电源检测

2022-03-24 版权声明 我要投稿

第1篇:电源检测

基于SG6841 LCD显示器开关电源故障检测与维修

摘要:由SG6841开关电源驱动器件构成的LCD显示器开关电源由于工作在高频、高电压启动以及输出大电流的状态下,极易发生故障。该文结合SG6841构成开关电源电路的工作原理,分析和总结基于SG6841 LCD显示器开关电源故障检测的方法和技巧。

关键词:LCD;脉宽调制;开关电源;检测;技法

Fault Detection and Maintenance of The LCD Display's Switching Power Based on SG6841

GAO Zi-li

(Xuzhou Radio&TV University, Xuzhou 221006, China)

Key words: LCD; pulse width modulation(PWM); switching power; detection; technical skill

SG6841是一款高性能固定频率电流模式控制器,属于电流型单端PWM调制器,具有外围电路简单、性能优良、电压调整率好等优点,广泛应用于LCD显示器等电子设备中作开关电源驱动器件。在实际应用中该电路常易发生故障。加上控制电路和保护电路较复杂,且各部分电路互有牵连,这些都给电路故障的检测带来了一定的困难。现结合电路的工作特点,通过对电路要点的解析,来阐述SG6841所组成的LCD显示器开关电源的检测方法与维修技巧。

1 SG6841的电路结构和工作原理

1.1 SG6841的电路结构

SG6841其内部主要由高压启动电流源、振荡器、基准电压发生器、功率输出、保护及欠压锁定等电路组成,结构框图如图1所示。

SG6841各引脚功能:

①脚GND:接地端。

②脚FB:稳压反馈控制信号输入端,外接 光耦用于控制PWM占空比实现稳压。

③脚Vin:启动电压输入端,SG6841开始工作必须在该端要提供一个启动电压。

④脚Ri:振荡频率设定端,外接时间常数元件R来并提供一个恒定的电流,改变电阻阻值将改变PWM的频率。

⑤脚RT:保护电路输入端,用于高压保护。

⑥脚Sense:开关管电流检测信号输入端,当电压达到阈值时芯片会停止输出,实现过流保护。

⑦脚VDD:电源电压端。

⑧脚GATE:开关管激励脉冲输出端,采用图腾柱式输出电路可直接驱动MOSEFT晶体管。

1.2 SG6841的工作原理

1.2.1 启动振荡电路

将300V直流电压VCC经启动电阻R1降压后加到SG6841的引脚③Vin启动电压输入端,并通过内部电阻对引脚⑦电源端外接电容充电,当VDD>16V时,启动电源工作,启动过程完成后反馈绕组感应电压经二极管D1整流和电容C1滤波后为SG6841提供维持正常工作的VDD电压。内部振荡器振荡产生锯齿波脉冲电压去触发控制SG6841内部PWM电路,并产生矩形开关激励脉冲,该脉冲经驱动放大后经引脚⑧输出,去控制MOS管使其工作在开关状态。其PWM频率范围为50KHz~100KHz。通过引脚④Ri端外接时间常数元件R2来并提供一个恒定的电流,改变电阻阻值将改变PWM的频率。

1.2.2 稳压控制电路

当输出电压升高时,通过电压取样和反馈回路去调节,该电路主要通过电阻、光电耦合器IC102和电压调节器IC103。当采样电压在与基准电压比较后,经误差放大器放大,去控制光电耦合器,其输出端接至SG6841的②脚FB端,经内部电路处理,去控制使SG6841的⑧脚输出驱动脉冲的占空比变小,输出电压下降,电压稳定。同样,当输出电压降低时,使脚⑧脚出脉冲的占空比变大,输出电压上升,最终使输出电压稳定在设定值。可见,FB端电压越高, Gate端输出脉宽也越宽占空比增大;FB端电压越低, Gate端输出脉宽也越窄占空比变小,从而实现PWM控制,使输出电压稳定。

1.2.3 保护电路

该电路具有欠压锁定保护、过压保护和开关管过流保护功能。

1) 欠压锁定保护

SG6841采用了欠压锁定电路,它的开启电压为16V,关闭电压为10,当VDD﹤16V时,比较器输出为低电平,SG6841无法工作。当VDD升到16V时,欠压锁定器输出为高电平,SG6841正常工作,同时MOS管导通,使比较器反向输入端为10V。当VDD下降至10V时,欠压锁定器的输出回到低电平,整个电路停止工作。SG6841的7脚端设置了一个32V的齐纳二极管,保证内部电路绝对工作在32V以下,以防电压过高损坏芯片。

2) 过压保护

SG6841的⑤脚RT为保护电路输入端,URT <0.65V时启动保护功能。当RT端电压略低于0.65V,PWM脉冲的占空比会减少,从而降低电源输出电压;当RT端电压大大低于0.65V时,PWM脉冲的占空比会减少至零,从而使电源完全停止输出。利用SG6841的该功能可实现电源的高压保护。

3) 过流保护

电流通过输出开关MOS管的源极串联的取样电阻Rs转换成电压。此电压由电流取样输入端⑥脚Sense开关管最大电流检测信号输入端监视,并与来自②脚的反馈控制信号FB端电平相比较。通常取样电阻Rs为一小电阻。当负载短路或其它原因引起功率管电流增加,并使取样电阻Rs上的电压升高。当Sense端的电压达到0.85V时,RS触发器的R端输入为低电平,从而Q非输出低电平,SG6841即停止脉冲输出,可以有效的保护功率管不受损坏,从而实现过流保护。

2 SG6841的电路关键点测试

2.1 启动电路

300V直流电压经启动电阻降压送至SG6841的引脚③启动端,因为SG6841 内部设有欠压锁定电路 , 其开启和关闭阈值分别为 16V 和 10V,即该脚启动时电压必须高于16V,当此脚电压低于10V的时候停止工作,只有当电压再次高于16V的时候才会再次工作。在电路中,引脚③启动电路端通过两个1MΩ的电阻接至300V DC输出端,可在AC输入90V~264V的范围内实现SG6841的有效启动。在SG6841正常工作后,其引脚⑦VDD电源电压端必须提供10V~30V电压为芯片供电。

