(guān)斷損耗,但是MOSFET在零電流條件下開通時(shí),并不能減小容性開通損耗。諧振轉(zhuǎn)換器(ResonantConverter ,RC)、準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器(Qunsi-Tesonant Converter,QRC)、多諧振轉(zhuǎn)換器(Multi-ResonantConverter,MRC)、零電壓開關(guān)PWM轉(zhuǎn)換器(ZVS PWM Converter)、零電流開關(guān)PWM轉(zhuǎn)換器(ZCS PWM Converter)、零電壓轉(zhuǎn)換(Zero-Voltage-Transition,ZVT)PWM轉(zhuǎn)換器和零電流轉(zhuǎn)換(Zero- Voltage-Transition,ZVT)PWM轉(zhuǎn)換器等,均屬于軟開關(guān)直流轉(zhuǎn)換器。電力電子開關(guān)器件和零開關(guān)轉(zhuǎn)換器技術(shù)的發(fā)展,促使了高頻開關(guān)電源的發(fā)展。
banner/邦納 iPW-D系列開關(guān)電源參數(shù):
電源型號 直流輸出 負(fù)載調(diào)節(jié)率 紋波 效率
iPW-D24600 24V, 12A 0.5% 200mV 86%
iPW-D24800 24V, 33A 0.5% 200mV 86%
iPW-D241200 24V, 50A 0.5% 200mV 86%
iPW-D241500 24V, 62. 0.5% 200mV 86%
iPW-D242000 24V, 83. 0.5% 200mV 86%
美國BANNER邦納開關(guān)電源技術(shù)資料
BANNER邦納是美國一家擁有40多年經(jīng)驗(yàn),專業(yè)的傳感、檢測和自動化技術(shù)方案供貨商,是自動化技術(shù)專家和整體解決方案提供者。具有為齊全的產(chǎn)品線,包括;光電傳感器,機(jī)器視覺產(chǎn)品,測量與檢測傳感器,工業(yè)智能指示燈和照明燈,旋轉(zhuǎn)編碼器,可編程控制器PLC/觸摸屏HMI,工業(yè)激光條碼閱讀器,變頻器,開關(guān)電源。
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