直流電源模塊的3大發(fā)展趨勢(2)低壓大電流隨著微處理器工作電壓的下降，模塊電源輸出電壓亦從以前的5V降到了現(xiàn)在的3.3V甚至1.8V，業(yè)界預(yù)測，電源輸出電壓還將降到1.0V以下。與此同時，集成電路所需的電流增加，要求電源提供較大的負載輸出能力。對于1V/100A的模塊電源，有效負載相當(dāng)于0.01Ω，傳統(tǒng)技術(shù)難以勝任如此高難度的設(shè)計要求。在10mΩ負載的情況下，通往負載路徑上的每mΩ電阻都會使效率下降10%，印制電路板的導(dǎo)線電阻、電感器的串聯(lián)電阻、MOSFET的導(dǎo)通電阻及MOSFET的管芯接線等對效率都有影響。新技術(shù)的發(fā)展能把對電路整體布局至關(guān)重要的功率半導(dǎo)體和無源元件集成在一起，構(gòu)成功能完善的基本模塊，降低了通往負載路徑上的電阻，從而降低了功耗并縮小了尺寸。利用基本模塊組合起來的多相設(shè)計技術(shù)逐步得到推廣。由于每相輸出電流減小，可以采用較小的功率MOSFET和較小的電感器和電容器，這樣也簡化了設(shè)計。市場上已出現(xiàn)的基本功率模塊封裝只有11mm×11mm大小，開關(guān)頻率1MHz，級聯(lián)多個模塊和相關(guān)元件，可獲得大于100A的工作電流，與其它采用分立式元件的電路相比，其效率提高了6%，功率損耗降低25%，器件尺寸縮小50%左右。(3)利用軟件設(shè)計電源如今通信系統(tǒng)中，直流電壓的品種不斷增加，功率密度和集成度的提高亦增加了設(shè)計難度，傳統(tǒng)的手工設(shè)計與驗證已無法適應(yīng)快速變化的市場需求，于是，電源輔助設(shè)計軟件應(yīng)運而生了。這些軟件可指導(dǎo)元器件選擇，并提供材料清單、電路仿真及熱分析，縮短了電源設(shè)計的周期，提高了電源的性能。輔助設(shè)計軟件可使用多種參數(shù)定制電源，包括輸入及輸出電壓范圍、較大輸出電流等，引導(dǎo)設(shè)計人員進行器件選擇，它包含完整的變壓器設(shè)計，使用多種拓撲方法來綜合電路，按成本或效率進行優(yōu)化，并輸出元件清單。◆SBW大功率自動補償式交流穩(wěn)壓電源◆產(chǎn)品介紹:SBW(DBW)系列大功率自動補償式交流穩(wěn)壓電源，又稱補償式穩(wěn)壓器，由柱式調(diào)壓器、伺服電動機、自動控制電路等部件組成，是采用伺服電機驅(qū)動碳刷改變柱式調(diào)壓器線圈匝數(shù)比來完成穩(wěn)壓功能的一種大功率高性交流穩(wěn)壓電源。當(dāng)電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定或負載功率變化時，自動控制電路按輸出電壓的變化驅(qū)動伺服電機，調(diào)整接觸式自耦調(diào)壓器上碳刷的位置，使輸出電壓調(diào)整到額定值，實現(xiàn)自動穩(wěn)壓。主要特點：1、穩(wěn)壓器由補償電路、電壓檢測電路、伺服電機控制電路及減速傳動機構(gòu)、保護電路等線路組成。2、電壓調(diào)整方式為非段性，電壓呈線性升降壓，輸出電壓連續(xù)可調(diào)。3、穩(wěn)壓范圍寬、精度可調(diào)、效率高、輸出波形無附加失真，能適應(yīng)各種負載。4、制造容量大、單柜式可至300KVA，多柜式可至3000KVA，適合大型生產(chǎn)線、中央空調(diào)或整廠使用。5、過載、過壓、短路缺相及機械傳動機構(gòu)故障自動保護。6、自動穩(wěn)壓狀態(tài)與手動調(diào)壓狀態(tài)可切換，方便不同的使用要求。