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  • 反激式电源中漏电感对交叉调节的影响

    反激式电源中漏电感对交叉调节的影响

    反击式电源是指当选择一个可从单电源产生多输出的系统拓扑时,反激式电源是一个明智的选择。由于每个变压器绕组上的电压与该绕组中的匝数成比例,因此可以通过匝数来轻松设置每个输出电压。在理想情况下,如果调节其中一个输出电压,则所有其他输出将按照匝数进行缩放,并保持稳定。 您可以在图1 中看到对交叉调节的影响。1 号输出上的负载在 1A 时保持稳定,而 2 号输出上的负载则在 10 mA 到 1A 之间起伏。在低于 100 mA 的负载下,当使用二极管时,由于基座电压峰值充电的影响,交叉调节严重降低。 请记住,您之所以只看到漏电感的影响,是因为在这些模拟中使用的是理想的二极管和理想的同步整流器。当考虑电阻和整流器的正向压降影响时,使用同步整流器的优势会进一步凸显。 因此,为了在多输出反激式电源中实现卓越的交叉调节效果,请考虑使用同步整流器。此外,您还可能提高电源的效率。 图 1 两个输出之间的交叉调节 其中 1 号输出上的 1-A 负载保持稳定,而 2 号输出上的负载不断变化,从而凸显了同步整流器如何减轻漏电感的影响。

    时间:2020-10-19 关键词: 电源 变压器 二极管 反激式电源

  • 应该如何提高反激式电源的交叉调整率

    应该如何提高反激式电源的交叉调整率

    在现实情况中,寄生元件会共同降低未调节输出的负载调整。我将进一步探讨寄生电感的影响,以及如何使用同步整流代替二极管来大幅提高反激式电源的交叉调整率。 例如,一个反激式电源可分别从一个 48V 输入产生两个 1 A 的 12V 输出,如图 1 的简化仿真模型所示。理想的二极管模型具有零正向压降,电阻可忽略不计。变压器绕组电阻可忽略不计,只有与变压器引线串联的寄生电感才能建模。这些电感是变压器内的漏电感,以及印刷电路板(PCB)印制线和二极管内的寄生电感。当设置这些电感时,两个输出相互跟踪,因为当二极管在开关周期的 1-D 部分导通时,变压器的全耦合会促使两个输出相等。 图 1 该反激式简化模型模拟了漏电感对输出电压调节的影响 现在考虑一下,当您将 100 nH 的漏电感引入变压器的两根二次引线,并且将 3μH 的漏电与初级绕组串联时,将会发生什么。这些电感可在电流路径中建立寄生电感,其中包括变压器内部的漏电感以及 PCB 和其他元件中的电感。当初始场效应晶体管(FET)关断时,初始漏电感仍然有电流流动,而次级漏电感开启初始条件为 0 A 的 1-D 周期。变压器磁芯上出现基座电压,所有绕组共用。该基座电压使初级漏电中的电流斜降至 0 A,并使次级漏电电流斜升以将电流传输到负载。当两个重载输出时,电流在整个 1-D 周期持续流动,输出电压平衡良好,如图 2 所示。然而,当一个重载输出和另一个轻载输出时,轻载输出上的输出电容倾向于从该基座电压发生峰值充电;因为电流迅速回升到零,其输出二极管将停止导通。请参见图 3 中的波形。这些寄生电感的峰值充电交叉调节影响通常比整流器正向压降单独引起的要差得多。 图 2 输出施加重载时,次级绕组电流在两个次级绕组中流动 图 3 重载次级 1 和轻载次级 2,基座电压对次级 2 的输出电容器进行峰值充电 无论负载如何,同步整流器有助于通过在整个 1-D 周期内强制电流流入两个绕组来减轻此问题。 图 4 显示了具有与图 3 相同负载条件的波形,但用理想的同步整流器代替了理想的二极管。由于同步整流器在基座电压降低后保持良好状态,因此即使出现严重不平衡的负载,两个输出电压也能很好地相互跟踪。 虽然次级 2 的平均电流非常小,但均方根(RMS)含量仍然可以相当高。这是因为,与图 3 中的理想二极管不同,同步整流器在整个 1-D 周期期间可强制连续电流流动。有趣的是,电流在这一周期的大部分时间内必须是负的,以保证低平均电流。 显然,您牺牲更佳的调节以实现更高的循环电流。然而,这并不一定意味着总损耗会更高。同步整流器的正向压降通常远低于二极管,因此同步整流器在较高负载下的效率通常要好得多。

    时间:2020-10-19 关键词: 电源 变压器 二极管 反激式电源

  • 图文并茂!一文详解变压器各种绕线工艺

    一、传统变压器篇 单路输出 Flyback 及常见的变压器绕组结构 红色:初级绕组 紫色:辅助绕组 黄色:次级绕组 特点:辅助绕组位夹在初级、次级中间 缺点: 1, 临近效应很强,绕组交流损耗大 2, 初、次级间的漏感较大,吸收回路损耗较大,效率较低 优点: 1,工艺结构十分简单,易于制造 2,初级外层接电位静止的V+端,易于实现无Y 改进的 Flyback 变压器绕组结构(简易型) 红色:初级绕组 紫色:辅助绕组 黄色:次级绕组 特点:辅助绕组位于线包最里层,初级在中间、次级在最外边 缺点:临近效应很强,绕组交流损耗大 优点: 1,工艺结构十分简单,易于制造 2,初级外层接电位静止的V+端,易于实现无Y 3, 初次级间漏感较小,吸收回路损耗较小,效率较高 改进的 Flyback 变压器绕组结构(三明治型) 红色:初级绕组 紫色:辅助绕组 黄色:次级绕组 特点:辅助绕组位于线包最里层,然后分别是初级的一半,次级全部,初级的另一半; 缺点: 1, 次级临近效应很强,绕组交流损耗大 2,初级的一半绕组没有任何的静电位层供屏蔽用,无法实现无Y 优点: 1, 工艺结构复杂,不利于制造; 2, 初次级间漏感较小,吸收回路损耗较小,效率较高 3, 初级临近效应较小,绕组交流损耗小 Flyback 多路输出 L3 与L4 之间的漏感,引起交叉调整。 实用的多路输出型 高压输出绕组叠在低压绕组之上,双线并绕降低交叉调整 功率传输变压器(含正激、推挽、半桥、全桥) 合理的绕组结构, 层厚小于2Δ 红色:初级绕组 紫色:辅助绕组 黄色:次级绕组 实际变压器的模型 虚线内为理想变压器 脉冲变压器信号传输失真 由于原边及幅边漏感,电阻分量的存在,脉冲在经过变压器后,产生延迟、斜率变缓、振铃、顶降 脉冲电流的分解 脉冲电流由基波电流及各高次谐波电流组成 占空比越小,基波分量越小,高次谐波分量越大,因此线径的选择(穿透深度*2)不能只考虑基波电流的频率 输出功率与频率的关系(EE25 单端变换器为例) 理论上,对于指定的磁芯,在相同的磁密下,输出功率与频率呈正比,但实际上并非如此, 原因有: 1, 频率升高,穿透深度下降,需要用较小的线径,窗口利用率下降,且绕组层厚与穿透深度的比值增大,交流电阻大增,有效输出功率下降; 2, 频率增加,绝缘材料的耐压下降,为保证同样的绝缘强度,需要加大绝缘层厚度,进一步降低窗口利用率; 3, 频率到达某一程度后,磁芯损耗大增,需要适当降底磁通密度(具体请参考磁损表) LLC 变压器 LLC 电路结构 LLC 集成磁件 漏感由原边与副边之间的档墙宽度、磁芯的磁导率、以及中柱长度与窗口高度的比值决定 红色:初级绕组 黄色:次级绕组 小漏感的 LLC 集成磁件 个别应用中,需要用到较小的漏感,挡墙的宽度较小,安全间距可利用下面的结构来满足。 红色:初级绕组 黄色:次级绕组 其它减小漏感的方法: 1, 磁芯的磁导率,换用高导的磁芯,漏感会减小; 2, 减小中柱长度与窗口高度(指上图中窗口的水平方向)的比值,漏感会减小 3, 采用逆磁性材料代替顺磁性材料制作档 增大漏感的方法: 1, 换用低导的磁芯 2, 增大中柱长度与窗口高度的比值 3, 用弱铁磁性的材料制作档墙, 如混有磁粉的注塑垫片,可以大幅度降低档墙的占窗面积,增加变压器出力,具体实施需要考虑经济性; 大功率的 LLC 变压器 LLC 磁集成变压器的问题:由于初次级绕组产生的磁场是独立分布的,各自的临近效应很强,不利于大功率应用场合,而且气隙处的EMI 很不好处理,因此需要将漏感独立出去。 中功率的 LLC 集中参数变压器,按正弦变压器设计,可采用简单绕制工艺 红色:初级绕组 黄色:次级绕组 大功率的 LLC 集中参数变压器,按正弦变压器设计,需要采用夹层工艺,中各初次级绕组磁场的磁场,降低临近效应,保证最小的交流电阻 红色:初级绕组 黄色:次级绕组 二、高功率密度变压器 为了直观,我们将一个EE85 磁芯,在2000GS 磁密,25KHz 频率下,不同电流密度时的效率、输出功率,铜损铁损比绘在同一表格内(注意:因为宽度不够,电流密度在10 以上比例不同。) 可以发现,电流密度在3-6A/mm2 范围内,变压器效率达到98.5%以上,而要满足98%的效率,电流密度的范围达到2-10A/mm2。 由于铁损基本固定,而铜损与输出功率的平方成正比,因此高功率密度变压器的实现,主要是解决绕组的散热问题,但应用中的方向却是相反的,我们所见到的高功率密度变压器,都是将绕组的热量“闷”在磁件的内部,绕组的热阻比较大,不利于提高功率密度,如PQ,PM,以及平面变压器。 高功率密度变压器的解决措施 思路:强制对绕组进行冷却 1、液冷法,低压绕组利用中空的管状铜材料制作,用微形液压泵为低压绕组提供冷却循环液,可用变压器油。高压绕组的热能,通过传导散发到低压绕组,由冷却液一起带走。 2、环形铜带绕组,低压绕组制成平面的环状,一个环为一匝,环的厚度为2~3 倍穿透深度,初级绕组线径为1~1.5 倍穿透深度,这样的组合交流电阻很小。图例中的 6 个环,,通过不同的铆接,可组合为6 匝,3 匝,2 匝及1 匝四种连接方式。环的倒角部份,通过云母片与散热器(可加风扇)连接散热,解决绕组的发热问题 3, 环形变压器 环形变压器具有夸张的绕组散热面积,是一种很好的散热结构。但由于磁芯的最佳工作温度约90 度,要求绕组表面温度要适当小于90 度,否则磁芯温度会过高。加上环形高导磁件容易饱合,可用的磁密较小,因此功率密度的提高受到限制。 4,增加变压器的整体表面积如平面变压器,通过将变压器压扁,提高表面积与体积的比值,降低热阻,获得较高的功率密度 5,王氏多磁路变压器 将多个小型磁件组合,通过接近 2 倍的绕组数量,大幅度提高变压器绕组自身的散热能力,达到高功率密度 为简单起见,仅以两付磁芯拼合为例,实际应用中为更多的磁芯拼合为多磁路变压器。 1, 绕组数量增加为由N 增加为2N-1(N 为组合磁芯的数量),绕组总(散热)表面积增大; 2,每个绕组的厚度减半,在同等温升及冷却条件下,允许1.414 倍的电流密度 3,可以方便实现1/2, 1/3,1/4, 1/5 甚至更小的分数匝,利于让磁芯工作在最佳的磁通密度下(通常情况下,我们常常会受此困扰,如有时用1600GS 需要2.3 匝,一般只好取2 匝,然后磁密提高到1840GS, 或是降低一些占空比,很是麻烦) 4, 因为精确的分数匝,利于多组输出的精确电压分布(利用同步整流及电子变压器定变比变换技术) 优化的多磁路变压器及磁芯 -END- 免责声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。如有问题,请联系我们,谢谢! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-16 关键词: 电路图 变压器

  • 稳压电源电路图合集,请快快收藏!

    稳压电源电路图合集,请快快收藏!

