海凌科:一文了解<span style='color:red'>电源</span>模块如何选型
  本文从电源规格和系统配电设计两个方面介绍海凌科电源模块如何选型,便于用户更快速高效的挑选想要的产品。  01、确定电源的规格  首先确定电源的规格,按照需求的指标进行筛选,确定使用标准电源模块还是需要定制电源。  第一步,选择电源模块的输入电压。  3.3V,5V,9V,12V,15V,24V 输入电压变化范围为±10%,选择 A、B、E、F、G、H 系列非稳压输出的产品。输入电压变化范围为±5%,选择 IA、IB、IE、IF 系列稳压输出的产品。  该系列产品供电一般为开关电源、线性稳压器、稳压二极管等输出电压较为稳定的电源。  第二步,选择电源模块的输出电压及功率。  电源模块最好应用在标称满负荷的 30%-80%功率条件下,前提条件是在常温情况,如果设计中考虑到高温环境和低温环境,还需要考虑到温度降额要求。选择合适的输出功率是设计成功的关键因素之一,过大或过小的电流均会导致较低的可靠性和过高的成本。输出电压常见规格有3.3V,5V,9V,12V,15V,24V,±5V,±12V,±15V 等。  第三步,选择输出负载类型。  输出电压的类型是由输出负载决定,如 485、CAN 通信总线 IC 对电源精度要求不高的场合,可选择非稳压输出系列的模块(如 A、B、E、F、G、H 系列);对于传感器、高精度的运放、A/D、D/A 等芯片对电源精度和纹波噪声较敏感的器件应选择稳压输出系列的模块(IA、IB、IE、IF 系列)。  第四步,选择电源模块的隔离性质。  隔离特性,使模块的输入与输出完全为两个独立的(不共地)电源。在工业总线系统中,面临恶劣环境(雷击、电弧干扰)时进行安全隔离,也能起到消除接地环路的作用;在混合电路中,实现敏感模拟电路和数字电路的噪声隔离;在多电压供电系统中实现电压的转换。  对于双路输出的产品,需确定输出的两路是否需要隔离,如果需要隔离,需要选用双隔离双输出产品。  按照隔离强度,电源分为 1500VDC/2000VDC/3000VDC/3500VDC/4200VDC/6000VDC 隔离等。  第五步,选择电源模块的封装尺寸。  目前常见的封装分为 SIP、DIP、SMD、DFN、SOIC-16 五种,尺寸大小详见各产品的技术手册。选择哪种类型主要由系统设计的实际空间尺寸、采用的生产工艺和现场使用环境来决定,如使用在汽车系统上,应选择 DIP 或者 SMD 封装的产品,其抗振动的性能更好。  注:1、B/F/H为单路输出,A/E/G为±双输出;  2、带I字母为稳压输出  02、系统配电设计  系统配电的设计往往要结合产品的特性和电路的需求进行多次优化,准确评估实际电路的工作参数和环境参数,有助于我们更为精确地选择合适的模块电源。  第一步,外界因素  环境温度会对电源模块及其外接元件有一定的影响,电源模块在应用时可能处于高温、低温或高低温循环变化环境中(如:机舱、船舱等),我们应详细了解在环境条件变化情况下电源模块相应参数的变化,以便保证在实际环境中满足其要求。  需要注意的是:电源模块工作的环境温度,不是指当时的气温,而是设备机壳内的空间温度;由于存在许多发热器件,通常机壳内温度比周边环境气温要高。  特别在高温时模块大幅度降额,设计时要考虑足够余量,且外围器件应选择高低温特性较好的电解电容为宜。因为在高温下,电容的内压增大,容易导致失效,请参照所使用电容的规格书正确使用。  在有电弧、静电放电、不稳定交流电网、启动开关、继电器、雷击等干扰的环境,输入电压和电流可能会远远超过模块的承受范围,导致模块永久性损坏和负载电路的瘫痪,这时要适当添加保护电路,确保电源安全工作。  传输距离对系统供电电源也有影响,一般选型时注意以下几点:  (1)室内线短、温差小、干扰小,一般采用非隔离或小功率型的模块;  (2)室外远距离传输时,除了考虑防雷隔离保护以外,还要精确计算传输损耗,选择宽电压输入且功率足够的隔离电源模块。  (3)若传输距离过长、损耗较大时,模块的供电电源必须提供足够的功率,才能保证模块正常工作,考虑到模块的启动电流,一般建议供电电源提供的电流为模块启动电流的 1.3-1.6 倍。  (4)建议在模块的输入引脚旁并接一电容,以提高产品启动性能。  第二步,工作环境  所有功率转换产品都会有一定的损耗转变为本身的热能,使自身发热,并影响周围环境升温,引起数据干扰(热敏传感器件)和器件性能下降,甚至会引起短路起火,布局时一定要有充足气流空间,或增加散热面积来降低温升,保证安全。  由于开关电源是采用开关技术来实现的,其自身的开关振荡电路及内部的磁性元件会对周围的器件以传导和辐射的方式产生电磁干扰和污染。电磁干扰(EMI)是指通过电磁辐射传播和信号线、电源线传导的电磁能量对环境所造成的污染。电磁干扰不能完全被消除,但可以采取一些方法使其降低到安全的等级。  第三步,模块的布局  不合理的接地和电源布局往往会引起系统出现不稳定,高噪声和其它恶劣现象。  在许多应用中,数字电路和模拟电路共用同一电源,在这类设计中其实是要对模拟电路和数字电路分开使用或完全隔离电源、接地回路,避免数字直流电平的变化和逻辑瞬态过程干扰到敏感的模拟电路。  在高速或动态模拟电路、数字电路中,负载通过较长的线路配电时,电源配线的分布电阻和等效电感变得明显且极易因为负载电流的迅速变化引起噪声干扰,这就需要对负载去耦,同时消除线路上的串联阻抗和分布参数引起的谐振。
