由于输人端有整流元件和滤波电容,许多由整流电源供电的电子设备,使市电输人端的功率因数仅为0.6~0.65。用有源功率因数校正技术( 简称APFC)可以把输入功率因数提高到0.95~0.99,使输人电流的THD小于10%,既可以治理对市电电网的谐波“污染”,又可以提高开关电源 的整体效率。单相APFC国内外开发较早,技术也比较成熟;三相APFC则类型较多,还有待进一步的研究与发展。
一般的高功率因数AC/DC开关电源由两级主电路组成。在整流器和DC/DC转换器之间,加一级前置PFC转换器,使交流输人端的功率因数提高到 接近于1,同时又使输出直流电压可以调整。两级高功率因数AC/DC开关电源,至少需要两个主开关管和两套控制驱动电路。对于小功率开关电 源,采用两级主电路结构,总体效率较低、成本较高。
如果对输人功率困数的要求不特别高时,用PFC转换器和后级的DC/DC转换器组合成一个主电路,构成单级高功率因数AC/DC开关电源,只用一 个主开关管就可以把功率因数校正到0.8以上,并使输出直流电压可调,这种主电路结构的转换器称为单管单级(Sing1e SwitchSing1e Stage, S4)转换器,即S4PFC转换器。例如,一种隔离式S4PFC AC/DC转换器,前置PFC转换器采用DCM运行的Boost转换器,后置电压调节器主电路为反激 式转换器,按照CCM或DCM运行;两级电路合用一个主开关管。当然,如果加有源钳位或其他软开关技术,还需要一个辅助开关管,称为单级 (Sing1e Stage,S2)有隔离功率因数校正软开关电源。
香港理工大学报道了S2有隔离功率困数校正软开关电源的实验结果:80V/W·150 kHz,效率86.5%,功率因数0.98,THD 13%,输入/输出电 压分别为110V AC和280V DC。
关键字:开关电源 转换器 功率因数
编辑:探路者 引用地址:开关电源转换器有源功率因数校正技术
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用高效开关电源优化高速通记产品的电源设计
高速通讯产品(如ADSL、ROUTER等)通常需要一路或多路低电压供电电源, 如3.3V、2.5V,甚至1.8V,由于MCU或DSP处理速率很高,因此消耗电流也很大,比如16路ADSL局端板的3.3V电源需要高达8A的电源,而1.8V电源需要的供电电流则更大(达10A)。虽然传统的开关电源模块能够满足上述要求,但在成本、体积、热损耗等方面仍给电流设计为员带来很大的压力。因此,本文介绍几种优化电源设计的实际电路,以供参考。
1 利用开关电源模块
众所周知,开关电源模块具有使用简单、可靠性高、EMI噪声低等优点,因此深得产品设计为员的喜爱,并成为通讯电源的首选方案。传统的通讯产品需要的电源数目较少,且通常以+5V为
[电源管理]
VIPer53设计的12V/4A 的原边反馈的开关电源电路
如图是一个应用VIPer53设计的12V/4A 的原边反馈的开关电源,其输入电压范围为 165~265Vac,电源的工作频率是100kHz。此方案针对输出电压精度不是很高的,且成本低 廉的应用场合。
图 2 VIPer53 构成的12V/4A 原边反馈控制的开关电源 在变压器原边并联的 R1、C3 和D1 为缓冲电路,用于消除变压器原边关断瞬间的漏感 造成的尖峰电压,D3、R4 和C4 组成VIPer53 辅助电源提供电路,R2 和C5 组成VIPer53 的 振荡网络,意法半导体提供了很方便的参数配置图,参见图3。R3 和C6 共同组成一个比例 积分的补偿网络来控制系统的瞬态响应速度。当输出回路负荷变化时,流过场效
[电源管理]
基于TOPSwitch-GX系列的多输出开关电源
1 引言
多路输出开关电源广泛应用在各种复杂小功率电子系统中,就多路输出而言,通常只有输出电压低、输出电流变化范围大的一路作为主电路进行反馈调节控制,以保证在输入电压及负载变化时保持输出电压稳定,由于受变压器各个绕组间的漏感和绕组电阻等的影响,辅助输出电压随输出负载的变化而变化,通常,当主输出满载和辅助输出轻载时,辅助输出电压将升高,而当主输出轻载和辅助输出满时,辅助输出电压将降低,这就是多路输出的负载交叉调整率问题,笔者基于 TOPSwitch-GX系列设计了一种多路输出开关电源,很好的解决了多路输出的负载交叉调整率问题,该电源在各种工况下都能稳定输出,主输出电压纹波小于3%,各路辅助输出纹波小于5%,负载交叉调整率