该点为故障多发点, 当启动电压不正常时,一般为启动电阻阻值变大或烧坏;或外部相关的元器件损坏,如滤波电容漏电等,如果经查均正常,则为SG6841损坏。

2.2 Sense电流检测信号输入端

引脚⑥Sense;为开关管最大电流检测信号输入端,当Sense端的电压达到0.85V时,RS触发器的R端输入为低电平,从而Q非输出低电平,SG6841即停止脉冲输出,是电路停止工作。该检测点为电流检测控制点,当该点电压升高时,应检查相关检测电路,判别是由于取样电阻Rs阻值变化引起还是电流过大所造成的保护。改变Rs值即可改变其最大的输出功率。该点电压的变化可以有效的保护功率管不受损坏,从而实现过流保护。

2.3 RT保护电路输入端

引脚⑤RT为保护电路输入端,这时当URT<0.65V时启动保护功能。当URT端电压略低于0.65V,PWM脉冲的占空比会减少,从而降低电源输出电压;当URT端电压大大低于0.65V时,PWM脉冲的占空比会减少至零,从而使电源完全停止输出。该点在检测时,首先要先排除是否因为过压保护,该点出现问题一般会出现输出电压高,当输出电压高到一定值时,才会出现过压保护,若出现输出电压偏离正常电压,可考虑其稳压反馈回路的元器件出现问题,如相关控制电路和稳压二极管电阻值变大等,一般SG6841很少损坏。

3 SG6841的电路故障检测实例

例1优派VE710S液晶显示器故障现象:黑屏。

分析与检修:开机测输出端电压没有输出,判断电源不正常,进一步检查C805两端有300V电压,测IC801各脚的电压,引脚⑤RT保护电路输入端电压异常,正常值应大于1V,这时只有0.5V,保护电路动作,测量Q803基极电压偏高,使Q803导通,初步判断故障是由电源电压过高引起的电路保护,关机后用万用表欧姆档测Q803和D808稳压管,经查正常,怀疑稳压电路有问题,断开D808使Q803截止,IC801引脚⑤保护解除,通电时要在交流电源输入端接入交流调压器并逐渐调高电压,检测电源输出12V电压是否正常,经查12V电压不稳定,说明稳压电路有故障,检测IC803 TL431 REF端电压为2.7V,比正常值略高,断电检测采样电阻R824和R825其阻值也正常,试更换IC802光电耦合器,故障排除。该故障为光耦性能不良所造成电源不稳压的故障,从而使电源保护电路动作,因此在维修时应注意各控制环路的作用,在断开保护时应采用降压供电的形式,查找出故障点,然后在恢复保护电路。

例2优派VE710S液晶显示器故障现象:全无。

分析与检修:开机全无,指示二极管不亮,说明电源未工作。测C805两端无300V电压,发现保险丝F901烧黑断裂。测Q801击穿,R811烧断;检查整个电源,尤其是与电源管Q801相连接的元器件要逐一检查,并将损坏元件全部更换,另需注意的是,只要电源管损坏,一般SG6841都将损坏,所以也要一并更换,元器件更换后,开机后一切正常。

本故障是由于电源开关管Q801击穿,导致R811、保险丝F901烧毁,并导致SG6841烧毁,主要电源开关管击穿,都将更换SG6841,这样可以防止再次引起大面积的元件烧毁。

例3AOC LM729液晶显示器故障现象:黑屏。

分析与检修:通电开机测量电源无输出,初步判断电源停振不工作造成,经查300V电压正常,断开电源,测量开关MOS管和发射极电阻阻值均正常。在通电测IC901 SG6841关键点电压,引脚③启动电路端经测量电压只有4.6V,正常值应为16.5V,该点电压偏低,检查启动电阻R906发现阻值变大,用1MΩ电阻将R906更换后,开机恢复正常。

参考文献:

[1] 杨恒.开关电源典型设计实例精选[M].北京:中国电力出版社,2007.

[2] 周志敏,周纪海.现代开关电源控制电路设计与应用[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[3] 孙立群,褚兆利.明基FP756-12MS型LCD电源电路分析与维修[J].家电维修,2007,8(23).

作者:高自力

第2篇:矿用隔爆兼本安型ia电源电路设计与检测①

摘 要:矿用隔爆兼本安型电源是矿用电气产品的重要电源供给,其设计和检测都是矿用电气产品的设计和检测重点。该文通过三重化的电子电路设计后串限流电阻的方式进行保护,并通过瞬态能量测试方法检验其输出参数的本安符合性,试验结果显示,设计可行,检验结果在允许范围内。

关键词:本质安全电路 ia等级 隔爆兼本安电源 瞬态能量测试

随着GB3836.1-2010、GB3836.2-2010、GB3836.4-2010等系列标准的发布实施,以及近年来根据安标中心的管理要求,煤矿井下安全避险“六大系统”[1]的推广普及,ia等级的本安产品得到了推广应用,越来越多的厂家开始关注并设计ia等级的本安产品。电源是电子产品的重要组成部分,也是功率较大的部分,因而电子产品主要从电源方面入手实现防爆。因此ia等级的本安输出型电源成为了近年来本安防爆电子产品研究的技术热点,但到目前为止,针对ia等级的电源设计方法和检测方法的研究在文献中鲜为报道。

该文旨在提出一种新型ia电源的设计方法,并根据此设计给出设计要点、分析评价和检测方法,给设计者提供一个参考方向。

1 本安电气设备防爆原理和ia等级设备定义

本质安全电气设备防爆基本原理是:通过限制电气设备电路的各种参数或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能,使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物,从而实现电气防爆[2]。

ia等级本质安全型电气设备是指电路在正常工作、1个或2个计数故障时,都不能点燃爆炸性混合物的电气设备。

计数故障的定义是:符合本标准结构要求的电气设备的部件上出现的故障。非计数故障的定义是:不符合本标准结构要求的电气设备的部件上出现的故障[3]。另外,在设计ia电源时可以使用电子限流来进行功率限制,但是需使用限流电阻来限制瞬态电流。下面介绍一种使用限流电阻限流的ia电源。

2 ia电源设计

2.1 需求分析

由于煤矿井下电气设备功耗较大,矿用电源输出供电参数一般较大,该文以输入额定电压AC127V,最高输出电压Uo=16.0V,最高输出电流Io=1.0A为例,能基本满足矿用本安电气产品的供电需求。本文保护电路采用三重电子快速截流型保护方式,并采用可靠限流电阻进行瞬态能量限制,达到ia型电源的设计要求。

2.2 电路设计

2.2.1 主要电路介绍

如图1所示电路由电源变压器、整流滤波电路、直流稳压电路、三重限压限流电子保护电路和限流电阻组成。由于各个厂家的设计思路和实现方法不同,变压器需要符合GB3836.4-2010的规定,并通过变压器的最大负载电流型式试验和例行耐压试验;稳压电路可采用LM317等三端稳压器来实现,也可采用隔离DC/DC来实现;SF1、SF2、SF3为三重稳压限流电路;R为限流电阻,有效抑制瞬态电流的产生。整流滤波以及限压电路较为容易实现,但是限流电路则是设计的重点和难点,该文重在介绍过流保护电路的设计。