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发布时间:2024-11-05 13:41 阅读量:251 继续阅读>>
科索3.5kW输出AC-DC<span style='color:red'>电源</span>单元“HFA/HCA系列”采用罗姆的EcoSiC™
  全球知名半导体制造商罗姆生产的EcoSiC™产品——SiC MOSFET和SiC肖特基势垒二极管(以下简称“SBD”),被日本先进电源制造商COSEL CO., LTD. (以下简称“科索”)生产的三相电源用3.5kW输出AC-DC电源单元“HFA/HCA系列”采用。强制风冷型“HFA系列”和传导散热型“HCA系列”均搭载了罗姆的SiC MOSFET和SiC SBD,从而实现了最大94%的工作效率。“HCA系列”于2023年开始量产和销售,“HFA系列”于2024年开始量产和销售。  在工业设备领域,有各种需要处理大功率的应用(如MRI和CO2激光器等)。这些应用使用的是与家用单相电源不同的三相电源。科索的三相电源用AC-DC电源单元搭载了在高温、高频、高电压环境下性能表现都非常优异的罗姆 EcoSiC™。产品支持200VAC~480VAC的世界各国三相电源,有助于提高各种工业设备的电源效率。  科索 新产品开发二部 部长 内田 润表示:“‘HFA/HCA系列’通过搭载罗姆的低损耗SiC功率器件,即使在3.5kW的大输出功率条件下也能高效率工作。为了使我们的产品在高输入电压条件下工作,降低高耐压功率器件的损耗一直是困扰我们的课题,但通过使用SiC功率器件,实现了低于传统功率器件的损耗,从而在大功率条件下也能实现高效率和高功率密度的电源。”  罗姆 功率元器件事业本部 SiC事业统括部 统括部长 日笠 旭纮表示:“我们很高兴通过提供SiC功率器件来支持电源行业的领军企业科索。罗姆是SiC功率元器件行业的领军企业,可提供与外围元器件相结合的电源解决方案。另外,在解决客户问题的过程中,我们会将相应的信息反馈到产品中,从而进一步提高产品的性能。未来,我们将通过与科索的持续合作,并通过提高大功率工业设备的效率,为实现可持续发展社会贡献力量。”  关于三相电源用的3.5kW输出AC-DC电源单元“HFA/HCA系列”“HFA/HCA系列”是符合世界各国电源需求的宽输入范围(200VAC~480VAC)、输出功率3.5kW的电源。在全世界任何国家均可使用,无需针对不同国家进行相应的电源设计变更,有助于应用产品采用标准化结构。另外,可根据使用环境自由选用的强制风冷型“HFA系列”和传导散热型“HCA系列”,均有输出电压48V和65V两款型号,可用作激光发生器、MRI等各种大功率应用的电源。  关于科索科索自1969年成立以来,一直通过“提供以直流稳压电源为主的产品和服务”,为客户和社会的发展贡献着力量。科索将继续以“功率转换技术”为核心,创造满足客户需求的价值,通过提供新产品和服务,实现进一步的发展。未来,对于不确定性的应对能力以及解决环境问题的要求会越来越高。在这种背景下,公司将秉承“以品质至上取信于社会”的经营理念,继续作为满足社会需求的企业,进一步深化核心竞争力,利用飞速发展的数字技术,敏锐而灵活地应对各种挑战。  如欲了解更多信息,请访问科索官网(https://www.coselasia.cn/)。   支持信息罗姆在官网页面中,概括介绍了SiC MOSFET、SiC SBD和SiC功率模块等碳化硅功率元器件,同时,还发布了用于快速评估和导入第4代SiC MOSFET的各种支持内容,供用户参考。  碳化硅功率元器件介绍页面:https://www.rohm.com.cn/products/sic-power-devices   关于罗姆的EcoSiC™EcoSiC™是采用了因性能优于硅(Si)而在功率元器件领域备受关注的碳化硅(SiC)的元器件品牌。从晶圆生产到制造工艺、封装和品质管理方法,罗姆一直在自主开发SiC产品升级所必需的技术。另外,罗姆在制造过程中采用的是一贯制生产体系,已经确立了SiC领域先进企业的地位。  ・EcoSiC™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。
