电源技术范文

时间:2023-03-20 20:13:04

电源技术

电源技术范文第1篇

《电源技术》(CN:12-1126/TM)是一本有较高学术价值的大型月刊,自创刊以来,选题新奇而不失报道广度,服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。

《电源技术》主要服务对象是从事化学与物理电源研究、研制、生产的科技工作者,科技管理工作者,有关专业的高等院校师生及部分用户,与电源相关行业的研究、研制、生产者。

电源技术范文第2篇

2.松下4 Ah 18650型锂离子电池 贾旭平

3.从IMLB2010看锂电池技术发展 天津电源研究所化学与物理电源技术重点实验室

4.国内锂电池材料上市公司分析

5.新能源汽车待兴起锂离子电池写传奇

6.碳热还原法制备LiFePO4/C及其电化学性能的研究 尹艳红,闫林林,范志娟,谷继峰,杨书廷

7.锂离子电池负极材料α-Fe2O3的水热合成与性能研究 李娟,任保平

8.聚合物锂离子电池温升及散热特性研究 李茂德,李义,周方

9.从废旧锂离子电池浸出液制备Co3O4微球 梅光军,李莹雪,叶聪

10.碳酸亚乙烯酯添加剂对锂离子电池性能的影响 蒙旭亮,李敏翠,邢丽丹,许梦清,李伟善

11.水热法制备锂二次NiS正极材料 赵群,韩恩山,刘吉云,周从雨

12.纳米锡/聚丙烯腈热解碳复合负极材料的研究 马腾波,任建国,陈宁,赵海雷,何向明

13.一次颗粒高温动力型锰酸锂制备方法 郝伟

14.沉淀法合成阳极材料NiO及其SOFC性能研究 郭为民,凌新龙,乐志文,陈晓伟

15.阳极掺杂纳米二氧化硅对PEMFC性能的影响研究 郝立星,俞红梅,宋微,缪智力,邵志刚,衣宝廉

16.燃料电池发电系统的能量管理控制 姜志玲,陈维荣,刘小强,戴朝华

17.一体式再生燃料电池双效膜电极的研究 张新荣,童莉,孙毅,王涛,张伟,刘向

18.泡沫镍载铂催化硼氢化钠水解制氢 苏润华,肖慧,林坚标

19.键合集成AlGaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs太阳电池组分与厚度对效率的影响 张玮,伍萌佳,陈鸣波

20.遵义市季节性路灯光伏系统的可行性探讨 杜忠明,熊飞峤

21.基于卡尔曼滤波器的蓄电池剩余容量估算法 李秉宇,陈晓东

22.铅酸蓄电池正极板栅用铅-硒合金的研究 邱婵珍,李爱菊,窦传龙,张伟,陈红雨

23.电动汽车电池系统在线维护技术的研究 宫学庚,马宇坤,王颖,梁枫

24.吡唑啉酮钴配合物的合成及电催化性能 聂雪,彭运林,屈景年,蒋金芝,唐有根

25.航天用氢镍蓄电池P-T曲线充电控制方法研究 赵海峰,马卉,杨亮,冯利军

26.FISCO系统"ia"类隔离电源的解析与设计 施云贵

27.EMI滤波器高频寄生参数分析 杨玉岗,许平静

28.基于IGA的PID控制软开关静止变流器的研究 周伟,冀捐灶,郭庆,刘栩,王力功

29.磷酸铁锂材料的改性研究进展 付亚娟,郭春雨,郝明明,韩宇,高英,刘兴江

30.锂电池正极材料磷酸铁锂的研究现状与展望 李渊,李绍敏,陈亮,刘恒

31.管式固体氧化物燃料电池模型研究进展 张文书,张会生

32.新型碳材料在染料敏化太阳电池中的应用 李艳,王洪涛,庄全超,方亮

33.镁二次电池的研究现状 石春梅,曾小勤,常建卫,努丽燕娜,丁文江

34.超级电容器应用展望 刘春娜

1.信息动态

2.杜邦公司太阳电池专用新型材料——导电浆料Solamet PV16x系列 贾旭平

3.中国·英利,赢在世界杯

4.欧洲太阳电池行业投资分析及前景预测

5.晶硅与薄膜太阳电池市场概述

6.质子交换膜燃料电池燃料饥饿现象 梁栋,侯明,窦美玲,燕希强,邵志刚,衣宝廉

7.Ce0.8Y0.2O1.9电解质的制备及性能 张丽,黄建兵,张萍,左宁,毛宗强

8.氢-空气质子交换膜燃料电池系统建模与分析 张建琴,刘向,路林吉,李国欣

9.热轧对Mg-Li-Al-Ce合金电极放电性能的影响 杨丛荣,汤胜,李云虎,王贵领,曹殿学

10.溶剂与pH值对溶胶凝胶法制备LiFePO4/C的影响 林燕,高明霞,俞永标

11.溶胶凝胶法制备磷酸亚铁锂的研究 张慧,王殿龙,王崇

12.纳米铁锡钴复合氧化物的制备与电化学性能 刘斌,胡文胜,宋彬,贾殿赠

13.镁离子掺杂对Li4Ti5O12/C结构和电化学性能的影响 尹艳红,范志娟,闫林林,谷继峰,杨书廷

14.基于EKF的动力锂电池SOC状态预测 范波,田晓辉,马建伟

15.纳米锡镍复合氧化物贮锂材料的研究 袁正勇,张慧波,陈亚东,孙聚堂

16.锂离子电池Sn-Co-C复合负极材料的合成与研究 闫润宝,任建国,赵海雷,何向明,蒲薇华

17.液晶离聚物/聚苯胺导电复合材料的研究 张爱玲,,吕震乾,李三喜,王松

18.ER48660型锂/亚硫酰氯电池热分析 王艳峰,胡欲立,王家军

19.锂离子电池安全阀激光扫描焊接 许宝忠,刘铁根,王萌,李梅,张国顺

20.锂离子电池工序中锂镍钴锰的结构变化 陈朝阳,汪业喜,章金晶,杭先霞

21.LiFePO4/C正极材料的制备及电化学性能 胡时光,张红梅,曹湖军,张天静,李朝晖,雷钢铁

22.Mo对储氢合金RE0.78Mg0.22(Ni0.84-xCo0.15Al0.01MOx)3.5的结构及电化学性能的影响 汪保国,杨传铮,,张灏,夏保佳,何丹农

23.高功率阀控式密封铅酸蓄电池的设计 项文敏,唐明跃,沈焕刚,王金玉

24.直通管模型气体扩散电极的电流分布计算 朱梅,徐献芝,吴飞

25.纳米添加剂对镍氢电池正极电化学性能的影响 陈其猛,易双萍,赵渺,王震虎,朱燕娟

26.基于半导体温差发电的数码设备充电装置 黄学章,徐冰,张韬,包涵,郭智群

27.一种低压低功耗Rail-to-Rail运算放大器的设计 邹国辉,颜永红

28.基于有限元仿真的反激变压器优化设计 耿晓静,羊彦,景占荣

29.光伏并网系统中的数字锁相环 李玲,谢利理,脱秀林,秦旭

30.关于提高LiFePO4振实密度的研究进展 时喜喜,郭春雨,易炜,付亚娟,郝明明

31.PVDF凝胶聚合物电解质的研究进展 丁银,阮艳莉,汤恩旗

32.太阳能热发电技术最新进展与前景研究 孙德胜,陈雁

1.信息动态

2.国家产业政策调整电动车发展借东风 刘春娜

3.雪佛兰Volt电动车用T型电池组

4.丰田的新能源汽车

5.做绿色环保的铅酸蓄电池——访铅酸蓄电池专家陈红雨 李蔚

6.不同碳源制备LiFePO4/C复合正极材料 孙学磊,戴永年,姚耀春

7.共沉淀法制备LiNi0.5Mn1.5O4正极材料及其性能 林晓园,陈立宝,王太宏

8.锂离子电池用电解铜箔的择优取向 陈朝阳,章金晶,杭先霞,汪业喜

9.不同阴离子对MnO2结构、形态和电化学性能的影响 陈喻娟,文建国,阮湘元,杭义萍

10.超级电容器用(RuO2/MnO2)·n H2O复合电极的研究 甘卫平,马贺然,师响,刘泓,李祥

11.燃料电池单电池电压检测系统设计 卫东,郑东,褚磊民

12.甲醇和异丙醇在铂和钯电极上氧化 王东耀,郭仕恒,徐常威

13.渐变型流场对PEM燃料电池性能的影响 张小娟,张宁,郦文忠

14.乙烯基酯树脂/膨胀石墨燃料电池复合双极板 杜超,明平文,侯明,傅杰,邵志刚,衣宝廉

15.氟橡胶复合材料作为钒电池集流板的研究 夏利平,林昌武,罗冬梅,张爱民

16.独立太阳能光伏发电系统储能单元设计 魏建新,路一平,秦景

17.基于S函数的光伏组件建模与仿真 聂鑫,姚国兴

18.逆变器并联系统阻抗分析 朱子梁,亓迎川,王杰,孙中华

19.用于气液两相流测量的正弦电流激励源的设计 张志强,董峰,许聪

20.基于比例谐振和谐波补偿的逆变器电流控制 陈晓云,王维庆

21.三相逆变器的电容电流滞环控制方式研究 王家乐,薛海芬

22.混合型有源滤波装置设计与应用研究 侯秀梅,李岩,康洪波

23.基于断电残压的电动机故障诊断 董涛,程培源,樊波,任剑波

24.通信机房谐波治理的研究 刘兴纲,张剑锋,杜春晖

25.太阳能光伏通信电源的研究和设计 康洪波,秦景,路一平,张晔

26.变电站蓄电池性能远程在线监测系统研制 程江洲,温新叶,冯正华

27.阀控式铅酸蓄电池活化修复仪的设计与应用 于小冬

28.燃料电池汽车氢气管理系统测试平台的构建 宋锦刚,宋锦明

29.一种新型单级三相Buck变换器的设计 杜志勇,王鲜芳,宋守云

30.智能建筑供配电监控系统的设计与实现 王文亮,申健

31.炭材料在铅酸电池中的应用 张浩,曹高萍,杨裕生

32.钙钛矿型固体氧化物燃料电池阴极材料 吕世权,龙国徽,孟祥伟,纪媛,王小敏,孙翠翠

33.电化学电容器电极材料研究现状 梁子雷,陈崇宽,陈彤,刘继波,米国民

34.电极材料Li4Ti5O12制备方法研究进展 刘浩文,刘针邑,唐定国

35.导弹电源系统设计及发展趋势 张春晓,刘仕伟

2.美国Bloom energy公司推出固体氧化物燃料电池微型电站 贾旭平

3.索尼公司新型生物燃料电池 陈梅

4.氢燃料电池步伐坚定地走向市场——记第18届世界氢能大会 毛宗强

5.氢能——绿色能源的未来 刘春娜

6.石墨-钛酸锂复合阳极材料的制备及性能 陈京才,崔燕,夏信德,童叶翔,CHEN Jing-cai,CUI Yan,XIA Xin-de,TONG Ye-xiang