2.3 过流保护电路

鉴于ia电源等级的划分和本安电路的设计要求,ia电源应有三重的限压限流保护措施,下面的过流保护电路为一重,将其三重化串联入电路中即可。

该限流电路采用比较器芯片TLE2142构成一个电流可调节的精密保护电路,调节可调电阻W1设定输出电流保护值,当电路出现过流现象,场效应管Q1截止,切断输出;反之就解除保护。该电路保护电流可调节,保护特性理想,提高了可靠性,限制了瞬态能量的输出。

3 限流电阻的使用和分析评价

在本安电路的设计中,有一个很重要的概念,即额定值概念:与本安性能有关的元器件,在正常工作及故障状态下,其工作电压工作电流及功率不得大于其额定值的三分之二。下面以实例来介绍一下电阻额定值要求的方法。

由前所述,假设不存在非技术故障,则ia等级的产品检验需设置两重技术故障,针对图2所示的电路,将SF1、SF2、SF3三重保护中的任意两重去掉都依然还有一重保护在起作用。保护电路的输出参数为:Uo=16.0V,Io=1.0A,R=5Ω/10W。由于电子限流存在暂态过程,该暂态主要为电流暂态,实际输出暂态值一般都大于Io数倍,但电压一般不会超过Uo。所以此处限流电阻的大小可按Uo输出时的可靠限流电阻选择。查表A.1得,16.0V时考虑1.5倍安全系数,最大电流可允许值为3.3A,所以限流大足最小为16.0/3.3=4.85Ω,5Ω大于4.85Ω,符合阻值额定值要求。当输出Io=1.0A时,5Ω的限流电阻所允许的功率不小于1.5×1.02×5=7.5W,10W大于7.5W,符合功率额定值要求。

4 检测方法研究

4.1 测试方法

电子保护限流电路具有急剧短路的特点,该类电路不宜使用火花点燃试验来检验电路的本安符合性,而应进行GB3836.4-2010第10.1.5.3条规定的瞬态能量测试。试验测试电路如图3所示。

4.2 输出电流波形示例

通过图4、图5、图6可以看出,电流峰值明显降低,使用限流电阻保护的瞬态效应明显优于无限流电阻保护电路的瞬态效,该ia电源既保证了输出功率,又有效限制了瞬态效应。

5 结语

该文通过一种ia电源的设计,给出了有效的分析步骤和可行的检测方法,为设计者进行电路设计提供了清晰的思路,为检测检验通常进行火花点燃试验的现状提出了更为简单有效的检测方法和依据。

参考文献

[1] 安监总煤装[2010]146号.建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知.

[2] 孙纪平.矿井安全监控系统[C].中国煤炭工业劳动保护科学技术安全监控专业委员会,中国矿业大学(北京)信息工程研究所,2004.

[3] GB3836.4-2010,爆炸性环境 第4部分:由本质安全型“i”保护的设备.2010.

作者:左官芳

第3篇:一种建筑消防电源工作状态监测器的维保检测装置研发

摘 要:迄今为止,还没有发现一种现场消防电源工作状态監测器的维保检测装置,因此,没法对安装在建筑消防工程中的消防电源工作状态监测器进行检测和维保。本文介绍了笔者研发的具有多种功能新型消防电源工作状态监测器的维保检测装置,分析了该装置的电路原理以及设计构思,在建筑现场使用证明:新型消防电源工作状态监测器的维保检测装置、适合工程设备维保检测使用,并填补国内该项技术空白。

关键词:建筑消防电源 监测器 维保检测装置 研发

随着我国经济的快速发展,现代大体量建筑、公共集聚场所建筑和一类高层建筑越来越多,其消防控制中心控制着火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消防事故广播系统、防排烟系统、气体灭火系统、消火栓系统、应急照明系统等多个消防安全系统的操作,是建筑消防安全的关键,而消防控制室的火灾报警系统以及相关的消防联动设备能否正常工作,又取决于消防设备电源的工作状态。因此,在火灾情况下,如果消防设备电源不能可靠、稳定地工作,投入大量资金的消防设施可能形同虚设。近年来,因消防设备电源失控造成消防设备失灵,致使火灾蔓延的事故也一直屡见不鲜。消防用电设备和用电电源也在迅速增加的同时,由此也使电气火灾安全隐患随之增加。近年来电气火灾的发生以及所造成的损失均居各类火灾原因之首,如何防止此类安全事故的发生是人们关注的重点。检测消防电源不可靠可能引起火灾或人身安全的产品也随之发展起来,这些产品的发展和广泛应用对于减少和预防电气火灾事故的发生起着重要作用。为此,现场大量安装了用来监控消防电源工作状态是否正常的监测器,这些永久性安装在现场的设备能否正常工作也是问题,必须进行定期检测。

1 建筑消防电源工作状态监测器的维保检测装置研发必要性

消防电源工作状态监测器,是依据国家标准《消防设备电源监控系统》研制开发的,该系统由消防设备电源状态监控器,电源总线,通信总线和其连接的电流信号传感器、电压信号传感器、电流/电压信号传感器、中级模块箱等设备组成,通过传感器对消防设备的主电源和备用电源进行实时检测,从而判断电源设备是否有过压、欠压、过流、断路、短路以及缺相等故障。当故障发生时能快速在监控器上显示并记录故障的部位、类型和时间,并发出声光报警信号,从而有效保证了火灾发生时消防联动系统的可靠性。但同时出现了目前国内市场上这类检测产品使用上存在很多严重的缺陷,如准确性和可靠性问题。可是到目前为止,没发现一种现场消防电源工作状态监测器的维保检测装置,因此,没法对安装在建筑消防工程中的消防电源工作状态监测器进行检测和维保,造成安全隐患,类似的装置,存在功能不完善、使用不方便、电路结构复杂、价格昂贵、工作电源使用单一、装置重量较重等缺陷,所以极大地增加费用成本且使用场合还受到限制。