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发布时间:2024-10-29 15:56 阅读量:297 继续阅读>>
<span style='color:red'>电源</span>的优选 | 维安VDMOS:高通用性与耐用性
  VDMOSFET全称垂直型双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(Vertical Double-diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),它具有高输入阻抗,开关速度快,热稳定性好等优点,同时具有正温度系数和良好的电流自调节能力。  维安VDMOS的产品优势及特点  在VDMOSFET的设计中,维安重点优化耐压和导通电阻的矛盾,提高耐压并兼顾低导通电阻;同时降低Qg及开关损耗。维安VDMOSFET通过优化设计提高雪崩耐量、拓宽安全工作区进而提高通用性和耐用性。针对工业控制等高可靠应用场景,维安开发高质量的氮化硅钝化层工艺,显著提高器件的可靠性。  图一 晶圆结构图  图二 晶圆钝化提高可靠性  依托维安成熟的电源及工业控制客户群,维安开发了200V-1500V的VDMOSFET产品,电流涵盖2A~40A,封装涵盖TO-251,TO-252,TO-262,TO-220/F,TO-247,TO-3PF等;  图三 维安VDMOS Roadmap  图四 维安VDMOS 量产规格  图五 维安VDMOS 封装  VDMOS被广泛应用于适配器、LED驱动电源、TV电源、工业控制、电机调速、音频放大、高频振荡器、不间断电源、节能灯、逆变器等各个领域。  图六 VDMOS 应用行业  维安VDMOS典型应用  1、适配器(开关电源)的应用  2、高速风筒(BLDC驱动)的应用  功率半导体作为电力系统的重要组成部分,是提升能源效率的决定性因素之一。未来维安会结合客户应用开发更多的VDMOS新规格、新封装;比如高压300V,400V快恢复系列等规格。为客户提供更多选择,以在高性能效率转换、高可靠应用场合实现效率、功率密度和可靠性的最佳组合。
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发布时间:2024-10-10 13:04 阅读量:537 继续阅读>>
安森德DC-DC<span style='color:red'>电源</span>管理芯片应用介绍
  DC-DC电源模块是一种电源转换器,主要功能是将直流电源的电压转换为所需的电压水平,以满足不同类型的电子设备的功率需求。通常包含一个开关电源、控制电路、反馈电路和输出电路,以实现电源的高效转换。DC-DC电源模块通常有以下类型:  Ø 升压型 (Step-up):将输入电压升高到所需的输出电压水平。  Ø 降压型 (Step-down):将输入电压降低到所需的输出电压水平。  Ø 变换型 (Buck-Boost):将输入电压转换为所需的输出电压水平,可以是高于或低于输入电压水平。  安森德自研模拟芯片(型号ASP703A)是一种高效、单片同步降压直流转换器,利用抖动函数频率,平均电流模式控制架构,能够提供多达3A的连续负荷,具有良好的线路和负荷调节。可以在7-70V的输入电压范围内工作,并提供从3V-40V的可调输出电压。  安森德自研模拟芯片DC-DC转换器(型号ASP703A)功能齐全、高性能、高可靠性、性价比高;可简化电源电路设计缩短研制周期,实现更好指标等,可应用于移动设备、汽车电子、工业自动化、通信设备、计算机等各种应用领域。  01、安森德DC-DC电源管理芯片特点  一、功能齐全、高性能、高可靠性、性价比高;  二、电路元件少,抗干扰性强;  三、防ESD能力强,EMI/EMC易处理。  02、行业市场应用  安森德自研模拟芯片DC-DC转换器(型号ASP703A)可以应用于移动设备、汽车电子、工业自动化、通信设备、消费类电子等领域。譬如在通信设备上的应用:基站、路由器、交换机等,这些设备需要高效、稳定的电源转换和管理,以满足通信应用的特殊要求。  03、安森德ASDsemi产品选型推荐  关于安森德  深圳安森德半导体有限公司(ASDsemi)成立于2018年,是一家更懂应用的模拟芯片和系统级芯片设计公司,拥有完全自主知识产权发明专利20+,先后获得国家高新技术企业、创新型中小企业、科技型中小企业等荣誉资质。  安森德(ASDsemi)坚持“技术驱动创新”的发展路线,产品覆盖功率器件:中低压 MOS、高压超结MOS、第三代半导体SiC、GaN;模拟芯片:电源管理芯片、信号链芯片;SiP系统级芯片三大类产品线。产品可广泛应用于通信、BMS、电机、电源、家电、工业、新能源、储能、光伏、电力、智能家居、物联网、消费电子、汽车电子等众多领域。
