開關電源模塊的廣泛應用促使市場競爭激烈
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【家電配件下午茶帶您看行業(yè)】網(wǎng)友朋友們,大家好,現(xiàn)在是2011年09月23日家電配件3點下午茶時間,今天您可以了解開關電源相關的行業(yè)信息,以下是詳細內(nèi)容:
開關電源以其高效節(jié)能、體積小、重量輕等優(yōu)點在MTD2002工業(yè)領域獲得了廣泛的應用,已成為工業(yè)領域重要的基礎產(chǎn)品。目前大陸工業(yè)開關電源模塊市場的主要企業(yè)多數(shù)是在20世紀90年代進入大陸市場,同時在設立工業(yè)開關電源模塊生產(chǎn)工廠的外資品牌數(shù)量也逐漸增多,MTD2002市場競爭激烈。
目前行業(yè)內(nèi)對工業(yè)開關電源模塊范圍的界定并不一致,因此,行業(yè)企業(yè)對工業(yè)開關電源市場的認識也不盡相同。近期,在北京捷孚聯(lián)合咨詢有限公司(JFUnited)推出的《2009年大陸工業(yè)開關電源市場調(diào)查報告》中,該報告研究的“工業(yè)開關電源”指輸出功率小于1,500W(包含1,500W),包括MTD2002單路和多路輸出電壓,用于機械、電力、軌道交通、冶金、石化、汽車、水泥、煤炭等工業(yè)領域(不包括通訊、醫(yī)療、LED、商用計算機、樓宇等領域)的開關電源產(chǎn)品(不包括模塊電源)。在上述定義的基礎上,捷孚聯(lián)合(JFUnited)從開關電源市場的現(xiàn)狀、應用行業(yè)的需求等兩個方面的對大陸工業(yè)開關電源市場做了相應的研究分析。
2008年開始工業(yè)開關電源模塊市場增長減緩,2009年增速預計不足7%,市場前景短時間內(nèi)較為迷茫,但后勁較足。
2008年工業(yè)開關電源市場規(guī)模約為11.8億元人民幣。在2008年下半年之前,工業(yè)開關電源主要競爭廠商多數(shù)企業(yè)的銷售增速較快,對工業(yè)開關電源市場的發(fā)展持樂觀態(tài)度。但從2008年第三季度開始,受金融危機等大環(huán)境的影響,多數(shù)企業(yè)的增速放緩,部分企業(yè)出現(xiàn)負增長,大陸工業(yè)開關電源市場增長有較大的波動。2007-2008年工業(yè)開關電源市場增長為12.7%,較2007年的增速出現(xiàn)較大的回落。受此影響,工業(yè)開關電源市場的主要供應商認為金融環(huán)境的變化對開關電源市場發(fā)展影響較大,對市場前景的預期也傾向于保守,2009年的整體市場增長預期有大幅下降,不足7%;而2010年之后工業(yè)開關電源的發(fā)展趨勢更是難以預計。
雖然金融危機對工業(yè)開關電源模塊市場造成了比較大的影響,但下游應用企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、新興行業(yè)需求的帶動以及國家政策的扶持等因素對大陸電源市場的發(fā)展起了積極的推動作用。因此,隨著金融危機的緩解,大陸工業(yè)開關電源市場還會呈現(xiàn)較快的發(fā)展態(tài)勢。
工業(yè)開關電源市場集中度高,明緯、西門子成為市場競爭的焦點
工業(yè)開關電源模塊市場集中度較高,行業(yè)前10家企業(yè)所占市場份額高達76.1%。其中,市場份額最高的兩家企業(yè)分別是明緯和西門子。明緯、西門子分別作為目前大陸工業(yè)開關電源市場中平板開關電源、導軌開關電源領域的代表性企業(yè),成為工業(yè)開關電源企業(yè)競爭的核心。而其它主要企業(yè)除了與上述兩家企業(yè)形成競爭外,也會因為企業(yè)業(yè)務組合、產(chǎn)品應用領域等因素在一些特定的場合形成激烈的競爭關系,如電力領域(德創(chuàng)、宇峰、三基等)、PLC配套領域(西門子、惠朋、歐辰、穆爾等)、工業(yè)開關電源定制業(yè)務領域(朝陽、永明等)、日資企業(yè)之間(科索、TDK蘭達)等均有各自的競爭特點。