    对于稳压电源来说,大家并不陌生,那电压稳压电路设计该怎么设计呐? 1、3~25V 电压可调稳压电路图 此稳压电源可调范围在 3.5V~25V 之间任意调节,输出电流大,并采用可调稳压管式电路,从而得到满意平稳的输出电压。 工作原理:经整流滤波后直流电压由 R1 提供给调整管的基极,使调整管导通,在 V1 导通时电压经过 RP、R2 使 v2 导通,接着 V3 也导通,这时 V1、V2、 V3 的发射极和集电极电压不再变化(其作用完全与稳压管一样)。调节 RP,可得到平稳的输出电压,R1、RP、R2 与 R3 比值决定本电路输出的电压值。 元器件选择:变压器 T 选用 80W~100W,输入 AC220V,输出双绕组 AC28V。FU1 选用 1A,FU2 选用 3A~5A。VD1、VD2 选用 6A02。RP 选用 1W 左右普通电位器,阻值为 250K~330K,C1 选用 3300μF/35V 电解电容,C2、C3 选用 0.1μF 独 .. 石电容,C4 选用 470μF/35V 电解电容。R1 选用 180~220Ω/0.1W~1W,R2、R4、R5 选用 10KΩ、1/8W。V1 选用 2N3055,V2 选用 3DG180 或 2SC3953,V3 选用 3CG12 或 3CG80。 2、10A,3~15V 稳压可调电源电路图 无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源,下面介绍一款直流电压从 3V 到 15V 连续可调的稳压电源,最大电流可达 10A,该电路用了具有温度补偿特性的,高精度的标准电压源集成电路 TL431,使稳压精度更高,如果没有特殊要求,基本能满足正常维修使用,电路见下图。 其工作原理分两部分,第一部分是一路固定的 5V1.5A 稳压电源电路。第二部分是另一路由 3 至 15V 连续可调的高精度大电流稳压电路。第一路的电路非常简单,由变压器次 . 级 8V 交流电压通过硅桥 QL1 整流后的直流电压经 C1 电解电容滤波后,再由 5V 三端稳压块 LM7805 不用作任何调整就可在输出端产生固定的 5V1A 稳压电源,这个电源在检修电脑板时完全可以当作内部电源使用。 第二部分与普通串联型稳压电源基本相同,所不同的是使用了具有温度补偿特性的,高精度的标准电压源集成电路 TL431,所以使电路简化,成本降低,而稳压性能却很高。图中电阻 R4,稳压管 TL431,电位器 R3 组成一个连续可调的恒压源,为 BG2 基极提供基准电压,稳压管 TL431 的稳压值连续可调,这个稳压值决定了稳压电源的最大输出电压,如果你想把可调电压范围扩大,可以改变 R4 和 R3 的电阻值,当然变压器的次级电压也要提高。变压器的功率可根据输出电流灵活掌握,次 . 级电压 15V 左右。 桥式整流用的整流管 QL 用 15-20A 硅桥,结构紧凑,中间有固定螺丝,可以直接固定在机壳的铝板上,有利散热。调整管用的是大电流 NPN 型金属壳硅管,由于它的发热量很大,如果机箱允许,尽量购买大的散热片,扩大散热面积,如果不需要大电流,也可以换用功率小一点的硅管,这样可以做的体积小一些。滤波用 50V4700uF 电解电容 C5 和 C7 分别用三只并联,使大电流输出更稳定,另外这个电容要买体积相对大一点的,那些体积较小的同样标注 50V4700uF 尽量不用,当遇到电压波动频繁,或长时间不用,容易失效。 最后再说一下电源变压器,如果没有能力自己绕制,有买不到现成的,可以买一块现成的 200W 以上的开关电源代替变压器,这样稳压性能还可进一步提高,制作成本却差不太多,其它电子元件无特殊要求,安装完成后不用太大调整就可正常工作。