[应用]
300MSPS高速10位D/A转换器AD9751
摘要: AD9751是一种转换速率可高达300MSPS的高速数模转换器,它具有双端口输入、转换精度高、速度快、功耗小、成本低等诸多优点。同时具有优异的交、直流特性,可广泛应用于需要数据转换的应用场合,同时可拓展高速数据系统中的应用。文中介绍了AD9751的主要特点和工作原理,讨论了它的内部PLL及高数字接口等应用问题。
关键词: 高速A/D转换
PLL 高速数据接口 AD9751
1 概述
AD9751是一个双输入端口的超高速10位CMOS
DAC。它内含一个高性能的10位D/A内核、一个基准电压和一个数字接口电路。当AD9751工作于300MSPS时,仍可保持优异的交流
[应用]
基于P89V51RD2的功率因数测量仪设计
1 引言
功率因数是电力供电系统重要参数之一,将直接影响电网供电质量。随着电力电子技术的发展,各种电力开关器件在工业现场中得到广泛使用.使得电网高次谐波污染十分严重.甚至影响到功率因数的测量。
这里介绍一种以P89V51RD2型单片机为控制核心的功率因数测量仪,采用电流和电压信号的门限电压值的“过零检测”技术,实现信号功率因数的测量。该测量仪具有硬件电路结构简单、实用、测量精确度高、抗干扰能力强等特点,可用于各种电力应用场合的功率因数测量。
2 系统设计方案
2.1 系统设计技术
功率因数是交流电路中电压与电流之间的相位差φ的余弦。功率因数测量包括交流电压与电流相位测量和余
[测试测量]
同步降压转换器的设计方案
设计降压转换器并不是件轻松的工作。许多使用者都希望转换器是一个盒子,一端输入一个直流电压,另一端输出另一个直流电压。这个盒子可以有很多形式,可以是降阶来产生一个更低的电压,或是升压来产生一个更高的电压。还有很多特殊的选项,如升降压、反激和单端初级电感转换器(SEPIC),这是一种能让输出电压大于、小于或等于输入电压的DC-DC转换器。如果一个系统采用交流电工作,第一个AC-DC模块应当产生系统所需的最高的直流电压。因此,使用最广的器件是降压转换器。
使用开关稳压器的降压转换器具有所有转换器当中最高的效率。高效率意味着转换过程中的能量损耗更少,而且能简化热管理。
图1显示了一种降压开关稳压器的基本原理,即同步降压
[电源管理]
SPEIC转换器的设计
1、介绍
在SPEIC(单端初级电感转换器)设计中,输出电压可以低於或者高於输入电压。图1所示的SPEIC使用两个电感L1和L2,这两个电感可以绕在同一个磁芯上,因为在整个开关周期内加在它们上面的电压是一样的。使用耦合电感比起使用两个独立的电感可以节省PCB的空间并且可以降低成本。电容Cs把输出和输入进行绝缘并且为负载短路提供保护。图2和图3是SPEIC的电流流动方向和开关波形。
图1、SPEIC的结构
图2、SPEIC电流流向(上∶Q1处於开期间;下∶Q1处於关期间)
图3、SPEIC的开关波形(VQ1∶Q1漏源电压)
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[应用]
开关电源开发过程中产生浪涌电流的原因
在各种过去和现在常用的电源中,开关电源是很普及的,一般可以满足任何设计要求。这种电源很经济,但在工业设计中也存在一些问题。这就是很多开关电源(特别是大功率开关电源),都存在一个固有的缺点:在加电瞬间要汲取一个较大的电流。这个浪涌电流可能达到电源静态工作电流的1O倍~100倍。由此,至少有可能产生两个方面的问题。第一,如果直流电源不能供给足够的启动电流,开关电源可能进入一种锁定状态而无法启动;第二,这种浪涌电流可能造成输入电源电压的降低,足以引起使用同一输入电源的其它动力设备瞬间掉电。 传统的输入浪涌电流限制方法是串联负温度系数热敏限流电阻器(NTC),然而这种简单的方法具有很多缺点:如NTC电阻器的限流效果受环境温度影响较大、
[电源管理]