2 建筑消防电源工作状态监测器维保检测装置研发

因现有建筑消防电气设备检测仪器不符合使用要求,为此,我们从实际需要研发出一种新型的建筑消防电源工作状态监测器维保检测装置,填补目前国内该方面技术空白。

2.1 装置的情况

最新研发的建筑消防电源工作状态监测器维保检测装置,是国内以往文章还没有报导对消防电源监测器检测的方法和装置,本研究项目是研发现场维保检测有效技术和装置,并通过广东省计量科学研究院检定,使用效果良好。具有测试迅速、安全可靠等优点。是电气消防工程上非常实用的设备装置。经过多次现场使用和试验,证明功能特点如下。

(1)建筑消防电源工作状态监测器维保检测装置,由于用12V电池作为工作电源,所以尽管现场没有提供电源情况下仍然能够使用,不会受到现场维保检测条件限制。

(2)输出可调节的过压、欠压、断路模拟信号到消防电源监测器从而判断被检测装置是否工作正常。

(3)该维保检测装置结构简单,针对性使用功能强,体积少,重量轻,性能良好,适合检测现场使用的基础上研制出来的,既可以在实验室使用又适用于现场应用,新研究的装置能得到广泛应用。

2.2 电路设计

根据以上分析,设计一种建筑消防电源工作状态监测器维保检测装置,电路的设计如图1所示。

该电路的工作原理是:采用直流12V干电池作为工作电源,直流逆变电路(1)包括直流电池(4)、开关(5)、逆变器(6),逆变器(6)的作用是将12V直流电逆变成220V交流电。直流电池(4)正极与开关(5)的一端连接,开关(5)的另一端与逆变器(6)输入端正极连接,直流电池(4)负极与逆变器(6)输入端负极连接,升压欠压输出电路(2)包括升压变压器(7)、交流电压表(8)、测试端子(9)、(10),逆变器(6)的输出端一端与升压变压器(7)的一次侧一侧连接,电压调节电路(3)包括第一限流电阻(11)、可调电阻(12)、电容(13)、第二限流电阻(14)、双向二极管(15)、双向晶闸管(16),升压变压器(7)的一次侧另一侧与第一限流电阻(11)的一端、双向晶闸管(16)的第一电极连接,升压变压器(7)二次侧一侧与交流电压表(8)一端、测试端子(9)连接,升压变压器(7)二次侧另一侧与交流电压表(8)另一端、测试端子(10)连接,第一限流电阻(11)另一端与可调电阻(12)一端连接,可调电阻(12)另一端与电容(13)一端、第二限流电阻(14)一端连接,电容(13)另一端与逆变器(6)的输出端另一端、双向晶闸管(16)的第二电极连接,第二限流电阻(14)另一端与双向二极管(15)一端连接,双向二极管(15)另一端与双向晶闸管(16)的门极连接,测试时,将开关(5)闭合,调节可调电阻(12),观察交流电压表(8)读数值在220V,将开关(5)断开,确认消防电源工作状态监测器巳断电状态下,将测试端子(9)、(10)分别接到消防电源工作状态监测器上,将开关(5)再次闭合,然后调节可调电阻(12),令测试端子(9)、(10)两端输出电压达到消防电源工作状态监测器设定的过压、欠压报警值,若设备报警则正常,否则,则不正常。检测失压时将开关(5)断开观察设备报警状态。

3 使用方法及效果

建筑消防电源工作状态监测器维保检测装置研发成功后,经到现场使用证明:达到良好预期目的。其操作方法简单,具体操作方法如下。

测试时,将开关(5)闭合,调节可调电阻(12),观察交流电压表(8)读数值在220V,将开关(5)断开,确认消防电源工作状态监测器已断电状态下,将测试端子(9)、(10)分别接到消防电源工作状态监测器上,将开关(5)再次闭合,然后调节可调电阻(12),令测试端子(9)、(10)两端输出电压达到消防电源工作状态监测器设定的过压、欠压报警值,若设备报警则正常,否则,则不正常。检测失压时将开关(5)断开观察设备报警状态。

建筑消防电源工作状态监测器维保检测装置通过了广东省计量科学研究院检定。经在广东开平赤坎镇投资上百亿新建文化村以及安置工程等多项大型建筑设施消防维保检测中使用,收到很好的效果,结果表明:最新研发的建筑消防电源工作状态监测器维保检测装置,用于维保检测工程设备完全可行。完全符合国家相关标准。

4 结语

目前,没发现其他现场消防电源工作状态监测器的维保检测装置,本建筑消防电源工作状态监测器维保检测装置研发成功,产生良好的经济效益和社会效益,且填补了同行业目前国内该方面技术空白。希望在消防工程的建设中大量推广应用。

参考文献

[1] 杨卫强,汤永光,蔡鹏,等.一种剩余电流发生器研发[J].消防技术与产品信息,2012(3):41-42.

[2] 汤永光.一种建筑消防设备的电子检测装置研发[J].中国公共安全:学术版,2012(4):68-69.

[3] 汤永光.一种电子控制模拟过载电流发生器的研发[J].消防科学与技术,2013,32(2):175-176,191.

[4] 刘鸿国.电气火灾预防检测技术[M].北京.中国电力出版社,2005.

作者:汤永明

第4篇:变电站直流高频开关电源的检测与验收

摘要: 直流系统可靠与否直接关系到电网的安全,随着高频开关直流电源系统大量使用,该种电源系统的建成投运验收交接和运行检测、检查,已显得极为重要,从柜体、元器件外观的检查、整套系统电气技术参数检测都必须严格进行,并根据不同的目的进行相应项目的检查,运行中更应定期检查,及时发现存在的隐患,保证其在规定的参数下运行,以提高电池的服役年限。

Abstract: The reliability of DC system is directly related to the safety of the power grid. With the heavy use of DC power system of high-frequency switch, the built, operation, acceptance, handover and running, detection, checking of this kind of power system are extremely important. The appearance checking of cabinets and components, the electrical technology parameters of the whole system must be rigorously conducted, and according to the different goals to check the related objects. The periodical inspection in operation is necessary to find the wooden horse in time to ensure the running under specified parameters and improve the service life of the battery.

