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模块电源的应用

时间:08-30 来源:互联网 点击:
1. 概述

当今电源系统的设计,对于电子设计人员来说遇到了极大的挑战。他们要利用有限的资源和空间,在短时间内设计出灵活、高效、可靠和具有竞争力的电源系统。

模块电源(或称电源模块)是目前设计人员的最好选择。以模块式电源取代分立元件设计方案,好比用微信息处理器件代替集成电路方块,它可更灵活、更快捷地完成系统及开发,缩短开发或更改设计所花费的时间,节省人力及技术投资。目前,国内朝阳市电源有限公司、北京新雷能有限公司、上海福音电子模块厂已有模块电源生产。

2. 模块电源的优点 模块电源具有如下优点:

●设计简单。只需1个电源模块,配上少量分立元件,即可获得电源。

●缩短开发周期。模块电源一般备有多种输入、输出选择。用户也可以重复迭加或交叉迭加,构成积木式组合电源,实现多路输入、输出,大大削减了样机开发时间。

●变更灵活。产品设计如需更改,只需转换或并联另一合适电源模块即可。

●技术要求低。模块电源一般配备标准化前端、高集成电源模块和其他元件,因此令电源设计更简单。

●模块电源外壳有集热沉、散热器和外壳三位一体的结构形式,实现了模块电源的传导冷却方式,使电源的温度值趋近于最小值。同时,又赋予了模块电源金玉其表的包装。

●质优可靠。模块电源一般均采用全自动化生产,并配以高科技生产技术,因此品质稳定、可靠。

●用途广泛:模块电源可广泛应用于航空航天、机车舰船、军工兵器、发电配电、邮电通信、冶金矿山、自动控制、家用电器、仪器仪表和科研实验等社会生产和生活的各个领域,尤其是在高可靠和高技术领域发挥着不可替代的重要作用。

3. 模块电源应用

3.1 输出电压的调节  

对有TRIM或ADJ(可调节)输出引脚的模块电源产品,可通过电阻或电位器对输出电压进行一定范围内的调节,一般调节范围为±10%。

对TRIM输出引脚,将电位器的中心与TRIM相连,在所有+S、-S管脚的模块中,其他两端分别接+S、-S。没有+S、-S时,将两端分别接到相应主路的输出正负极(+S接+Vin,-S接-Vin),然后调节电位器即可。电位器的阻值一般选用5~10kΩ比较合适。

对ADJ输出引脚,分为输入边调节与输出边节。输出边调节与TRIM引脚的调节方式一样。输入边调节只能上调输出电压,此时将电位器的其中一端与中心相接,另一端接输入端的地。  

3.2 输入保护电路  

一般模块电源产品都有内置滤波器,能满足一般电源应用的要求。如果需要更高要求的电源系统,应增加输入滤波网络。可以采用LC或π型网络,但应注意尽量选择较小的电感和较大的电容。

为了防止输入电源瞬态高压损坏模块电源,建议用户在输入端接瞬态吸收二极管并配合保险丝使用,以确保模块在安全的输入电压范围之内。为了降低共模噪声,可以增加Y(Cy)电容,一般选择几nf高频电容。R为保险丝,D1为保护二极管,D2为瞬态吸收二极管(P6KE系列)。

3.3 遥控开/关电路  

模块电源的遥控开关操作,是通过REM端进行的。一般控制方式有两种:
 
(1) REM与-VIN(参考地)相连,遥控关断,要求VREF<0.4V。REM悬空或与+VIN相连,模块工作,要求VREM>1V。

(2) REM与VIN相连,遥控关断,要求VREM<0.4V。REM与+VIN相连,模块工作,要求VREM>1V。REM悬空,遥控关断,即所谓“悬空关断”(-R)。

如果控制要与输入端隔离,则可以使用光电耦合器作为传递控制信号。  

3.4 模块的组合  

(1) 并联扩容。将相同模块输出端并联,可使输出能力增强,但并联模块的输出电压要调整得比较一致,以保证相对均流,同时避免不必要的振荡。对有较大电流输出的模块,还可以仔细设计引线电阻,以达到均流效果。用这种方法并联的模块,不宜超过2个。同时,如果其中一块模块输出有故障,整个系统都将不能正常工作。并联扩容连接电路RL为负载。

(2) 冗余热备份并联。将相同的模块输出端通过二极管后并联可使输出能力增强,以提高电源系统的可靠性。原则上如果配合相应输出报警电路,将模块放在可以拆卸的母线上,这样,出现故障的模块可以及时更换。用这种方法并联的模块,没有量限制。D一般为肖特基二极管。  

(3) 串联扩容。将相同模块输出端串联,可使输出电压倍增,功率也相应增加,而串联输出端须接二极管以进行保护。 

3.5 铃流的备份使用  

铃流发生器主要用于电话局交换机给电话用户提供振铃,一般是在偏置状态下使用。偏置可分为正偏置和负偏置。为了提高铃流系统的可靠性,需要对铃流进行备份。下面是一种推荐的备份方式(以负偏置为例)。

该方案是使用铃流启动后的输出,通过备份铃流的REM控制端将备份的铃流禁止。在启动过程中,启动较快的铃流将工作。简单的延迟电路可防止两块铃流同时启动而造成双通。如图8所示。该电路中的铃流A、铃流B及其外围电路可以放在同一母线的不同铃流盘上。这样如果其中一块铃流出现故障,即可以更换,从而不致影响系统的正常工作。RCA与RCB是两块铃流盘的必要连接。  

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