    时间:2020-10-14 关键词: 稳压电源 整流滤波 变压器

  • 电源大牛多年研发经验汇总:设计不止于技巧

    在电源研发的过程中,我们总会遇到这样或者那样的问题,这里有大牛多年研发电源问题及解答,一起学习吧! 话不多说,直接上题。 问题一 我们小功率用到多的反激电源,为什么我们常常选择65K或者100K(这些频率段附近)作为开关频率?有哪些原因制约了?或者哪些情况下我们可以增大开关频率?或者减小开关频率? 开关电源为什么常常选择65K或者100K左右范围作为开关频率,有的人会说IC厂家都是生产这样的IC,当然这也有原因。每个电源的开关频率会决定什么? 应该从这里去思考原因。还会有人说频率高了EMC不好过,一般来说是这样,但这不是必然,EMC与频率有关系,但不是必然。想象我们的电源开关频率提高了,直接带来的影响是什么?当然是MOS开关损耗增大,因为单位时间开关次数增多了。如果频率减小了会带来什么?开关损耗是减小了,但是我们的储能器件单周期提供的能量就要增多,势必需要的变压器磁性要更大,储能电感要更大了。选取在65K到100K左右就是一个比较合适的经验折中,电源就是在折中合理化折中进行。 假如在特殊情形下,输入电压比较低,开关损耗已经很小了,不在乎这点开关损耗吗,那我们就可以提高开关频率,起到减小磁性器件体积的目的。 关键:如何选择合适IC的开关频率?主流IC的开关频率为什么是大概是这么一些范围?开关频率和什么有关,说的是普遍情况,不是想钻牛角尖好多IC还有什么不同的频率。更多的想发散大家思维去注意到这些问题! 我这里想说的普遍情况,主要想提的是开关频率和什么有关,如何去选择合适开关频率,为什么主流IC以及开关频率是这么多,注意不是一定,是普遍情况,让新手区理解一般行为,当然开关电源想怎么做都可以,要能合理使用。 1、你是如何知道一般选择65或者100KHZ,作为开关电源的开关频率的?(调研普遍的大厂家主流IC,这二个会比较多,当然也有一些在这附近,还有一些是可调的开关频率) 2、又是如何在工作中发现开关电源开关频率确实工作在65KHZ,或100KHZ的。(从设计角度考量,普遍电源使用这个范围) 3、有两张以上的测试65KHZ100KHZ频率的图片说明吗?(何止二张图片,毫无意义) 4、你是否知道开关电源可以工作在1.5HZ.(你觉得这样谈有必要,工作没有什么不可以,纯熟钻牛角尖,做技术切记钻牛角尖,那你能谈谈为什么普遍电源不工作在1.5HZ,说这个才有意义,你做出1.5HZ的电源纯属毫无意义的事情) 提醒:做技术人员切记钻牛角尖,咱们不是校园研究派,是需要将理论与实践现结合起来,做出来的产品才是有意义的产品! 问题二 LLC中为什么我们常在二区设计开关频率?一区和三区为什么不可以?有哪些因素制约呢?或者如果选取一区和三区作为开关频率会有什么后果呢? LLC的原理是利用感性负载随开关频率的增大而感抗增大,来进行调节输出电压的,也就是PFM调制。并且MOS管开通损耗ZVS比ZCS小,一区是容性负载区,自然不可取。那么三区,开关频率大于谐振频率,这个仍是感性负载区,按道理MOS实现ZVS没有问题,确实如此。但是我们不能忽略副边的输出二极管关断。 也就是原边MOS管关断时,谐振电流并没有减小到和励磁电流相等,实现副边整流二极管软关断。这也是我们通常也不选择三区的原因。 我们不能只按前人的经验去设计,而要知道只所以这样设计是有其必然的道理的! 问题三 当我们反激的占空比大于50%会带来什么?好的方面有哪些?不好的方面有哪些? 反激的占空比大于50%意味着什么,占空比影响哪些因素?:占空比设计过大,首先带来的是匝比增大,主MOS管的应力必然提高。一般反激选取600V或650V以下的MOS管,成本考虑。占空比过大势必承受不起。 第二点:很重要的是很多人知道,需要斜坡补偿,否则环路震荡。不过这也是有条件的,右平面零点的产生需要工作在CCM模式下,如果设计在DCM模式下也就不存在这一问题了。这也是小功率为什么设计在DCM模式下的其中一个原因。当然我们设计足够好的环路补偿也能克服这一问题。 当然在特殊情形下也需要将占空比设计在大于50%,单位周期内传递的能量增加,可以减小开关频率,达到提升效率的目的,如果反激为了效率做高,可以考虑这一方法。 问题四 反激电源如果要做到一定的效率,需要从哪些方面着手?准谐振?同步整流? 反激的一大劣势就是效率问题,改善效率有哪些途径可以思考的呢?减小损耗是必然的,损耗的点有开关管,变压器,输出整流管,这是主要的三个部分。 开关管我们知道反激主要是PWM调制的硬开关居多,开关损耗是我们的一大难点,好在软开关的出现看到了希望。反激无法向LLC那样做到全谐振,那只能朝准谐振去发展(部分时间段谐振),这样的IC也有很多问世,我司用的较多是NCP1207,通过在MOS管关断后,下开通前1脚检测VCC电压过零后,然后在一个设定时间后开通下一周期。 变压器的损耗如何做到,完美使用的变压器后面问题会涉及到。 同步整流一般在输出大电流情况下,副边整流流二极管,哪怕用肖特基损耗依然会很大,这时候采用同步整流MOS替代肖特基二极管。有些人会说这样成本高不如用LLC,或者正激呢,当然没有的,只有更合适的。 问题五 电源的传导是怎么形成的?传导的途径有哪些?常用的手段?电源的辐射受哪些东西影响?怎么做大功率的EMC。 电源传导测量方式是通过接收输入端口L,N,PE来自电源内部的高频干扰(一般150K到30M)。 解决传导必须弄清楚通过哪些途径减弱端口接收到的干扰。 如图:一般有二种模式:L,N差模成分,以及通过PE地回路的共模成分。有些频率是差共模均有。 通过滤波的方式:一般采用二级共模搭配Y电容来滤去,选择的方式技巧也很重要,布板影响也很大。一般靠近端口放置低U电感,是镍锌材质,专门针对高频,绕线方式采用双线并绕,减少差模成分。后级一般放置感量较大,在4MH到10MH附近,只是经验值,具体需要与Y电容搭配。X电容滤差模也需要靠近端口,一般放在二级共模中间。放置Y电容,电容布板时走线需要加粗,不可外挂,否则效果很差。(这些只是输入滤波网络上做文章) 当然也可以从源头上下手,传导是辐射耦合到线路中的结果,减弱了开关辐射也能对传导带来好处。影响辐射的几处一般有MOS管开通速度,整流管导通关断,变压器,以及PFC电感等等。这些电路上的设计需要与其他方面折中不做详述。 一些经验技巧:针对大功率的EMC一般需要增加屏蔽,立竿见影,屏蔽的部位一般有几处选择: 第一:输入EMI电路与开关管间屏蔽,这对EMC有很大的作用,很多靠滤波器无效的采用该方法一般很有效果。 第二:变压器初次级屏蔽,一般设计变压器若有空间加上屏蔽。 第三:散热器的位置能很好充当屏蔽,合理布板利用,散热器接地选择也很重要。 第四:判断辐射源头位置,一般有几个简单的方法,不一定完全准确,可以参考,输入线套磁环若对EMC有好处,一般是原边MOS管,输出线套磁环若对EMC有效果,一般是副边输出整流管,尤其是大于100M的高频。可以考虑在输出加电容或者共模电感。 当然还有很多其他的细节技巧,尤其是布板环路方面的,后面对LAYOUT会单独讲解。 问题六 我们选择拓扑时需要考虑哪些方面的因素?各种拓扑使用环境及优缺点? 设计电源的步不知道大家会想到什么呢?我是这么想,细致研究客户的技术指标要求,转换为电源的规格书,与客户沟通指标,不同的指标意味着设计难度和成本,也是对我提出的问题有很大的影响,选择拓扑时根据我们的电源指标结合成本来考虑的,哪常用的几种拓扑特点在哪呢 ? 这里主要谈隔离式,非隔离式应用有限,当然也是成本的。 反激特点: 适用在小于150W,理论这么说,实际大于75W就很少用,不谈很特殊的情况。反激的有点成本低,调试容易(相对于半桥,全桥),主要是磁芯单向励磁,功率由局限性,效率也不高,主要是硬开关,漏感大等等原因。全电压范围(85V-264V)效率一般在80%以下,单电压达到80%很容易。 正激特点: 功率适中,可做中小功率,功率一般在200W以下,当然可以做很大功率,只是不常常这么做,原因是正激和反激一样单向励磁,做大功率磁芯体积要求大,当然采用2个变压器串并联的也有,注意只谈一般情形,不误导新人。 正激有点,成本适中,当然比反激高,优点效率比反激高,尤其采用有源箝位做原边吸收,将漏感能量重新利用。 半桥: 目前比较火的是LLC谐振半桥,中小功率,大功率通吃型。(一般大于100W小于3KW)。 特点成本比反激正激高,因为多用了1个MOS管(双向励磁)和1个整流管,控制IC也贵,环路设计业复杂(一般采用运放,尤其还要做电流环)。优点:采用软开关,EMC好,效率极高,比正激高,我做过960W LLC,效率可达96%以上(全电压)(当然PFC是采用无桥方式)。 其它半桥我不推荐,至少我不会去用,比较老的不对称桥,很难做到软开关,LLC成熟以前用的多,现在很少用,至少艾默生等大公司都倾向于LLC,跟着主流走一般都不会错。 全桥: 一般用在大于2KW以上,首推移相全桥,特点,双向励磁,MOS管应力小,比LLC应力小一半,大功率尤其输入电压较高时,一般用移相全桥,输入电压低用LLC。 成本特别高,比LLC还多用2个MOS。这还不是首要的,主要是驱动复杂,一般的IC驱动能力都达不到,要将驱动放大,采用隔离变压器驱动,这里才是成本高的另一方面。 推挽: 应用在大功率,尤其是输入电压低的大功率场合,特点电压应力高,当然电流应力小,大功率用全桥还是推挽一般看输入电压。 变压器多一个绕组,管子应力要求高,当然常提到的磁偏磁也需要克服。这个我真没用过,没涉及电力电源,很难用到它的时候。 问题七 考虑电源成本时,我们要从哪里下手呢? 设计电源,成本评估必不可少,目前客户将电源的成本压得很低,各大竞争对手无不都在打价格战,大家都能做出电源来,就看谁做得更便宜,才能赢得订单,从哪些方面入手有利于我们陈本呢: 第一:技术指标。电源技术指标越高,成本越高,如果你的电源成本高了,那你可以打你的性能指标卖点,多了性能要求,电路增多了成本自然高。也是和客户谈话的资本。 第二:物料采购成本,为什么大公司电源利润高?无非是他们有着优越的采购平台,采购量大,物料成本低,当然成本更低。如果不考虑采购,作为工程师必须弄清楚不同物料对应的成本,比如能用贴片,少用插件,(比如插件电阻比贴片成本高),能用国产,不用台资,能用台资不用日系,这里的价格差异不菲。(比如日系电容比国产电容价格高几倍不止!!!当然质量也有差异;) 第三:影响成本的重要器件:变压器,电感,MOS管,电容,光耦,二极管及其他半导体器件,IC等。不同的变压器厂家绕出来的变压器价格差异很大,MOS管应力,热阻选择够用就行,IC方案的成本等等 其它方面导致成本问题:器件散热器,大小合适,多了就是浪费钱。PCB布板,能用单面板用成双面板就是浪费钱,PCB布板工艺,选择合理的工艺加工成本低,生产效率高。 问题八 电源的环路设计,电源哪些部分影响电源的环路?好的环路有哪些指标决定? 电源的环路设计一直是一个难点,为什么这么说,因为主要影响的因素太多,理论计算很难做到准确,仿真也是基于理想化模型,在这里只谈关于环路设计的一些影响因素,从定性的角度去理解环路以及怎么去做环路补偿。 环路是基于输入输出波动时,需要通过反馈,环路相应告知控制IC去调节,维持输出的稳定。电源环路一般都是串联负反馈,有的是电压串联负反馈(CC模式下),有的是电流串联负反馈(CV模式下)。 那有哪些地方会影响环路呢?电路中的零点以及极点。零点一般会导致增益上升,引起90度相移(右半平面零点会引起-90度相移)。极点一般会导致增益下降,引起-90度相移,左半平面极点会引起系统震荡。所以我们需要借助零点极点补偿手段去合理调控我们的环路。对于低频部分,为了满足足够增益一般引入零点补偿,对于高频干扰一般引入极点补偿去抵消,减少高频干扰。 环路稳定的原则是: 1.在穿越频率处(即增益为零dB时的频率),系统的相位余量大于45度。 2.在相位达到-180度时增益的余量大于-12dB.3.避免过快的进入穿越频率,在进入穿越频率附近的曲线斜率为-1. 针对一般反激电路: 1.产生零点的有输出滤波电容 :可以使环路增益上升。(一般在中频4K左右,对增益有好处,无需补偿) 2.若工作在CCM模式下还会产生右半平面零点。在高频段,可采用极点补偿。这个一般很难补偿,尽量避免,让穿越频率小于右半平面零点频率(15K左右,随负载变化会变化),选取3.负载会产生低频极点。采用低频零点去补偿。4.LC滤波器会产生低频极点,需要采用零点补偿。在心中要清楚哪些零极点是利是弊,针对性补偿。 补偿的电路,针对电源环路来说比较简单,一般采用对运放采用2型补偿,也有的会采用3型补偿很少用。 问题九 对各种拓扑的软开关形式有哪些?软开关是如何实现的? 软开关目前使用很频繁,一来可以提升次效率,二来可以利于EMC。很多拓扑都开始利用软开关了,就连反激如果为了做高效率也引入了准谐振来实现软开关,这个在前面问题已讲过。LLC的软开关在前面问题也提过实现条件,具体实现过程没有细讲。这里就分享下我对软开关的理解。 实现条件及过程:利用软开关需要二个元素,一个是C一个是L来实现谐振(当然也可以多谐振形式),谐振会产生正弦波,正弦波就能实现过零。如果是串联谐振属于电压谐振,并联谐振属于电流谐振。 其次软开关和硬开关的差异是:硬开关过程中电压电流有重叠,软开关要么电流为零(ZCS)要么电压为零(ZVS)。MOS管的软开关可以利用结电容或者并电容,然后串电感实现串联ZVS,例如准谐振反激,有源箝位吸收电路,移向全桥的软开关。 也有LC并联ZCS,不过用的很少,因为MOS管ZVS的损耗小于ZCS。LLC属于串并联式,不过我们利用的是ZVS区。(在死区的时候谐振电流过零,上管软开通前,先给下管结电容充电,上管实现软开通) 问题十 什么样的变压器才算是完美适用的?变压器决定了什么,影响了什么? 设计变压器是各种拓扑的点之一,变压器设计的好坏,影响电源的方方面面,有的无法工作,有的效率不高,有的EMC难做,有的温升高,有的极限情况会饱和,有的安规过不了,需要综合各方面的因素来设计变压器。 设计变压器从哪里入手呢?一般来说根据功率来选择磁芯大小,有经验的可参考自己设计过的,没经验的只能按照AP算法去算,当然还要留有一定的余量,实验去检验设计的好坏。 一般小功率反激推荐的用的比较多EE型,EF型,EI型,ER型,中大功率PQ的用的比较多,这里面也有每个人的习惯以及不同公司的平台差异,功率很大的,没有适合的磁芯,可以二个变压器原边串副边并的方式来做。 不同拓扑对变压器的要求也不一样,比如反激,需要考虑的是需要工作在什么模式下,感量如何调节适中。尤其是多路输出一定要注意负载调整率满足需求,耦合的效果要好,比如采用并绕,均匀绕制,以及副边匝数尽可能增多。 MOS管耐压决定匝比,怎么选取合适的占空比,选取多大的Bmax(一般小于0.35,当然0.3更好,即时短路也不会饱和太严重)有的还需要增加屏蔽来整改EMC,原副边屏蔽一般加2层,外屏蔽1层就好。 大功率变压器一般更多的是关注损耗,需要铜损和磁损达到平衡,还要考虑到风冷自然冷,电流密度多大合适,功率稍大(大于150W)的一般电流密度相对取小些(3.5-4.5),功率小的(5.0-7.0)。 还要清楚电源过的什么安规,挡墙是不是足够,层间胶带是否设置合理也是不可以忽视的,一旦要做去改变压器也是影响进度的。 问题十一 我们真的需要到迷恋设计工具,依赖仿真的地步吗? 电源的设计工具主要用在以下几个方面:1.选择磁芯及设计变压器 2.环路仿真设计 3.主功率拓扑仿真4.模拟电路仿真 5.热仿真(针对大功率)6.计算工具(计算书) 等等。 对于新人来说,我给的建议少用工具,多计算,自己把握设计的过程,因为工具是人做的,不同人的设计习惯差异,不能用一个固定的设计模式来设计不同的电源。 有些仿真可以与设计相结合:比如环路设计好后是很难直接满足设计需求的,仿真可以在试验前很好验证,但仿真也不是完全和试验一样,至少不会差太远。 熟练运用Mathcad和Saber也是必要的,只是很多我们需要弄清原理的层面,把工具只需要当做计算器来使用,更快速方便更高效来满足我们设计就好,想纯依赖工具来设计电源,无疑是走入极大误区。 问题十二 评判一块电源板LAYOUT好坏有哪些地方能一阵见血发现? 什么样的PCB是一块好的PCB,至少要满足以下一个方面: 1.电性能方面干扰小,关键信号线及底线走的合理,各方面性能稳定(前提是电路无缺陷)。 2.利于EMC,辐射低,环路走的合理。 3.满足安规,安规距离满足要求。4.满足工艺,量产可生产性,以及减小生产成本。5.美观,布局规则有序(器件不东倒西歪),走线漂亮美观,不七弯八绕的。 如何才能做到以上几点,分享我的布板经验: 1.布局前 了解清楚电源的规格书,电源的规格,有无特殊要求,以及要过的安规标准。 结构输入条件是不是准确,以及风道的确认,输入输出端口的确认,以及主功率流向。 工艺路线选取,根据器件的密度,以及有无特殊器件,选择相对应工艺路线。 2.布局中 注意合理的布局,保证四大环路尽可能小,提前预判后续走线是否好走。变压器的摆放基本决定了整体的布局,一定要慎重,放到位置。 EMI部分的布局流向清晰,与其它主功率部分有清晰的隔离带。减少受到主功率开关器件的干扰。各吸收回路的面积尽可能小,散热器的长度以及位置要合理,不挡风道。 3.走线部分 输入EMI电路的走线是否满足安规,原副边距离,输入输出对大地的距离都要满足安规。 走线的粗细是否满足足够的电流大小,关键信号(例如驱动信号,采样信号,地线是否合理),驱动信号不要干扰敏感信号(高频信号);采样信号是否采样准确,是否会受到干扰;地线是否拉得合理(有时需要单点接地,有时需要多点接地跟实际需要有关),主功率地和信号地严格区分开,原边芯片地从采样电阻取,不要从大电解取(尤其是采样电阻和大电解地距离远时),VCC的地前级地回大电解,二级电容地接芯片,反馈信号也单点接IC,地单点接IC。 散热器的地必须接主功率地,不能接信号地等等很多的细节要求。 问题十三 电源的元器件你懂多少?MOS管结电容多大,对哪些有影响?RDS跟温度是什么关系?肖特基反向恢复电流影响什么?电容的ESR会带来哪些影响? 电源中的设计的器件类型很多,主要有半导体器件如:MOS管,三极管,IC,运放,二极管,光耦等;磁性器件:电感,变压器,磁珠等;电容:Y电容,X电容,瓷片电容,电解电容,贴片电容等;每种器件都有其规格,极限参数。 常规的参数在我们选型很容易把握,例如选取MOS管,耐压参数肯定会考虑,额定电流也会考虑,导通电阻我们会考虑,但还有一些寄生参数以及一些随温度变化特 性的参数却很少去注意,或者只有在发现问题的时候才会去找。 导通电阻Rds(on)随温度升高其阻值是变大的,设计MOS管损耗时要考虑到其工作的环境温 度。结电容影响到我们的开通损耗,也会影响到EMC。 肖特基二极管耐压,额定电流一般很好注意,有些参数例如导通压降在温度升高时会减小,反向恢复时间短,不过漏电流大(尤其是考虑到高温时漏电流影响就更大了),寄生电感会引起关断尖峰很高。 电容一个重要参数ESR,在计算纹波时通常会考虑,ESR一般与C的关联是很大的,不过不同厂家的品质因素影响也是很巨大,一定要具体分清楚。 一般估算公司可参考:ESR=10/(C的0.73次方),电容在高温时寿命会缩短,低温时容量会减小,漏电流也会增加等等; 当然器件在特殊情形表现出来的特性差异是值得我们思考的问题,请大家多多思量,对于我们解决特殊情况下的问题非常有帮助。 问题十四 你对磁性材料了解多少,磁环和磁芯有哪些差异?低磁环和高磁环用在什么情况? 磁性器件对开关电源的重要性不言而喻,可以说是电源的心脏部位。磁性材料的种类也繁多,常用来做变压器的一般是铁氧体材料,主要是价格便宜,开关频率 能做到1000K,够一般情况下使用了。 铁氧体磁芯既可以做主变压器也可以做电感,如PFC电感(一般铁硅铝材质居多,性价比高),储能电感也可以。当然在要求高的情况下,尤其是大功率一般用磁环,主要是感量可以做大,不易饱和,相对铁氧体磁芯来说,不过缺点是价格贵,尤其是大电流,绕制工艺较困难。 磁环也分高U值和低U值,主要也是磁环的材料不同照成,高U环磁环外观是绿色,一般EMI电路的共模电感选用,感量会相对较大滤低频,颜色偏灰的是低U环,感量很低,滤高频。一般为了EMC都是搭配使用效果一般都比较好! 问题十五 电源损耗是怎么分布的?MOS管损耗?变压器损耗?变压器除了直流损耗,还有交流损耗怎么算的? 电源损耗一般集中在以下一些方面: 1.MOS管的开通损耗及导通损耗; 2.变压器的铜损和铁损; 3.副边整流管的损耗; 4.桥式整流的损耗; 5.采样电阻损耗; 6.吸收电路的损耗; 7.其它损耗:PFC电感损耗,LLC的谐振电感损耗,同步整流的MOS管损耗等等…… 针对这些损耗,适当的减小可以提升效率: 1.针对MOS管可选用开关速度快的,导通电阻低的,电路上课采用软开关; 2.针对变压器:选择合适大小的磁芯,磁 芯太小损耗会大,很难做到铜损和铁损平衡。 尤其是铜损不仅有直流损耗还有交流损耗,交流损耗一般比直流损耗还大2倍,因为铜线在高频下的交流阻抗比直流阻 抗大的多,计算时一定要充分估算进去。 问题十六 电源中的热设计,散热器是怎么选择的?散热器设计需要考虑什么? 散热器的设计是开关电源的一个重点,散热器主要是针对我们的发热器件温升过高,需要采用散热器来降低热阻来达到降低温升的作用! 主要发热器件:整流桥,MOS管,整流二极管,变压器,电感等等。 散热器的大小选择一般根据损耗的功率,需要的温升来计算热阻,根据热阻来选择相应面积的散热器 。 当然也需要一些辅助的方式,比如在器件和散热片间涂散热膏,有会有些效果。比较小的空间可采用型材散热,体积小,散热面积大。 特殊器件有特殊的处理:如变压器可将变压器底下的PCB板挖空散热,也可以在变压器上用导热泥贴散热片的方式。电感也可以加铜环散热等等…… 问题十七 LLC的输出滤波电容怎么决定的?受哪些因素影响? 输出滤波电容对输出纹波至关重要,选择合适的滤波电容需要从成本及纹波需求考虑,当然对每种拓扑滤波电容的选取都是按照输出纹波需求,纹波电流所对应的 ESR值来选取对应的电容,当然电容的容量与ESR的关系跟电容的品质也有着很重要的关系,之前已经讨论过其关系式。 纹波电压时我们的需求,一般按照 50mv的需求的话,设计留有余量一般选择10mv。(考虑到PCB板滤波效果,电容低温容值降低),纹波电流计算式如下: 问题十八 移相全桥的驱动是什么实现的?何为移相?移相带来什么? 移相全桥目前在中大功率使用中,也是用的很火,受欢迎程度仅次于LLC谐振半桥。之前已经比较过不同拓扑的使用情况,这里就专门介绍下移相全桥的特点。 移相全桥特点一: 驱动比较复杂,导致控制电路复杂,成本很高,原因是移相全桥一般有4个MOS,对驱动能力要求很高,一般IC很难做到,需要对驱动能力通过外置MOS管放大使用,又为了加强可靠性一般采用隔离变压器来驱动MOS管。 移相全桥特点二: 移相,为什么要移相,移相带来什么,跟普通全桥有什么区别。移相针对的是同一组的MOS管,让2个MOS管依次导通,可以降低开关损耗。超 前臂桥实现ZVS同时,副边处于续流,原边电流被二极管分担,MOS管电流也很小,近似零电流导通,滞后臂桥可以零电压导通。 移相全桥特点三: 工作过程复杂,二个输出功率状态(靠原边提供能量),二个续流状态(靠副边电感及电容提供供能量),四个死区(来分别实现每个MOS管软开通I) 只是为了给新手了解移相全桥,作为开关电源比较重要的拓扑一部分,它的重点和难点在哪里。 问题十九 大功率若追求效率,无桥PFC是怎么实现的?原理是什么? 很多人都听说过无桥PFC,不过真正使用起来并不很常见,原因是无桥PFC相比普通有桥PFC效率上固然有提升,一般也就在1-2%,若不是追求高效,一般都不会使用,成本太高。 根据无桥PFC的特点,其实整流桥并没有真正省去不用,只是当做交流输入正负半轴的隔离使用,简单来说相当于普通二个PFC,交流 正负半轴各一个,相应的PFC电感也会增加一个,MOS管也会增加一个,驱动IC也会复杂一些,对于大功率为了做高效,检测电阻用变压器绕组来做,可以减小损耗。 之前接触过一个960W用无桥PFC+LLC效率达到96.5%,不过终因为客户要求输入电压交流和直流都能满足,这时候无桥PFC就不能在直 流下发挥很好的作用就否决了。 问题二十 电力电源中为什么用到三相电?三相三电平是怎么实现,三电平带来了什么? 三相电在电力电源中使用比较多,一般在大功率1KW以上或者上万W的场合。 三相电一般采用三相四线,其中一根是零线,四根线相当于能够传输普通二相电三倍的功率,传输功率更大是其优势;其次三相电易于产生,目前常见的三相异步电机,能简单方便产生。 三相三电平是怎么回事呢,因为三相电不能直接给某些用电设备供电,需要转变成普通的二相电。 一般过程,采用三相PFC转换为直流电,直流电然后逆变成二相交 流电。这里面就牵涉到三电平技术,三相电PFC整流出来不是普通正负DC,而是三电平,也就是正DC,零,负DC。 从这里也可以看出来采用三电平器件的应 力降低,谐波含量低,开关管损耗也低,这样在高压大功率场合优势就非常突出了。 问题二十一 电源中有很多保护电路,你多能说几种保护?怎么去实现? 电源的可靠性离不开保护电路,通常有哪些保护电路呢? 1.输入欠压过压很常用,对交流信号采样。 2.输出过压保护,一旦电源开关能锁机对电源可靠性也有帮助。 3.过流保护,有的是采用恒流做过流,有的采用限功率来做过流,当然也可以锁机来做,目的一个可靠性,方法很多种。可靠的保护一定是锁死而不是打嗝! 4.过温保护,采用热敏对变压器或者是环境温度等方式检测,来反馈给到IC锁机或者打嗝。 5.短路保护,短路可以打嗝,同样也可以锁机。 这些是一般电源常用的,有的可以说是必备的保护电路。所以看好规格书选择合适的IC来做保护功能更方便的保护电路。我用过一款LD7522做反激,这些功能就能很好,可以简单全部的做出来。 问题二十二 一般的LDO和高PSRR的LDO有甚么分别? 这个问题问得非常典型,其实一般的LDO是起到稳定电压的作用,它对温波造成的控制抑制基本集中在10K以下,在典型的 LDO数据手册里面,在10K或是100K以下的 PSR通常是在40DB以下,因为此时的LDO误差放大器基本上已经失去了放大能力。 对于实际的需求来说,很多DCDC电源它的温波频率是在几百 K甚至上兆,如果是一个普通的 LDO,对于这样的噪声抑制没有任何能力,它只对声频范围有抑制能力,对于需要射频应用的场合,LDO通常是无能为力的,而高PSR的 LDO则能提供这方面的抑制,所以这也是一个根本上的完全不同的区别。 问题二十三 搞电源不懂市场?你搞的电源何去何从?开发出了没用?替老板赚到钱才有用。 终于到了一个问题,电源市场问题一般工程师可能关注的少,注重研发是错误。项目成功不是做出来,而是赚到少的钱。 举个例子:你一年做了三个项目累死累活,赚了100万,另一个人一年就做了一个项目,比做三个项目轻松多了,一年赚了1000万,老板喜欢哪个? 有的人说项目又不是我们选择,怎么知道赚不赚钱,但是赚钱项目的特点我们要熟悉啊,什么样的电源市场上比较火啊,你清楚吗? 按照自己公司现有的模式来开发, 有没有和大公司的设计差距啊。不是说项目能不能做出来,而是能不能的做出来,其实站在研发角度也就是如何选择拓扑,做省方案。 本文系网络转载,版权归原作者所有。如有问题,请联系我们,谢谢! ——END——  近期热度新闻 【1】 中科院牵头研发光刻机之后,任正非率队访问中科院! 【2】杨海松:HarmonyOS不是华为的,而是大家的! 【3】 又搞大事?电源高手齐聚一起为哪般?速来查看! 干货技能好文 【1】 电源基础电路图集锦,工程师必备宝典! 【2】天天在用的ADC,内部原理你了解吗? 【3】 如何设计超低压差的BOOST变换器 你和大牛工程师之间到底差了啥? 加入技术交流群,与高手面对面  添加管理员微信 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-21 关键词: 电路板 电源设计 变压器