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发布时间:2024-10-08 14:24 阅读量:379 继续阅读>>
DIO6346-帝奥微特色<span style='color:red'>电源</span>又添新品,超小封装同步升压系列面市
  在当今快速发展的电子科技领域,高效、稳定的电源管理解决方案至关重要。Boost DCDC 作为一种关键的电源转换技术,正以其卓越的性能和广泛的适用性,在消费电子、工业自动化、可再生能源、汽车电子等领域发挥着不可替代的作用。  Boost DCDC不仅能够实现电压的高效升压,确保设备在各种输入电压条件下稳定运行,还能通过先进的控制技术提高电源效率,降低能源消耗,带来经济实惠的成本效益。  帝奥微特色电源产品系列新增的一款明星产品DIO6346,为最新一代高压超小尺寸同步升压转换器。下面让我们一起了解它的优异之处,探索其为电子世界带来的更高效、更稳定的解决方案。  DIO6346简介  DIO6346是一款高效、超小体积、高集成的同步升压转换器,专为医疗器械、传感器模块、光通信、机顶盒和便携式照明等需要高电压小尺寸的应用而设计。  DIO6346集成有28V功率开关、输入/输出隔离开关、涌流限流、内部软启动和补偿,它可以将来自1节锂电池或两节碱性干电池串联的输入电压转换为高达28 V的输出电压。  DIO6346的1.0MHz开关频率支持使用较小的外围器件,基于自适应恒导通时间(ACOT)和脉冲调频(PFM)控制拓扑结构,该产品在轻载时自动进入PFM模式,可提高效率并降低静态电流。将FB引脚连接到VIN引脚时,该产品的输出电压默认设置为12V,这意味着只需要接三个外部元器件就可以获得12V的输出电压,可有效减少外围器件从而降低BOM成本。  DIO6346主要参数  DIO6346封装  WLCSP-6 (0.8mm x 1.2mm)  DIO6346应用框图  DIO6346性能解析效率高:3.6V输入,12V输出,最高效率达85.98%,峰值/平均效率均优于市面上同类产品  2.纹波小:3.6V输入,5mA输出时纹波为18mV,100mA输出时纹波为46mV  3.负载响应性能优异:3.6V输入,12V输出,Auto mode,0mA ~ 50mA输出,under shoot为220mV,over shoot为200mV  DIO6346以其超小的体积、更高的效率、更稳定的性能、更精简的外围BOM等优秀品质,可为众多高性能的终端产品赋能。
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发布时间:2024-09-25 15:41 阅读量:453 继续阅读>>
隔离<span style='color:red'>电源</span>和非隔离<span style='color:red'>电源</span>有什么区别
  在电子设备和电力系统中,隔离电源和非隔离电源是两种常见的电源设计类型。它们在电气安全、地面回路、噪声干扰等方面有着不同的特点和应用场景。  1. 概述  隔离电源  隔离电源是一种具有隔离变压器或其他隔离装置的电源设计。通过隔离装置,输入端和输出端之间不存在直接电气连接,从而实现输入和输出端的电气隔离。隔离电源通常用于对电气绝缘性能要求较高的应用场景。  非隔离电源  非隔离电源是指输入端和输出端之间没有电气隔离的电源设计。输入端和输出端共享相同的地点(地线),没有物理屏障隔离两者之间的电气连接。非隔离电源通常适用于对成本要求较低且对隔离性能要求不高的应用场景。  2. 安全性  隔离电源  隔离电源由于具有输入输出之间的电气隔离,因此在一定程度上提高了电气安全性。隔离电源可以防止外部干扰、短路或过载等问题传播到输出端,降低了触电风险和电气火灾的可能性。  非隔离电源  非隔离电源由于输入输出之间没有电气隔离,存在一定的安全风险。在非隔离电源中,如果输入端或输出端发生故障,可能会导致整个电路发生电气问题,增加了触电和火灾的风险。  3. 地面回路  隔离电源  隔离电源的输入端和输出端之间不存在直接电气连接,因此在地面回路中不存在共同的地点。这意味着隔离电源可以减少地面回路中的噪声干扰和电气干扰,有助于提高系统的抗干扰能力。  非隔离电源  非隔离电源的输入端和输出端共享相同的地点(地线),存在共同的地面回路。这样的设计容易造成地面回路中的干扰信号传播,影响系统的稳定性和可靠性。  4. 成本和效率  隔离电源  隔离电源通常需要额外的隔离变压器或隔离装置来实现电气隔离,增加了成本和设计复杂度。但隔离电源在电气安全、干扰抑制和信号保真度等方面表现优异,适用于对隔离性能要求较高的应用场景。  非隔离电源  非隔离电源相对于隔离电源来说更简单、成本更低,并且在一些对隔离性能要求不高的应用场景中具有一定的优势。然而,非隔离电源在电气安全和抗干扰性能上不如隔离电源,适用于一些对成本要求较高的应用场景。  