关键词: 变电站;直流高频开关电源;检测;验收

Key words: transformer substation;DC high frequency switch power supply;detection;acceptance

中图分类号:TM64 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)11-0256-02

0 引言

直流系统是变电站的操作电源,近年来,高频电源开关逐渐取代相控电源和磁放大充电设备,成为电力系统变电站直流系统的主要充电设备,其运行水平直接关系到变电站的安全运行,因此,高频开关直流电源系统的交接必须进行严格检测和验收,运行中也应定期的检测和试验,及时发现存在的隐患,同时,保证其在规定的参数下运行,以提高电池的服役年限,下面我们就高频开关直流充电电源设备的检测项目和方法进行说明。

1 一般外观检查

1.1 柜体检查

①柜体保护接地可靠,接地处无锈锈蚀有明显标志。

②门必须能灵活开闭,开启角超过90°。

③门锁可靠。用多股软铜线连接门和柜体。

④紧固连接结实、牢固。

1.2 元器件检查

①直流回路未使用交流空气断路器;其配合应符合规定,满足动作选择性的要求。

②导线、指示灯、按钮、行线槽、等排列整齐,无损坏、过热和变形。

③直流电源系统设备使用的测量表计指示准确。

④直流空气断路器、熔断器上下级应大于二级的配合级差,且要达到动作选择性的指标。

⑤同类元器件应接触可靠、插拔方便。插接件的接触可靠。

1.3 电气间隙、爬电距离

参照表1所示参数设计柜体两带电导体之间、带电导体与裸露的不带电导体之间的最小距离。

2 直流充电电源设备的现场检测项目

①绝缘电阻测量;

②工频耐压试验(有条件进行);

③电压调整功能试验;

④稳流精度试验;

⑤稳压精度试验、纹波系数试验;

⑥并机均流试验;

⑦限流及限压特性试验;

⑧保护及报警功能试验;

⑨控制程序试验;

⑩显示及检测功能试验;

{11}三遥功能试验。

3 高频电源开关设备的检测方法和标准

3.1 绝缘电阻测量

①用1000V兆欧表测量被测部位。

②柜内直流汇流排和电压小母线,当除此以外的连接支路全部断开时,要求对地绝缘电阻至少达到10MΩ。

③蓄电池组的绝缘电阻,见表2。

3.2 工频耐压试验

如果时间充裕,现场条件允许,建议进行工频耐压试验。用工频耐压试验装置对柜内各带电回路,参照表3所示参数,对其施加工作电压,并持压1分钟。若不出现绝缘击穿、闪络等缺陷,则认定试验合格。

3.3 电压调整功能试验

直流电源柜内一般装有调压装置,必须对该装置进行手动调压和自动调压试验。

3.4 高频开关稳流精度试验

①充电(稳流)电压的调节范围详见表4。

②高频开关稳流精度试验。

维持充电(稳流)状态下的充电装置,交流输入电压的变动范围基本维持在额定值的+15%,-10%之间;输出电流也基本恒定在额定值20%~100%范围内的某一数值上,稳流精度?燮±1%;输出电压的变动范围也始终不超过充电电压的调节范围内,并且用δI=(Im-Iz)/Iz×100%计算稳流精度。

式中: Iz表示输出电流整定值,Im表示输出电流波动极限值,δI表示稳流精度。

3.5 稳压精度试验与纹波系数试验

①浮充电电压调节范围:充电装置的浮充电电压调节范围详见表4。

②试验要求。

处于浮充电(稳压)状态的充电装置,交流输入电压的变动范围基本维持在额定值的+15%,-10%之间,输出电流的浮动范围也不超出其额定值的0%~100%的范围,输出电压在基本恒定在其浮充电电压调节范围内的任一数值上,稳压精度?燮±0.5%,测得电阻性负载两端的纹波系数?燮0.5%。

稳压精度计算公式:

δu=(Um-Uz)/Uz×100%

纹波系数计算公式:

δ=(Uf-Uq)/2Up×100%

各字母所对应的参数如表5所示。

3.6 高频开关电源模块并机均流试验

将设备所有模块的输出电压均整定在浮充电电压调节范围内同一数值上,所有模块全部投入,在浮充电(稳压)状态下运行。设模块总数为n+1,模块输出额定电流Ie。

在设备输出电流为50%额定值[50%×Ie(n+1)]和额定值Ie(n+1)的负载条件下,分别测量各模块输出电流,并通过下式计算相应的均流不平衡度。

均流不平衡度=(模块输出电流极限值-模块输出电流平均值)/模块的额定电流值×100%

3.7 限流及限压特性试验

使充电装置分别在浮充电(稳压)状态与(恒流)充电状态下运行,通过调整负载,测试装置的限流及限压特性。试验参数详见表4。

3.8 保护及报警功能试验

按产品技术条件设定设备的保护及报警动作值。调整所需参数值,人为模拟各种故障,设备的保护和报警动作值及保护和报警动作方式,应符合以下标准。

①绝缘监察装置(详见表6)。

②电压监察要求。

基本要求:1)过压继电器电压返回系数?叟0.95;2)欠压继电器电压返回系数?燮1.05。从设备的电压监察装置配的仪表直读数值。

③闪光报警要求。

当设备可设有闪光信号装置的,可以使用试验按钮检查动作正确与否。

④故障报警要求。

当交流电源失压(包括断相)、充电装置故障、绝缘监察装置故障或蓄电池组等熔断器熔断时,设备应能可靠发出报警信号。

3.9 监控装置控制程序试验、监控装置显示及检测功能试验、三遥功能试验监控装置控制程序试验包括充电程序、长期运行程序和交流中断程序的试验。监控装置显示及检测功能试验需要人为模拟故障,使设备自动预警,检查其动作值、设定值是否达到相关技术标准。三遥功能试验涉及遥信试验、遥测试验和遥控试验三项内容。应该严格按技术规程操作,确保试验数据可靠。

参考文献:

[1]直流电源系统技术标准[S].国家电网公司.

[2]直流电源系统检修规范[S].国家电网公司.

[3]直流电源系统运行规范[S].国家电网公司.

第5篇:什么牌子的移动电源好?移动电源品牌

移动电源已经成为手机的必备佳偶,然而现在市场上的移动电源虚标严重,品牌更迭迅速,产品缺乏标准、规范。低劣产品充斥着移动电源的市场,爆炸、自燃的事件时有发生,严重威胁着消费者人身与财产的安全。由于对移动电源市场认识不清,选择哪个牌子的移动电源?已经困扰了无数的消费者。接下来小编就为大家简单介绍几家信誉、口碑和产品质量都比较不错的移动电源品牌。

1、移动电源品牌

移动电源品牌在国内非常的多,不过很多品牌因为各方面的原因,慢慢的被市场淘汰。经过多年的竞争、发展还能生存下来的移动电源老品牌有西诺、品胜、品能、羽博、电小二等厂家。这些品牌的移动电源都已经得到了消费者的认可,产品的质量和口碑都比较不错,售后服务也有保障。另外,小米凭借着自身的品牌影响力,成功的进入移动电源市场,也是比较可靠的。