  • 逆变电源开关电源设计基本常识

    逆变电源开关电源设计基本常识

    电源作用就相当于人类的心脏,用通常理解的话说:是一种可以为我们电子电器提供合适电压,电流,波形与频率的转换装置!比如:直流电源,可以理解为频率为零,波形为直线的电源。交流电源,可以理解为电压交替变换(正负在两电极间转换),有频率,波形的电源!不管哪一种电源,我们都可以用微分积分数学把它在任一点时间内的值求解,且有唯一解!比如:方波,是有无数量级的正弦波组成,因此,方波可以分解为奇次谐波与牛次谐波!我们一般取值3次谐波就可以满足要求!占功率最大部分是基波。 由于我们现在的电源采用的变压器基本上为高频磁心,所以场效应管就成为主要的功率器件!大家都明白,场管是工作在开关状态的,所以以它作为功率管,电源输出的都是脉冲方波,因此场管为功率的电源都带有很大份量的谐波与基波!对于场管为开关功率管的电源,还要明白的就是:场管所生产的损耗90%是在开通志关断的时间内生产的,因为开通与关断时间内都有一个很大的瞬间电阻!所以解决开关电源问题,其实主要的工作就是如何减小开通,关断损耗,对于谐波,我们可以通过滤波器来解决!我们还有一点要明白的就是:场管对瞬间变化的电压很敏感,所以给它供电的电源必须电压要稳定!最后要明白的就是:它的栅极电阻很大,一点点电压就可以让其开通,基本上不要求有电流。所以场管是一种电压控制元件。 通过上述,我们明白到:要使用好场管: 1、供电电压要稳定。 2、控制好开通,关断损耗。 3、适当降低栅极电阻,防止误导通。 4、要有低通放电电路与速充电电路,因为场管是栅极有电容,其电容充电要快,放电也要快!所以要用图腾柱电路。 我们要设计一款好电源程: 第一:确定你的电源功率与输入电压。由电源功率选择开关管的开关电流,变压器体积,输入电压确定开关管的耐压与变压器输入圈数。 第二 :不管何种电压,电源功率,用到场管都要有低通放电与速充电电路。 第三:变压器要有吸收电路,把谐波吸收。 第四:场管栅极内阻要用电阻接地拉低。 第五:要选择合适的开关频率,保证静太损耗最小的同时,场管转换效率最高。 第六:对于输入电压超过75V时,要考滤谐振电路作为负助功能电路。 第七:功率过大时,要考滤PFC电路接入设计中。 第八:驱动信号要稳定!且要有5V以上。 不管是开关电源,逆变电源,高频设计成为主要的技术手段与主流!对于很多没计过电源或是对电源设计还未达到项目开发能力的人来说,一想到设计,就会想到各种各样的计算模式!这种想法是对的,但做法是错的!真正的电源高手从来不去计算太多的。就算元件有1000个,也不会动笔去算得太多!但出来的电源却是效果超好。为什么呢?因为有经验!计算,只是在学校里应对老师的!实质上在产量化的工厂,老板是等不来你算的!因为他的交货是有时限的!超过时限就要培钱!所以对于没设计过电源的朋友或者正在第一次设计电源的朋友,不要老是想一个电源的参数如何算出来。最重要的是经验。 一个高手设计的电源!讲够的是罗辑!也就是根据电源参数要求定好方案(使用何种电路简单又稳定,成本又低,在工艺上要求不高,日后维护方便,材料好采购等)并不是如何去算它!在电源的网上,我的贴子是广告,理论参半!也有很多网友天天跑过来问我这个参数如何算,哪个如何定!说多一次!做电源不用算!讲够的是模式!也就是电源结构!变压器不用算,场管也不用算!频率讲经验!各种保护讲够你常用的电路模式! 一个真正的电源工程师是如何工作的呢: 一:接过电源设计要求!评估成本,定可行性方案。 二:根据客户报价!给定大体的元件成本与生产成本,可行性电路。 三:构想出原理图!确定所选取的功率管,变压器,最稳定最简单生产又方便的原理方案。 四:根据原理图,客户给定的样板要求或外壳要求设计PCB。 五:根据原理图,装配合适元件,对电器参数调整。让本机在最低要求下能正常工作。 六:上负载测试!功率达80测式!检查输出波形,电压要求,电磁性能,功率管温度,电压稳定度,转换效率。在这一个程中,对电子元件进行合适的参数调整。 七:强化测试!也就是超负何,短路,低压,过压,强温,防震等测试。 八:根据样板确定原理图准确的参数,定好方位图,物料图,发给生产部,仓管,跟单员,对样板进行小批量生产。 九:对样板进行严格测试,各种性能OK,由业务员发给客户评估。OK了,可以量产。 10:以后生产对项目进行跟踪,改良,以最短时间,最好质量给客户出货。 从上10点!我没提过工程师的参数是如何得出来的!其实,工程师所有参数是从经验与调试中出来的。我们设计电源,对参数的计算95%是不要的!比如逆变器,1000W,可以用两个55,因为每个都能达500,也可以用4个40,因为每个40可以达350W。变压器,哪用算呢!不过要有经验。当然你也可以参考完成的产品来定!线圈数,我们也要给验。电路参数,对于电子元件,就哪几个:电阻,电容,二极管,三极管,电感,热敏,压敏,场管,变压器,保险,集成电路等!各个元件的组合,也就是我们的基本电路:放大,滤波,隔离,信号源,稳压,比较,电流放大,电压放大等常驻用电路。当然还要加上自己想出来的一些独立电路! 所以,我们可以把电源板看成一个统一体,然后有所需用我们常用电路相拼。这样就能得出一款好的产品。对于新产品,要用自己比较了解又有把握的电路!如不是,设计出来的产品,在生产上问题就会非常多!

    时间:2020-09-21 关键词: 开关电源 滤波 变压器

  • 电视电源稳压控制系统的原理浅析

    电视电源稳压控制系统的原理浅析

    电视我们经常见,那你有没有去了解一下电视电源的稳压控制系统是什么样子的呐?下面小编来给大家介绍一下! 图中设计了两个稳压控制线路,其中一个采用可调电阻器 VR801 来控制芯片第 3 脚的误差电压输入端,另一个就是我们通常使用的光电耦合器来控制芯片第 5 脚。 电源启动后,开关变压器 T802 的辅助绕组产生电压后经 R811、R810、VR801 分压后进入第 3 脚内部分成两路,一路和内部的误差放大器的反相输入端连接,稳定电源的工作状态。 如果电源出现故障导致次级电压上升时,经过变压器的反馈,芯片第 3 脚所分的电压也会随之上升,误差放大器输出电压降低,经第 4 脚的外接电容 C817 滤波后,送至内部的开机时间比较器,从而控制第 13 脚的输出脉冲,让 Q801 的导通时间缩短,使得输出电压降低,从而达到稳压的目的。 而另一路芯片第 5 脚主要是更加保险的做法,是为了防止变压器出现故障时,还可以通过其他方式来控制电压。 当输出电压升高时,电压经 R931、R932、R934、RP931 分压后的取样电压同样升高,则 V904 和 V902 发射极的电压也同样升高,V902 集电极的电流增大,也就是光耦的 1、2 脚导通电流增大,则导通强度增大;3、4 脚的内阻减小,导致芯片 IC801 的第 5 脚电压下降,芯片内部进行检测放大后,输送到开机时间比较器,控制第 13 脚的输出脉冲,从而达到稳压的目的。 如果这两路都没有问题的情况下,当输出电压升高时,芯片的内部线路会先接通电压较低的那一路,控制输出脉冲,起到稳压的作用,而另一路并不会工作,这样就可以提高电源的工作效率了。

    时间:2020-09-17 关键词: 误差放大器 电源稳压控制系统 变压器

  • 如何设计一个正激式开关电源?

    如何设计一个正激式开关电源?

    如何设计一个正激式开关电源,就像我们之前说的研发首先提出需求,然后根据具体情况来进行设计,那我们就以一款简单的 5.5V/20A 的来作为例子说明一下正激式开关电源的设计流程和各个参数的计算。 简易图纸如下图所示: 首先我们要明确电源的一些技术指标:输入电压:Vin=220V;电压变化范围:106~235V;输入频率:f=50Hz;输出电压:Uo=5.5V;满载电流:Io=20A;输出功率 Po=110W。 我们由工作的频率可以计算出电源的周期 T=1/f=5uS;对于正激式开关电源,我们一般占空比的范围为 40%~45%之间,那我们就选择 45%来计算,可以得到最大导通时间 Ton(max)=5*0.45=2.25uS。 接着我们要计算变压器的二次绕组输出电压和匝数比,从上图的简易图我们可以看出在开关管导通时,变压器二次绕组电压 U2 等于输出电压 Uo 加上电感消耗电压 UL 再加上二极管 VD1 消耗的电压 UF,所以我们可以简单的将变压器二次绕组的输出最低电压写成:U2(min)=(Uo+UL+UF)*T/Ton=(5.5+0.3+0.5)*5/2.25=14V。 由于正激式变压器只起到传输能量的作用,所以我们可以认为一次绕组绕组 N1 和二次绕组 N2 的比值等于变压器的一次绕组电压 U1 和二次绕组 U2 的比值,可以写成 N=U1/U2;根据我们的上面的输出电压范围在 106V~235V 之间,我们可以得到 U1=200~350V;所以我们可以取 U1(min)=200V,所以 N=200/14=14.3。 由 N=U1(min)/U2(min)及 U2(min)=(Uo+UL+UF)*T/Ton 我们可以得到 N=U1(min)*D(max)/(Uo+UL+UF);又因为变压器的一次绕组匝数 N1 和磁通密度之间存在以下关系:N1>=(U1(min)*Ton(max)*10000)/(Bm*S);根据输出功率与磁芯尺寸之间的关系,我们选择 EI-28 磁芯;其有效横截面积 S=85 平方毫米;磁通密度在 100°C 下时 Bm=3000 高斯,但是因为我们设计的电源是正激式,属于单向激励,所以要预留磁复位的余量,所以我们取 Bm=2000 高斯。 将数据代入上式中,我们可以得到 N1=26.5,我们取 27 匝,根据 N2=N1/N 得到 N2=2 匝;。 再根据计算出来的匝数,我们可以得到准确占空比 D(max)=(Uo+UL+UF)*N/U1(min)=(5.5+0.5+0.3)*13.5/200=42.5%;也就是说变压器的一次绕组 N1=27,二次绕组 N2=2;电源最大占空比 D(max)=0.425;开关管最大导通时间 Ton(max)=2.1uS;二次绕组输最低电压 U2(min)=14.8V。 接下来就要计算输出电感 L1 电感量 L=[【U2(min)-(UF+Uo)】*Ton(max)]/IL;因为输出电流 Io=20A;一般我们选择的流过电感的电流 IL 为输出电流 Io 的 10%~30%;我们取中间值 20%,那么流过电感的电流 IL=0.2*20=4A;将 4A 代入上式,可以算出电感量 L=(14.8-0.5-5.5)*2.1/4=4.6uH。

