高效節(jié)能開關(guān)電源的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

    低碳生活,對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)是一種生活態(tài)度,同時(shí)也成為人們推進(jìn)潮流的新方式。它給我們提出的是一個(gè)“愿不愿意和大家共同創(chuàng)造低碳生活”的問(wèn)題。 所以我們應(yīng)該積極提倡并去實(shí)踐低碳生活,就要從注意節(jié)電、節(jié)氣、熄燈一小時(shí)等這些點(diǎn)滴做起。有人買運(yùn)輸里程很短的商品,有人堅(jiān)持爬樓梯,形形色色,有的很有趣,有的不免有些麻煩。低碳生活可以理解為:減少二氧化碳的排放,就是低能量、低消耗、低開支的生活。但前提是在不降低生活質(zhì)量的情況下,盡其所能的節(jié)能減排。“節(jié)能減排”,不僅是當(dāng)今社會(huì)的流行語(yǔ),更是關(guān)系到人類未來(lái)的戰(zhàn)略選擇。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,器件的性能提高,特別是節(jié)能型電源芯片如雨后春筍般涌現(xiàn),加上電路設(shè)計(jì)的成熟,要設(shè)計(jì)效率高、待機(jī)功耗小的節(jié)能型開關(guān)電源已是不太難的事情,設(shè)計(jì)節(jié)能型開關(guān)電源正是適應(yīng)了節(jié)能減排的需求。

開關(guān)電源的發(fā)展史
      早期的開關(guān)電源由于技術(shù)不太成熟、器件性能的局限性,一些電源制造商的參數(shù)做得不太好,像EMC電磁兼容性,難過(guò)關(guān)、待機(jī)功耗較大、效率不太高等。因此減小開關(guān)電源的待機(jī)功耗、提高開關(guān)電源的效率是大有潛力可挖的,是全球電源制造業(yè)共同關(guān)注的問(wèn)題。而所謂的EMC(Electro Magnetic Compatibility),是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC包括兩個(gè)方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值;另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。各種運(yùn)行的電力設(shè)備之間以電磁傳導(dǎo)、電磁感應(yīng)和電磁輻射三種方式彼此關(guān)聯(lián)并相互影響,在一定的條件下會(huì)對(duì)運(yùn)行的設(shè)備和人員造成干擾、影響和危害。20世紀(jì)80年代興起的電磁兼容EMC學(xué)科以研究和解決這一問(wèn)題為宗旨,主要是研究和解決干擾的產(chǎn)生、傳播、接收、抑制機(jī)理及其相應(yīng)的測(cè)量和計(jì)量技術(shù),并在此基礎(chǔ)上根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)最合理的原則,對(duì)產(chǎn)生的干擾水平、抗干擾水平和抑制措施做出明確的規(guī)定,使處于同一電磁環(huán)境的設(shè)備都是兼容的,同時(shí)又不向該環(huán)境中的任何實(shí)體引入不能允許的電磁擾動(dòng)。

 綠色開關(guān)電源的要求
        綠色開關(guān)電源的主要內(nèi)容是效率高,待機(jī)功耗小。對(duì)電源制造商的要求很高,36W的效率要求大于83%,待機(jī)功耗要小于0.5W。現(xiàn)在的電源芯片供應(yīng)商提供的一般都是綠色電源芯片,待機(jī)功耗一般都會(huì)很小。但是,效率高除了與芯片有關(guān)外,還與其它器件有流+反向漏電流Idss×反壓,用6N60加散熱器可滿足要求。


      二次整流管工作在高頻脈沖狀態(tài)下,在12V3A輸出時(shí),要求工作耐壓大于輸出電壓的4倍,工作電流大于輸出電流的3倍,用耐壓60V,工作電流為16A的SB1660肖特基二極管可滿足要求,但一定要加散熱器。


       電源芯片的功耗越小越好,因?yàn)樗擞绊懻麢C(jī)效率和待機(jī)功耗外,還涉及整機(jī)的工作穩(wěn)定性,其功耗越大,溫升越高,工作越不穩(wěn)定。


開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)開關(guān)電源的核心,要有高深的理論知識(shí)和多年的經(jīng)驗(yàn)沉淀,優(yōu)秀的開關(guān)電源設(shè)計(jì)工程師在選擇高品質(zhì)的磁芯、結(jié)合先進(jìn)的繞制工藝,能設(shè)計(jì)出效率高于97%的開關(guān)變壓器。  


由于二次整流管在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生尖脈沖,在輸出中會(huì)疊加雜波,并且還會(huì)輻射電磁波而使EMC難過(guò)關(guān),故要在二極管兩端并聯(lián)尖脈沖吸收網(wǎng)絡(luò)R8與C8。


       阻波電感L2能使輸出紋波減小,一般是用漆包線在6毫米粗的磁棒上繞8到16圈。要注意,由于要通過(guò)大電流,故漆包線要粗,圈數(shù)不要太多,以免產(chǎn)生過(guò)大的壓降而增大損耗。

       DC輸出線在電源適配器中的價(jià)格比重較大,不少生產(chǎn)商會(huì)降低其載流量而減少成本,結(jié)果會(huì)使效率得不到保證。
  
       開關(guān)電源設(shè)計(jì)工程師要有深厚的理論功底和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及注意設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)等才能達(dá)到美國(guó)加州能源之星法案Ⅳ等級(jí)的設(shè)計(jì)要求。然而,符合“能源之星”的綠色開關(guān)電源不一定是優(yōu)質(zhì)電源,還要求其它參數(shù)符合,綠色開關(guān)電源只是在原來(lái)的開關(guān)電源參數(shù)上提高了有關(guān)能效的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)而已。


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