天蚕土豆,梦入神机

電源資訊

推薦新聞

聯(lián)系方式

全國(guó)服務(wù)熱線：137-1288-9967

聯(lián)系人：郎蘋(píng)（女士）
電話：0769-82136991
傳真：0769-82138385
地址：廣東省東莞市塘廈鎮(zhèn)林村新太陽(yáng)工業(yè)城新鴻路30號(hào)10樓/12樓

歷史記錄

詳敘工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源等開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)方法（四）

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2019-05-18 點(diǎn)擊量：1034

詳敘工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源等開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)方法（四）

一、工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源等開(kāi)關(guān)電源的高效驅(qū)動(dòng)LED離線式照明

用切實(shí)可行的螺紋旋入式LED來(lái)替代白熾燈泡可能還需要數(shù)年的時(shí)間，而在建筑照明中LED的使用正在不斷增長(zhǎng)，其具有更高的可靠性和節(jié)能潛力。同大多數(shù)電子產(chǎn)品一樣，其需要一款電源來(lái)將輸入功率轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED可用的形式。在路燈應(yīng)用中，一種可行的配置是創(chuàng)建300V/0.35安培負(fù)載的80個(gè)串聯(lián)的LED。在選擇工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，需要制定隔離和功率因數(shù)校正 (PFC) 相關(guān)要求。隔離需要大量的安全權(quán)衡研究，其中包括提供電擊保護(hù)需求和復(fù)雜化電源設(shè)計(jì)之間的對(duì)比權(quán)衡。在這種應(yīng)用中，LED上存在高壓，一般認(rèn)為隔離是非必需的，而PFC才是必需的，因?yàn)樵跉W洲25瓦以上的照明均要求具有PFC功能，而這款產(chǎn)品正是針對(duì)歐洲市場(chǎng)推出的。

就這種應(yīng)用而言，有三種可選工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源拓?fù)洌航祲和負(fù)洹⑥D(zhuǎn)移模式反向拓?fù)浜娃D(zhuǎn)移模式 (TM) 單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器 (SEPIC) 拓?fù)?。?dāng)LED電壓大約為80伏特時(shí)，降壓拓?fù)淇梢苑浅Ｓ行У乇挥糜跐M足諧波電流要求。在這種情況下，更高的負(fù)載電壓將無(wú)法再繼續(xù)使用降壓拓?fù)?。那么，?時(shí)較為折中的方法就是使用反向拓?fù)浜蚐EPIC拓?fù)?。SEPIC 具有的優(yōu)點(diǎn)是，其可鉗制功率半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)波形，允許使用較低的電壓，從而使器件更為高效。在該應(yīng)用中，可以獲得大約2%的效率提高。另外，SEPIC 中的振鈴更少，從而使EMI濾波更容易。

工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源的轉(zhuǎn)移模式SEPIC發(fā)揮了簡(jiǎn)單LED驅(qū)動(dòng)器的作用

該電路使用了一個(gè)升壓TM PFC控制器來(lái)控制輸入電流波形。該電路以離線為C6充電作為開(kāi)始。一旦開(kāi)始工作，控制器的工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源就由一個(gè)SEPIC電感上的輔助繞組來(lái)提供。一個(gè)相對(duì)較大的輸出電容將LED紋波電流限定在DC電流的20%。補(bǔ)充說(shuō)明一下，TM SEPIC中的AC 電通量和電流非常高，需要漆包絞線和低損耗內(nèi)層芯板來(lái)降低電感損耗。

這一高效率是通過(guò)限制功率器件上的振鈴實(shí)現(xiàn)的。另外，正如我們從電流波形中看到的一樣，在 96%效率以上時(shí)功率因數(shù)非常好。有趣的是，該波形并非純粹的正弦曲線，而是在上升沿和下降沿呈現(xiàn)出一些斜度，這是電路沒(méi)有測(cè)量輸入電流而只對(duì)開(kāi)關(guān)電流進(jìn) 行測(cè)量的緣故。但是，該波形還是足以通過(guò)歐洲諧波電流要求的。

二、工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源等開(kāi)關(guān)電源通過(guò)改變電源頻率來(lái)降低EMI性能

在測(cè)定EMI性能時(shí)，您是否發(fā)現(xiàn)無(wú)論您采用何種方法濾波都依然會(huì)出現(xiàn)超出規(guī)范幾dB 的問(wèn)題呢？有一種方法或許可以幫助您達(dá)到EMI性能要求，或簡(jiǎn)化您的濾波器設(shè)計(jì)。這種方法涉及了對(duì)電源開(kāi)關(guān)頻率的調(diào)制，以引入邊帶能量，并改變窄帶噪聲到寬帶的發(fā)射特征，從而有效地衰減諧波峰值。需要注意的是，總體 EMI 性能并沒(méi)有降低，只是被重新分布了。

利用正弦調(diào)制，可控變量的兩個(gè)變量為調(diào)制頻率 (fm) 以及您改變電源開(kāi)關(guān)頻率 (Δf) 的幅度。調(diào)制指數(shù) (Β) 為這兩個(gè)變量的比。
更大的調(diào)制指數(shù)可以進(jìn)一步降低峰值EMI性能

選取調(diào)制頻率和頻移是兩個(gè)很重要的方面。首先，調(diào)制頻率應(yīng)該高于EMI接收機(jī)帶寬，這樣接收機(jī)才不會(huì)同時(shí)對(duì)兩個(gè)邊帶進(jìn)行測(cè)量。但是，如果您選取的頻率太高，那么工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源控制環(huán)路可能無(wú)法完全控制這種變化，從而帶來(lái)相同速率下的輸出電壓變化。另外，這種調(diào)制還會(huì)引起電源中出現(xiàn)可聞噪聲。因此，我們選取的調(diào)制頻率一般不能高出接收機(jī)帶寬太多，但要大于可聞噪聲范圍。較大地改變工作頻率更為可取。然而，這樣會(huì)影響到電源設(shè)計(jì)，意識(shí) 到這一點(diǎn)非常重要。也就是說(shuō)，為最低工作頻率選擇磁性元件。此外，工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源的輸出電容還需要處理更低頻率運(yùn)行帶來(lái)的更大的紋波電流。

對(duì)工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源的有頻率調(diào)制和無(wú)頻率調(diào)制的EMI性能測(cè)量值進(jìn)行了對(duì)比。此時(shí)的調(diào)制指數(shù)為4，正如我們預(yù)料的那樣，基頻下EMI性能大約降低了8dB。其他方面也很重要。諧波被抹入 (smear into) 同其編號(hào)相對(duì)應(yīng)的頻帶中，即第三諧波延展至基頻的三倍。這種情況會(huì)在一些較高頻率下重復(fù)，從而使噪聲底限大大高于固定頻率的情況。因此，這種方法可能并不適用于低噪聲系統(tǒng)。但是，通過(guò)增加設(shè)計(jì)裕度和最小化EMI濾波器成本，許多系統(tǒng)都已受益于這種方法。

上一條：詳敘工控設(shè)備電源、3D打印機(jī)電源等開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)方法（三） | 下一條：3D打印機(jī)電源、調(diào)光電源、工控設(shè)備電源等電源的測(cè)試與規(guī)范（五）