捷孚聯(lián)合(JFUnited)將工業(yè)開關電源模塊市場根據(jù)各企業(yè)的市場份額及產(chǎn)品檔次分成5個競爭陣營:
第一陣營:目前只有明緯一家,MTD2002產(chǎn)品定位于中低端市場,大陸開關電源的市場份額超過21.4%;明緯2007-2008增速較低,市場份額有所縮小。
第二陣營:主要包括西門子、菲尼克斯和朝陽,產(chǎn)品主要定位于高端市場,3家企業(yè)占大陸開關電源整體市場的24.2%。其中,西門子、菲尼克斯是自動化領域的領先企業(yè),電源產(chǎn)品與其自動化產(chǎn)品連帶銷售的優(yōu)勢比較明顯;朝陽以定制業(yè)務為主,在軌道交通領域有比較高的市場占有率。雖然朝陽2007-2008增長速度有所降低,但西門子和菲尼克斯的增速要高于行業(yè)整體增速,因此2007-2008該陣營市場份額變化不大。
第三陣營:主要包括LAMBDA、德創(chuàng)、歐姆龍、衡孚和創(chuàng)聯(lián),MTD2002產(chǎn)品主要定位于中端至低端市場,5家企業(yè)占大陸開關電源整體市場的29.8%。其中,LAMBDA為全球開關電源最大的生產(chǎn)廠家之一,市場知名度較高,衡孚在大陸工業(yè)開關電源低端市場有較大的知名度,德創(chuàng)長期專注于電力自動化領域,在電力領域市場占有率較高。2007-2008第三陣營市場份額變化不大。
第四陣營:產(chǎn)品主要定位于高端及中高端市場,該陣營多數(shù)企業(yè)為外資品牌,行業(yè)主要8家企業(yè)占大陸開關電源整體市場的9.3%;2007-2008第四陣營大部分企業(yè)的增長速度要高于整體市場增速,因此該陣營市場份額有所增長。
第五陣營:產(chǎn)品主要定位于中端至低端市場,行業(yè)主要10家企業(yè)占大陸開關電源整體市場的10.2%。2007-2008第五陣營大部分企業(yè)的增長速度低于整體市場增速,甚至零增長或負增長,因此該陣營市場份額有所減小。近一兩年來,工業(yè)開關電源模塊市場新進入企業(yè)數(shù)量有限,并且客戶更換MTD2002品牌程度較低,2007-2008年多數(shù)主要競爭企業(yè)的市場份額的變化也比較小,預計未來幾年內(nèi),大陸工業(yè)開關電源市場競爭格局不會出現(xiàn)明顯變化。
工業(yè)開關電源市場需求兩極化明顯,高端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品需求量均較大,而中端產(chǎn)品需求較低。
目前工業(yè)開關電源市場中,高端產(chǎn)品約占整個市場份額的24.9%,低端產(chǎn)品約占整個市場份額的37.3%,而中高端、中端、中低端等產(chǎn)品的各自市場份額均比較低。造成這種現(xiàn)象的原因是大陸工業(yè)開關電源應用領域的需求特點。如電力、軌道交通、石化、冶金等領域對高端工業(yè)開關電源的需求較大,而機械領域的大部分企業(yè)主要采購低端工業(yè)開關電源。中端產(chǎn)品目前的需求領域主要是一些中小型的電廠、電力設備、重型機械、少部分的石化設備等。
捷孚聯(lián)合(JFUnited)的調(diào)查報告數(shù)據(jù)顯示,大陸市場工業(yè)開關電源市場主要是外資品牌為主,市場份額超過60%;其中,高端市場以德資品牌為主,中高端、中端市場中日資品牌的市場占有率比較高,日資品牌在這兩類市場的占有率均超過相應市場容量的50%。大陸品牌主要分布在中低端和低端市場,部分企業(yè)因為應用行業(yè)的特點在高端、中高端有一定的占有率,如朝陽、德創(chuàng)、宇峰等。