7.Si1.18Co0.6B0.6Zn0.12/MGS复合材料作负极的电化学性能 李明齐,LI Ming-qi

8.循环次数对C/LiNiMnCoO2电池中锂离子扩散系数的影响 林立,张祥功,张伟,费新坤,LIN Li,ZHANG Xiang-gong,ZHANG Wei,FEI Xin-kun

9.锂离子电池工序中石墨结构变化的研究 陈朝阳,汪业喜,章金晶,杭先霞,CHEN Zhao-yang,WANG Ye-xi,ZHANG Jin-jing,HANG Xian-xia

10.对甲苯磺酸对钒电池负极液的影响 刘联,刘效疆,李晓兵,常芳,冯秀丽,孟凡明,LIU Lian,LIU Xiao-jiang,LI Xiao-bing,CHANG Fang,FENG Xiu-li,MENG Fan-ming

11.高温处理对热电池正极材料氯化镍性能的影响 郭永全,赵晋峰,李潇,鹿学玲,高文明,朱金城,GUO Yong-quan,ZHAO Jin-feng,LI Xiao,LU Xue-ling,GAO Wen-ming,ZHU Jin-cheng

12.基于质子交换膜燃料电池的发电系统设计 张焕文,何炳林,余晓丽,ZHANG Huan-wen,HE Bing-lin,YU Xiao-li

13.锌银电池用电沉积锌粉的研究 李仕锦,黄琳琳,毕显,姜家栋,LI Shi-jin,HUANG Lin-lin,BI Xian,JIANG Jia-dong

14.太阳能风能互补通讯基站智能管理电源研制 邱望标,胡鹏飞,李超,QIU Wang-biao,HU Peng-fei,LI Chao

15.超级电容器蓄电池混合电源性能研究 李韶杰,LI Shao-jie

16.分布式并联冗余控制策略的研究与应用 周杭霞,郑朋,胡炳孝,郑坤,ZHOU Hang-xia,ZHENG Peng,HU Bing-xiao,ZHENG Kun

17.适用于XRD的12 kW高频高压电源系统研究 郑宝华,程德福,修连存,ZHENG Bao-hua,CHENG De-fu,XIU Lian-cun

18.基于SG3525的串联谐振式脉冲高压电源的研制 冯德仁,龙佼佼,孙建坤,何思模,徐海波,FENG De-ren,LONG Jiao-jiao,SUN Jian-kun,HE Si-mo,XU Hai-bo

19.有源电力滤波器直流侧电压的模糊自适应控制 李智华,刘振,吕振彬,LI Zhi-hua,LIU Zhen,LV Zhen-bin

20.电流平方控制的大功率LED驱动电路 宋晓娟,SONG Xiao-juan

21.基于UCC25600的LLC谐振变换器设计 杨帆,杨玉岗,YANG Fan,YANG Yu-gang

22.适于电机负载的新型开关电源控制方法 陈德传,黄志平,CHEN De-chuan,HUANG Zhi-ping

23.EAST纵场电源均流技术研究 束晓芳,程明,许留伟,江加福,廖燕川,SHU Xiao-fang,CHENG Ming,XU Liu-wei,JIANG Jia-fu,LIAO Yan-chuan

24.基于Web的通信电源监控系统的研究与设计 王文亮,路一平,WANG Wen-liang,LU Yi-ping

25.电梯应急电源的优化设计 范永胜,魏超,张晓峰,FAN Yong-sheng,WEI Chao,ZHANG Xiao-feng

26.基于MATLAB的逆变器无线并联的仿真设计 国海,李踊鹿,GUO Hai,LI Yong-lu

27.独立光伏系统性能测试浅谈 徐正元,刘文祥,朱雪梅,XU Zheng-yuan,LIU Wen-xiang,ZHU Xue-mei

28.烧结式MH-Ni电池微短路的快速确定方法 郭红霞,乔月纯,张红婴,GUO Hong-xia,QIAO Yue-chun,ZHANG Hong-ying

29.质子交换膜燃料电池热力耦合仿真分析 严蓉蓉,彭林法,刘冬安,YAN Rong-rong,PENG Lin-fa,LIU Dong-an

30.热电池在空空导弹上的应用及发展趋势 张春晓,穆仕博,ZHANG Chun-xiao,MU Shi-bo

电源技术范文第3篇

为实现更加高效合理的用电,电源行业的技术人员在系统控制策略、电路结构、滤波方案等问题上已经展开了广泛深入的研究,取得了多项成果。研究负载能力更强,体积更小,无谐波污染,效率更高的各种电源之电路拓扑、控制技术以及与其相关的开关变换技术、轻型高压直流输电技术(HVDC-light)等也已成为产业界和学术界共同关注的热点问题。为了更好地推进我国电源与系统技术的研究与工程实际应用,本次“电源与系统技术”专栏征文,得到了国内各高校及企业同行的大力支持和积极响应,共收到来稿40多篇,经评审,本期刊登13篇。其中,开关变换型直流电源及相关系统技术论文6篇;探讨特大电流电解铝用直流电源系统合理电路及结构的论文1篇;复合调整型精密高压电源1篇;逆变电源并联-并网电能再利用技术论文1篇;高频链逆变器控制系统论文1篇;四桥臂有源电力滤波器三维空间矢量调制技术研究论文1篇;直流电源系统的电能质量治理与控制论文1篇;无刷直流电机的保护电路论文1篇。本专栏论文从一定角度反映了当今国内外直流与交流电源与系统技术的部分热点研究问题。

本专栏中基于开关变换型直流电源及相关系统技术的论文,内容涉及电能的无线传输、准谐振型软开关、光伏发电、推挽DC-DC变换器建模与控制、抗高压脉冲高稳定度灯丝电源等。电能的无线传输是当今国内外研究的热点之一,全世界以新西兰的奥克兰大学研究最为领先,而以德国及日本应用最为成功,我国的研究刚刚起步。杭州电子科技大学电工电子部级实验教学示范中心石鑫栋、戴世宇、 张钰、张的论文“非接触式弱电实验供电平台的设计”,克服了传统导线多点接触式电能传输方式的不可靠和不可迁移等缺点,通过电磁感应耦合,实现非接触式能量传输,为负载提供电能。为移动电气设备、易燃易爆环境和水下设备的能量供给提供便捷、安全的解决方案。准谐振型软开关技术是国内多年研究的又一热点,广西机电职业技术学院电气工程系梁涛的论文“基于准谐振型软开关的高频开关电源变换器”,对5种准谐振型软开关的高频开关电源变换器的电路结构及优缺点进行了比较分析。

DC-DC变换是获得直流电源的常用方案,兰州空间技术物理研究所李斌、王卫国、刘克承的论文“推挽DC-DC变换器建模与控制设计”,运用状态空间平均法,推导出连续导电模式下非理想电压型推挽DC-DC变换器功率级电路的低频小信号传递函数,仿真出变换器功率级电路的幅频和相频曲线Bode图,通过优化设计反馈补偿电路提高了电压型推挽DC-DC变换器系统的稳定性和动态特性。对一台电压型推挽DC-DC变换器样机进行仿真和控制设计,验证了建模和控制设计的正确性。

光伏发电是新能源的重要研究领域,长春工业大学电气与电子工程学院侯云海、孙士华、李二帅的论文“光伏逆变辅助电源的设计”,采用电流型隔离式单端反激的控制方式,为光伏逆变器设计成功辅助开关电源,并成功应用于光伏逆变器上,取得了很好的效果。中国工程物理研究院电子工程研究所陈静、刘文红的论文“抗高压脉冲高稳定度灯丝电源”,着重讨论如何解决当某大功率装置的大电流开关动作时,灯丝电源装置抗30 kV高压反馈脉冲的冲击问题,通过抗高压和强电流冲击的设计,在高压强流环境中,为大电流开关灯丝的加热提供了可靠的抗高压强电流冲击的直流加热电源。上海理工大学张冉、傅志中、张翰进、张忠亮的论文“基于S3C2440的测试系统数字稳压电源设计”, 应用ARM系统自动检测和控制技术相结合,对数据进行采样,运用适当的算法进行电压调节和电路保护,以达到为测试系统提供稳压电源的目的,提出了一种基于S3C2440的测试系统数字稳压电源的解决方案。 同时具有高电压输出和低纹波及高精度直流电源的设计与制造,是极具技术难度的。山东凯文科技职业学院电工电子实训中心陈振生、 殷淑霞、祁爽及山东大学控制科学与工程学院刘伯强的论文“一种复合调整型精密高压电源”,采用直接调整和间接调整相结合的复合调整方案,集中补偿和分散补偿相结合的复合补偿方案,应用了多项合理的特定电路设计和有效的技术处理措施,使高压稳压电源系统的高精密、高稳定和低纹波电压等技术指标均得以实现。

电解铝用直流电源同时兼有大电流与较高电压特性,在国内多次出现严重电源爆炸事故,西安石油大学李宏与新疆升变压器股份有限公司姚永健的论文“电解铝用大功率直流电源的合理主电路拓扑初探”,对国内电解铝行业近年多次发生“爆炸”问题的原因进行了分析和探讨,得出了产生此故障的主要原因之一是应用三相桥式同相逆并联电路结构所致,并得出了较好解决方案是应用三相桥式非同相逆并联结构拓扑的结论。