2、性价比较高的移动电源

正如上面所说,小米进入了移动电源市场,以性价比高而著称的小米所销售的移动电源,性价比也同样的高。10400毫安移动电源,铝合金外壳,采用进口LG电芯,售价69元,这样的产品对大部分的消费者来说都有很大的吸引力。

3、创新型的移动电源

西诺作为极少数生存下来的老牌移动电源企业之一,旗下的产品也都通过了各项安全认证,特别是在2014年初首创了神奇充电宝,这款产品的特点是采用主体+能量块分体叠加式设计,能无限扩展容量,也能随意缩小体积,做到了容量想大就大,体积想小就小,解决了目前市场上移动电源大容量和小体积不能共存这一矛盾,还采用了撞色设计,颜色能随意搭配、组合,让移动电源与众不同。西诺也承诺了7天内无条件退货,365天内产品出现质量问题不用修免费换新,让我们一起见证吧

4、实体店最多的移动电源

品胜和西诺一样,也是极少数生存下来的移动电源老品牌之一,品胜与其他企业的销售模式不同,采用的传统的销售模式,其实体店遍布全国各地,售后服务有保障。品胜还全力构筑O2O电商模式,打造属于自己的电商平台,宣布百城当日达,提高了用户体验,旗下的电霸也是一款比较不错的移动电源。

5、总结

移动电源虽然解决了手机关键时刻断电这一难题,但是劣质的移动电源存在着很大的安全隐患,所以小编要告诉大家的是,选择移动电源不要单纯的考虑价格,要考虑产品的质量、安全、服务、品牌等各方面的因素,要为自己的安全负责!

第6篇:逆变电源开关电源设计基本常识

OFweek电力网

逆变电源开关电源设计基本常识

电源,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。

OFweek电力网

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。

第7篇:西诺移动电源 万能充电宝 问号移动电源

第一名:Moka慕卡 第二名:三洋 第三名:爱国者 第四名: 品胜 第五名:飞毛腿 第六名:力杰 第七名:羽博 第八名:太空步 第九名:品能 第十名:Mili

手机安全充电常识

1、 手机充电时,将手机关机。这个方法可以保证使用者不会触点,但是对于大多数人来说,边充电边玩手机已经形成了习惯,而关机充电,也容易漏接电话,造成不便。

2、 使用备用电池充电。电池和机身分离,这个方法还算可行。但是对于苹果用户来说,这个方法就极为坑爹了。

3、 使用安全移动电源。人体安全电压是35V,安全移动电源的电源是5V。直接断绝了手机与220V直流电的接触。而且安全移动电源携带方便,可以随时充,随地充。从根本上保证了人身安全。

Moka(慕卡)安全移动电源【商务型:i6】20000毫安大容量,首款不发烫、无辐射、京东天猫有售

移动电源与充电宝有什么不同

西诺移动电源 万能充电宝 问号移动电源

移动电源英文名称叫做powerbank,用通俗的话来说,叫做“电池储蓄的银行”,移动电源早在2002年就出现市场,如果那个时候没有智能机这样的概念,或者说智能机还没有大量的进入普通用户的概念,所以移动电源到2009年左右,在国内市场都是默默无闻的,直到2011年的下半年,移动电源才正式跃居数码舞台,从此一发不可收拾。

充电宝,其实是移动电源在中国一种更加通俗的说话,就是可以用来随时进行充电的宝贝。移动电源就是充电宝,只是一个东西两种概念罢了,目前移动电源的容量一般在3000~10000左右,更大的也看到产品达到了54000mAh,不过那价格绝对是不是普通人能买得起的。

Moka(慕卡)安全移动电源【女性专用型:m3】10000毫安.流线型设计,女性专用、无辐射、京东天猫有售

关于移动电源转化率

移动电源转换率,以前不为诸多消费者所知道,在消费者的眼里,认为移动电源,充电宝标示多少容量就是多少容量,其实这是一个错误的认识观念。因为世界任何万物都有电阻,那么电阻是会损耗一部份电压性能的,移动电源标称的5000mAh输出5V电压之后,必定进行一定的损耗。

损耗一般在三个方面:

1、 移动电源本身的PCBA保护板。PCBA保护板用来防过放过充以及升压降压功能。在这部份的损耗极少一部份。

2、 线材。就是我们用来连接的USB线财,这个部份如果使用质量不好的,损耗比较大,从我们的一次测试数据,大概损耗了将近20mAh,证明了使用的线材也是至关重要。

3、 手机或者数码设备本身。这一块也相对来说,电阻值仅次于PCBA。具体的数值,是需要根据不同的手机来决定的。

目前市场上移动电源的产品,平均数据大概是在80%左右。有些优秀的移动电源在转换率达到了90%以上,低的竟然不到70%。这就是真坑爹的产品。因此消费者在购买的时候,请留心此参数。以后移动电源网在做评测的时候,也会使用一些专业仪器来做测试。请消费者可以不时关注。

Moka(慕卡)安全移动电源【坚固型:i8】10000毫安,首款踩不烂、无辐射、京东天猫有售

移动电源实际输出容量问题

移动电源实际输出容量是移动电源非常重要的一个参数,很多消费者把移动电源的标称容量当做是移动电源的实际输出容量,这是一个误区。其实移动电源的标称容量是移动电源电芯的容量,实际输出容量肯定小于标称容量,下面移动电源小编给大家详细讲解移动电源的实际输出容量。

移动电源的实际输出容量是:移动电源在产品标称输出电流恒流给手机等数码产品充电所能输出的电量。通俗来说就是移动电源实际能给手机被充电数码产品充到的电量。因为移动电源的电芯电压为3.7V,而给手机等充电时得通过PCBA升压至5V,也就是通常说的转换率,另外还有连接线的损耗,所以,移动电源实际输出的容量一定小于移动电源电芯的容量。

Moka(慕卡)安全移动电源【迷你型:i7】12500毫安,小巧便携、无辐射、京东天猫有售

西诺移动电源 万能充电宝 问号移动电源 移动电源单芯片控制5V充放电

移动电源方案:单芯片控制5V/1A充放电。

移动电源方案功能要求:

1、单芯片控制充电、升压输出、电量指示功能,输出电流可达1A,效率90%以上。

按开关键开机6灯频闪几次后待机, LI为充电指示,L2频闪指示有输出。L2I常亮为输出充满指示,L3-L6为电量指示。在输出时L2频闪。充电时LI频闪。当有负载设备连接时自动输出,无负载电流转为待机。