從具體品牌上看,西門子、朝陽、菲尼克斯在高端市場處于壟斷地位,三家企業(yè)占高端市場近90%的市場份額;LAMBDA、德創(chuàng)在中端市場影響力比較大;明緯主要定位在中低端和低端市場,在這兩個市場中占有較高的市場份額。
平板式開關電源模塊占市場主導地位,但導軌式開關電源將成為未來市場競爭的關鍵產(chǎn)品
平板式工業(yè)開關電源主要應用于OEM配套,在工程項目中的應用比重相對較小;而導軌式工業(yè)開關電源主要應用于工程項目,但在煙草機械、陶瓷機械、重型機械、機床等機械細分領域中有較大比例的應用。
目前在大陸工業(yè)開關電源細分產(chǎn)品結構中,平板式工業(yè)開關電源仍然占據(jù)主導地位,約占整個市場的64.5%。
2007-2008年工業(yè)開關電源市場平均增長速度為12.7%。MTD2002市場增速較快(超過25%)的企業(yè)其主要產(chǎn)品類型以導軌式開關電源為主,如菲尼克斯、魏德米勒、普爾世等;市場增速相對較慢(25%以下)的企業(yè)則主要以平板式開關電源為主。捷孚聯(lián)合(JFUnited)認為導軌式工業(yè)開關電源將成為未來市場競爭的關鍵產(chǎn)品。
從工業(yè)開關電源模塊的輸出回路和輸出電壓來看,單路輸出的工業(yè)開關電源約占市場的77.1%,而單路輸出工業(yè)開關電源中又以24V占絕大多數(shù)。目前大陸工業(yè)開關電源市場已經(jīng)比較成熟,2007-2008年大陸工業(yè)開關電源市場主要競爭企業(yè)(單家企業(yè))的單路、多路比例以及24V電源的比例均比較穩(wěn)定,變化趨勢在較小的時間跨度內(nèi)表現(xiàn)不明顯;整體市場單路、多路比例以及24V電源的比例變化主要來自各主要企業(yè)的增速差異。
機械、電力是大陸工業(yè)開關電源的重點應用行業(yè),機床、重型機械以及電力、軌道交通領域對開關電源的需求依舊較大;不同MTD2002細分領域的競爭格局差異較大。工業(yè)開關電源的應用十分廣泛,主要是用在設備配套(OEM)和工程項目上。OEM主要包括各種機械設備(以機床、紡織機械、電梯、食品包裝機械、塑料機械、重工機械、煙草機械、陶瓷機械等設備為主)、電力設備、鐵路及地鐵機車、石化冶金設備等,工程項目則主要是電力工程、軌道交通工程、石化工程、冶金工程、汽車生產(chǎn)線和水處理等。機械、電力兩個行業(yè)工業(yè)開關電源的用量約占大陸工業(yè)開關電源市場總需求量的3/4。其中,機械領域對工業(yè)開關電源需求量最大的是機床行業(yè),年市場容量超過2億元;食品包裝機械、重型機械、紡織機械對工業(yè)開關電源的需求量依次遞減,陶瓷機械和煙草機械對工業(yè)開關電源的需求量相對較低。
從發(fā)展?jié)摿ι峡,食品包裝機械、重工機械發(fā)展速度相對較快,是工業(yè)開關電源企業(yè)應該重點關注的行業(yè);電梯行業(yè)受金融危機的影響,加上自身設計理念的變化,增速要低于包裝、重工等行業(yè)。而電力、軌道交通、冶金、石化等行業(yè)中,軌道交通和電力保持了較快的增長速度,MTD2002冶金領域的增速在10%以下,而石化行業(yè)則表現(xiàn)出了負增長的趨勢。綜合分析各應用領域的需求容量及發(fā)展?jié)摿Γ瑱C械中的機床、重型機械以及電力、軌道交通領域,都是工業(yè)開關電源企業(yè)未來關注的重點行業(yè)。
捷孚聯(lián)合(JFUnited)報告指出,在不同的細分應用領域,大陸工業(yè)開關電源模塊企業(yè)也表現(xiàn)出來不同的競爭力:明緯在機械領域、德創(chuàng)在電力領域、朝陽在軌道交通領域、西門子在石化及冶金領域分別出于領先位置。在機械領域,排名前五的企業(yè)又有各自明顯的優(yōu)勢細分領域:明緯主要優(yōu)勢集中在塑機和紡織機械領域;西門子主要優(yōu)勢集中在煙草機械和重工機械領域;創(chuàng)聯(lián)主要優(yōu)勢集中于機床領域;衡孚主要優(yōu)勢集中于激光機械和電梯行業(yè);歐姆龍主要優(yōu)勢集中在包裝行業(yè)。