在太阳能发电的并网技术及并网电能再利用方面,山东师范大学物理与电子科学学院辛化梅的论文“逆变电源并联-并网电能再利用技术研究”,采用基于DSP数字信号处理器的DCS控制的多机并联-并网发电技术,以集中管理分散控制,实现逆变电源输出参数的同步和电网的反孤岛测试,研究了如何实现电能的再利用和有效地提高多机并联-并网发电系统的控制灵活性和通用性。达到了可以将负载设备中以热能形式耗费的电能转化为可再利用的电能,并与市电电网进行并网,使其可被其他电气设备利用,从而有效地实现节能和提高经济效益。

有源电力滤波器是应对电力电子变流设备不断投入电网运行,电网谐波含量日趋严重,实现电网绿色化的重要手段,是当今电源及系统技术领域的又一研究热点,北京市禄智科技发展有限公司莫志禄的论文“四桥臂有源电力滤波器三维空间矢量调制技术的研究”,通过对四桥臂电压型变换器进行建模,详细分析了APF的三维空间矢量脉宽调制法(3D-SVM),实验样机验证了控制策略和调制方法的正确性和有效性。

随着逆变技术的不断发展,高频链逆变技术应用高频变压器代替传统的工频变压器,有体积小,重量轻,转换效率高等优点,在航空、电信、军事等领域的应用越来越广泛。上海交通大学电子信息与电气工程学院刘婷与王君艳的论文“基于TMS320F2812的高频链逆变器控制系统”,以高性能DSP控制器TMS320F2812为核心,设计了高频链逆变器的控制系统及部分硬件电路,其主电路采用全桥双向电流源高频链逆变器的拓扑结构,选择电压瞬时值反馈的单闭环控制方案,实现了能量的双向流通,实验结果表明了该控制策略的可行性及有效性。

无刷直流电机是解决交流感应电动机调速性能与效率不尽理想的出路之一,中国海洋大学袁题训、董升亮、耿丙群、韦统安的论文“无刷直流电机的保护电路”,采用软硬件相结合的方法设计了欠压保护、过流保护、短路保护电路及软件。在软件里设置电压、电流的阀值,直接对电压、电流进行检测并产生相应的保护。实践应用表明,该设计的几种方案切实可行,能够在异常情况下及时对电机做出保护动作。

大电流直流电源的使用领域多与高耗能产业密切相关,如电解铝、碳化硅、电化工、电冶加工等,现代工业的需求决定还无法全部关停这些行业,其应用的单机电源功率容量一般都达兆瓦级,无论主电路是采用整流管还是晶闸管整流,其谐波都不可避免的存在,为保证电网的绿色化,谐波治理与电能质量控制成为国内研究的热门课题。长安大学电控学院李惟与刘学的论文“直流电源系统的电能质量治理与控制”,在分析直流电源系统现状的基础上,对直流电源系统产生谐波的原因及对电网的干扰进行归纳,介绍了谐波治理的常用方案和安装电源净化滤波装置,消除直流电源系统中的谐波电流,以达到降低谐波损耗,提高功率因数的目的。

电源技术范文第4篇

数字信号处理器(DSP)在串联型电力有源滤波器中的应用

采用单片式开关控制器为锂电池充电

逆变器并联运行中的均流技术

大功率升压型DC/DC转换器,集成了10A开关管

电力系统用三相UPS的设计

微电容、输出可达1A的低压差线性稳压器

基于SA4828的三相组合式逆变器设计

SOT23封装的低功耗“看门狗”定时器

一种智能型大功率“绿色环保”UPS

超低静态电流,提供“电源好”指示的LDO

基于观测器的方法在三相逆变器故障诊断中的应用

无须外部元件的四电压监视器

TOPSwitch-FX系列单片开关电源的原理与应用

SOT23封装、尺寸最小的锂电池充电器

一种小功率金卤灯用电子镇流器

专用于CDMA手机、尺寸最小的电源管理IC

ML4835复合PFC/CFL小型荧光灯电子调光镇流控制器(下)

现代数据通信中的基础数据业务

UCC39421系列多模式高频PWM控制器的应用

双极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

信息窗

一种运用后级调整技术的新颖的多路输出正反激变流器

一种基于TMS320LF2407的并网逆变器控制策略

倍流同步整流在DC/DC变换器中工作原理分析

一种新型的ZCSPWM半桥变换器(英文)

便携式多功能太阳能数字移动电源

6kV·A逆变器滞环调制与单极性SPWM倍频调制的比较

C&D双绕SMD电感额定值为1.0-400μH

电动车铅酸蓄电池的脉冲快速充电设计

一种低价简易电源的设计

一种低压程控电源的设计

智能脱扣器的软硬件设计

一种电除尘器用智能高压逆变直流电源的研制

氧化锌非线性电阻测试电源系统

基于NCP1200A的多路反激变换器的研究

一种新颖的电流临界导通的功率因数校正芯片的研究

现代功率模块及器件应用技术(3)

《电源技术应用》2009年广告刊例

中国电源学会第十八届学术年会(CPSSC'2009)征文通知

《电源技术应用》征稿启事

阳光下的期盼——冀望《电源技术应用》再上一层楼

UPS电源及供电系统用户有奖调查表——2009第五届UPS电源及其供电系统用户调查活动

纳米硅胶体铅酸蓄电池

一种POL终端匹配电源的热模拟研究

电动汽车蓄电池组电池管理及其状态检

基于UCC3895与PIC单片机的智能充电器的设计

智能镍氢充电器的研制

电动自行车铅酸蓄电池的维护

阀控密封式铅酸蓄电池的原理及其运行维护

三电平ZCS充电结构的工作特性研究

UPS冗余并联与双总线连接供电方案(三)

无功补偿装置及应用(四)

技术应用新概念:电力/电子/电脑系统的标准规范3啥是次贷?那里兴旺?何出危机?怎么救市?

MAX774/MAX775/MAX776系列反极性开关集成稳压器

UPS蓄电池的维护经验

太阳能电池发电——前途无量的市场

电源技术范文第5篇

《电源技术应用》是一本有较高学术价值的(月刊),自创刊以来,选题新奇而不失报道广度,服务大众而不失理论高度,颇受业界和广大读者的关注和好评。

《电源技术应用》由中央政治局委员会、国务院副总理曾培炎题写刊名,系新闻出版总署、出版局批准,中国电源学会、陕西省电源学会联合主办,陕西省科学技术协会主管,是电源行业第一本面向应用、具有较强学术性、实用性和信息性的部级刊物。

电源技术范文第6篇

为了向读者介绍最新的电源与电源管理技术,本刊采访了一些著名公司,包括Ns,Maxim,Linear,ON Semiconductor,Microchip,Fairchild,Renesas  Technology,Infineon等,他们就电源与电源管理技术的发展趋势、创新技术、新产品及其应用、典型解决方案等发表了独特见解。下面是访谈录。

电源供应及电源管理技术将朝着以下的几个方向发展:

容易使用:

可靠的防护设计:

较高的功率密度。

容易使用

许多客户都并非电源管理技术的专家,他们只想利用高效率的开关稳压器为他们设计的电路提供稳压供电。自1990年以来,美国国家半导体(NS)便一直为客户提供Simple Switcher开关稳压器。目前推出的 Simple Switcher开关稳压器及SimpleSwitcher控制器属于第5代的产品,其特点是适用于宽输入电压范围。而且体积极小,但可以输出极高的电流,只需极少外置元件。美国国家半导体的WEBENCH设计工具一直大受客户欢迎。现在这套工具的功能又有进一步的提升,以便客户设计新产品时可以获得更可靠的技术支持。WEBENCH设计网页是个一站式的设计平台。客户可以通过这个平台挑选电源管理芯片,就电路设计进行模拟测试,以便微调及优化系统设计,而且整个设计过程只需几分钟便可完成。

可靠的防护设计

若要确保产品高度稳定可靠,客户必须采用加设了可靠防护装置的电源管理产品。许多新推出的电源管理产品都有基本的周期限流功能,以免系统出现过载及短路情况。此外,许多新产品还另外提供多一重的防护。例如打嗝或电压/频率折回(foldback)功能。美国国家半导体降压稳压器的限流保护点非常准确。以LMZ0000系列降压稳压器为例,在指定温度范围内的温度操作,这系列产品的限流值都极为准确,偏差不会超过±10%。相较之下,市场上同类产品的偏差率高达±20%至30%。

较高的功率密度

由于供电系统占用越来越少印制电路板的板面空间,因此电源管理解决方案的功率密度必须不断提高。目前有多个办法可以解决这个问题,例如采用更高的开关频率、更先进的封装技术以及更精密的生产工艺。作为电源管理芯片生产工艺的领导者,NS拥有先进的技术及丰富的设计经验,因此可以解决客户的供电系统设计问题。

NS响应电源管理技术的发展趋势推出多款新产品,其中包括以下几种。

LM2267x及LM22680芯片(属于第5代Simple Switcher的产品)适用于宽输入电压范围(4.5V至42V),而且可以输出高达5A的电流。客户可以利用WEBENCH设计工具挑选合适的Simple Switcher开关稳压器,然后按照自己的要求设计电源供应系统,整个设计过程只需几分钟便能完成。

LM20000系列降压稳压器是设计高能源效率、高度可靠电源供应系统的理想解决方案。LM20000系列芯片与Simple Switcher开关稳压器大致相同,共有14个不同的型号,各有不同的电压及电流额定值。这系列芯片的限流值保护点非常准确,偏差不超过±10%,而且一旦过载情况持续,会利用电压/频率折回功能解决问题。

LM34917A是另一款高功率密度的稳压器芯片。这款开关稳压器适用于高输入电压,而且方案体积小巧,最适用于汽车摄影机等必须采用高输入电压的系统。1.25A的LM34917A开关稳压器可以承受高达33V的输入电压,而且采用只有1.97×2.30mm2的μSMD封装。

电源与电源管理的发展趋势是:

安全、可靠的电池充电器设计仍然是便携式消费类产品关注的问题。Maxim利用专有的半导体工艺,将高压充电FET集成在PMIC内部,无需外部过压保护电路即可保证充电的安全性。MAX8677A允许Ac适配器输入和USB输入,内部功率开关和控制电路实现充电/系统供电电源的智能选择。系统供电管理电路可以在没有电池连接或电池已经深度放电、或者是给设备充电时,继续为负载供电。

