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电源作为体系中心,怎么保证其可靠性?

目前市面上的电源模块品类繁多,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。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电源呢?1、电压应力电源电

  现在市面上的电源模块品类繁多,初期使用都能满意要求,但随着时刻的检测就开端经不起检测了。电源作为体系中心,肯定不允许这样的状况产生,那么咱们怎样才能规划出安稳牢靠电源呢?

  1、电压应力

  电源电压应力是保证电源牢靠性的一个重要目标。在电源中有许多器材都有规则最大耐压值,比方:场效应管的Vds和Vgs、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。所以咱们规划时必需求考虑到器材要接受的最大电压。再依据电压挑选恰当器材,最终再进行实践测验加以验证。但在测验时咱们有必要测验电源一切作业状况的电压应力,以保证在最恶劣的作业状况下也能留出约10%的安全裕量。ZLG输入冲击电压会做到最大的预留量,以应对各类工业现场所呈现的状况,如下图1所示。

  图1 ZLG电源产品极限特性表

  2、电流应力

  电源电流应力往往与热应力密切相关,比方二极管SK54最大均匀电流为5A,可是它是在满意热应力降额前提下的极限参数。所以咱们挑选器材时必需求一起满意器材的电流应力与热应力;在满意器材热应力的前提下,挑选适宜额定电流值的器材方可保证电源牢靠性要求。ZLG输入电流会做到最大的预留量,以应对各类工业现场所呈现的状况,如下所示。

  图2 ZLG电源产品输入特性表

 3、反应环路

  反应环路是电源的重要组成部分,咱们规划电源时必需求保证反应环路的安稳,如下图3所示。所以咱们规划环路参数时需求坚持必定裕度;比方增益裕度一般坚持在20db左右,相位裕度坚持在45度左右,穿越频率一般设置在开关频率的1/6,再实践测验加以验证环路的安稳性。

  图3 电源反应环路

     4、磁性元件的磁饱满

  咱们在规划反激变压器以及一些储能电感时,设定最大磁通量Bm尤为要害。由于电源起机和短路维护时最大磁通量Bm大于稳态作业时的Bm,所以我设定变压器的Bm时需求预留满足的裕度。如图4所示,磁芯温度为100℃曲线可知Bm=0.35T时磁芯挨近饱满,所以出于对电源起机、输出过流和短路等极限状况考虑,铁氧体P4原料的变压器的稳态Bm一般小于0.25T。

  图4 磁性元件的磁饱满曲线

  5、PWM的死区时刻

  关于半桥、全桥和LLC谐振等一些H桥或半H桥的拓扑电源,PWM的死区时刻设定对电源牢靠性至关重要。实践上设定死区时刻实则为了防止上、下管直通然后导致电源炸机,也便是说设定一段上、下管一起关断的时刻,在上管关断后推迟一段时刻再导通下管或在下管关断后推迟一段时刻再导通上管,如图5所示td即为死区时刻。

  图5 PWM的死区时刻示意图

  6、电源的软发动

  电源的软发动对下降场效应管和输出二极管的尖峰电压和尖峰电流有很大协助,然后下降了其电压应力和电流应力。可是关于LLC谐振电源来说,软发动对电源起机的牢靠性十分要害;由于LLC电源的IC是经过高频扫描的方法发动的。如图6所示在%&&&&&%发动时驱动PWM频率会从设定的最高频率开端渐渐康复正常频率,康复时刻也便是软发动时刻。在此期间电源作业在不安稳状况,软发动时刻越长,发动越安全;但软发动时刻过长也会对电源带容性负载才能和起机时刻形成影响。

  图6 电源的软发动示意图

  7、维护电路

  要保证电源牢靠性除了做好以上六点以外,相应的维护电路也是不可或缺。维护电路详细有输入欠压维护、输入过压维护、输出过流维护、输出短路维护和输出过压维护等等。为防止输入电压过低时电源呈现非正常作业的现象,电源需增加输入欠压维护;为防止输入电压过高,然后期间电压应力超支,电源需增加输入过压维护;为防止输出过流和短路然后导致器材过热、磁饱满等现象,电源需增加过流维护和短路维护;为防止电源呈现输出电压过高导致电源负载端损坏,电源需增加输出过压维护。

  影响电源牢靠性要素有许多,这儿只谈到了其间一部分,比方还有EMC、安规和过热维护等都是影响电源牢靠的要害的要素。咱们规划电源或许不会太难,但要想规划出安稳牢靠的电源绝不会太简单,规划时只要考虑一切牢靠性要素并实践加以验证,电源才算是安稳牢靠的电源。

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