電力領域品牌較為分散,排名領先的企業(yè)市場占有率均在20%以下。在電力設備領域,配套應用的品牌主要以德創(chuàng)、宇峰、三基等企業(yè)為代表。在電力工程領域,代表性企業(yè)主要有明緯、LAMBDA、朝陽、衡孚、菲尼克斯等;其中,菲尼克斯、LAMBDA、朝陽工業(yè)開關電源主要應用于大型電廠及變電站項目,明緯、衡孚工業(yè)開關電源主要應用于中小型電廠及電網(wǎng)項目。
在冶金設備領域中,MTD2002配套的品牌主要以科索、電盛蘭達、朝陽為主,這類企業(yè)重點開發(fā)行業(yè)內(nèi)的冶金研究所及系統(tǒng)集成商客戶,將其工業(yè)開關電源產(chǎn)品配套冶金設備進入冶金行業(yè)。冶金行業(yè)生產(chǎn)線一般多為高溫環(huán)境,對于配套應用工業(yè)開關電源模塊的性能指標要求較高,配套的工業(yè)開關電源主要以中高端品牌為主。
在鐵路及地鐵機車上配套應用的工業(yè)開關電源要求有較高的抗振性,防塵性等性能,所需產(chǎn)品輸出電壓及功率規(guī)格較雜,且大多以定制產(chǎn)品為主。朝陽作為大陸定制類為主的企業(yè),憑借較為優(yōu)越的產(chǎn)品性能和豐富的產(chǎn)品線,在機車領域處于領先優(yōu)勢。軌道交通工程對于配套的工業(yè)開關電源要求相對機車領域較低,涉及品牌以中低品牌為主,其中以明緯為主,其工業(yè)開關電源產(chǎn)品廣泛應用于公路隧道工程、鐵路和地鐵地面系統(tǒng)工程。
石化設備一般為大型設備,種類繁多,配套使用工業(yè)開關電源模塊的設備也較為分散,相對應用規(guī)模較低,工業(yè)開關電源模塊主要配套應用于生產(chǎn)線自動化控制項目。石化生產(chǎn)線由于涉及的危險場合較多,對于工業(yè)開關電源模塊要求較高,配套應用的工業(yè)開關電源主要以西門子、朝陽、菲尼克斯等中高端品牌為主,涉及品牌較少,行業(yè)集中程度較高。
目前,除MTD2002軌道交通領域朝陽占有明顯的主導地位之外,MTD2002其它的領域競爭均比較激烈。
1 前言
提高功率因數(shù)( PF) 是用電設備節(jié)能的一個重要因數(shù)。隨著電力電子技術的發(fā)展, 高頻有源功率因數(shù)校正( PFC) 技術已越來越廣泛地應用于各種電源。大屏幕彩電開關電源的功率在200~ 300W 之間, 原有彩電的開關電源均采用普通整流加濾波電路, 其諧波電流成分大, 功率因數(shù)值λ低, 一般為0. 65~ 0. 85。本文討論功率因數(shù)問題及其校正的基本原理,分析大屏幕彩電開關電源的功率因數(shù),并給出校正電路的設計方案及試驗結果。為了提高大屏幕彩電的節(jié)電性能, 在設計中我們采用了高頻有源PFC 技術, 提高了PF 特性。
2 PF 問題及其校正的基本原理
2. 1 PF 的概念
用電設備的λ指交流輸入有功功率P 和輸入視在功率S的比值, 即:
可見, λ還可定義為失真因數(shù)與移相因數(shù)的乘積。對開關電源來說, cos φ一般接近于1,即相移不大, 而諧波電流嚴重, 失真因數(shù)小。
2. 2 PF 低的危害性
用電設備的PF 低, 易造成以下危害:①諧波電流嚴重污染電網(wǎng), 而干擾其它用電設備;②輸入電流有效值大, 需增加電路和保護器件的規(guī)格;③供電容量增加, 加大了前級設備( 如變壓器等) 的定額;④大大增加了中線負荷, 降低了安全性能。
2. 3 高頻有源PFC的基本原理