5. 应用场景  隔离电源  医疗设备:医疗设备对电气安全性和干扰抑制要求严格,因此常采用隔离电源设计,以保护患者和医护人员的安全。  工业控制系统:工业控制系统中需要防止干扰信号对控制和传感器系统产生影响,因此常使用隔离电源来提高系统稳定性。  非隔离电源  智能家居产品:智能家居产品通常对成本和功耗有较高要求,因此常采用非隔离电源设计以降低成本并简化设计。  通信设备:一些对隔离性能要求不高的通信设备,如路由器、交换机等,常采用非隔离电源,以满足通信需求并降低制造成本。  隔离电源和非隔离电源是两种常见的电源设计类型,在电气安全、地面回路、成本和效率等方面具有不同特点和应用场景。隔离电源通过实现输入输出端的电气隔离,提高了电气安全性和抗干扰性能;而非隔离电源则更简单、成本更低,适用于一些对隔离性能要求不高的应用场景。  在选择电源设计时,需要根据具体的应用需求和要求,权衡各种因素,选择最合适的类型。无论是隔离电源还是非隔离电源,都应该在保证系统稳定性、安全性和可靠性的前提下,尽可能满足设计要求,并考虑系统整体的性能和成本效益。
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发布时间:2024-09-14 09:23 阅读量:323 继续阅读>>
上海贝岭直流充电桩<span style='color:red'>电源</span>模块功率器件解决方案
  一、概述  随着新能源汽车的深度普及,用户对公共充电设施的便利性、安全性、智能化程度等方面均提出了更高要求。公共直流充电桩向着更大功率、更高功率密度、更智能化等方向快速演进,作为直流充电桩的核心部件,充电桩电源模块的功率等级和功率密度亦不断提升,从20kW/30kW逐步提高至40kW/50kW及以上,为用户提供更安全、快速的充电服务。  二、直流充电桩电源模块工作原理及拓扑结构  直流充电桩的系统结构如图1所示:包括电源模块、控制系统、用户界面、充电线缆等部件。其中电源模块的主要功能是实现电能转换,将电网侧的交流电转换为适合用户需求的直流电,确保稳定、高效地输出。  图1 直流充电桩系统组成框图  直流充电桩电源模块典型结构如图2所示:主要由两级结构组成,包括前级的AC/DC环节,实现功率因数校正,降低谐波,提升电能质量;后级的DC/DC环节,实现宽范围的直流电压输出,满足不同类型电池的充电需求。  三相维也纳PFC是直流充电桩电源模块中AC/DC变换器的常用拓扑,如图3所示。电路通过控制Sa、Sb、Sc的通断,来控制PFC电感的充放电。由于 PFC变换器的PF值接近1,可认为电感电流和输入电压同相,三相平衡,各相差120度。  三相PFC变换器每相包括一个双向开关,双向开关由共源极的开关管相连接,两个开关管共用一个驱动信号,不存在桥臂直通问题,无需设置死区时间,降低了控制和驱动的难度,具有工作效率高、器件电压应力低的优点。  三、贝岭BLG80T65FDK7产品介绍  针对直流充电桩电源模块应用,上海贝岭推出80A /650V IGBT产品BLG80T65FDK7。80A/650V IGBT工艺平台采用第三代微沟槽多层场截止技术,优化了饱和压降和开关损耗,适用于50kHz及以上的高频应用,利于提升系统的功率密度和效率。其工艺特点如图4所示。  图4 BLG80T65FDK7-F工艺特点  BLG80T65FDK7合封全电流FRD,针对三相维也纳PFC电路的特点,通过优化合封二极管的VF值,降低二极管的通态损耗,提升变换器的工作效率。其实物图如图5所示。  图5 BLG80T65FDK7-F实物图  四、贝岭BLG80T65FDK7性能优势  1、饱和压降Vce(sat)  对三相维也纳PFC拓扑结构而言,功率器件的通态损耗是其总损耗中占比较大的一个损耗源,降低开关器件的通态损耗是提升变换器工作效率的一个有效手段。作为评估IGBT性能的一个重要指标, 在器件允许的工作温度范围内,BLG80T65FDK7拥有较低的饱和压降,可有效降低IGBT的通态损耗。其Vce(sat)-温度变化曲线如图6所示。  图6 Vce(sat)随温度变换曲线  2、开关损耗  为减小磁性元器件的体积,提升变换器的功率密度,三相维也纳PFC应用中IGBT的开关频率一般高于50kHz。BLG80T65FDK7在全电流范围内均具备较低的开关损耗,在高频应用场景中,具备更优异的性能。开关损耗对比如图7所示,与竞品相比,BLG80T65FDK7的Eon/Eoff/Etotal值分别下降了约6.7%/6.8%/6.8%。  3、反向恢复能力  Qrr体现了二极管的反向恢复能力。Qrr值低,峰值电流更低,尖峰持续时间更短,因而振铃/谐振减少,利于减少EMI,同时,可进一步提高效率。如图8所示,与竞品相比,BLG80T65FDK7的Qrr值下降了约18%。  4、产品竞争力  基于直流充电桩电源模块的应用需求,BLG80T65FDK7综合考虑器件的各项参数,重点对IGBT的饱和压降、开关损耗及合封二极管的反向恢复能力和VF值进行优化。参数对比如图9所示,同比于竞品器件,重点参数具备优势,可以更好发挥器件性能,助力提升变换器的工作效率和系统的功率密度。  五、贝岭功率器件选型方案  上海贝岭功率器件产品线齐全,包含MOSFET、IGBT等系列产品,为直流充电桩电源模块设计提供助力,欢迎垂询!具体型号参考表1。  表1 功率器件选型列表  贝岭拥有完善的电源管理、信号链等系列产品可供选择,助力更完全、可靠的充电桩设计和应用。具体型号参考表2。