功能越来越丰富、尺寸越来越小。例如:在手机,特别是智能手机中集成wiFi、GPS、8M像素照相机、QWERTY键盘等功能:Maxim创新的模块化设计可大大降低系统成本和元件数量,较高的开关频率允许使用微小的外部元件。从而为便携产品设计提供强大支持。不同的手机制造商会采用不同的基带和应用处理器,Maxim PMIC:的模块化设计能够针对用户的特殊需求,提供定制设计。

MAX8660/MAX8661 PMIC专为基于第三代MarvelI Xscale技术的Monahans应用处理器而设计,可以支持Xscale处理器工作于智能手机、PDA、便携媒体播放器,GPS导航器以及其它需要大量计算和多媒体能力的低功耗设备中。MAX8660在5mm×5mm×0.8mm、40引脚TQFN封装内集成有8路高性能、低工作电流的电源,I2C接口,以及监控功能。器件完全兼容于Monahans电源的I2C寄存器设置,满足所有Monahans处理器的电压门限、电源排序以及上电斜率要求。该器件的高度兼容性可使软件开发和上市时间最小化。

3G是2009年到2010年的目标市场,高效的PA电源管理方案有助于延长电池的使用寿命,Maxim针对高端智能手机推出了可动态调节PA集电极电压的电源管理IC MAX8805。器件采用2ram×2mm晶圆级封装(WLP),用于支持WCDMA/NCDMA功率放大器(PA)供电。内部集成了高效降压转换器,适用于中等功率和小功率无线传输应用,同时还具有60mQ的旁路FET,可提供1.5A的峰值电流。

通过分析若干即将在LED驱动器IC需求量增长过程当中发挥作用的“催化剂”,我们不难发现LED将迅速成为一种主流照明光源。其中的4个主要的推动力是汽车照明、LED光输出、LED成本因素及其有望取代白炽灯泡的潜在用途。

许多中高档多媒体移动电话、PMP播放器和DSC基本上都采用具1Ah至1.2Ah容量的电池,而迷你型亚笔记本电脑/平板个人电脑则采用1.5Ah-2Ah容量电池。因此,凌力尔特(Linear)采用专利热调整电路的线 性电池充电器产品线成功地解决了由高电流线性稳压器所引起的潜在热问题(当充电器IC位于器件内部时)。由于电池容量的增加以及人们对快速充电时间需求的继续存在,因此对于保持合理的PCB温度而言,线性热调整将变得日益重要起来。此外,如果需要大于IA的电池充电电流,凌力尔特则为客户提供了效率接近95%的单片式同步开关电池充电器,从而能够最大限度地减少热设计的约束。

凌力尔特的LTC3562是一款四通道、高效率、2.25MHz、同步降压型稳压器,能够从一个3mm×3mmQFN封装桌提供双通道600mA和双通道400mA连续输出。每个通道都能够通过板载I2C接口(两个通道通过I2C,两个通道通过RUN引脚)进行独立控制(包括输出电压),从而使其适合于诸如微处理器等要求动态调整输出电压的应用。

凌力尔特拥有众多旨在满足LED驱动设计要求的产品。LT3595、LT3518和LT3755便是部分产品实例。

LT3595降压模式LED驱动器具有16个单独的通道,备通道能够从高达45V的输入来驱动一个由多达lO个50mA LBD所组成的LED串。每个LT3595将能够驱动多达Z60+SOmA白光LED。一台46英寸LCD TV将需要为每部HDTV配用约10个LT3595。它的16个通道均可以独立控制,并具有一个能够提供高达5000:1 PwM调光比的单独PWM输入。

凌力尔特最新推出一款LT3513。该转换器具有5个独立受控的稳压器,用于提供一个TFT-LCD屏内部所有必要的电源轨。

LT3755/-1是一款60V、高压侧电流检测DC/DC控制器,专为从一个4.5至40V的输入电压范围来驱动高电流LED而设计。LT3756/-1采用了相同的设计,但可以从6V至IOOV的输入来提供至100V的输出。这两款器件都非常适合于众多的应用,包括汽车、工业和建筑照明。对于那些需要高于40V输入电压(比如:48V电源轨)的应用,LT3756/-1将是优选的解决方案。

电源和电源管理技术发展的焦点仍将是利用恰当的技术以用更少的电能来实现与日增多的应用功能,从而提升电源能效,这涉及提高电源工作效率、降低待机能耗及改善功率因数(PFC)等。

我们看到人们越来越需求极高能效的终端产品,而世界各国的能效规范标准也在不断演进。所以电子制造商将需要在不同输入电压和负载条件下,推出能在真实世界环境下具高能效的电源产品。

如在计算机市场,安森美半导体除了具备vcore的专长,还开发多种系统电源产品,如控制器、驱动器、音频放大器、MOSFET和EEPROM,用于增强我们在笔记本、台式电脑和服务器领域的价值主张。以笔记本应用为例,最新的7位可编程多相同步降压开关稳压控制器ADP3212,可编程进行1相、2相或3相操作,完全符合IMVP 6.5版规范,用于英特尔下一代处理器的笔记本电源。这器件的一项重要优势是能够动态地追踪变化的电压识别(VID)代码,使移动处理器的Vcc。电压能够无须重设控制器或CPU而进行改变,使CPU在工作中能够动态地降低内核电压,降低电池电能消耗、延长使用时间。

在汽车市场,我们与领先的汽车OEM协作,发挥我们的设计、销售和供应链资源优势、配以丰富的产品系列。包括AsIC、cAN和LIN收发器、马达控制、驱动器、MOSFET和分立器件等。以NCV7708A为例,这是一款完全保护的双6路半桥驱动器,特别适合汽车中的运动控制应用。6个低端控制器和6个高端驱动器能够自由配置,并能单独控制,支持高端、低端和H桥控制。这器件在休眠模式下的静态电流极低。

在电源市场,我们新推出的GreenPoint 255 w ATX公开参考设计在所有负载点都提供88%高的电源能效,且在真实世界(而非实验室)条件下提供极高能效,远高于市场标准,而且其配置可立即投产。高效电子(Hipro Electronics)台式电脑电源应用。

在便携消费市场,我们提供用于显示和背光、音/视频、互连和电源管理等四个主要关键子系统的解决方案。如我们的照明管理集成电路NCPS890在极小封装中集成了LCD背光、装饰光控制和环境乐感测功能,能够根据环境光的亮度来调节背光电流,从而延长电池使用时间。

而在不断兴起的LED应用领域,安森美半导体提供一系列的LED驱动电源解决方案,包括可集成最高700V高压FET的离线型AC-DC开关电源解决方案、宽输入范围的中等电压LED应用DC-DC电源解决方案和LED便携背光应用电源解决方案等。

能源成本的骤增(也可以说是不可预期)促进了对节能技术的需求。无论是电子消费品还是商业应用,电机和照明在总能耗中都占相当大的比重。嵌入式单片机(MCU)及相关模拟外设具有高效的电源转换功能,还提供可降低能耗的智能工作模式。

利用8位、16位和32位MCU可以实现廉价的电机控制方案。PIC16HV616等MCU包含PWM模块及其他模拟外设,能对步进电机以及有刷和无刷电机进行控制。

Microchip Technology(美国微芯科技公司)的dsPIC33珂12MC201 DSC提供了高度优化、兼具成本效益的解决方案,能实现三相电机的高级控制。这款20引脚的DSC(数字信号控制器)器件包含一个快速模数转换器(ADC)和一个电机控制PWM模块,前者能够同时采集多通道的信号,后者则具备管理三相电机功率控制级所需的功能。

许多国家如今已经贯彻了将逐步淘汰低能效白炽灯的规划。目前,荧光灯是使用最广泛的替代品。但是,LED在普通照明应用中的使用也与日俱增。LED的工作寿命非常长,最终能够提供比荧光技术更高的效率。

道康宁推XIAMETER品牌建最大有机硅交易平台

日前,道康宁公司宣布,正式升级在线交易平台,强化XIAMETER品牌来建立世界最大的网上有机硅产品市场。

据XIAMETER业务部全球执行总监雪莉女士介绍,2002年推出的XIAMETER商业模式并不适用于所有用户,随着客户需求的不断变化,此次全面对XIAMETER商业模式进行升级,使其可以为更多数的客户服务。

据了解,新的XIAMETER商业模式所提供的产品数量增加了一倍以上,在全球各地由道康宁生产的标准有机硅产品现在都可以在XIAMETER品牌下购买到。产品家族系列从二甲基硅油和乳液至DIY及专业建筑工程所需的密封 胶,还有橡胶基胶、混合物和有机硅烷等。这些原料是个人护理、建筑、汽车、纺织、造纸业、能源和其他等工业提升效能的必需品。

雪莉表示,如果需要,客户可以继续大量地以油罐车或货柜车为单位来购买。不过,很多客户需要以更小量订购。虽然该公司仍有最低起订量的要求,但客户现在可以以托盘数量或以更符合自己需要的小批量来购买产品。史无前例地,客户可从当地经销商处购买到XIAMETER品牌下的产品。这样可以配合一些喜欢享受当地采购的便利或采购数量低于最低购货量的客户。

雪莉说:“我们的经销商是我们成功的重要因素,并将继续与道康宁和XIAMETER品牌共存。”

LED需要高效的恒流驱动器。该驱动器结合智能控制技术,使LED很可能会成为一种非常独特的光源。

可采用不同的策略将智能控制与LED驱动器相结合。首先,可将小型MCU与提供功率调节功能的外部模拟Ic相连。PICIOF200(单片机)可向功率Ic提供控制信号以调节LED的亮度或颜色。诸如MCP1631等器件可从MCU接收开关时钟和参考信号以提供功率调节功能。同一个McuN连接多个MCP1631器件,以对多个功率通道进行控制。

实现智能LED驱动器的另一个方法是将模拟外设与MCU功能相结合。PICl6HV785是一款8位的MCU,它集成有高速比较器、运放和一个参考电压模块。可使用模拟外设来构建所需的任何开关式或线性功率调节电路。

采用全数字方式也能实现智能LED驱动器功能。不采用模拟元件,而是使用AIDc来测量LED电流并使用软件算法对其进行调节也能实现功率调节。dsPIC30F1010 DSc具有特殊的PWM外设、高速ADc和其他旨在支持各种开关电源应用的模拟外设。