高頻有源PFC 是根據(jù)電網(wǎng)的電壓、電流及負載的變化產(chǎn)生PWM 信號, 控制高頻電子開關導通的, 可起調(diào)節(jié)電感L 的作用。改善電流波形, 利用乘法器控制PWM 信號, 可使電網(wǎng)的輸入電流基本為正弦波, 使λ接近于1( 即大于0. 99) 。
圖1 示出PFC 的原理框圖
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3 大屏幕彩電開關電源的PF分析
現(xiàn)有的大屏幕彩電內(nèi)用開關電源一般采用全橋不可控整流電路直接加電解電容濾波電路。
圖2 示出該電路形式
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圖中,V1 是單相整流橋;C1為吸收電容;R1 是保護壓敏電阻;R2是熱敏電阻;K為固態(tài)繼電器觸點。
R2 用以限制合閘電流, 當輸入濾波電解電容充滿電后, K 閉合, R2 斷接, 電路的交流輸入電壓、電流波形見圖3。由圖3 可見, 只有當網(wǎng)側電壓幅值高于電解電容電壓時, 電流才從電網(wǎng)中抽出, 因而電流諧波成分很大。計算出這種波形的λ很低, 一般在0. 65~ 0. 85 之間。
圖3 現(xiàn)有大屏幕彩電開關電源交流輸入電壓電流波形
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圖中,uiac為電網(wǎng)電壓波形;uidc 為經(jīng)V1 整流出的波形;uci 為輸入濾波電解電容的電壓波形;i i 為輸入電流波形。
大屏幕彩電開關電源的輸入功率在300W 左右, 其中1/ 3 ~ 1/ 5 是無功功率, 若采用有源PFC 技術可使其λ≥0. 99, 即λ≈1, 這樣可節(jié)電60~ 100W, 是相當可觀的。
4 大屏幕彩電開關電源的高頻有源PFC
4. 1 設計方案
我們采用升壓式電路來設計大屏幕彩電開關電源的有源PFC 電路, 其控制電路采用平均電流控制方式, 芯片采用UC3854, 具體電路見圖4。它的工作原理是: 根據(jù)輸出電壓、輸出電流和負載電流, 由UC3854 產(chǎn)生控制脈沖, 控制開關管導通, 連續(xù)監(jiān)控和調(diào)節(jié)L 中的電流,使之跟隨整流后的單向輸入正弦電壓, 并與其成正比; 此外, 為實現(xiàn)對輸出直流電壓的調(diào)整,利用乘法器并通過輸入交流電壓和輸出直流來調(diào)控正弦基準電流, 以完成正確的SPWM, 這也是實現(xiàn)PFC 的關鍵。
圖4 UC3854 構成PFC 電路的大屏幕彩電開關電源原理圖
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我們設計開關管的工作頻率為50kHz, Rt= 11. 2kΩ , C t= 2. 2nF, 輸入電壓Ui 范圍為220V+ 20%- 30%, 直流電壓Ud = √2Ui, DC/ DC 的輸出功率為250W, 輸入功率為275W, 效率η=91%, 根據(jù)公式計算校正電感:
4. 2 實驗結果
我們規(guī)定, 網(wǎng)側交流電壓為ui, 有效值為Ui; 交流電流為ii, 有效值為Ii; 濾波電解電容上的直流電壓平均值為Ud; DC/ DC 輸入電流的平均值為I d。在輸入線上串一小電阻,用示波器測得其電流波形見圖5。由圖5 可見, ui為正弦, ii 為基本正弦, 在50Hz 波形上有50kHz 的小紋波。i i 與u i 的相位差為100us左右, 所以φ= 1. 8°, cos φ≈0.9995。
圖5 實測波形
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用單相調(diào)壓器調(diào)ui , 再用表測得當Ui=220V 時, I i= 1. 25A, Ud = 310V, I d= 0. 85A,UdId/UiIi≈0.958.