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发布时间:2024-09-09 13:08 阅读量:542 继续阅读>>
什么是反激<span style='color:red'>电源</span>?反激<span style='color:red'>电源</span>设计步骤和注意事项有哪些
  反激电源是一种常见的开关电源拓扑结构,广泛应用于各种电子设备中,如电视机、计算机显示器、手机充电器等。其主要特点是能够实现隔离输入和输出,并具有较高的效率和稳定性。在反激电源的设计过程中,需要遵循一系列步骤并注意一些关键问题,以确保电源的性能和可靠性。  反激电源设计步骤  1. 需求分析  在进行反激电源设计之前,首先需要明确设计的需求,包括输出电压、电流要求、功率范围以及工作环境条件等。这些参数将直接影响到后续设计的方向和选择。  2. 电路拓扑选择  根据设计需求和应用场景,选择合适的反激电源拓扑结构,如基本反激、双二极管、多路反激等。不同的拓扑结构适用于不同的功率范围和应用要求。  3. 元件选型  选择合适的开关管、变压器、输出滤波电容、反馈元件等关键元件,确保它们符合设计要求并具有足够的性能裕量。  4. 控制电路设计  设计反激电源的控制电路,包括PWM控制器、反馈回路、过压保护、过流保护等功能模块,以确保电源稳定可靠地工作。  5. 变压器设计  根据功率需求和输入/输出电压比例设计合适的变压器,考虑绕组匝数、耦合系数、磁芯材料等因素,以满足电源的效率和性能要求。  6. 调试和优化  搭建电路原型进行调试,验证电源性能,优化设计参数和控制策略,确保反激电源在各种负载和工作条件下稳定工作。  反激电源设计注意事项  1. 安全性  在反激电源设计中,安全是至关重要的。必须严格遵守安全标准和规定,确保电源符合安全要求,避免发生安全事故。  2. 热管理  反激电源在工作时会产生一定的热量,因此需要合理设计散热系统,确保元件温度在安全范围内,并提高整体效率。  3. 电磁兼容性  考虑电磁干扰和抗干扰能力,采取有效的屏蔽措施和滤波设计,以减小电磁辐射和提高系统稳定性。  4. 效率和功率因数  尽可能提高反激电源的效率和功率因数,减少能量损耗和谐波污染,符合能源节约和环保要求。  5. 负载适应性  考虑负载变化时电源对输出的调节能力,设计合适的反馈回路和控制策略,以确保在不同步变换器)电源结构、控制方式和设计要点,以满足负载响应速度和稳定性的要求。  6. 故障保护  在反激电源设计中,需要考虑各种可能的故障情况,如过压、过流、短路等,设置相应的保护电路和自动断电功能,确保电源和负载设备安全运行。  7. EMI/EMC认证  为了通过电磁兼容性测试和认证,设计时需注意减小电磁干扰和提高系统抗干扰能力,符合相关标准和法规要求。  通过遵循设计步骤和注意事项,可以确保反激电源的性能和可靠性,满足不同应用场景下的需求。
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发布时间:2024-08-30 17:33 阅读量:355 继续阅读>>
干货!开关<span style='color:red'>电源</span>中各元件拆解分析
  开关电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称开关电源、开关变换器,是一种高频功率变换装置,是电源的一种。其功能是通过不同形式的架构,将某一电平的电压转换为用户所需的电压或电流。普通电源的作用是将输入的交流市电( AC110V /220V) 通过隔离开关降压电路转换成硬件所需的几种低压 直流电源:3.3V、5V、12V、-12V,并提供具有 5V 待机 (5VSB) 关闭功能的计算机 处于待机状态。因此,该电源同时配备了高压和大功率元件。  电源转换过程为 交流 输入→ EMI 滤波电路→整流电路→功率因数校正电路(有源或无源PFC)→功率级初级侧(高压侧)开关电路转换成脉冲电流→主变压器→功率级次级侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(如磁放大电路或DC-DC 转换电路)→滤波器(平滑输出纹波,由电感和电容组成)电路→监控输出的电源管理电路。  