    时间:2020-09-17 关键词: 正激式开关电源 单向激励 变压器

  • 如何用环形铁芯制作输出变压器单端甲类小胆机制作

      矿用通信电缆结构导线退火裸铜线,铜线直径为0.30,0.42,0.52,0.60,0.70,0.80,0.90(mm)。绝缘材料高密度聚乙烯或聚丙烯,按照全色谱标准标明绝缘线的颜色。绝缘线对把二根不同颜色的绝缘线按不同的节距扭绞成对,并采用规定的色谱组合以便识别线对。通信电缆缆芯结构以1对为基本单位,超过25对的电缆按单位组合,每个单位用规定色谱的单位扎带绕扎,以便识别不同的单位。100对及以上线对的电缆加有1%的预备线对,但最多不超过6对。缆芯内的间隙用石油膏填充。缆芯包带用聚脂薄膜带绕包。屏蔽铜丝屏蔽或用轧纹(或不轧纹)金属带,金属带纵包于通信电缆缆芯包带之外。护套蓝色低密度聚乙烯。也可提供双层护套的通信电缆。矿用通信电缆的识别和长度标记电缆外表面有永久性识别标记,标记间隔不大于1m,标记内容有:导线直径,线对数量,电缆型号,制造厂厂名代号及制造年份,长度标记以间隔不大于1m标记在外表面上,但与上述标记错开。矿用通信电缆采用全色谱绝缘,铝塑综合护套(即电缆的纵包屏蔽铝带与护套粘结成一体,形成密封护层),具有电气性能优越,施工方便的特点。矿用通信电缆引发火灾的原因,主要是因为过负荷、短路、接触电阻过大及外部热源作用。在短路、局部过热等故障状态及外热作用下,绝缘材料绝缘电阻下降、失去绝缘能力,甚至燃烧,进而引发火灾。火灾中矿用电缆的主要特性有火灾温度一般在800℃~1000℃,在火灾情况下,导线电缆会很快失去绝缘能力,进而引发短路等次生电气事故,造成更大的损失;导线电缆在规定的允许载流量下有较大的过载能力;短路状态下,导线电缆会在瞬间引起绝缘材料熔化、燃烧,并引燃周围可燃物。矿用电缆防火性能分析防火机理分析阻燃机理在燃烧反应的热作用下,位于凝聚相的阻燃剂分解吸热,使凝聚相内温度上升减慢,延缓了材料的热分解速度;阻燃剂受热分解后,释放出连锁反应自由基阻断剂,使火焰、连锁反应的分支中断,减缓了气相反应速度;催化凝聚相热分解固相产物,焦化层或泡沫层的形成加强了这些层状硬壳阻碍热传递的作用;在热作用下,阻燃剂出现吸热性相变,物理性地阻止凝聚相内温度升高。耐火机理在矿用电缆的绝缘和护套材料中加入某种添加剂,降低聚合物产生的热量,防止聚合物分解或促进绝缘和护套材料炭化形成保护层;在线芯处增加一层云母玻璃丝带等无机绝缘材料,在绝缘和护套层被火燃蚀后,*缠包在导体上的云母耐火带保护而继续通电,从而在着火时保持一定时间的正常运行。

    时间:2020-09-09 关键词: 环形铁芯 变压器

  • 移动通信天线中使用变压器常遇3点难题及解决方案

    移动通信天线中使用变压器常遇3点难题及解决方案

      近年来安装在移动通信终端的移动通信天线的设计难度逐渐增高。随着LTE这种新型通信方式的增加,宽频带的使用越来越广泛。另一方面,由于二次电池等大型化的因素,可使用空间(天线/领域)缩小了。因此,天线的小型化成了当务之急。但是,如果天线被小型化的话,就意味着天线的阻抗和RF电路的输入和输出阻抗(50Ω系)相比的话会变低,这就意味着将RF电路跟天线阻抗通过全通信带宽整合起来是非常困难的。   目前在实施阻抗整合时,一般使用电感器(L)、电容器(C)等LC元器件。但是,LC元器件电抗中具有频率特性,整合阻抗后的天线Q值会劣化,频带宽会减小。   这里阻抗转换时对于频率特性难以呈现的材料来说,就以主要在低频领域中使用的变压器来举例吧。变压器是通过结合磁场的2个线圈(变压器、线圈)的电感(L值)的比率达到变换阻抗,所以不能保障理想状态下的频率特性。因此我们考虑到将其使用到阻抗的整合当中。   移动通信的天线中使用变压器会遇到3点问题。   1)微波频段中由于“磁性材料的渗透性≒1”,因此很难达到高结合系数;   2)天线的输入阻抗很小会导致变压器损耗影响大;   3)天线输入阻抗值会因为频带不同而产生变化。   正因为存在这些问题,至今为止移动通信天线的阻抗整合中一直不使用变压器。而我们通过独有的方法解决了这一问题。   结合系数是指构成变压器的2个变压器、线圈间的距离以及由线圈导致的磁束形状相关性而产生的变化。一边维持高结合系数一边控制变压比,因此变压、线圈的形状达到了统一的状态,从而开发了每个线圈的L值都能自由控制的构造。   这种构造在LTCC(低温共烧陶瓷)内构造而成,可在变压器和线圈间的距离为数十μm的情况下制成。即使在微波频带中也可将变压器的结合系数控制在0.7以上。   把高频变压器跟具有10Ω阻抗的天线连接,由于变压器本身的材料特性产生的插入损耗(插入损耗)比起跟50Ω连接的高频器件相对较大。因此,一般低频中使用的具有大L值和阻抗成分的变压器在高频下难以使用。   为了削减这种阻抗成分并维持变压比,我们采用了图1所示的高频变压器的构造。该构造跟普通的变压器构造相反,它将接地连接端口跟天线连接端口完全逆反。因此,才能达到如图1所示的变压比。使用该构造的话,因结合产生的互感M值会反应到变压器,变压器中使用的线圈L值会减小,由于高频变压器的阻抗成分 I.L.可以被抑制得很小。      移动通信天线中使用的通信带宽以1GHz为界限分为低领域“lowband”和高领域“highband”两种。开放型天线中一般来说lowband中为天线的基本波而highband中为天线的高频波。天线内部没有安装短针等组抗整合功能时,lowband的阻抗为10Ω左右,highband的阻抗为 19Ω左右。   如果在这样的天线中安装一定变压比的变压器,是不能只整合一个band的阻抗的。所以,天线用变压器,必备的设计需求是要使变压比适应天线的阻抗频率特性。这种适应方法如图2所示,是一种将理想的变压部分和寄生成分部分分解开来的等效电路。      此次开发的变压器构造的寄生成分分为“串联L”和“并联L”两种。在这之中,串联寄生成分可通过增高结合系数减少影响,而并联寄生成分则可能会发生“结合系数=1”的情况。必要的小L值设计的高频变压器中,是不可能排除并联寄生成分的影响的。但是,可通过控制这种并联寄生成分的值使变压比适应天线的阻抗频率特性。并联寄生成分的值可通过转换变压器线圈的L值来达到控制。此次,我们就发现了能够很好地控制并联寄生成分的L值和结合系数K的组合。   有了上述的构造,以天线的组抗整合的简易化为目的试制高频变压器并评价。试制品的尺寸为2.0mm 1.25mm 0.6mm的表面贴装元器件(SMD)(图3)。在试作品的RF电路侧连接50Ω系的测定器,天线连接侧的阻抗和动画如图4所示。试制变压器将 lowband(892MHz)转换成12→50Ω,highband(1940MHz)装换成了19→50Ω。         将普通的LC电路跟天线连接,根据频率特性的不同在广带宽情况下阻抗整合会变得困难。针对该情况,将本次试制的高频变压器跟天线连接,lowband和 highband都转换成了最合适的阻抗。也就是说,工匠图上的阻抗轨迹有可能变化成阻抗整合容易的形状。之后通过外部的调节元件将阻抗轨迹的相位进行微调,有可能非常容易的就集中在50Ω附近了。(图5)      在将这种高频变压器进行通信终端实装的时候,有什么优点,安装跟不安装的环境下对天线特性进行比较和评价。   使用市场上的夏普智能手机「ISW16SH」型号,在LC电路中进行阻抗整合时的特性,使用试制高频变压器进行阻抗整合时的特性,两者进行比较跟评价。(图6)      ISW16SH机型在天线部分正下方有USB接口,在严格的条件下通过跟该接口连接对天线的电场进行评价。   结果显示,lowband情况下LC电路和高频变压器都不可能达到「S11《-6dB」(反射损耗1.2dB)。而highband情况下,达到「S11《-6dB」范围的,如果使用LC电路的话是300MHz,而使用高频变压器的话则是500MHz,达到了66%的改善效果。(图 6(c))。此外,LC电路和高频变压器中天线的综合特性显示「TotalEfficiency」,lowband的高频侧也得到了0.6dB的改善效果。(图6(d))。这种改善效果正是由于带宽的广带宽化和I.L.得到了改善。   接下来将针对天线小型化的有效性进行检测。一般来说天线具有改善接地距离的特性。但是,天线占据空间(排除了GND领域)很大的话天线以外的元器件安装空间就会受压迫。天线小型化和缩小天线空间迫在眉睫。当天线空间的一部分被GND占据,对这时候的天线特性的变化进行评价。天线空间的宽度为52mm,其中 13mm被GND占据,lowband的特性劣化,变成了跟LC电路等同的TotalEfficiency(图7(b))。这就意味着实际上天线空间的面积可减少25%。      综上所述,可证明本次试制的高频变压器跟普通的LC电路相比可以改变天线的特性。高频变压器的变压比适应了天线的lowband和highband阻抗的实体,即使是在全频带范围内,可以说也能够获得稳定的阻抗整合的特性。   我们会将本次开发的设备产品化。此设备将被视为继电感器和电容器之后“第三的阻抗整合器件”而被活用。此设备是使用了变压器的被动元器件。像电感器和电容器一样,不像使用了转换开关等能动器件一样有竞争力,但它亲和性很高。它对应携带终端的多功能化,而天线今后必定是会进化的,我们坚信该设备今后必将为此进化作出贡献。

    时间:2020-09-02 关键词: 移动通信 变压器

  • 探讨数字智能变电站变压器保护方案

      十二五规划以来,智能电网越来越受到国家的重视,数字智能变电站作为智能电网的重要组成部分,赋予了传统变电站新的活力。目前,我国已经熟练掌握110kV、220kV、330kV、500kV、750kV等多个电压等级的智能变电站建设。自2009年开始,我国开始在国内试点数字智能变电站;2012年开始进入了全面建设智能变电站阶段;计划到2015年时,新建变电站的智能化达到40%左右,将10%的原有变电站改造成数字智能变电站。   1、变压器保护系统概况   数字智能变电站较传统电站而言,实现了利用电子通讯、人工智能技术对变电站进行一体化管理,并可以完成设备的故障诊断和决策分析等一系列功能,为电力系统的状态评估诊断,太阳能风能的引入等提供了有力支撑。从系统构成来看,数字智能变电站可分为站控层、间隔层、过程层、间隔通讯网、过程通讯网,五个部分构成三层两网的系统。变压器继电保护系统是变电站继电保护系统中的重要组成部分,通常是以微机为基础的数字电路,其核心元件为CPU,软件系统为实时处理程序。   2、变压器故障诊断研究   在忽略变压器损耗的情况下,由基尔霍夫定律可知,流入各个节点的电流应该保持矢量和恒为零,但变压器内部存在故障说等于内部增加了一条故障支路,故障节点的电流矢量和不在为零,此时应对故障诊断。   智能变压器的故障可分为内部故障和外部故障两部分。内部故障指变压器油箱内的故障,主要包括:相间短路、匝间短路、单相接地等故障;外部故障指绝缘套管和引出线上的故障。数字智能变压器的内部故障诊断主要集中在暂态分析上,利用暂态分析变压器内部故障的关键在于匝间短路漏感参数的确定。   3、变压器继电保护系统   3.1、主保护   数字智能变电站变压器主保护分为差动保护和瓦斯保护两种。由基尔霍夫定律,变压器内部发生故障时差动电流很大,变压器各侧有电源时差动电流很小,当差动电流大于不平衡电流时,断路器开路,保护启动;变压器外部发生故障时差动电流很小,不平衡电流大于差动电流,保护不启动。因此,差动元件的动作电流一般要大于变压器额定电流的4~8倍。   3.2、后备保护   数字智能变电站变压器后备保护可分为复合电压过流保护、零序过流保护、中性点间隙保护、过负荷保护四种。微机保护采用无死区、记忆性正序电压方向元件,来控制整个保护过程中的正方向。若此保护为相邻元件的则正方向为变压器指向母线;若为变压器的后备保护,则正方向相反。   零序过流保护一般安装在110kV以上的变压器中性点位置,大型变压器零序过流保护一般为三段保护,仅最后一段无方向性。中性点间隙保护一般应用在中性点不接地的变压器中。过负荷保护一般分为发送警告信号、开启冷却风机、关闭有载调压三步。   3.3、变电站现场调试   对传统变电站变压器进行改造,得到改造后的数字智能变压器二次回路接线。现场调试过程中应注意对保护进行核实和测试,对带开关传动进行测试。保护动作时间是衡量保护装置性能的重要指标,对改造后的系统进行保护动作时间测试,看其是否满足要求。智能断路器较传统短路器而言,减少了一些中间环节,大大缩短了保护动作时间,使变压器差动保护更迅速。   4、结语   数字智能变电站作为智能电网的重要组成部分,赋予了传统变电站新的活力。其最大程度的降低了变压器故障次数,减轻了集控人员的工作量。本文从数字智能变电站与传统变电站的区别出发,首先对变压器继电保护系统的工作流程进行了介绍。确定变压器匝间短路漏感参数的步骤,讨论了差动保护的几个局限性。随后对变压器继电保护系统进行了探讨,分析了数字智能变电站变压器的主保护、后备保护和现场调试,希望对日后数字智能变电站的改造运行起到积极的作用。