主要應(yīng)用：整廠或整條生產(chǎn)線的穩(wěn)壓，適合大功率儀器設(shè)備的穩(wěn)壓需求，普通穩(wěn)壓需求的數(shù)控車床，CNC加工中心…高頻開關(guān)電源的電磁干擾分析下面從干擾源的角度來分析開關(guān)電源所產(chǎn)生的干擾：1.一次整流回路產(chǎn)生的電磁干擾高頻開關(guān)電源的輸入普遍采用橋式整流、電容濾波性整流電路。在這樣的一次整流賄賂重，由于整流二極管的非線性和濾波電容的儲能作用，整流二極管只有在交流輸入電壓大于濾波電容充電電壓時才能導(dǎo)通，輸入電流脈沖大于平均電流的5到10倍以上，成為一個時間很短、峰值很高的周期性畸變電流，該電流脈沖含有高次諧波分量，如不加抑制則會對電網(wǎng)產(chǎn)生嚴重的諧波污染。2.開關(guān)管工作時產(chǎn)生的電磁干擾由于高頻開關(guān)電源的開關(guān)管工作頻率很高，開關(guān)管的電壓、電流切換速度很快，其傳導(dǎo)干擾和輻射干擾也非常強。開關(guān)電源工作過程中，由初級濾波大電容、高頻變壓器初級線圈和開關(guān)管構(gòu)成了一個高頻電流環(huán)路，該環(huán)路包含有典型的梯形電流波形，因而具有高頻諧波分量（典型的數(shù)值在數(shù)兆赫茲范圍），這會產(chǎn)生較大的輻射干擾。如果一次整流回路的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式傳導(dǎo)到交流電網(wǎng)中去。另一方面，當(dāng)原來導(dǎo)通的開關(guān)管關(guān)斷時，由于電流突變，變壓器繞組漏感所產(chǎn)生的反電動勢U=-Ldi/dt會疊加在關(guān)斷電壓上，因而會在變壓器初級線圈的兩端出現(xiàn)較高的尖峰電壓和浪涌電流，其所含有的高次諧波會反饋到電網(wǎng)形成諧波干擾，同時這些諧波還將以輻射方式干擾其他設(shè)備的工作。3.二次整流回路產(chǎn)生的電磁干擾高頻開關(guān)電源在工作過程中，二次整流回路重的整流二極管也處于高頻通斷狀態(tài)。脈沖變壓器次級線圈、整流二極管和濾波電容構(gòu)成的高頻開關(guān)電流環(huán)路所含的高頻諧波分量會產(chǎn)生較大的輻射干擾。如果二次整流回路的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式混在輸出直流電壓上，影響負載電路的正常工作。另一方面，高頻整流回路中的整流二極管正向?qū)〞r有較大的正向電流通過，在其反向截止時由于PN結(jié)中有較多的載流子積累，在短時間內(nèi)要讓存儲電荷消失就會產(chǎn)生反向電流浪涌，這樣致使載流子消失的反向恢復(fù)電流急劇減少而發(fā)生很大的電流變化（di/dt），因而形成了很強的高頻衰減振蕩。3.分布電容引起的干擾開關(guān)電源工作在高頻狀態(tài)，因而其分布電容不可忽略。一方面散熱片與開關(guān)管集電極間的絕緣片接觸面積較大，且絕緣片較薄，因而兩者間的分布電容在高頻時不能忽略。高頻電流會通過分布電容流到散熱片上，再流到機殼地，產(chǎn)生共模干擾；另一方面高頻變壓器的初次級之間存在著分布電容，會將原邊電壓直接耦合到副邊上，在副邊作直流輸出的兩條電源線上產(chǎn)生共模干擾。由以上分析可知，作為工作于開關(guān)狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置——高頻開關(guān)，其電源的電壓、電流變化率很高，產(chǎn)生的干擾強度較大，干擾源主要集中在功率管開關(guān)期間以及與之相連的高頻變壓器上。