下面介绍交流输入端EMI滤波电路的常用元件 。  交流输入插座此处首次检查外部交流电源输入。首先,在交流输入端 加装 二阶 EMI ,以阻挡来自电源线的干扰,防止电源工作时产生的开关噪声通过电源线传播并干扰其他用电设备。(EMI) (电磁干扰) (EMI) (电磁干扰) ( 滤波器(滤波器)的低通滤波目的是将交流电中包含的高频噪声旁路或引导至地线,只允许波形大约60Hz才能通过。  上图中间是一个集成 EMI 滤波器电源插座,滤波器电路完全包含在一个铁盒内,可以更有效地防止噪声泄漏。由于没有金属外壳,深埋式内置EMI滤波器的电源 会泄漏一些噪声,因此左侧插座上仅添加Cx和Cy电容(稍后介绍)。EMI 滤波器电路经常在主电路板上实现。如果 主电路板上的EMI电路区域是空的, 则该区域的元件已被移除。由于目前12cm风扇的电源内部面积不足以容纳集成 EMI 滤波器,因此大部分采用照片左右两侧的方案。  X电容(Cx,又称跨线滤波电容)该EMI滤波器电路的目标 是通过在火线 (L) 和中性线 (N) 之间桥接电容器来降低电源线的低正常噪声。  外观呈方形,如图所示,上面写有字母X或X2。  Y电容(Cy,又称线路旁路电容)为了最大限度地降低高常模和共模噪声,Y 电容器连接在浮动地 (FG) 和火线 (L)/零线 (N) 之间。  电脑 电源中的FG点 与图中的金属外壳、地线(E)、输出端0V/GND相连,所以当地线不接时,会通过两个串联连接——连接的电线。当人体接触Cy电容时,它会分压输入电源一半的电位差(Vin/2),可能会感应出电感。  共模扼流线圈(交联电感)  为了消除电源线的低通共模和射频噪声,共模扼流线圈与滤波器电路中的火线(L)和零线(N)串联。一些电源的输入线采用环绕磁芯的设计,可以将其视为基本的共模扼流圈。它有环形和方形的形状,类似于变压器,并且可以看到一些裸露的线圈。  L/N线和地线E之间的噪声被称为共态噪声,而L和N线之间的噪声被称为常态噪声。EMI滤波器的根本目的 是消除和阻挡这两类噪声。EMI滤波电路之后是瞬态保护电路和整流电路 ,常用元件 如下。  保险丝当流过保险丝的电流超过额定限值时,保险丝将熔断,保护与后端电路的连接。电源中使用的保险丝通常是快断型,但最好是防爆型。该保险丝与标准保险丝的主要区别在于,外管是米色陶瓷管,内含防火材料,可防止熔断时产生火花。  照片顶部的固定式(两端直接套上线座并焊接到电路板上)和图片中间的可拆卸式都是安装在电路板上的(用金属夹固定)。热熔断器是下面的方形 元件 。此保险丝连接在功率 元件的大功率水泥电阻或散热器上。主要用于防超温,防止 因过热而导致元件 损坏或故障。该保险丝还可与电流保险丝配合使用,提供针对电流和温度的双重保护。  负温度系数电阻(NTC)电源接通时,电源高压端的电解电容处于无电状态。充电过程中会出现过大的电流浪涌和线路压降,可能导致桥式整流器和其他组件超过其额定电流并烧毁。当 NTC 与L或N线串联时,其内阻可以在充电时限制电流,而负温度系数意味着其阻值随着温度升高而减小,因此当电流流过本体时,电阻减小。为了减少不必要的功耗,电阻值会随着温度升高而逐渐减小。  大部分成分是黑色和深绿色的球状饼状成分。然而,当电源在预热状态下启动时,其保护作用被忽略,即使阻抗可以随温度降低,仍然消耗少量的功率。因此,当今大多数高效电源都采用了更复杂的瞬时保护电路。  金氧压敏电阻(MOV)  在保险丝的背面,压敏电阻连接在火线和地线之间。当两端电压差小于其额定电压值时,本体呈现高阻抗;当电压差超过其额定电压值时,本体电阻迅速下降。估计LN和前端保险丝之间存在短路,由于短路产生的电流,前端保险丝将熔断以保护后端电路。当主体承受过大的电力时,它偶尔会自毁,以提醒用户设备出现问题。  它常见于电源的 交流 输入端。当输入交流过压时,保险丝能及时熔断 ,防止内部器件损坏。其颜色和外观与Cy电容非常相似,但元件上的文字和型号可以区分。  桥式整流器内部桥式整流器中有四个二极管交替连接。它的工作是对输入交流电进行全波整流, 供后端的开关电路使用。  其外观和尺寸将根据组件的额定电压和电流而变化。有些电源会将其安装在散热器上,以帮助散热并确保长期稳定性。整流后进入功率级原边开关电路。本节的元件定义了电源各通道的最大输出能力,是一个关键元件。  开关晶体管它根据控制信号导通和关断,决定电流是否流过,作为开关电路中的非接触式快速电子开关,在有源功率因数校正电路和功率级原边电路中起着至关重要的作用。  电源中的传统N MOSFET(N型金属氧化物半导体 场效应晶体管)如图上半部分所示,而NPN BJT如图下半部分所示(NPN型双结晶体管)。根据开关元件的电路组成,可以产生不同的功率级拓扑,例如双晶正激型、半桥型、全桥型、推挽型等。开关也用于要求高效率的电源。同步整流电路和DC-DC 降压电路均采用晶振。  