    时间:2020-08-27 关键词: 智能电网 智能变电站 变压器

  • 电力变压器调试及验收标准

    电力变压器调试及验收标准

      一、变压器调试   (一)变压器送电调试运行前的检查   检查各种交接试验单据是否齐全,变压器一、二次引线相位、相色正确,接地线等压接触良好。变压器应清理擦拭干净,顶盖上无遗留杂物,本体及附体无缺损,且不掺油。   通风设施安装完毕,工作正常,事故排油设施完好,消防设施齐全。   油浸变压器的油系统油门应拉开,油门指示正确,油位正常。   油浸变压器的电压切换位置处于正常电压档位。保护装置整定值符合规定要求,操作及联动试验正常。   (二)变压器送电调试运行   1.变压器空载投入冲击试验。变压器第一次投入时,可全压冲击合闸,冲击合闸时一般可由高压侧投入。变压器第一次受电后,持续时间应不少于10min,无异常情况。   2.变压器空载运行检查方法主要是听声音。正常时发出嗡嗡声,而异常时有以下几种情况发生:声音比较大而均匀时,可能是外加电压比较高;声音比较大而嘈杂时,可能是芯部有松动;有吱吱的放电声音,可能是芯部和套管表面有闪络;有爆裂声响,可能是芯部击穿现象。   3.变压器调试运行。经过空载冲击试验后,可在空载运行 24~28h,如确认无异常便可带半负荷进行运行。经过变压器半负荷通电调试运行符合安全运行规定后,再进行满负荷调试运行。变压器满负荷调试运行48h,再次检查变压器温升、油位、渗油、冷却器运行。经过满负荷试验合格后,即可办理移交手续,方可投入运行。   二、变压器验收   验收方案:变压器开始带电起,24h 后无异常情况,应办理验收手续;验收时应移交下列资料和文件:变更设计证明;产品说明书、试验报告单、合格证及安装图纸等技术文件;安装检查及调整记录。  电力变压器及其附件的试验调整和器身检查结果,必须符合施工规范规定。高低压瓷件表面严禁有裂纹损伤和瓷釉损坏等缺陷。变压器安装位置应准确,器身表面干净清洁,油漆完整。变压器与线路连接应符合下列规定:   1.连接紧密,连接螺栓的锁紧装置齐全,瓷套管不受外力。   2.零线沿器身向下接至接地装置的线段,固定牢靠。   3.器身各附件间的连接的导线有保护管,保护管、接线盒固定牢靠,盒盖齐全。   4.引向变压器的母线及其支架、电线保护管和接零线等均应便于拆卸,不妨碍变压检修时移动。各连接用的螺栓螺纹漏出螺母2~3 扣,保护管颜色一致,支架防腐完整。   5.变压器及其附件外壳和其它非带电金属部件均应接地,并符合有关要求。

    时间:2020-08-25 关键词: 变压器

  • 驱动系统中变压器漏感电压的处理

    当风机驱动系统采用单电源供电的控制方式时,开关电源输出的功率等级会增加,对元器件的性能特性要求会提高,高频变压器的选择也需要重新考虑。因此,在采用此控制方式时,需考虑很多影响要素。 由于使用双风机作为负载(原负载为单风机),负载需求增加,高频变压器的输出路数也需要增加,为满足单电源双风机控制工作的需要,高频变压器需增加输出路数;负载增大导致电流的增大,需相应的增大高频变压器初级绕组的线径,高频变压器需重新设计。 较常见的开关电源芯片是TNY278,由于使用双风机作为负载,开关电源的关键器件的参数需作调整。由于负载增多,高频变压器的输出路数需增加,与此同时,其漏感也会相应的增加,变压器初级漏感造成的尖峰电压Vspike也会相应的增加。 由变压器漏感造成的Vspike可通过外围电路吸收,使其在最大交流输入电压、最大负载的情况下Vds的波形尖峰不超过开关管的耐压值,但基本前提是,电源芯片要选取更高的耐压等级。 开关管开通后,漏源极电压会在瞬间降为零,此时,其漏极电流开始上升,当占空比达到最大且电流也达到最大值时,开关管关断,电流瞬间降为零。第一个尖峰电流是开关管动作的噪声,不会影响正常使用。

    时间:2020-08-24 关键词: 驱动 变压器

  • 各类干式变压器型号特点盘点

    1、 SF6气体绝缘干式变压器及干式变压器型号介绍: SF6变压器日本应用比较广泛,而我国则很少。它他干式变压器相比较最突出优越性应用领域很,这种变压器容量可以做到三相300MVA,电压可以做到单相500kV(都是由日本制造),同样它也可以制造10kV级配电变压器(早1988年我国广州高压电器厂、北京二变、常州变压器厂都开发过,其中北京二变曾经小批量生产)。它结构设计和制造工艺与传统油浸变压器有很多雷同之处。变压器制造厂不用很多设备投入就可以去研究开发它了。当然它缺陷也是很明显,SF6气体金属过热时会被分解出一种SF4极毒物质,加上制造工艺不好,产生泄漏后对大气,对人们带来后果不堪设想。很多国内专家认为制造工艺达不到水平时不应提倡中国发展这种变压器。 ··································· 2、 环氧树脂真空浇注变压器及干式变压器型号介绍: (1) 早70年代上海和北京变压器厂相继开发出厚绝缘带石英粉填料真空状态浇注环氧树脂包封干式变压器,从此干式变压器我国正式成为批量供应新一代产品,尽管当时它材料上,制造工艺上存一些问题而被后来纯环氧树脂薄绝缘技术所替代,但它毕竟为干式变压器开创了一个好开端,推动了我国干式变压器技术发展。 (2)厚绝缘(6mm)难于解决开裂问题,正人们对环氧树脂干式变压器技术产生怀疑时,顺德变压器厂成功从德国引进不带石英填料纯环氧树脂薄绝缘(1-3mm)技术,它出现,使我国干式变压器技术到迅速发展。这种技术产品质量比较稳定(用进口浇注设备和进口树脂),用户比较满意。加上当时制造厂有较好经济效益,大家纷纷上马。开始10多家,后来30家,70家,现有100多家采用这种技术。目前已经占干变市场90-95%,生产能力每年已经超过3000万kVA。供已经大于求好多了。这种变压器大家都已经很熟悉,我们就不多说了。 (3) 本世纪初上海GE公司采用美国技术研究开发出H级绝缘带填料薄绝缘环氧树脂真空浇注干式变压器,变压器内部部分绝缘材料采用NOMEX?绝缘纸。他成功解决了变压器内部各种绝缘构件之间绝缘配合、工艺配方和浇注均匀等技术难题。它出现把环氧树脂包封干式变压器绝缘耐热等级从B级、F级 提高到H级, 要提高到C级,目前技术是不可能。 ··································· 3、 环氧树脂缠绕工艺干式变压器及干式变压器型号介绍: (1) 上海ABB公司制造被称为"雷神"技术干式变压器,也是一种有特色产品。它不要贵昂浇注设备和繁多浇注模,产品派生和生产十分方便。预浸玻璃纤维紧密包绕和高温固化后,使变压器机械强度特别好。 (2) 当然它难点局放,, 主纵绝缘场强要按不产生局放进行选择, 这样变压器体积可能会大一点。相对制造成本低。另外, 线圈外观没有用模子浇注产品那样光滑。这种产品中国或国外都不多见。 现用环氧树脂作主要绝缘产品, 中国已经很普遍, 也被很多用户所接受。,最近很多专家指出干式变压器最终降解处理,以及环保问题,应当引起大家重视。 ··································· 4、 采用NOMEX?纸绝缘规范类干式变压器及干式变压器型号介绍: 4.1 我们了解了NOMEX?纸性能,就可以清楚知道这种变压器特点。 (1) NOMEX?绝缘纸是由一种芳香聚酰胺聚合物纤维组成。 这种纤维织成布就是一种耐酸、耐碱、防火消防服或宇航服。我们从它分子结构中可以看到,它没有弱C-H键,外部高温作用下也破坏不了它分子结构,只能使分子之间键断裂,它化学性能特别稳定。它不会受到昆虫、真菌和霉菌侵害。与油、浸渍漆、氟碳化合物等有很好相容性。 (2) NOMEX?绝缘纸电气性能非常突出,可以归纳为下面几点: l 250℃高温下仍具有很高表面电阻率(1013 ?/cm2和体积电阻率(1011 ?/cm3); l 很宽频率范围内,200℃及以下温度时,介质损耗始终0.01; l 它相对介电常数1.5-2.5,比很多常用绝缘材料都低; l 它工频击穿电压达35kV/mm,沿面放电起始电压很高。 (3) NOMEX?绝缘纸有良好机械性能: 高温高压处理过NOMEX?绝缘纸延伸率几乎稳定不变,它有很高抗撕裂强度,有很好耐磨性和韧性。它有良好高温机械性能,还有良好低温机械性能。 (4) NOMEX?绝缘纸耐温等级最高,为C级,长期可稳定220℃温度下安全工作。350℃时 承受短时运行,250℃时不会软化、熔融和助燃。750℃时不会释放出有毒或腐蚀性气体,很低温度下会脆化。它很广温度范围内保持性能稳定。美国它被用C级绝缘产品上。 (5) 它有优良防潮性能: 相对湿度为95%状态下,致密NOMEX?绝缘纸仍可保持90%完全干燥时介电强度。水份很难渗透经高温高压处理表面。 (6) NOMEX?绝缘纸最突出性能就是它阻燃性特别好,经试验证明,它250℃时限氧指数LOI仍然大于20.8%,它不会助燃,能阻燃。 限氧指数(LOI)(%) (7) NOMEX?绝缘纸安全性好。杜邦是世界上历史悠久(到今年,已经有200年历史)化工公司,他有强烈安全和环保意识。他产品--NOMEX?绝缘纸也 一种产品,它被燃烧时都不会释放出有害物质,这一点,从云南变压器厂生产干式变压器意大利CESI独立实验室F1耐火能力试验中 到验证。 (8) 从NOMEX?绝缘纸老化试验中可以看到,250℃高温10万小时作用下,它介电强度、抗拉强度以及及延伸率仍然保持了很好状态,到美国UL认证。 ··································· 4.2杜邦?ReliatraN?技术《OVDT》敞开式干式变压器及干式变压器型号介绍: 由江苏扬中中电设备制造公司采用美国杜邦公司ReliatraN?技术变压器规范,开发出《OVDT》敞开式干式变压器,2000年了SG10型10kV级30-2500kVA两部鉴定,正式推向市场。并成为杜邦?ReliatraN?技术变压器特许制造厂。 这种变压器低压为箔式或多根并绕螺旋式线圈,高压为饼式线圈。匝间、层间、饼间垫块以及撑条都采用高密度NOMEX?纸。线圈多次真空、压力(VPI)浸渍处理。工艺方法又可以分为两种。一种是仅仅处理线圈,浸渍罐尺寸可以小一点,变压器外观比较整洁。另一种方法是待变压器装配好,试验合格后,整个变压器进行浸渍,此时变压器全部被浸渍漆所包封,包封效果更佳。这里我们介绍前一种方法。这个工艺过程大致是这样: l 预热:先把线圈整理好,试验合格,然后把它放入烘房,一定温度和时间烘焙,把线圈取出,表面温度降到100℃; l 真空:将线圈放入VPI浸渍罐,抽真空到 < 5mm汞柱,维持一段时间; l 浸渍:开启VPI浸渍罐释放阀,放入浸渍漆;至线圈顶部50mm以上 ; l 真空:再抽真空,维持一段时间; l 加压:解除真空后,加6个巴压力,维持较长一段时间; l 滴干:解除压力后,把线圈取出,把漆尽量滴干; l 烘干:把线圈放入烘房,烘干; l 冷却:把线圈取出,冷却待装。 这类变压器外表看来和以前B级绝缘敞开式干式变压器没有多少区别,其实是两种完全不同产品。它绝缘材料用是高性能NOMEX?绝缘纸,而B级绝缘绝缘材料采用是玻璃纤维和环氧类,现制造工艺是真空压力浸渍,而B级绝缘是常温常压下浸渍。另外,VPI浸渍用绝缘漆是不燃树脂。真空,特别是6个巴高压,把H级或C级绝缘漆渗透到每一个缝隙,并把它填满,加热固化后使线圈导体和绝缘件彻底包封起来。这种工艺处理后线圈就有很强防潮、防污秽能力。笔者认为,敞开式干式变压器采用真空压力(VPI)浸渍比仅仅真空(VI)浸渍效果要好,这一点我们也从美国EPOXYLITE?公司到证实。 这种敞开式《OVDT》变压器线圈比包封式《VDT》有更多散热面,加上负载损耗限制,变压器运行温度有很大裕度。这样,用户可以到两个好处:①运行可靠性高;②超铭牌运行能力强,这种变压器不带风机情况下仍然可以过载1.2倍而安全运行。 ··································· 4.3、杜邦?ReliatraN?技术《VDT》包封式干式变压器及干式变压器型号介绍: 由杜邦?ReliatranN?技术变压器特许制造厂--昆明赛格迈特种变压器电气有限责任公司(云南变压器电气股份公司子公司)从法国引进原称为SECURAMID?(赛格迈)技术一种干式变压器,这种技术参照取UL认可采用NOMEX?芳香聚酰胺纸高压干式变压器HV-1绝缘规范。这绝缘规范 两部分,即绝缘结构和绝缘系统,SECURAMID?(赛格迈)技术规范与NOMEX?芳香聚酰胺纸HV-1绝缘规范之间有相同绝缘结构,绝缘系统不同点是前者最高工作电压Um为11.5kV;冲击电压BIL为75kV,而后者Um为15kV;BIL为95kV。现属于杜邦?Reliatran?变压器技术范畴。这种变压器设计很有特色,它电、磁、热、力计算中热和力计算与方法不一样,精度较高。结构设计上也很考究,它低压采用NOMEX?绝缘纸作 绝缘箔式线圈,高压也采用NOMEX?绝缘纸作绝缘分段层式线圈。整个线圈都用高性能NOMEX?纸和H级阻燃、防潮和防污秽绝缘树脂包封起来。带涂层NOMEX?纸与导体 经高温聚合,形成一个坚固整体。 NOMEX?纸有很低介电常数及很高介电强度和防潮、防污秽能力,这种变压器性能十分突出。目前国内 干式变压器中也它意大利CESI欧洲独立实验室中 了符合欧洲标准HD464所规定F1耐火能力、E2适应环境能力和C2承受热冲击能力最高标准三项特殊试验。这三项特殊试验已经列入2000年版本IEC60076.11国际标准中,不久将来也会列入我国干式变压器标准中。这三项特殊试验 干式变压器而言是很有意义。这种变压器原材料基本上都是进口,高质量产品使售价 会比普通变压器略略高一点,但绝对是物有所值。 ··································· 4.4、这两种杜邦?ReliatraN?技术变压器有其自身特点外,还有 共同特点: (1)可靠性高,耐温等级高,耐热裕度大: NOMEX?纸属C级绝缘,长期可220℃高温下安全运行。变压器按H级绝缘设计,最高运行温度为180℃,选择使用NOMEX? 纸有很大耐热裕度。特别下室,通风不良且空间小,采用这种变压器有很大优越性。NOMEX? 纸有较高电气强度, 250℃高温下 有很高表面和体积电阻。更 是它有较小介电常数。这以空气为介质干式变压器中,是极其 ,NOMEX? 纸介电常数通常1.5~2.5 ,与空气介电常数1很接近。结构设计中,又采用了介电常数较低 绝缘材料,使整个变压器电场分布比较均匀,绕组内部含有微量气泡,都不会对产品造成危害。,变压器局放较小。 , 绝缘尺寸下有较高耐电强度。 (2)安全性好,NOMEX? 纸限氧指数(LOI)高: 物质限氧指数与材料本身特性和它所处温度有关。同一种材料,它温度越高,限氧指数越小,也说 被燃烧,通常说 它被燃烧后不能自熄。 ,凡是限氧指数大于20.8%(大气中氧分压值)绝缘材料都不会自燃和助燃。NOMEX? 纸220℃时限氧指数为22% - 25%。300℃时也大于21%。 它300℃以下温度时不会助燃能阻燃,被明火点着后也能自熄。(见图二)当然不会爆炸。NOMEX? 纸不含 毒素,被燃烧后,不会释放出有害气体,燃烧烟雾温度不高,透明度高。 ,变压器着火后,温度低于300℃时会自熄,温度高时燃烧中无毒,且烟雾温度不高,浓度低。,它制造、运输、存储和运行过程中都不会给人员、设备和环境造成危害。 【相关推荐文章】  干式变压器的结构特点及分类  