当按开关工作后,无负载(无操作)10秒自动关机。

2、移动电源方案,单芯片控制为内电池充电、升压输出、电量显示、边充边放;输入电压5V、300-1000MA,输出电压5V、;输出电流可达1A,输出效率90%以上。

1)、电性能参数:

USB输入电压:DC 5V 输出DC5V。

第8篇:当今电源产业及电源技术的发展趋势

多学时电子技术专题报告

时间:2013春季学期班级:学号:姓名: 当今电源产业及电源技术的发展趋势

摘要:电力电子技术的发展带动了电源技术的发展,而电源技术的发展有效地促进了电源产业的发展。迄今为止电源已成为非常重要的基础科技和产业,并广泛应用于各行业,其发展趋势为高频、高效、高密度化、低压、大电流化和多元化。同时,封装结构、外形尺寸日趋国际标准化,以适应全球一体化市场的要求。

关键词:发展趋势;电源产业;标准化

一、速向多元化技术发展

电源设备用以实现电能变换和功率传递,是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。现今已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。在信息时代,上述各行各业都在迅猛地发展,发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求。如节能、节电、节材、缩体、减重、防止污染,改善环境、可靠、安全等。这就迫使电源工作者在电源研发过程中不断探索,并利用各种相关技术,做出合格电源产品,以满足各行各业的需求。显然,电源技术的发展将带动相关技术的发展,而相关技术的发展反过来又推动了电源产业的发展。当前在电源产业,占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC/DC开关电源、DC/DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压直流稳压电源、绿色照明电源、化学电源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆变电源、风光互补型电源等。而与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监测技术、智能化充电技术、微机控制技术、集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。

二、价格比是赢得市场占有率的永恒主题

产品价格、性能指标、品牌效应及使用寿命一直是用户最关心的问题。纵观国内外几家知名电源厂商及世界顶级电源供应商都面对同样的压力,即价格之争、性能拼比、产品的精益求精以至艺术化竞争,特别是在信息时代,由于信息网络给用户带来网上定货采购的可能,这使产品价格变得日趋公开,迫使每个电源供应商苦思冥想寻求降低成本的一系列措施,尽量提高性价比,以赢得市场占有率。

1、用户最关注的性能指标

电气性能指标:除特种电源外,一般线性和开关电源均有数十项指标,但最常提及的指标有输出电压精度、电网调整率、负载调整率、温度系数、输出纹波及噪声、输入反射纹波电流、输入共模噪声电流、保护性能及效率等。上述指标必须用合格的测试设备与标准的测试方法,经测试合格后交给用户。需要指出的是,各项性能指标以满足用户要求为宜,不必过分追求高指标而无形地增大电源的体积、重量和成本。

可靠性、安全性与质量:质量是企业的生命线,纵观改革开放以来,我国企业的发展史,无不说明质量在企业的兴衰中起着举足轻重的作用,尤其在我国加入WTO后,电源设备必将进入国际市场,大家必须遵从国际贸易协定的共同准则,必须加快融入全球一体化的步伐。企业必须接受安全、质量体系等种种标准化规范的认证。当今的电源企业决不能把质量狭义地理解为企业的产品质量,而应广义地理解为企业的全面质量。因此,企业应按ISO9000标准进行质量认证,明确自己企业的质量目标和质量方针,对全员进行质量教育,把产品质量贯穿于设计、生产和用户服务的全过程,生产出技术先进、质量保证的优质产品,供应国内外市场。

关注EMC设计水平:电磁兼容是研究在有限空间、时间以及频谱资源条件下,各种电气、电子设备可以共存,并不引起性能降低的专门学科。它是伴随着无线电电子学中高频、特高频应用的发展而发展起来的。电磁兼容其实质含义是,一方面设备或系统产生的电磁骚扰,不应对周围设备造成不能承受的干扰,也不应对周围环境造成不能承受的污染;另一方面设备或系统对来自周围环境中的电磁干扰应具有足够的抗御能力。要做到这些,相当困难,设计者必须通过学习和大量的实践,深刻认识电磁兼容的真正含义和产生干扰的途径,采取有效措施进行EMC设计。如:加电网滤波器,采取无源补偿方案,以有效地抑制传导干扰;加各种屏蔽措施,以抑制辐射干扰;加RC吸收网络于电路的适当部位以吸收开关尖峰;利用各种软开关技术,保证开关器件在零电压下导通,零电流下关断,以减小过高的电流、电压梯度所带来的严重电磁干扰;合理设计印制板,合理的地线布局等都会减小电磁干扰。总之,电磁兼容技术发展很快,用户对电磁兼容的要求也会愈来愈高,值得电源供应商倍加注意。

齐全的保护功能:目前,电源中所使用的功率器件价格较贵,其控制电路也比较复杂,另外,电源的负载中一般都含有大量的集成化程度很高的器件,这些器件一般耐受电、热、冲击能力都较差,因此,电源的保护应兼顾本身和负载的安全。目前保护的种类很多,如:极性保护、程序保护、过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护等。由于电源的种类很多,用途各异,所以,对保护的要求也各有侧重,具体保护的设置应按具体要求而定。电源中加了保护电路后,势必增加元器件,反过来又会影响系统的

可靠性,为此要求保护电路本身的可靠性一定要高,以提高整个系统的可靠性,进而提高电源本身的MTBF,这就要求保护的逻辑严密,电路简单,元器件最少,除此而外还要考虑所保护电路本身出现故障的维修度,确保电源的正常工作和高可靠性。

2、降低成本的主要途径

降低成本的主要途径如下:采用先进的产品设计管理模式,尽力缩短产品研发周期;

加强全员质量意识,把产品质量贯穿于设计和生产的全过程,力争产品一次合格率100%,确保合同履行率100%与顾客满意度100%;电源产品的性能以满足用户为宜,不须过分地追求高指标并合理地选择元器件、原材料,尽可能地降低成本;重视人才资源管理,走以人为本的路子,不但要培养、尊重和爱护人才,还要合理地安排和使用,有效地发挥其作用,绝不浪费人才资源;以最大的信息量和信誉度加大市场占有率和资金回收率。

三、高频、高效、低压大电流化、标准化是开关电源的发展趋势

1、封装结构上正朝着薄型和超薄型方向发展

以前标准模快的高度是12.7mm(0.5英寸),最近已下降到9.53mm(0.375英寸),一般客户要求薄型封装尺寸为7.5mm(0.295英寸),8.5mm(0.335英寸),10mm(0.394英寸)。外形尺寸趋于国际标准化尺寸,多为1/