发热是LED的一个不利因素,也可能是照明装置设计人员所要解决的最关键的问题之一。必须限制LED的工作温度以保证较长的使用寿命。电子温度检测是工作在恶劣环境(比如汽车或户外)下的LED驱动器应用的理想之选。MCP9509是一款逻辑输出温度传感器,可安装在照明装置中LED附近,以检测其工作温度。MCP9509的温度跳变点可由一个电阻设定,其漏极开路输出可直接输入给模拟基准电路,以便根据比较结果切断LED电流或将电流降至安全的工作水平。如果需要比例温度控制,则可使用MCF・9700温度传感器,该传感器提供的线性电压输出信号可连接到MCU的ADc,或直接用来控制模拟基准信号。

所有类型的光源均能从通信网络获益以达到节能目的。诸如IEEE802,1S.4等网络协议为传感器、控制电路和光源间可靠的无线通信提供了一种经济有效的途径。Microchip的MRF24J40M无线收发器模块向设计人员提供了将低功耗2.4GHz无线控制技术集成到任何应用的简便方法。该模块提供经过认证的解决方案,使最终用户无需进行RF设计。

电子应用中电能的高效使用预期将成为未来数年的主要推动力量,能够提高效率水平、减少电力需求或延长电池寿命的解决方案将在未来占据重要的地位。我们认为从高能效中获益最多的领域为:电机、照明和电源。在所有这些应用中,电子含量正在增加,这为半导体供应商带来了机会,提供在这些应用中实现更高能效的电源解决方案。

FAN9612是飞兆半导体提供的临界导通模式(BCM)交错式功率因数校正(PFC)控制器,用于数字电视、台式电脑和入门级服务器、前端电信系统,以及额定功率范围从100W至1000W的业电源系统之电源。由于FAN9612采用交错方式,并在所有运作条件下都保持两个功率级精确的180度相差,因此能够降低导通损耗。这些节能优势是帮助用户满足最新的“能源之星”和“电脑节能拯救气候行动”要求所不可或缺的。通过电源轨的交错排列,FAN9612还可以减小输入滤波器尺寸,较其它解决方案能减少线路板空间多达10%。这种更小系统尺寸的优点在于降低了解决方案的总体成本。

FANS355是用于动态电压调节(DVS)应用的同级最佳3MHz解决方案,能够提供高达1A的电流。这一产品在手机和上网本中的典型应用包括:用于处理器的动态功率调整和用于DDg2g~LFDDR2内存的供电。FANS361是世界上最小的600mA解决方案。其尺寸之所以能够减小是由于采用了6MHz的开关频率,允许使用微小的低成本片式电感器和电容器。FANS361具有6MHz下最高效率。

FAN2108是完全集成的8A同步降压转换器,可在宽泛的输入电压范围(3v至24V)提供高效率输出,适用于机顶盒、图形卡、负载点和工业电源网络设备等应用。同类的解决方案如要达到高效率,需要使用附加的分立组件或大量电路板空间一因而延长了设计时间和加大了终端应用的尺寸。TinyBuck器件在纤细的5ram×6ramMLP封装中集成了控制器、MOSFET和启动二极管,构成业界最小的8A解决方案。

飞兆半导体的EZSWITCH初级端调节控制器FSEZ1216和FANl02集成了初级端调节PWM控制器,其中PsEZl216更集成了一个功率MOSFET,都无需复杂的次级端反馈电路就能够轻松获得出色的恒压和恒流性能。相比振铃扼流圈转换器(RCC)分立式方案,这些PsR控制器可以简化设计;省去额外的组件;并降低总体系统成本。FSEZ1216和FANl02能够满足能源之星EPS 2.0标准所规定的更高效率要求,这一规范的强制效率要求较EPS1.1高出6%。

面向PC和服务器应用的功率MOSFET

随着需要处理的数据量的增加以及计算机服务器、膝上型电脑和通信器件等应用的存储容量的增大,CPU、GPU和存储器的技术指标也得到了提高,具体表现在低电压、大电流处理和高速率上。因此,除了快速响应和高精度以外,用于驱动CPU等器件的电源还必须具有出色的低电压和大电流处理特性。此外,出于环境保护的考虑,对高能效的需求也在不断增加,而且它使得功率MOSFET必须具有高性能、高效率、小尺寸和低损耗。为了满足这种需求,瑞萨科技公司开发了第10代功率MOSFET系列产品,其采用超细工艺节点以及优化的结构设计和封装技术来降低损耗和提高效率,并且目前正在扩展其产品系列。

稳压器(vR)电源通常用于服务器和膝上型电脑中,能够从12~20V的输入电压上为CPU和其它内部器件生成1~1.8V的输出电压。它是利用功率MOSFET通过高速开关(f=300kHz~1MHz)实现这种电压转换的。这就意味着,功率MOSFET必须是低损耗元件,并且能够在从小电流 区(轻负载)到大电流区(重负载)的宽范围内进行脉冲宽度为几十毫微秒的方波的高速、高精度转换。

第10代功率MOSFET系列(漏,源电压容差30V)降低了3种主要的、会影响功率MOSFET VR电源操作的损耗:传导损耗、开关损耗和驱动损耗。跟第9代产品相比,其导通电阻(RDson)约低30%,与RDson具有互反关系的漏,栅负载(Qgd)约低30%,栅电荷(Qg)约低27%(后两者均与具有同等导通电阻的早期器件相比)。第10代功率MOSFET系列产品整合了高速开关和低驱动损耗,从而实现了小型电源、降低了损耗、提高了效率。

采用的封装形式包括LFPAK(无损耗封装,瑞萨科技公司封装编号)小型封装,具有出色的散热性能和低感抗特性,这在高效电源领域是为大家所公认的;WPAK(瑞萨科技公司封装编号)超薄封装,其中用铝带代替了传统的金丝,可以将封装电阻降低一半:SOP-8。用户可以选择最符合其应用要求的封装。

该系列中即将推出的产品包括:

面向服务器和膝上型电脑电源的低导通电阻系列产品(如RJK0 346DPA(WPAK),Rns(on)=1.5mΩ(典型值)。)

作为一种小型解决方案,WPAKDual型产品在单个封装内整合了优化的高端和低端元件(这2种元件采用了SBD,并且能够在高频和更低的EMI水平下提供更高的效率。)

归入第10代功率MO SFET的WPAK Dual(RJK0383DPA)将输出电流从先前的5A左右提高到了10-15A。各种版本的产品均提供针对通信基站或计算机服务器分布式电源系统用砖式电源内的一级切换和二级同步整流进行了优化的特性。漏,源电压容差为40~200V的产品也将纳入该产品系列的行列。

MOSFET满足新能效目标

电脑产业拯救气候行动计划(Climate Savers)发起的80PLUS Gold金牌认证规定的新能效目标(图1),要求在美国能源之星计划当前的要求基础上,再使计算机的能效提高约10%。英飞凌(Infineon)为此大力改进其MOSFET。6月中旬,在深圳举行的第十五届中国国际电源展览会暨第十三属中国变频器及电子变压器展览会上,英飞凌推出了多款MOSFET,包括全球首发高端功率晶体管CoolMOS c6,还有中低端的OptiMOS 3家族的75V产品。

CooIMOS C6凌空出世

高性能MOSFET 600V CoolMOS c6系列可使诸如PFC(功率因数校正)级或PWM(脉宽调制)级等能源转换产品的能源效率大幅提升。c6融合了现代超结结构及包括超低单位面积导通电阻(例如采用TO-220封装,电阻仅为99mΩ)在内的补偿器件的优势,同时具有更低的电容开关损耗、更简单的开关控制特性和更结实耐用的增强型体二极管。

C6系列是英飞凌推出的第五代CoolMOS。英飞凌在CoolMOS c3f第三代)和CoolMOS CP(第四代)的基础上,进一步提高了开关速度并降低了导通电阻。C3目前是该公司应用广泛的产品系列,但是c3价格进一步下降的空间有限,c6以更高的性价比可替代c3,英飞凌同时也认为C6更适合对价格比较敏感的中国市场,因此把C6的首发地选在中国。不过,CP系列由于开关损耗更低,仍将在市场上长期存在。

继承了前代产品的易用性和高能效特性,加上更高的轻载效率,将使CoolMOS c6系列成为硬开关应用的基准。另一方面,存储在输出电容中的极低电能和出类拔萃的硬换流耐受性,使该器件成为谐振开关产品的较好选择。

c6器件可降低设计难度,非常适合于各种高能效应用,例如面向PC、笔记本电脑、上网本或手机、照明(高压气体放电灯)产品以及电视机和游戏机等消费电子产品的电源或适配器。

CoolMOS诞生于上世纪90年代,是业界高性能MOSFET的先驱,以大批量生产和高可靠性引领潮流。

75V丰富OptiMOS 3产品线

OptiMOS 3 75V功率MOSFET系列具备领先的导通电阻(Rpson)和品质因素(FOM,Qg’RDson)特性,可在任何负载条件下,降低开关电源、电机控制和快速开关D类功放等电源产品的功率损耗并改善其整体能效。

OptiMOS 3 75V功率MOSFET系列是交/直流开关模式电源(例如台式机和服务器装备的电源)的同步整流选择。英飞凌此次新推出的OptiMOS375V功率MOsFET可以帮助满足80PLUS Gold金牌认证规范。它采用节省空间的SuperS08封装,相对于同类器件而言,导通电阻和品质因素分别降低40%和34%,结果可使SMPS的同步整流级的功耗降低高达10%。

电源技术范文第7篇

【关键词】自备电源;不间断电源系统设计;技术分析

一、自备应急柴油发电机组

为了保证一级负荷别重要的负荷用电,或中断供电将会造成重大损失时,应设置自备应急柴油发电机组。

1.机房

自备应急柴油发电机组的机房应包括发电机房、控制及配电室、燃油准备及处理间等。

机房应设置在靠近一级负荷或变电站的地方,可布置在坡屋、裙房的首层或附属建筑内,也可位于地下层,但应避开主要出口通道。

2.容量

发电机组的容量与台数应根据应急负荷大小、投入顺序以及单台电动机最大启动容量等因素综合考虑确定。机组总台数不宜超过两台。初步设计时可按变压器容量的10%一20%估算柴油发电机组的容量。施工设计时可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷容量,按稳定负荷、最大单台电动机或成组电动机启动容量以及电动机启动时母线允许的电压降来计算发电机的容量。

