开关电源的分类及应用(2)
3.开关电源的选用
开关电源在输入抗干扰性能上,由其自身电路结构的特点(多级串联),一般的输入干扰如浪涌电压很难通过,在输出电压稳定度这一技术指标上与线性电源相比具有较大的优势,由工作特性所决定,其输出电压稳定度可达到0.5—1%。开关电源作为一种电力电子集成器件,在选用中应注意以下几点:
3.1.输出电流的选择
因开关电源工作效率高,一般可达到80%以上,故在其输出电流的选择上,应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流,以使被选用的开关电源具有高的性能价格比,通常输出电流计算公式为;
Is=K*I f
式中、Is—开关电源的额定输出电流;
If—用电设备的最大吸收电流;
K—裕量系数,一般取1.5—1.8;
3.2.接地
因开关电源会比线性电源产生更多的干扰,对于带有共摸干扰敏感的电路的用电设备,应采取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制,开关电源均采取EMC电磁兼容措施,因此开关电源一般应带有EMC电磁兼容滤波器。如利德华福技术的HA系列开关电源,将其FG端子接大地或接用户机壳,方能满足上述电磁兼容的要求,以取得良好的效果。
3.3.保护电路
开关电源在设计中一般考虑了过载运行状态,并且设有过流、过热、短路等保护功能,故在开关电源选用时应首选保护功能齐备的开关电源,并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相符合,以避免损坏用电设备和开关电源。
4.开关电源技术的发展动向
开关电源的技术发展方向是高可靠、高稳定、低噪声、抗干扰和模块化、标准化,由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体(Mn—Zn)材料加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键的技术领域。SMT技术的应用使得开关电源取得长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现零电压导通,零电压关断的软开关技术已成为开关电源的主流技术,大幅提高开关电源的工作效率,而作为高可靠性能指标,在追求寿命延长设计思想指导下,是一需互相兼顾的。美国的开关电源生产商通过降低结温,以减少器件的电应力,降低运行电流等措施使得产品的可靠性大大提高。
模块化是开关电源发展的总体趋势,可以采用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独的追求高频化其噪声也必将随着增大,而采用部分谐振转换回路技术,在理论上即可以实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,以使得该项技术得以实用化。开关电源技术的总体发展趋势是小型、薄型、轻量化、高效率、高可靠性、低噪声,在电力电子技术不断创新的今天,必将使开关电源这一朝阳产业有着广阔的发展前景。我国开关电源产业起步较晚,但起点高,现国内已形成开关电源的产业链,但与国外发达国家相比仍有较大的差距,要加快我国开关电源产业的发展速度,就必须走技术创新之路,走出有中国特色的产学研联合发展之路,以使得开关电源这一朝阳产业推动我国电力电子技术、电器设备、控制设备、微电子设备产生质的飞跃,为我国国民经济的高速发展做出贡献。