    时间:2020-08-24 关键词: 干式变压器 变压器

  • 变压器综合试验台对变压器测试做出的突出贡献

    变压器综合试验台主要是对电力变压器,配电变压器的空载、负载特性进行试验,也可对被试变压器进行倍频感应及工频耐压试验。该装置测量部分由高档单片机控制,数字显示,空载,短路等测试数据由单片机同步采样,避免了传统试验方法中电压,电流表,功率表分别读数并由人工计算造成的误差。变压器综合试验台可以检测一下各种项目:三相电压有效值、三相电流有效值、三相有功损耗、三相无功损耗、三相平均值电压、三相电压平均值、三相电流平均值、总功率、空载电流百分比、阻抗电压百分比、频率、功率因数、倍频感应试验、变比组别测试等。为变压器各项测试做出了突出贡献。  

    时间:2020-08-24 关键词: 三相变压器 变压器

  • 电机控制老司机贡献电机控制算法口诀

    这是从浩瀚书海中发现的电机控制算法口诀,作者为电机控制高手,喜欢电机控制工程师们能熟背口诀,那设计效率才真叫高。 已知变压器容量,求其各电压等级侧额定电流 口诀 a : 容量除以电压值,其商乘六除以十。 说明:适用于任何电压等级。 在日常工作中,有些电工只涉及一两种电压等级的变压器额定电流的计算。将以上口诀简化,则可推导出计算各电压等级侧额定电流的口诀: 容量系数相乘求。 已知变压器容量,速算其一、二次保护熔断体(俗称保险丝)的电流值。 口诀 b : 配变高压熔断体,容量电压相比求。 配变低压熔断体,容量乘9除以5。 说明: 正确选用熔断体对变压器的安全运行关系极大。当仅用熔断器作变压器高、低压侧保护时,熔体的正确选用更为重要。这是电工经常碰到和要解决的问题。 已知三相电动机容量,求其额定电流 口诀(c):容量除以千伏数,商乘系数点七六。 说明: (1)口诀适用于任何电压等级的三相电动机额定电流计算。由公式及口诀均可说明容量相同的电压等级不同的电动机的额定电流是不相同的,即电压千伏数不一样,去除以相同的容量,所得“商数” 显然不相同,不相同的商数去乘相同的系数0.76,所得的电流值也不相同。若把以上口诀叫做通用口诀,则可推导出计算220、380、660、3.6kV 电压等级电动机的额定电流专用计算口诀,用专用计算口诀计算某台三相电动机额定电流时,容量千瓦与电流安培关系直接倍数化,省去了容量除以千伏数,商数再乘系数0.76。 三相二百二电机,千瓦三点五安培。 常用三百八电机,一个千瓦两安培。 低压六百六电机,千瓦一点二安培。 高压三千伏电机,四个千瓦一安培。 高压六千伏电机,八个千瓦一安培。 (2)口诀c 使用时,容量单位为kW,电压单位为kV,电流单位为A,此点一定要注意。 (3)口诀c 中系数0.76是考虑电动机功率因数和效率等计算而得的综合值。功率因数为0.85,效率不高于0.9,此两个数值比较适用于几十千瓦以上的电动机,对常用的 10kW以下电动机则显得大些。这就得使用口诀c计算出的电动机额定电流与电动机铭牌上标注的数值有误差,此误差对10kW以下电动机的额定电流中开关、接触器、导线等影响很小。 (4)运用口诀计算技巧。用口诀计算常用380V电动机额定电流时,先用电动机配接电源电压0.38kV数去除0.76、商数2去乘容量(kW)数。若遇容量较大的6kV电动机,容量kW数又恰是6kV数的倍数,则容量除以千伏数,商数乘以0.76系数。 (5)误差。由口诀c 中系数0.76是取电动机功率因数为0.85、效率为0.9而算得,这样计算不同功率因数、效率的电动机额定电流就存在误差。由口诀c 推导出的5个专用口诀,容量(kW)与电流(A)的倍数,则是各电压等级(kV)数除去0.76系数的商。专用口诀简便易心算,但应注意其误差会增大。一般千瓦数较大的,算得的电流比铭牌上的略大些;而千瓦数较小的,算得的电流则比铭牌上的略小些。对此,在计算电流时,当电流达十多安或几十安时,则不必算到小数点以后。可以四舍而五不入,只取整数,这样既简单又不影响实用。对于较小的电流也只要算到一位小数即可。 *测知电流求容量 测知无铭牌电动机的空载电流,估算其额定容量 口诀: 无牌电机的容量,测得空载电流值, 乘十除以八求算,近靠等级千瓦数。 说明:口诀是对无铭牌的三相异步电动机,不知其容量千瓦数是多少,可按通过测量电动机空载电流值,估算电动机容量千瓦数的方法。 测知电力变压器二次侧电流,求算其所载负荷容量 口诀: 已知配变二次压,测得电流求千瓦。 电压等级四百伏,一安零点六千瓦。 电压等级三千伏,一安四点五千瓦。 电压等级六千伏,一安整数九千瓦。 电压等级十千伏,一安一十五千瓦。 电压等级三万五,一安五十五千瓦。 说明: (1)电工在日常工作中,常会遇到上级部门,管理人员等问及电力变压器运行情况,负荷是多少?电工本人也常常需知道变压器的负荷是多少。负荷电流易得知,直接看配电装置上设置的电流表,或用相应的钳型电流表测知,可负荷功率是多少,不能直接看到和测知。这就需靠本口诀求算,否则用常规公式来计算,既复杂又费时间。 (2)“电压等级四百伏,一安零点六千瓦。”当测知电力变压器二次侧(电压等级400V)负荷电流后,安培数值乘以系数0.6便得到负荷功率千瓦数。 测知白炽灯照明线路电流,求算其负荷容量 照明电压二百二,一安二百二十瓦。 说明:工矿企业的照明,多采用220V的白炽灯。照明供电线路指从配电盘向各个照明配电箱的线路,照明供电干线一般为三相四线,负荷为4kW以下时可用单相。照明配电线路指从照明配电箱接至照明器或插座等照明设施的线路。不论供电还是配电线路,只要用钳型电流表测得某相线电流值,然后乘以220系数,积数就是该相线所载负荷容量。测电流求容量数,可帮助电工迅速调整照明干线三相负荷容量不平衡问题,可帮助电工分析配电箱内保护熔体经常熔断的原因,配电导线发热的原因等等。

    时间:2020-08-13 关键词: 电机控制 变压器

  • LED电路基础常识,LED芯片为什么会漏电?LED照明电源的是个要点是什么?

    LED电路基础常识,LED芯片为什么会漏电?LED照明电源的是个要点是什么?

      为何LED芯片总是爱“漏点电”?   LED漏电的问题,有很多人都遇到过。有的是在生产检测时就发现,有的是在客户使用时发现。漏电出现的时机也各有不同。有些是在LED封装完成后的测试时就有;有些是在仓库放置一段时间后出现;有些是在老化一段时间后出现;有些是在客户焊接后出现;有些是在客户使用一段时间后出现。而对漏电问题的具体发生原因,一直困扰着封装厂的工程师。   LED漏电的原因   在引言部分,罗列了一些人给出的造成LED漏电的原因。根据本人多年处理LED问题及使用LED的经验,本人认为,在目前,最可能导致LED发生漏电的主要原因排序应该如下:   (1)芯片受到沾污 (——最主要、高发问题)   (2)银胶过高   (3)打线偏焊   (4)应力   (5)使用不当   (6)晶片本身漏电   (7)工艺不当,使得芯片开裂   (8)静电   (9)其它原因   LED电源安装需要注意的问题:   LED路灯电源恰恰是目前LED发展的重中之重,对于LED技术上的相关设计,目前已经有多种的方案与独特的设计手法,我们就来一一了解一下;   1、LED路灯电源电源为什么一定要恒流的呢?   LED照明材料的特性决定其受环境影响较大,譬如温度变化升高,LED的电流会增加,电压的增加,LED的电流也会增加。长期超过额定电流工作,会大大缩短LED的灯珠使用寿命。而LED恒流就是在温度和电压等环境因素变化时,确保其工作电流值不变。   2、LED路灯电源电源恒流精度   市场上有的电源的恒流精度差,象市面上流行的推荐方案等恒流的方案,误差达到±8%,恒流误差太大。一般要求在±3%就可以了。按3%的设计方案。生产电源要进行微调才能达到±3%误差。   3、LED路灯电源电源的工作电压   一般LED的推荐工作电压是3.0-3.5V,经测试,大部分工作在3.2V,所以按3.2V计算式比较合理的。N个灯珠串联的总电压=3.2* N   4、LED路灯电源电源的工作电流是多少才是最合适   例如LED的额定工作电流350毫安,有的工厂一开始就用到尽,设计350毫安,实际上此电流下工作发热很严重,经多次对比试验,设计成320毫安是比较理想的。尽量减少发热量,让更多的电能变成可见光能。   5、LED路灯电源板的串并联与宽电压要多宽呢?   要使LED路灯电源工作在输入电压范围比较宽的范围AC85-265V,则灯板的LED串并联方式很重要。尽量不使用宽电压,能分成AC220V,AC110V尽可能分类,这样才能确保电源可靠性。由于目前的电源一般为非隔离的降压式恒流电源,在要求电压110V时,输出电压不要超过70V,串联数不超过23串。输入电压220V时输出电压可以到达156V的。也就是说,串联数不超过45串。并联数不要太多,否则工作电流太大,电源发热严重。还有一种宽电压方案,APFC有源功率补偿就是先用L6561/7527 把电压抬高到400V,然后再降压,相当于两个开关电源。这方案在特定条件下才用的。   6、隔离/非隔离   一般隔离电源如做成15W,放在LED路灯电源管内,其变压器体积很大,很难放进去。主要看空间结构视具体情况而定,隔离的一般只能做到15W,超过15W的很少,并且价格很贵。所以,隔离的性价比不高,一般是非隔离的占主流较多,体积可以做得更小,最小可以做到高8毫米,实际上,非隔离的安全措施做好了,是不存在问题的。空间允许的也可以做隔离电源。   7、LED路灯电源电源要怎样才可以做到与灯珠板匹配?   一些客户先设计好灯板,再找电源,发现很难有合适的电源,要么电流太大,电压太小(如7X1WI》350mA,或V《20V);要么电流太小,电压太高(如I《200mA或V》25V),造成的结果是发热严重,效率低,或者输入电压范围不够。其实,选择一个最优良的串并接方式,加在每个LED上的电压电流是一样的,而电源的效果却能发挥最好的性能。最好的方式是先和电源厂商沟通,量身定做。或自已生产电源。   8、LED的串并联与PFC功率因素   隔离式输入AC220V高压端电解电容容量一般以输入功率1W=1UF,AC110V1W=2UF目前市场上的电源PFC有三种情况:一种是不带PFC无功率因数补偿专用电路的,其PF值一般在0.65左右;二种是无源功率因数补偿PFC电路的,也就是无源功率因数补偿灯,也叫逐流电路板是目前使用最广可靠性最好,PF值一般在0.92左右;还用三种是用有源主动式7527/6561电路做的,也就是有源功率因数补偿,称为APFC电路中AC220V,AC110V可以用同容量的电解电容,选用1W=1.5UF。PF值可以达到0.99,但这个方案的成本比第二种方案贵一倍可靠性略差。所以第二种方案用的较多。对于无源式PFC电路:也叫做填谷式PFC电路,其直流工作电压范围是交流输入电压峰值的一半。如输入是220V,其峰值是220*1.414=312V,峰值电压的一半是156V,在非隔离式基础上输出波为上半波没有下半波。   所以LED路灯电源珠串联数最多45串以下为宜。因此,要想得到比较大的功率因素,灯珠的串联数不能太少,否则就达不到最佳工作状态,在隔离式电源上串联数量多少与副绕组匝数多少有关,必须要做到的电源功率要满足输出功率。电子元件在额定电压工作范围内工作电流越小发热越底寿命越长,反之寿命就会越短。LED路灯电源珠对交流份量很敏感,交流份量越高光线舒适度就越差。一般要用电解电容来维持电压,尽可能减少输出端电压交流份量,底压端电解电容容量不能太小,容量与输出电流比例为1UF《1.5MA否则LED会出现闪烁。非隔离式输入端高压电解电容选择与隔离式相同,输出端电容选择1UF《6MA。调光LED电源在输出端电解电容要满足1UF《0.5MA。   9、LED路灯电源电源效率   输入功率减去输出功率值 ,这个参数尤为重要,值越大效率就越低,就意味着输入功率有很大一部分转化为热量散发出来 ;如果是装在灯内就会产生一个很高的温度,再加上我们LED的一个光效比所散发热量,就会叠加产生更高的温度。而我们的电源内部所有电子零件的寿命都会随温度的上升而缩短。所以说效率是决定电源寿命最根本的因数,效率不能太低,否则消耗在电源上的热量太大。非隔离式效率高于隔离式,一般在80%以上就可以了,不过,效率与灯板的匹配接法有关   10、LED路灯电源散热   散热方案主要因素是LED路灯电源珠在不过热条件下使用能大大延长寿命,一般用铝合金,更易于散热。也就是LED路灯电源珠贴在铝基板上,外部尽量扩大散热面积。