3.选型

当选用多台机组时,应选择型号、规格和特性相同的成套设备,所用燃油性质应一致。

一般应选用高速柴油发电机组和无刷型自动励磁装置,选用的机组应装设快速自动启动及电源自动切换装置及连续三次自动启动功能。

4.机房设备布置

自备应急柴油发电机组机房设备布置应符合机组运行工艺要求,力求紧凑、经济合理、保证安全及便于维修。

5.发电机的中性点接地

(1)单台机组的发电机中性点应直接接地;(2)当有两台机组并列运行时,在任何情况下至少应保持一台发电机中性点接地。发电机中性点经电抗器与中性线连接,也可采用中性线经刀开关与接地线连接;(3)中性线刀开关可根据发电机允许的不对称负荷电流及中性线上可能出现的负荷电流选择。在各相电流均不超过额定位的情况下,发电机允许各相电流之差不超过额定值的20%;(4)采用装设中性线电抗器这种方法时,应考虑既能使中性线谐波电流限制在允许范围内,又能保证中性点电压偏移不太大。电抗器的额定电流可按发电机额定电流的25%选择,阻抗值按通过额定电流时端电压小于10v选择。

6.柴油发电机组的保护和控制

(1)柴油发电机组应设短路、过载、接地故障及过、欠电压保护装置;(2)当两台机组并列运行且无人经常值班时,应设逆功率保护;(3)机组控制方式有机旁控制、控制室集中控制和自动控制三种。控制系统按功能可分为起停装置、并车装置、额载调书装置、总体逻辑控制、事故处理和报警装置、附有系统控制装置及电源控制装置等。具体配置按机组自动化等级确定;(4)柴油发电机组严禁与电力系统电源并网运行,应设置防止误并网的可靠连锁,包括双电源互投开关的机械、电气连锁和供配电监控管理系统的软管理;(5)机组的机旁控制应满足机旁人工启动、调速、停机的要求;机房与值班室(或消防控制室)间应设必要的联络信号;也可装设自期待装置;(6)机组的控制室集中控制除应满足机旁控制的要求外,还应能在控制室或配电室控制或监视以下全部或部分功能,同时应单独设置蓄电池组作为控制电源,并设整流充电设备。

二、不间断电源

1.不间断电源设备的选择

(1)不间断电源设备输出功率,应按下列条件选择:1)不间断电源设备对电子计算机供电时,其输出功率应大于电子计算机各设备额定功率总和的1.5倍;对其他用电设备供电时,为最大计算负荷的1.3倍;2)负荷的最大冲击电流不应大于不间断电源设备的额定电流的150%。

(2)不间断电源装置配套的整流器容量,应大于或等于逆变器需要容量与蓄电池直供的应急负荷之和。

(3)不间断电源的过压保护除应符合GD/T 3886.1—2001《半导体电力变流器》关于过电压保护的规定外,对没有输出电压稳定措施的不间断电源,应有输出过电压的防护措施,以使负荷免受输出过电压的损害。

(4)不间断电源的过电流保护应能保证在负荷发生短路或电流超过允许的极限时及时动作,使其免受浪涌电流的损伤。

(5)不间断电源设备用的不间断电源开关类型的选择,可根据供电连续性的要求,选用机械式、电子式自动的和手动的开关。

(6)不间断电源正常运行时所产牛的噪声,不应超过80dB,对于额定输出电流在5A及以下的小型不间断电源,不应超过85dB。

2.不间断电源系统的交流电源

(1)不间断电源系统宜采用两路电源供电。当备用电源为柴油发电机组时其机组不应做旁路电源;(2)当不间断电源设备交流输入侧电压多不能满足要求时,宜采用有载调压变压器或其他调压措施;(3)不间断电源系统的交流电源不宜与其他冲击性负荷出同一的变压器及母线段供电;(4)不间断电源系统的输入、输出回路宜采用电缆。

3.蓄电池

(1)蓄电池组容量应根据停电后由其维持供电时间长短的要求选定。不间断电源系统用的蓄电池需在常温下能瞬时启动,宜选用碱性或酸性蓄电池;(2)蓄电池的额定放电时间宜按下列条件确定:

1)不间断电源系统在交流输入发牛故障后,为保证用电设备按照操作顺序进行停机时,其蓄电池的额定放电时间可按停机所需最长时间来确定,一般可取8—15m2)当有备用电源时,不间断电源系统在交流输入发生故障后,为保证用电设备供电连续性,并等待备用电源投入,其蓄电池额定放电时间的确定,一般可取10一30mm;2)如有特殊要求,其蓄电池额定放电时间可根据负荷特性来确定。

4.对不间断电源的监测及谐波污染的治理

(1)对不间断电源的下列运行状况、参数及报警信号应进行实时监测:

1)逆变器工作电压、电流及过载、过流、过压、过温等报管信号;2)电池电压、电流、浮充、均充以及预告警、故障等信号;3)对于容量较大、可靠性要求高的不间断电源的电池还应实时监测每块单体电池的内阻,以及时发现电池是否失效或即将失效;4)整流器工作以及关闭、锁定、高温等报警信号;5)静态开关状态(市电正常、市电带载、逆变器带载)静态开关锁定等报警信号;6)维修旁路断路器状态信号等。

(2)不间断电源的整流及逆变设备都会产生高次谐波,对电源造成谐波污染。谁污染谁治理的原则,应对其进行治理。鉴于不间断电源的谐波次数及含量相对固定,可采用由LC谐振回路构成的无源滤波器进行吸收或补偿。

参考文献

[1]谷新梅.变电站交流不间断电源系统设计[J].广东科技,2008(22).

电源技术范文第8篇

由于更高的集成度、更快的处理器运行速度以及更小的特征尺寸,内核及I/O电压的负载点(POL)处理器电源设计变得越来越具挑战性。处理器技术的发展必须和POL电源设计技术相匹配。5年或10年以前使用的电源管理解决方案,对于当今的高性能处理器而言,可能不再那么行之有效了。因此,当我们为TI的DaVinci数字信号处理器(DSP)进行POL电源解决方案设计时,对基本电源技术的充分了解可以帮助我们克服许多设计困难。本文将对一系列适用于该DaVinci处理器的电源去耦、浪涌电流、稳压精度和排序技术进行讨论。我们将以使用了TI电源管理产品的一个电源管理参考设计为例来提供对这些论述的支持。

能量之源――大型旁路去耦电容

处理器所使用的全部电流除了由电源本身提供以外,处理器旁路和一些电源的大型电容也是提供电流的重要来源。当处理器的任务级别(level of activity)急剧变化而出现陡峭的负载瞬态时,首先由一些本地旁路电容提供瞬时电流――这种电容通常为小型陶瓷电容,其可以对负载的变化快速响应。随着处理速度的增加,对于更多能量存储旁路电容的需求变得更为重要。另一个能量来源是电源的大型电容。为了避免出现稳定性问题,必须注意一定要确保电源的稳定性,并且可以利用添加的旁路电容正确地启动。因此,我们要保证对电源反馈回路的补偿以适应额外的旁路电容。电源评估板(EVM)在试验台上可能非常有效,但在负载附近添加了许多旁路电容的情况下其性能可能会发生变化。

作为一个经验法则,我们可以通过尽可能近的在处理器功率引脚处放置多个0603或0402电容(60用于内核电压,而30用于DM6443的I/O电压),从而将DaVinci电源电压从系统噪声中完全去耦。更小型的0402电容是较好的选择,因为其寄生电感较低。较小的电容值(例如,560pF)应该最为接近功率引脚,其距离仅为1.25cm。其次,最为接近功率引脚的是中型旁路电容(例如,220nF)。建议每个电源至少要使用8个小型电容和8个中型电容,并且应紧挨着BGA过孔安装(占用内部BGA空间,或者至少应在外部角落处)。在更远一点的地方,可以安装一些较大的大型电容,但也应该尽可能地靠近处理器。

浪涌电流

具有大旁路电容的电源存在启动问题,因为电源可能无法对旁路电容充电,而其正是启动期间满足处理器要求所需要的。因此,在启动期间,过电流可能会引起电源的关断,或者电压可能会暂时地下降(变为非单调状态)。一个很好的设计实践是确保电压在启动期间不发生压降、过冲或承受长时间的高压状态。为了减少浪涌电流,可以通过增加内核电压电源的启动时间,来允许旁路电容缓慢地充电。许多DC/DC调节器都具有独特的可调软启动引脚,以延长电压斜坡时间。如果调节器不具有这种软启动引脚,那么我们可以利用一个外部MOSFET以及一种RC充电方案,来从外部对其进行实施。我们还推荐使用一种带有电流限制功能的DC/DC调节器,来帮助维持一种单调的电压斜坡。实施一个软启动方案有助于满足DaVinci处理器的排序要求。

排序

越来越多的处理器厂商将提供推荐的内核及I/O上电排序的时序准则。一旦获知时序要求,POL电源设计人员便可选择一种适当的技术。对一个双路电源上电和断电的方法有很多种:顺序排序和同时排序是最为常用的两种方法。

当在内核和I/O上电之间要求一个较短的毫秒级时间间隔时,我们就可以实施顺序排序。实施顺序排序的一种方法是,只需将一个稳压器的PWERGOOD引脚连接至另一个稳压器的ENABLE引脚即可。当内核和I/O电压差在上电和断电期间需要被最小化时,就需要使用同时排序。要实施同时排序,内核和I/O电压应彼此紧密地跟踪,直到达到较低的理想电压电平。在这一点上,较低的内核电压达到了其设定值要求,而较高的I/0电压将可以继续上升至其设定值。

在自升压模式中,DaVinci处理器要求对CVDD和CVDDSP内核电源进行同时排序。在主机升压模式中,CVDD必须斜坡上升,并在CVDDSP开始斜坡上升以前达到其设置值(1.2V)。作为一个最大值,CVDDSP电源必须在关闭(开启)“始终开启”和DSP域之间的短路开关以前上电。我们可以以任何顺序启动I/O电源(DVDD18、DVDDR2和DVDD33),但是必须在CVDD电源100ms的同时达到其设定值。

稳压精度

电源系统的电压容差有几个影响因素。电压基准精度就是最为重要的一个影响因素,我们可以在电源管理器件的产品说明书中找到其规范。新型稳压器要求达到±1%的精度或更高的温度基准精度。一些成本较低的稳压器可能会要求±2%或±3%的基准电压精度。请在产品说明书中查看稳压器厂商的相关规范,以确保稳压精度可以满足处理器的要求。另一个影响稳压精度的因素是稳压器外部反馈电阻的容差。

