feiniao2008_671615562

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电源的认识

希望大家能多多发表自己的观点,我会不定时的更新。
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feiniao2008_671

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本帖最后由 feiniao2008_671615562 于 2018-2-5 13:54 编辑

电源应该从发电站讲起,这首先涉及的是电力电子

feiniao2008_671

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供电一般有三要素:POWER SOURCES——POWER CONVERSION——LOAD
电源来源(POWER SOURCES),一般的电源来自电源插座、电池、适配器、发电机或者说PC机的USB端口等。
功率变换(POWER CONVERSION),一般包括AC/DC变换器和DC/DC变换器等。
负载(LOAD),一般包括各种处理器、集成芯片、扬声器、电机、显示器或者一些功放等等。

feiniao2008_671

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在我的理解中,开关电源就是通过开关管的开通和关断来实现电能的变换。电能的变换则包括:
1,AC/DC。将交流变换为直流,通常是将来自电网的220V、两相交流电或380V、三相交流电转换为直流电。小功率AC/DC的交流输入是220V,大功率的交流输入是380V。根据应用行业、场合不同,又被称为AC/DC变换器,整流器,一次电源,通信电源,电源适配器,照明电源等。
2,DC/DC。将直流变换为直流,譬如将高压、小电流转换为低压、大电流,根据应用行业、场合不同,可能称为DC/DC变换器,二次电源,模块电源,板上电源,等。
3,DC/AC。将直流变换为交流,根据应用行业、场合不同,可能称为UPS,逆变器,并网逆变器,电机控制器,等。
4,AC/AC。 将交流变换为交流,通常的产品形式是变频器,用于电机控制方面。
上述四种电能的转换,细分出众多的行业!
在AC/DC,DC/DC这两个方向对应的行业市场,业内人士称之为“开关电源”,具体的行业有比较高端的一次电源(也叫通信电源,但通信电源的含义似乎更广),一般特指给电信机房供电的48V电源,二次电源,客户定制电源,电力电源,计算机电源,笔记本电脑等各种电器设备的电源适配器,手机充电器电源,充电桩电源,车载充电机(OBC,on-board charger),车载DC/DC变换器,照明电源(又可分为LED电源,电子镇流器,HID电源),等。 而对应于DC/AC,AC/AC的行业市场,人们一般就说是做UPS的,做光伏的(按光伏电池板直流电转换为交流电),做储能的,做变频器的,做电机控制器的。
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238112554_qq

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238112554_qq 2018-2-7 09:41:34 显示全部楼层
插楼排排坐,支持版主!!!

feiniao2008_671

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本帖最后由 feiniao2008_671615562 于 2018-2-9 16:28 编辑

直流变换器按输入与输出是否有电气隔离可分为两类:没有电气隔离的称为非隔离的直流变换器,有电气隔离的称为隔离的直流变换器。

基本的非隔离开关电源拓扑主要有6种,即降压变换器(buck),升压变换器(boost),升降压变换器(buck-boost),Cuk变换器,Zeta变换器和Sepic变换器等。在这六种变换器中,降压式变换器和升压式变换器是最基础的,另外四种是从中进化衍生而来。

隔离的直流变换器按有源功率器件的数量来分类。单管的有正激式(Forward)和反激式(Flyback)两种;双管的有双管正激(Double Transistor Forward Convert)、双管反激(Double Transistor Flyback Converter)、推挽(Push-pull Converter)和半桥(Half-bridge Convert)等四种;四管的直流变换器就只有全桥直流变换器(Full Bridge Convert)。

很多人尤其是开关电源的初学者,常常被上述林林总总的开关电源拓扑结构给弄的晕头转向,不了解不同拓扑之间的关系。其实各种隔离拓扑结构全部是由非隔离拓扑演化而来,通过对它们进行分类、了解演化关系,可以极大的简化我们对开关电源的学习,深入了解各种拓扑的特点

feiniao2008_671

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feiniao2008_671 2018-2-11 17:56:02 显示全部楼层
本帖最后由 feiniao2008_671615562 于 2018-2-11 17:58 编辑

前面这些说的有些空话了,这些一般网上都能搜集到。后边写一些比较实用的。电源工程师不同的行业或者说不同性质的企业主要的工作职责是不一样的。这里我从开关电源的选型来说一下。电源选型工程师如何选择开关电源呢?这涉及到开关电源的分类。
首先确定电源的规格, 按照需求的指标进行筛选, 确定使用标准电源模块还是需要定制电源。对于DC电源来说。
第一步, 选择电源模块的输入电压。
5V(4.5-9V) , 12V(9-18V) , 24V(18-36V) , 48V(36-75V) 输入电压变化范围为 2:1,
, 24V(9-36V) , 48V(18-75V) 、 110V(40-160V) 输入电压变化范围为
4:1, 根据实际情况选择合适的电源。 例如 24V 工业总线电源、 48V 通讯总线电源、 110V 铁路电源、 220V
变压整流输出以及各式电瓶、 蓄电池、 锂电池、 干电池、 远距离传输等输出电压变化较大的场合,
应选择宽电压输入系列的模块。
第二步, 选择电源模块的输出电压。
输出电压的常见规格有 3.3V, 5V, 9V, 12V, 15V, 24V, ±5V, ±12V, ±15V 等。
第三步, 选择电源模块的功率。
负载选定后, 输出电流就基本已经确定, 负载电流的大小是决定功率的关键, 同时也直接影
响到模块的可靠性和价格。电源模块最好应用在 30%-80%的功率条件下, 前提条件是常温下使用,
如果是高温或者低温的环境, 需要考虑到具体的降额设计。 选择合适的输出电流是设计成功的关
键因素之一, 过大或过小的电流均会导致较低的可靠性和过高的成本。在高温情况下电源模块应降额使用, 可以选择在 30%-40%以上的功率降额。 对于高温条件应
用, 或散热不好的条件, 在同等功率条件下, 优先选用体积大的模块 。

feiniao2008_671

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feiniao2008_671 2018-2-11 17:57:59 显示全部楼层
第四步, 选择电源模块的隔离性质。
隔离特性, 使模块的输入与输出完全为两个独立的(不共地) 电源。 在工业总线系统中, 面
临恶劣环境(雷击、 电弧干扰) 时进行安全隔离, 也能起到消除接地环路的作用; 在混合电路中,
实现敏感模拟电路和数字电路的噪声隔离; 在多电压供电系统中实现电压的转换。 对于双路输出
的产品, 需确定输出的两路是否需要隔离, 如果需要隔离, 需要选用双隔离双输出产品。
第五步, 选择电源模块的封装尺寸。
电源模块需预留足够的空间来考虑其散热辐射对信号采集的干扰的影响, 以及模块电磁干扰
对于其它电路部件性能的影响, 所以要兼顾体积、 成本, 同时也要综合考虑模块的可靠性。
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16245458_qq.com

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16245458_qq.com 2018-2-12 16:48:42 显示全部楼层
本帖最后由 16245458_qq.com 于 2018-2-12 16:49 编辑

好帖!支持!建议楼主写些小标题还有目录,这样更适合阅读。

feiniao2008_671

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16245458_qq.com 发表于 2018-2-12 16:48
好帖!支持!建议楼主写些小标题还有目录,这样更适合阅读。

多谢你的建议了

feiniao2008_671

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选完模块电源之后的事情是模块电源的验证。因为电源模块电气性能的好坏直接关系到电路的信号质量。

feiniao2008_671

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电源模块的测试采用标准的开尔文测试法。
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