8、1/

4、1/

2、3/4和全砖式结构,输出端子相互兼容的设计日趋明显。模块内部控制电路倾向于采用数字控制方式,非隔离式DC/DC变换器比隔离式增长速度快,分布式电源比集中式电源发展快。

2、低电压大电流化

随着半导体工艺等级未来十年将从0.18μm向50nm迈进,芯片所需最低电压最终将变为0.6V,但输出电流将朝着大电流方向发展。

3、高效化

应用各种软开关技术,包括无源无损软开关技术、有源软开关技术(如ZVS/ZCS谐振、准谐振)、恒频零开关技术、零电压、零电流转换技术及目前同步整流用MOSFET代替整流二极管都能大大地提高模块在低输出电压时的效率,而效率的提高使得敞开式无散热器的电源模块有了实现的可能。这类模块是当今世界模块发展的潮流,必将得到广泛应用。随着器件性能的改变,电源效率即将达到92%(5V)、90%(3.3V)、87.5%(2V)。

4、电流和高密度化

1991年高功率密度定义为每立方英寸输出功率25W,以后逐年增加,1994年为每立方英寸36W,1999年为每立方英寸52W,到2001年为每立方英寸96W,现在每立方英寸达数百W。在全球范围内高功率密度直流转换模块市场以每年16.8%的增长速度向前发展。输出电流将增长到半砖80A、1/4砖50A。目前,日本TDK公司推出新一代分布式隔离型DC/DC转换器,其参数为1/4砖输入电压42V~58V、输出电压12V、输出电流27A、效率为95%,功率密度已达每立方英寸236W;1/8砖输入电压42V~58V、输出电压12V、输出电流13.5A、效率为95%,功率密度已达每立方英寸214W。

5、频化

为了缩小开关电源的体积,提高电源的功率密度并改善动态响应,小功率DC/DC变换器的开关频率已由现在的200kHz~500kHz提高到1MHz以上,但高频化又会产生新的问题,如开关损耗以及无源元件的损耗增大,高频寄生参数的影响以及高频电磁干扰增大等。

四、流电源产品离不开先进的元器件及先进的工艺

1、器件的发展是电源技术发展的基础

功率MOSFET是目前最快速度的功率器件。目前较先进的水平电压可达1200V,电流可达60A,频率可达2MHz,导通电阻可达0.1Ω左右。提高器件耐压,同时减小其导通电阻仍是今后MOSFET的主要研究方向。

绝缘栅双极型晶体管IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的电力电子器件,它的控制极为绝缘栅控场效应晶体管,输出极为PNP双极功率晶体管,因而具有两者的优点,而克服了两者的缺点。目前耐压可达6.5kV,电流可达1.2kA,今后的主攻方向仍是扩大容量,减小内阻,以减小导通损耗。由于IGBT经常工作在高频、高压、大电流状态下,又由于电源作为系统的前级,易受电网波动、雷击影响,容易损坏,故IGBT的可靠性直接影响电源可靠性,所以,在选择IGBT时,除作降额考虑外,对IGBT的保护设计也极为重要。

IGCT是GTO的更新换代产品,它应用了分布集成门极驱动,浅层发射极等技术。器件的开关速度有一定提高,同时减少了门极驱动的功率,应用方便,IGCT的出路仍然是高电压、大容量。

2、器与磁性元件

随着电力电子技术的发展和成熟,人们逐渐认识到磁性元件不仅是电源中的功能元件,同时其体积、重量、损耗在整机中也占相当比例。据统计,磁性元件的重量一般是变换器总重量的30%~40%,体积占总体积的20%~30%,对于模块化设计的高频电源,磁性元件的体积、重量所占的比例还会更高。另外,磁性元件还是影响电源输出动态性能和输出纹波的一个重要因素。因此,要提高电源的功率

密度、效率和输出品质,就应对减小磁性元件的体积、重量及损耗的相关技术进行深入研究,以满足电源发展的需要。

对于低、中频电源的变压器,建议采用R型变压器,其特点是损耗低,体积小,无噪声,抗干扰能力强。目前发展状况是单相功率范围已扩展到1VA~100kVA,三相功率范围已扩展到315kVA。未来主攻的方向是设法克服应用中冲击电流比较大的缺点。

对于高频变压器,主要用于各种形式的开关电源,频率为20kHz~500kHz,功率可做到数十kW,所用材料主要是非晶、微晶、超微晶、软磁铁氧体材料。当变压器工作频率大于700kHz时,变压器中的涡流损耗将急剧增加,约占总损耗的80%,为减小其损耗,必须在功率铁氧体材料中加纳米添加剂,从而出现了用纳米晶软磁合金和纳米晶磁材制成的各种变压器。当前比较好的有日本TDK公司、FDK公司所提供的高频磁芯和德国VAC公司所推出的超微晶磁材,这种磁材具有非常高的初始导磁率,一般高达几万,而材料所使用的频率为300kHz~1MHz,中心频率为500kHz。

目前,磁性材料最高工作频率可达1.5MHz,这就是我国浙江天通公司所研制的MnZn铁氧体TP5A材料。以上这些材料所制成的变压器有贴片式变压器、印制焊接式变压器、变压器模块、各种形式的分体式变压器、插入式变压器、PCB平面变压器及多层线路板平面变压器。而平面多层变压器,目前佩顿公司已能提供功率为5~25kW,频率为50kHz到2MHz的一系列PM产品,预计最近几年电源变压器需求旺盛,已成为迅速发展的热门产品,而电子变压器未来发展的目标是轻量、高效、高密度化,电源变压器发展的目标是表面安装、高功率和高压化。

3、成技术的发展和应用

所谓磁集成技术,就是将变换器中的两个或多个分立磁体绕制在一副磁芯中,从结构上集中在一起。集中后的磁件拟称为集成磁件,通过一定的耦合方式,合理的参数设计,能有效地减小磁体的体积和损耗。在一定应用场合,还可以减小电源输出纹波,提高电源输出的动态性能。另外,磁集成技术明显能减小连接端,可有效地减少大电流场合端子的损耗。

集成技术的发展历史已有70余年,目前已能实现电感与电感集成,电感与变压器集成,并广泛地应用于电压调整模块、功率因数校正、谐振变换器等场合,随着未来电源的发展,新型磁性材料和磁芯将不断涌现,势必对磁集成技术提出更高要求,所以,此技术今后的主攻方向仍然是进一步拓宽磁集成技术的应用领域,扩大应用场合,不断研究适用于新的磁性材料与磁芯结构的磁集成技术,为电源缩体,减重做贡献。

上一篇:独立基础下一篇:公共设施