在要求精确容差值的情况下,我们推荐使用±1%的容差电阻。另外,在将这种电阻用于编程输出电压时,其将会提供额外±0.5%的精度。具体的计算公式如下:

输出电压精度=2×(1-VREF/VOUT)×TOLRES

第三个影响因素是输出纹波电压。一个卓越的设计实践是针对低于1%输出电压的峰至峰输出电压进行设计,其可使电源系统的电压精度提高±0.5%。假设为±2%基准精度,那么这3个影响因素加在一起则为±3%的电源系统精度。

DaVinci CVDD电源要求一个可带来±4.2%精度的50mY容差的1.2V典型内核电源。3.3V DVDD电源具有一个可带来±4.5%精度的150mV的容差,而1.8V DVDD电源则具有一个可带来±5%精度的90mV的容差。使稳压器靠近负载来减少路由损耗是非常重要的。需要注意的是,如果电源具有3%的容差,且处理器内核电压要求具有4.2%容差的情况下,我们就必须对去耦网络进行设计,以能够适应1.2V电压轨的1.2%精度或14mV容差。

历史经验数据显示,内核电压随着处理技术的发展而不断降低。对内核电压稍作改变,便可提供更高的性能,或节省更多的电量。选择一个具有可编程输出电压和±3%以上输出电压容差的稳压器是一种较好的设计方法。相比从零开始重新设计一种全新的电源,简单的电阻器变化或引脚重新配置要容易得多。因此,我们要选择一款可以支持低至0.9V或更低输出电压的稳压器,以能够最大化地重用,并帮助简化TI片上系统(SoC)器件未来版本的使用。

参考设计

我们构建了若干电源管理参考设计,并经过数字音频/视频应用的测试。这些应用均使用了TI的TMS320DM6443和TMS320DM6446处理器,其能够满足排序、电压精度和启动要求。图1显示了12V电源的参考设计,该设计使用了TPS62111同步降压转换器、TPS62040同步降压转换器以及TPS73618低压降调节器,以分别提供3.3V、1.2V和1.8V电压轨。这种参考设计包含了一个简单的外部MOSFET、电阻和电容延迟电路,以使3.3V电压轨能够适应自升压模式排序方案要求。TPS62040不但提供了1.2V的内核电压,而且还可满足引脚5软启动电容的排序要求。这种解决方案拥有±3%容差,90%以上的效率。为了能够适应主机升压模式排序方案要求,我们可以添加一个类似的MOSFET、电阻以及电容电路添加至1.2V电压轨。

图1显示了复位电路,该电路使用TPS3808和TPS3803电源电压监控器来监控电压轨的变化情况。请您使用最小值的TPS3808G01(U5),来安装图中所示的复位电路电源。如果需要超过3.3V电压轨的1.5A电流和1.2V电压轨的1.2A电流的话,那么TPS54350和TPS54110 SWIFTTMDC/DC转换器可能会被分别用于实现3A和1.5A电流。SWIFT稳压器具有基于DaVinci技术的数字视频EVM的特点。

总结

电源技术范文第9篇

1.1便携式电源原理粗电指电能质量较差一次交流电,实际应用多数需将其转换为精电即直流电。根据输出,电源可分为4类:整流AC-DC、逆变DC-AC、变频AC-AC和直流变换DC-DC。电源组成原理不同可分为LDO线性直流稳压电源和开关电源,开关电源分为隔离型开关电源和非隔离型开关电源[1]。LDO线性直流稳压电源,纹波小、功耗高、效率低30%~40%,不适合高效便携式电子设备;隔离式开关采用变压器调节输出电压,安全、高效,效率能达到80%,但技术难度大,成本高,体积大,用于较大电子设备;现代便携式电子设备一般采用锂电池供电,电源电路采用DC-DC直流变换,将电池输出直流电压转换成系统需要的各种直流电压,转换效率高、静态电流小,是现代便携式电子设备常用的电源转换电路[2,3]。DC-DC变换是将固定的直流电压变换成系统所需的直流电压输出,经直流斩波,将输入电压斩成脉冲方波,由储能元件实现升压或降压,整流、滤波后输出高效/,!/率、高精度、高稳定度二次直流电压[4]。DC-DC变换电路控制方式分为硬开关技术和软开关技术,硬开关包括PWM脉冲宽度调制和PFM脉冲频率调制,PWM调制方式不改变开关周期,改变开关占空比控制输出电压幅度;PFM调制方式是占空比不变,调制信号频率随输入信号幅值变化;软开关谐振变流器是利用LC串并联谐振网络实现开关零电压导通ZVS和零电流关断ZCS,实现开关开通和关断功耗为零,减小变换器开关损耗。

DC-DC直流变换器电路形式主要有:Buck降压斩波器,Boost升压斩波器,Buck-Boost降压或升压斩波器等,根据便携式设备要求选择不同的电路形式[5]。1.2便携式电源节能技术现代便携式设备电源技术成熟,便携式设备连续工作时间、待机时间、使用寿命成为各大厂商竞争焦点,增加便携式设备连续工作时间和待机时间最直接的方法增加锂电池容量,提高电源转换效率,降低系统功耗。根据摩尔定律,集成电路内部器件集成度每18个月翻一翻,CPU数据吞吐量增大处理速度提高,系统功耗不断增加,锂电池发展速度远跟不上集成电路发展速度,电池发展相对滞后已经成为制约便携式电子设备发展的一个瓶颈[6]。提高便携式设备电源转换效率主要方法有提高电源整流器件效率,降低电源内部静态电流。传统PWM控制DC-DC变流器,系统平均功耗Pav=CO×V2DD×f,CO负载等效电容,VDD电源电压,f开关频率,看出DC-DC变换器功耗与开关频率成正比,与电源电压平方成正比,降低变换器开关工作频率能有效降低开关动作次数降低功耗,代价是降低CPU数据处理速度,电源装置中无源器件体积增大静态功耗增大,;当前处理器主频不断提高数据处理速度不断加快,降低系统功耗只有降低电源电压[7]。

DC-DC直流变换器主要损耗为整流二极管和续流二极管,即使采用快恢复二极管FRD、超快恢复二极管SRD和肖特基二极管SBD,在二极管上产生较大压降,降低电源效率,传统二极体整流电路已无法满足现代便携式电子设备,当前便携式设备电源基本采用同步整流技术,用通态电阻极低功率MOSFET,代替整流二极管,降低整流二极管导通压降,同步整流技术要求栅极电压与被整流电压相位保持同步,有效降低整流损耗,提高电源效率[8,9]。便携式设备电源智能管理技术,指按时间顺序对设备电压和电流智能化管理,根据用户使用情况不同实时控制模块输出电压,有效分配电源功率,降低电源模块静态电流,降低空闲设备能耗,最大限度减小损耗提高系统效率。硬件管理指硬件电路选择静态电流小的COMS器件,降低静态功耗;软件管理指使用便携式电源管理器对电源动态管理,降低空闲设备功耗。现代智能手机功能十分完善,使用不同功能供电不同,例如接打电话、发短信、听音乐、无线上网、看电影,需要不同供电,采用电源智能管理技术能有效降低系统功耗,提高便携式设备电源效率[10-11]。便携式设备电源采用系统整流模块休眠技术提高电源效率,整流模块休眠技术根据输出电流大小实时动态控制电源系统各套整流模块,及时关闭不需要的整流模块,降低系统负载损耗和空载损耗同时保证输出,整流模块休眠技术根据实际需要,采用软件设置休眠时间和休眠次序。整流模块休眠技术要求电源系统至少要有两套以上整流模块,提高电源效率同时也增加了硬件开销,提高便携式设备的实际成本[12]。

2现代便携式设备电源应用

2.1MC34063原理MC34063输入电压范围宽,静态电流低,输出驱动电流大,振荡频率高是一款典型的双极性现代便携式设备DC-DC电源控制器,输入电压3.0~40V,输出电压1.25~40V,最大输出电流1.5A,开关管集电极与发射极最大电压40V,开关振荡频率100Hz~100kHz,可实现电源升压、降压、反向等变换,效率高达80%以上[13],MC34063内部模块原理及引脚功能如图1所示。MC34063内部包含1.25V带隙参考电源、电压比较器、振荡器、逻辑控制器和开关管。MC34063DC-DC变换器第5脚输入电压与1.25V带隙参考电压比较,比较后结果输入逻辑控制器与振荡器输出振荡方波相与,相与后逻辑电平输入RS触发器控制开关管T1和T2;振荡器内部包含恒流源,第3脚外接定时电容调整振荡频率,外接电容充电,振荡器与比较器同时输出高电平,RS触发器置1开关管导通。电流IS检测端实时检测7脚电阻RSC电压,电流检测端电压超过300mV,振荡器外接电容CT快速充放电,控制开关管占空比,稳定输出电压,MC34063应用电气参数如表1所示,应用条件不同电气参数适当调整[14]。2.2降压电路及参数计算用MC34063DC-DC变换器设计一个输入电压+5V输出电压+3.3V纹波小于10mV降压直流电源,输出电流IO(max)=500mA原理如图2,降压电路电流流经检测电阻R1、开关管T1与T2、电感L1、电容C1、续流二极管D1、负载RL,通过比较器反向输入端第5脚外接电阻R2与R3监视输出电压Vout=1.25×(1+R2R3)。

DC-DC变换器处于TON状态,RS触发器S端输入高电平,开关管T1与T2导通,电流经开关管集电极到发射极,第2脚外接储能元件电感L1充磁电容C1充电,电感L1达到最大峰值电流IPK停止充磁,续流二极管D1反向截止;DC-DC变换器处于TOFF状态,RS触发器S端输入低电平,开关管T1与T2截止,第2脚外接储能元件电感L1和电容C1放电为负载提供电流,续流二极管D1导通,由于电感电流不能突变,输出电流方向不变,只要开关频率与储能元件充放速度足够快负载可以得到连续的直流电压,实现降压[15]。根据运放“虚短”和“虚段”,集成电路内部比较器第5脚输入电流为零,取R3=1.2kΩ,输出电压Vout=1.25×(1+R2R3),得R2=2kΩ,通过输出回路电阻R2与R3电流I=VOUTR2+R3=1mA,电阻R2功率P=U2×I=2mW,电阻R2与R3选择0.125W;续流二极管D1选择肖特基二极管1N5819,最大反向浪涌电压VRRM=40V,最大正向浪涌电流IFSM=25A,二极管均方根电压VRMS=28V,平均整流电流I(AV)=1A,正向压降VF=0.6V。设MC34063开关振荡频率f=20kHz,周期T=50μs,由参数手册得TONTOFF=VOUT+VFVIN(MAX)-VSAT-VOUT=3.3+0.65-1-3.3=3.90.7,TON≈40μs,TOFF=7μs,振荡电容CT=4×10-5×TON=4×10-5×40×10-6=1600pF,开关管电流IPK=2IOUT=1A,第7脚电流检测引