因為電抗器和開關管也有功耗, 所以總的λ> 0.958, 如果校正電路的效率η= 0.97, 則λ≈0.988!
5 結束語
大屏幕彩電開關電源采用全波整流直流電解電容濾波時的λ在0. 65~ 0. 85 之間, 比較低, 而采用PFC 后, 可使λ提高到0.98 以上,每臺彩電可節(jié)電60~ 100W。采用PFC 專用芯片, 可方便地實現(xiàn)校正電路, 且效果良好, 可靠性也高。
Q:負載調(diào)整和交叉調(diào)整是怎么產(chǎn)生的?
A:負載調(diào)整是由于負載變化(電流變化)而產(chǎn)生的輸出電壓波動;交叉調(diào)整指的是在電源擁有多路輸出時,隨著各路負載發(fā)生變化時各路輸出電壓發(fā)生的波動。
Q:如何保證負載從零到滿載條件下均保持較高的效率?
A:權衡一下設計和制造成本,使用軟開關和同步整流。少用或不用反激式電路。
Q:單段PFC的優(yōu)缺點及適用范圍?
A:單段PFC的優(yōu)點集中體現(xiàn)在效率和成本上,因為將傳統(tǒng)的PFC+PWM兩段集中為單段,所以省去了一個環(huán)節(jié),這樣一來就避免了一個耗電環(huán)節(jié),因此效率上可以改善。另外單段PFC至少可以節(jié)省一個控制器、一個磁性元件(電感)、一個開關器件(高壓MOSFET),因此可以有效降低成本達20%以上。由于將兩段合二為一,因此PF值不如傳統(tǒng)有源PFC實現(xiàn)的高,動態(tài)響應速度、紋波等方面性能也不如兩段式優(yōu)異。單段PFC比較適合應用的領域如照明、適配器等。
Q:開關電源控制器中,芯片對功率管的驅動時間如何選擇?芯片對功率管進行驅動時,導通過快或過慢應該是都不好吧?這個時間如何把握呢?通常數(shù)值為多少?是否能夠提供較通用的計算公式?
A:功率場效應管柵極上串聯(lián)的幾十歐的小電阻,作用是消除場效應管關斷時,由變壓器漏感和場效應管漏-柵極之間的電容產(chǎn)生的寄生振蕩,而不是用作調(diào)節(jié)什么開關的“軟硬”。至于開關管通斷瞬間產(chǎn)生脈沖峰尖引起的EMI,在硬開關電路中通常用箝位電路和RC吸收回路減弱或消除掉;而在軟開關中,是加入適當?shù)碾姼谢螂娙菁拜o助開關電路,使電路在開關通斷瞬間,在開關兩端產(chǎn)生諧振,消除峰尖的同時順便也將開關的損耗降到最低。此外EMC/EMI和開關的頻率,電路的拓撲(結構),PCB的布線等還有密切的關系,而不僅僅是開關管通斷瞬間的問題。
驅動過快會引起EMI問題,而過慢又會增加損耗降低效率;很難確定出驅動時間的一個通用數(shù)值,因為驅動時間和電路拓撲結構以及MOSFET的參數(shù)有極大關系。
Q:安森美的CS51414E的問題:我最近在用安森美的CS51414,輸入電壓22V,輸入側電容為220u鋁電解+4.7u的陶瓷電容;Vsw側是22u/3A的電感,IN5819的肖特基,100u的膽電容組成的續(xù)流回路;反饋電阻按照DATASHEET;現(xiàn)在輸出5V的電壓,有很大的紋波(1VP-P,表現(xiàn)為尖刺脈沖);輸出800mA時,發(fā)熱很嚴重。測量3腳Vsw波形,發(fā)現(xiàn)輸出不是520K的脈沖,而是會丟失很多的脈沖!會不會是電感的問題?