    时间:2020-08-11 关键词: 并联 串联 变压器

  • 反激式开关电源变压器传导噪声干扰产生的原因是什么?

    反激式开关电源变压器传导噪声干扰产生的原因是什么?

    反激式的开关电源变压器目前多被用于供电变电领域中,作为电源变压器的家族成员之一,反激式开关电源变压器在平时的工作应用过程中,也同样面临着传导噪声干扰的问题。在今天的文章中,我们将会就这种电源变压器的传导噪声干扰产生原因,展开简要的分析和总结,希望能够对各位工程师有所帮助。 反激式的开关电源变压器在平时应用的过程中,所遭受的传导干扰主要有共模干扰和差模干扰两种情况。共模干扰电流在零线与相线上的相位相等,而差模干扰电流在零线与相线上的相位相反。差模干扰对总体传导干扰的影响较小,且主要集中在噪声频谱低频端,较容易抑制。相比较而言,共模干扰对传导干扰的影响就非常大了,且主要处在噪声频谱的中频和高频频段。对共模传导干扰的抑制是电子设备传导EMC设计中的难点,也是最主要的任务。 寄生电容在反激式电源变压器中的分布 与其他的变压器产品一样,在反激式开关电源的电路中,也同样会存在一些电压剧变的节点。这些剧变的节点和电路中其他电势相对稳定的节点不同,它们的电压包含高强度的高频成分,因此我们通常将这些电压变化十分活跃的节点称为噪声活跃节点。这些噪声活跃节点,其实就是开关电源电路中的共模传导干扰源,它作用于电路中的对地杂散电容就产生共模噪声电流ICM。而反激式电椅变压器的主电路系统中,对EMI影响较大的对地杂散电容主要有以下几种,分别是功率开关管的漏极对地的寄生电容Cde、变压器的主边绕组对副边绕组的寄生电容Cpa以及变压器的副边回路对地的寄生电容Cae。除此之外,电源变压器的主、副边绕组对磁芯的寄生电容Cpc、Cac以及变压器磁芯对地的寄生电容Cce,也同样会对EMI产生较大的影响。这些寄生电容在电路中的分布如上图所示。 在上图所展示的反激式电源变压器寄生电容分布图中,我们可以很明显的看到,共模电流ICM在这一电路中的耦合途径主要有3条,分别是从功率开关管的d极通过Cde耦合到地、从噪声源通过Cpa耦合到变压器次级电路再通过Cae耦合到地,以及从变压器的前、次级线圈通过Cpc、Cac耦合到变压器磁芯,再通过Cce耦合到地。这3种电流是构成共模噪声电流(也就是图1中的黑色箭头所示)的主要因素。共模电流通过电源线输入端的地线回流,从而被LISN取样测量得到。

    时间:2020-08-05 关键词: 电压 变压器

  • 我国特高压变压器单台容量高达607500千伏安,再一次刷新世界纪录,彰显“中国创造”

    我国特高压变压器单台容量高达607500千伏安,再一次刷新世界纪录,彰显“中国创造”

    我国特高压变压器制造再一次刷新了世界纪录。6月27日,昌吉—古泉±1100千伏特高压工程首台换流变压器自新疆昌吉特变电工特高压研制基地出发,历时6天时间,顺利抵达准东开发区昌吉换流站。据悉,该工程是当今世界电压等级最高、输电容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的输电工程,被誉为电力工程的巅峰之作。而±1100千伏高压变压器的进站,标志着昌吉换流站将全面进入核心设备安装阶段。 特变电工股份有限公司(简称“特变电工”)负责该项目的总工程师王健介绍说:“这台±1100千伏换流变压器是世界首台套产品,长33米、宽12米、高18.5米,单台容量高达607500千伏安,比目前世界输送容量最高纪录高出20%。”近年来,我国变压器制造企业屡屡研制出“首台套”“最大容量”“最高电压等级”的产品,一次次刷新世界纪录,彰显了变压器制造领域的“中国创造”和“中国引领”。 匠心制造确保设备高质量 据了解,昌吉—古泉±1100千伏特高压直流输电工程具有线路输电能力强、损耗小、两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对电网造成的损失小等优点,特别适合用于长距离点对点大功率输电。作为该特高压工程的起点,昌吉换流站的最核心设备就是换流变压器,产品的安全投运是工程取得效益的关键和重要保证。 2016年5月,特变电工凭借其科技创新能力、重点工程业绩,中标国家电网公司昌吉—古泉±1100千伏特高压直流项目昌吉站全部14台高端换流变。2017年10月项目产品生产全面启动。 特变电工党委书记、董事长张新介绍说,首台发送端±1100千伏直流输电用换流变压器于今年5月26日在特变电工试制成功,一次性通过全部试验。在出厂试验中,该台换流变的温升、局放等各项指标均优于技术协议与国家标准,得到了客户的充分认可。 这一大国重器背后,凝聚了特变电工人的智慧与辛劳。“自己工作了32年,亲手打造的变压器不计其数,而±1100千伏特高压变压器却是第一次,是人生的难得的经历和荣幸。”1986年进入特变电工沈变公司工作的巴庆滨说。 他带领的引线工序生产班组是整个变压器生产最为关键的工序,纵横交错的上千根引线,相当于人体的血管,稍有不慎,就会酿成重大事故。因此,严上加严,细上加细成了他与员工们工作的准则。 器身上,各类大小引线排列有序,间隔均匀有度。由于变压器结构的特殊性,引线工序百分百用手工来完成,狭小的空间内,员工往往得蹲着、跪着,或屈身缩着在器上进行绝缘层的缠绕。器身,是换流变压器上体积最大的部件。它的外壳是一种纸质绝缘材料,十分脆弱,吊装过程中任何刮擦都会导致产品绝缘性能下降,甚至报废。为保证±1100千伏直流输电用换流变压器总装顺利完成,特变电工工作人员在±800千伏换流变压器身上反复进行总装提速演练。 为此,特变电工在项目规划期就投资高质量、高标准建设了世界上最大、设备最先进的国家特高压工程技术研究中心、±1100千伏变压器研发制造基地。 在现场安装方面,据±1100千伏昌吉换流站工程项目负责人姚斌介绍,这种大体量的电力设备在现场安装是史无前例的,安装难度对所有技术人员来说是一项极大的挑战。安装最主要的难点集中在阀侧套管的安装,整个对接过程要求极高的精准度。 其他13台产品已进入生产环节 换流变压器在昌吉特变电工特高压生产基地试制成功,标志着世界特高压输电技术的发展开启了新纪元。目前,±1100特高压直流输电工程昌吉站高端换流变的生产已全面进入高峰期,其他13台产品已进入生产各环节,按计划所有产品将于8月底全部生产、试验完毕,并陆续发运至现场进行安装,确保该项目年底实现投运。 王健表示:“此次发运的产品是世界首台套产品,产品电压等级高、单台容量大,技术和生产难度高,生产时间紧、任务重,对制造环境和加工质量要求严格。特变电工将该工程视为生命工程。” 因为±1100千伏特高压工程是国家实施“疆电外送”的第二条特高压输电工程,也是世界能源史上新的里程碑。昌吉换流站是第二条疆电外送特高压通道的起点站,投产后每年可向华东地区输送电能660亿千瓦时,相当于运输煤炭3024万吨,直接创造工业产值198亿元,对于促进新疆能源基地开发,推进供给侧结构性改革,拉动经济增长,扩大就业,实现新疆社会稳定和长治久安,具有十分重要的意义。

    时间:2020-08-05 关键词: 特高压 变压器

  • 继电保护中出现问题的详细分析以及解决措施

    在继电保护的实际应用和操作中,存在着一些比较容易被忽视的问题,分析如下: 1 线路中励磁涌流问题      1.1 线路中励磁涌流对继电保护装置的影响         励磁涌流是由于变压器空载投运时,铁芯中的磁通不能突变,出现非周期分量磁通,使变压器铁芯饱和,励磁电流急剧增大而产生的。变压器励磁涌流最大值,可以达到变压器额定电流的6~8倍,并且跟变压器的容量大小有关,变压器容量越小,励磁涌流倍数越大。励磁涌流存在很大的非周期分量,并以一定时间系数衰减,衰减的时间常数同样与变压器容量大小有关,容量越大,时间常数越大,涌流存在时间越长。10 kV线路装有大量的配电变压器,在线路投入时,这些配电变压器是挂在线路上,在合闸瞬间,各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射,产生了一个复杂的电磁暂态过程,在系统阻抗较小时,会出现较大的涌流,时间常数也较大。二段式电流保护中的电流速断保护,由于要兼顾灵敏度,动作电流值往往取得较小,特别在长线路或系统阻抗大时更明显。励磁涌流值可能会大于装置整定值,使保护误动。这种情况在线路变压器个数少、容量小以及系统阻抗大时并不突出,因此容易被忽视,但当线路变压器个数及容量增大后,就可能出现。贵阳市北供电局就曾经在变电所增容后出现10 kV线路由于涌流而无法正常投入的问题。         1.2 防止涌流引起误动的方法         励磁涌流有一明显的特征,就是它含有大量的二次谐波,在主变压器主保护中就利用这个特性,来防止励磁涌流引起保护误动作,但如果用在10 kV线路保护,必须对保护装置进行改造,会大大增加装置的复杂性,因此实用性很差。励磁涌流的另一特征就是它的大小随时间而衰减,一开始涌流很大,一段时间后涌流衰减为零,流过保护装置的电流为线路负荷电流,利用涌流这个特点,在电流速断保护加入一短时间延时,就可以防止励磁涌流引起的误动作,这种方法最大优点是不用改造保护装置(或只作简单改造),虽然会增加故障时间,但对于像10 kV这种对系统稳定运行影响较小之处还是适用。为了保证可靠地躲过励磁涌流,保护装置中加速回路同样要加入延时。通过几年的摸索,在10 kV线路电流速断保护及加速回路中加入了0.15~0.2 s的时限,就近几年运行来看,运行安全,并能很好的避免由于线路中励磁涌流造成保护装置误动作。         2 TA饱和问题      2.1 TA饱和对保护的影响         10 kV线路出口处短路电流一般都较小,特别是农网中的变电所,往往远离电源,系统阻抗较大。对于同一线路,出口处短路电流大小会随着系统规模及运行方式不同而不同。随着系统规模的不断扩大,10 kV系统短路电流会随着变大,可以达到TA一次额定电流的几百倍,系统中原有一些能正常运行的变比小的TA就可能饱和;另一方面,短路故障是一个暂态过程,短路电流中含大量非周期分量,又进一步加速TA饱和。在10 kV线路短路时,由于TA饱和,感应到二次侧的电流会很小或接近于零,使保护装置拒动,故障由母联断路器或主变压器后备保护切除,不但延长了故障时间,会使故障范围扩大,影响供电可靠性,而且严重威胁运行设备的安全。         2.2 避免TA饱和的方法         TA饱和,其实就是TA铁芯中磁通饱和,而磁通密度与感应电势成正比,因此,如果TA二次负载阻抗大,在同样电流情况下,二次回路感应电势就大,或在同样的负载阻抗下,二次电流越大,感应电势就越大,这两种情况都会使铁芯中磁通密度大,磁通密度大到一定值时,TA就饱和。TA严重饱和时,一次电流全部变成励磁电流,二次侧感应电流为零,流过电流继电器的电流为零,保护装置就会拒动。避免TA饱和主要从两个方面入手,一是在选择TA时,变比不能选得太小,要考虑线路短路时TA饱和问题,一般10 kV线路保护TA变比最好大于300/5。另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗,尽量避免保护和计量共用TA,缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面;对于综合自动化变电所,10 kV线路尽可能选用保护、测控合一的产品,并在控制屏上就地安装,这样能有效减小二次回路阻抗,防止TA饱和。

    时间:2020-08-04 关键词: 继电保护 变压器

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