脚限流电阻RSC=VIPKIPK=300mV1A=0.3Ω功率0.25W,电感L1为VIN(MAX)-VSATIPK×TON=5-0.61×50uS=220uH,输出电容CO实际应用选择100μF耐压10V电解电容[16]。2.3升压电路及参数计算用MC34063DC-DC变换器设计一个输入电压+3.3V输出电压+5V纹波小于10mV升压电源,输出电流IO(max)=500mA原理如图3,升压电路电流流经检测电阻R5、开关管T1与T2、电感L2,续流二极管D2,负载RL,比较器反向输入端监视输出电压,Vout=1.25×(1+R5R6),R6取1.2kΩ,R5为3.6kΩ,功率0.25W。当DC-DC变换器管T1与T2处于TON状态,DC-DC变换器形成2个回路,即电感回路和电容回路。回路1:由电容C6、负载RL构成,电容C6放电,保持电源输出电压和电流幅度稳定、方向不变,续流二极管反向截止,由电容提供能量;回路2:由电感L2、开关管T1与T2构成,电感L2将电源电能转变为磁能存储,充电电流由0到IPK;当开关管T1与T2处于TOFF电感中磁能转换为电能输出提升输出电压,实现升压[17]。 3性能参数测试

  MC34063DC-DC变换器电路测试仪器有优利德(UNI-T)四位半数字万用表UT56,泰克(Tektronix)100MHz数字存储示波器TDS2014C,负载电阻采用10Ω额定功率5W水泥电阻,经实际测试电源性能参数如表2所示。由MC34063DC-DC构成的便携式设备电源变换器输出稳定可靠,纹波小,线性调整率和负载调整率优良,效率高,自适应性强,完全能满足便携式设备实际使用要求。

4结束语

电源技术范文第10篇

1.1问题的提出

80PLUS是一项针对电源所做的新标准,它的核心是加载主动式PFC电路模块用于提升计算机设备的使用效率。保证电源设备在22%、48%,以及满载时有大于84%的转换效率。简单的说,就是在不同的负载程度,能够减少多余电能转换成的废热,来降低电源的使用成本。在中国这笔费用是由各个电源生产商向国家节能减排部门进行申报后获得的。该标准最早是由美国能源局制定的效率标准,针对桌面型台式机、高性能刀片服务器及工作站所制定的节能规范,希望借此来提高计算机内部电源设备的效率与功率因数比值,减少EMI谐波危害,降低设备的发热量,以达到节能目的。图1显示转换效率从低到高分别是80PLUS的6个标准:白牌(标准版)、铜牌、银牌、金牌、铂金、钛金从上到下依次提升。PFC效率因子数值越高表示这台电源越优秀。相比普通的被动PFC电源,80PLUS标准有许多优点。

1.2主动PFC电路设计能够延长的使用寿命

图2显示了被动PFC电源的热功耗模式,根据功率校正决定电源适配器转换效率的关键在于能将百分比之多少的输入转换为输出,由于剩下的电能会转换成废热。废热的产生会增加很大的电源噪音,而风扇需以高转速来带走废热,来保证电源内部不会过热触发报警装置。目前我们所使用的电源风扇都是普通油封轴承,这种轴承的好处就是成本低,便于大面积使用。缺点是寿命短,油一旦消耗完后会产生巨大的摩擦噪音。因此,减少废热、保持低散热需求的好处即是增加电脑电源的耐用度。

1.3主动PFC电路设计能够减少热辐射功耗

例如,一个转换效率65%的额定600瓦的电源设备,在100%负载时会消耗600瓦的电力,剩下的180瓦则会转换成多余的热能。如果该电源供应器转换效率为80%,在90%负载时只需要540瓦的电力供应,那么就只有60瓦的电力转换成热能。所以如何减少这些热能非常重要,由于目前科学技术的限制,人类还无法去收集这些多余热能进行储存。因此,减少这些无用的电子消耗显得非常重要。采用温控装置的电源风扇就不必在高转数情况下进行工作,这将有效的降低电源噪音和电源内部的发热量。让电源内部的元器件保持在正常温度系数范围内进行工作。

2主动PFC技术的实用价值

2.1有源PFC电路模块的重要性

节能减排一直是很多单位关注的,80PLUS电源能够做到为机房节能。这得益于80PLUS标准电源的高功率因数(PFC值)。PFC的全英文名为“PowerFactorCorrection”,意思是“功率因数调整值”,用来表示有效功率与总耗电量(视为额定功率)之间的比值。电网供给电源的能量并不能100%被电源所利用,在电源和电网之间会存在不小的电能损失部分。这个时候PFC就诞生了,目前的PFC电源分为主动式(active)和被动式(pas-sive)两种。被动PFC电路的功率因数一般只有70-78%,有的甚至连70%都达不到。而且电源非常沉重,不利于运输。而主动PFC的功率因素通常保持在90%以上,甚至达到95%。由于不需要庞大的电感,因此重量得到了大幅度的减轻。

2.2宽频电压输出

主动PFC还有另外一项重要的附加价值,即它可以适应90Vdc-260Vdc的全范围电压,可以全球通用,特别是对于电压不稳的地区有重要的使用价值。在我国的贫困地区,及地震灾区,当地电力部门无法保障220V稳定电压的环境下,使用主动PFC的设备能够有效缓解电力异常波动造成的瞬时断电设备重启问题。在边远地区使用主动PFC设计的电源系统能够有效保障学校、医院重要部门的不间断运作。

2.3单位耗电量的下降

注意:为了满足能源之心(ENERGYSTAR)的规范指标以及国家降低碳排放的强制要求,即功率因数越大,对节约电力能源越有好处。主动PFC电源为了保证更高的转换效率,在产品的设计与用料上,都较传统电源要复杂和考究得多,这带来了生产成本的上升。但考虑到在工业用电方面的开支减少,特别是现在很多大学机房机器数量都在数千台以上,是一些专业实验室,常年24小时开机进行数据运算实验。如果按照一年一台PC即可节省200元人民币,这笔费用扩建机房升级设备都绰绰有余,从长远利益来看,未来终端用户应该多考虑带有主动PFC模块的电源。

3主动PFC技术的实现

图3显示的为PFC升压预转换器的构成,这里需要安置一个线圈,通过一个二极管和一个PF开关。蓝色箭头所指的波形电感需要一枚加载PFC预调节器而设计的功率因数校正控制器电路。这里我们使用ONSEMI半导体(MC33368和MC33260),均工作在临界导电模式中,而NCP1650则工作于连续导电模式。通常将临界导电模式用于300W以下的功率因数控制电路。而CCM连续导通模式用于400W以上的功率因子电路模块。随着机房在教学上开设了matlab,大型数据库等课程,这些课程对计算机的硬件要求非常高,特别是大数据运算这样的模型搭建。为了满足这些设施要求,必须使用额定功率在400W以上的电源才能满足需求。CCM电路拓扑就是为了通过80PLUS标准设计的,一般采用正激拓扑(又分为单端正激拓扑和双管正激拓扑)较之前机房所使用的被动PFC普通电源,通常采用半桥拓扑。半桥拓扑均采用三极管做主开关管,正激拓扑采用MOS管进行设计,但是这样的设计会导致开关损耗均远大于MOS管。而且这类电源非常笨重。因此,半桥拓扑的转换效率一般刚刚能够突破70%,而双管正激拓扑的转换效率基本都能接近80%,设计和用料较好的就能达到85%以上。双管正激拓扑相对于半桥拓扑的另一个优势就是纹波要小得多(由其工作原理所决定)。开关电源的输出电压会有一些不规则的小幅波动,波动幅值范围一般是几十毫伏,称为纹波。纹波干扰在机房是非常普遍的一种电磁干扰,特别是机房其它的非兼容设备比较多的情况下。会造成液晶显示器摩尔纹的显示故障。这种故障会影响显示器使用者的体验感受。从另外一个方面来说,计算机的板载芯片对纹波有一定的耐受能力,但这样的范围是非常有限的,这将会导致声卡的模拟放大电路会受纹波影响导致音质失真。特别是语音室对杂音过滤的要求非常的高,而正激拓扑的纹波更小,即电源输出的电压更平稳,电流更纯净,从而延长各部件的使用寿命,更可以减少令人头疼的EMI电磁干扰问题。

4改造主动PFC电源负载性能测定试验环境

INTELXEONE-1230v316GAPACERDDR31866×28×2TRAID0磁盘阵列。额定600W电源运行测试国际象棋算法及图形4D渲染。电路板在满负载、低电压线路下工作30分钟后进行测量。所有测量是在没有中断的情况下连续进行的。采用HP34401A万用表在测试端直接测量。输入功率根据如下公式计算:Pin(avg)=Vin(rms)•Iin(rms)•PF机箱盖板打开、侧板无12cm风扇、仅使用slient模式CPU风扇运转。图4600W额定电源测试的转换效率这些结果是在一种相对高频的应用中获得的,轨迹线显示了线电压在不同负载时的效率,以中国境内230V电压标准,效率始终高于95%。100%负载下转换效率略有下降,且此时电源发热量会非常大,但相比于被动式PFC的电源来说,这样的发热量已经减少了很多。

5结语

使用主动PFC电路设计的产品在节能、环保的效率上是非常高的,是未来电子设备发展的主要趋势和方向,文章将通过80PLUS认证的主动PFC电源与普通电源进行对比,同时针对两类电源的主要性能参数用科学准确的数据进行了分析对比,让普通用户在选购电源时有清楚的定位,让行业客户明白为什么要多花20%的价格去选择主动PFC电源设备。同时为专业技术人员进一步升级改造机房环境提供了参考依据及改进方向。

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