A:1.你測的1Vp-p應該是紋波+噪聲電壓,紋波電壓決定于開關頻率,電感量和輸出電容量,噪聲電壓和探頭的接法與layout有很大關系,應把示波器的帶寬設置在20MHz。
2.800mA時應該比較熱。因為輸入電壓較高所致?杉哟笊徙~箔面積,并把IC用導熱硅膠粘貼在下面的銅箔上。或用CS51412代替CS51414,并把電感量加大一倍。
3.丟失脈沖應該是layout不好所致。把IC的接地端從輸出電容的負端引出,并在IC的電壓輸入端到地端接一0.1u的陶瓷電容試試看。
Q:用3844設計的開關電源保護:反激式開關電源,輸出5V/1A、15V/500MA、24V/200MA。用5V進行的反饋。如果將15V或者24V短路時.5V的輸出整流二極管會被燒毀。請教是那里的問題?還有變壓器內(nèi)部的電流如何變化?
A:可能是5V整流管的反向耐壓偏低所造成,如果短路后進入了打嗝模式,變壓器的初次級電流都較小,如果沒進入保護,將維持在恒功率輸出模式,就是24V或12V輸出電壓低而輸出電流很大,乘積是恒定功率。
Q:在實際應用中如何選擇Buck產(chǎn)品?
關于非隔離型DC-DCBuckConverter,有以下兩個問題:
一、在以下兩種條件下,應選擇哪種拓樸結構的Buck(同步還是非同步);
1、輸入電壓12V/15V,輸出電壓5V,最大負載電流3A;
2、輸入電壓為5V,輸出電壓為3.3V/2.5V/1.8V,最大負載電流3A;
二、同步和非同步的Buck在實際應用中應注意哪些問題,如拓樸結構如輸入,輸出電壓以及負載電流,工作頻率等的關系。
A:一、上述兩種應用無論選擇同步還是非同步都是可以接受的方式。關鍵在于終端客戶對電源的不同要求,如成本、效率等方面的考量。在一般實際應用中,這兩種應用以非同步較為常見。
二、非同步的優(yōu)勢在于成本較低,但由于續(xù)流是由二極管完成,因此開關頻率較低、效率不高。通常的開關頻率在兩、三百千赫以下;在輸入輸出壓差較小且電流不是很大時該是拓撲結構比較適合;
同步整流效率較高,開關頻率可高達兆級,體積小,但成本較非同步整流處于劣勢。電流較大時最好采用同步整流,但可考慮開關MOSFET外置以減小芯片散熱壓力。
Q:適配器、液晶電視、ATX電源設計要點?
A:由于以上應用特性各有不同,所以在電源設計方面也有獨特之處:
1、由于體積小且散熱條件差,適配器對滿載效率要求很高,且多為單路輸出;另外,由于沒有輔助電源,因此電路控制器本身要求有很好的待機性能;由于功率范圍的原因,在小功率大多數(shù)適配器會選擇反激結構,而中大功率出于效率考慮多用LLC拓撲架構;
2、液晶電視電源功率一般在幾十瓦到最大三四百瓦范圍,多路輸出,尺寸方面特別是高度方面有嚴格的限制,使其電源設計如拓撲、變壓器等方面要格外注意。液晶電視電源的電路拓撲較多,正激、反激、LLC等均有應用。一般較大尺寸的液晶電視均有專用的待機電源,因此主電路控制器的待機特性不如適配器這般苛刻;
3、高效ATX電源對輕載、半載、滿載的效率均有明確的要求,因此在設計時要引起對這方面的重視。同液晶電視一樣,ATX電源也是多路輸出且有專用的待機電源,同時,待機電源的高效低能耗也是衡量ATX電源性能的一個重要指標。目前應用于高效ATX電源以有源鉗位和LLC居多。
Q:開關電源的一些術語:斜坡補償,斜坡補償,不連續(xù)模式,逐周期限流,突發(fā)模式,電流模式,電流內(nèi)環(huán),電壓外環(huán)。
A:
斜坡補償-在電流模式中當占空比大于50%時,為抑制次諧波振蕩,將部分鋸齒波電壓加到控制信號上的補償方式;
斜坡補償-電感電流在每個開關周期的任何時候都不會到零的工作模式;
不連續(xù)模式-電感電流在每個開關周期前/末都會到零的工作模式;
逐周期限流-每個開關周期都會檢測過流信號;
突發(fā)模式-應該是Burst模式,指一種待機方式;
電流模式-電流信號參與環(huán)路控制的模式;
電流內(nèi)環(huán)-電流控制環(huán)路;
電壓外環(huán)-電壓控制環(huán)路。
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