变压器由于采用变压器分离高低压,利用磁能进行能量交换,故称为隔离开关降压电源。不仅可以避免高低压电路发生故障时的漏电危险,还可以轻松产生多种电压输出。由于工作频率高,变压器的体积比标准 交流变压器小。  由于变压器是电力传输通路之一,目前的大输出电源均采用多变压器设计,以防止单个变压器饱和而限制功率输出。辅助电源电路和用于信号传输的脉冲变压器显示在镜头的顶部,而主电源变压器和环形次级侧调节变压器显示在底部。  采用变压器作为隔离边界时,副边的输出电压远低于原边,但仍需经过整流、调整、滤波、平滑等电路后才变为原边。计算机部件所需的各种电压的直流电压 。  二极管根据各部分的电路要求和输出大小,电源内部采用不同的类型和规格。除传统的硅二极管外,还有 肖特基势 垒二极管(SBD)、快恢复二极管(FRD)和齐纳二极管(ZD)。等等。  插图描述了最常见的二极管封装。SBD用于功率级的次级侧,对变压器输出进行整流,ZD用作电压基准。FRD主要用于有源功率因数校正和功率级的初级侧电路;SBD用于功率级的次级侧,对变压器输出进行整流,ZD用作电压基准。  电感器根据磁芯的结构、电感值以及在电路上的安装位置,电感器可用作交流电路中的储能元件、磁放大器电路中的电压调节元件以及次级侧整流后的输出滤波。  图中的电感器有环形和圆柱形状,漆包线的匝数和厚度根据电感值和载流能力而变化。  电解电容电容器与电感器一样,可用作能量存储器件和纹波平滑器。电源原边电路采用高压电解电容,承受整流后的高压 直流;次级电路采用大量耐高温、长寿命、低阻抗电解电容,减少输出下电解电容持续充放电带来的损耗。  照片下部的高压电解电容用于初级侧,下部电压较低的部分用于次级侧和外围控制电路。由于电容器中化学物质(电解质)的关系,工作温度对电解电容器的寿命有显著影响。这样一来,所采用的品牌和系列的电解电容就能长期使用,同时还能保持电源良好的散热性能。决定电源的稳定性、可靠性以及使用寿命。  电阻器为了避免触电,使用电阻来限制流过电路的电流,并在电源关闭后释放电容器中存储的电荷。  左侧的大功率水泥电阻器可以承受显着的电涌,而右侧的普通电阻器有一个颜色代码来指示其电阻值和不准确度。如果没有控制电路,由上述部件组成的电路将无法执行其工作,并且必须随时监视和调节每个输出。为了保护计算机 部件的安全 ,如果出现任何异常情况,应立即关闭输出。  各控制IC例如PFC电路、功率级原边 PWM 电路、PFC/PWM集成控制、辅助电源电路集成器件、电源监控管理IC等,都是根据其安装位置和在电源中的应用等来分类的。  对于PFC电路来说,电源可以通过采用有源功率因数校正电路调节来维持指定的功率因数并限制高次谐波的发展。功率级原边 PWM 电路:作为功率级原边开关晶体驱动器,具有 PWM (脉宽调制)信号生成和功率输出状态占空比管理(Duty Cycle)。常见的PWM 控制IC有UC3842/3843系列等。集成PFC/PWM控制:通过将两个控制器组合在一个IC中,可以简化电路,减少元件数量,缩小体积,降低故障率。例如CM680X系列是一款PFC/PWM集成控制IC。  辅助电源电路集成组件:辅助电源电路在电源切断后必须继续输出,因此必须是一个独立的系统。由于输出瓦数不需要太高,所以采用业界低功耗集成器件,如PI的TOPSwitch系列作为核心。  电源管理和监控 每个输出的 UVP(低电压保护)、OVP(过压保护)、OCP(过流保护)、SCP(短路保护)和 OTP(过温保护)由我知道了。设定值后关闭并锁定控制电路,停止电源输出,待故障排除后恢复输出。  除了上述元件外,制造商还可以根据需要添加其他IC,例如风扇控制IC。  光耦光耦合器主要用于高压和低压电路之间的信号传输,它们保持电路隔离,以防止发生故障时两个电路之间出现异常电流,从而损坏低压组件。其想法是利用发光二极管和光电晶体管通过光发送信号,并且由于它们之间没有电路连接,因此两端的电路可以保持隔离。
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发布时间:2024-08-26 13:51 阅读量:431 继续阅读>>
ROHM发售4款非常适用于工业<span style='color:red'>电源</span>的SOP封装通用AC-DC控制器IC
  全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开发出PWM控制方式*1FET外置型通用控制器IC,非常适用于工业设备的AC-DC电源。目前已有支持各种功率晶体管的4款新产品投入量产,包括低耐压MOSFET驱动用的“BD28C55FJ-LB”、中高耐压MOSFET驱动用的“BD28C54FJ-LB”、IGBT驱动用的“BD28C57LFJ-LB”以及SiC MOSFET驱动用的“BD28C57HFJ-LB”。  尽管全球半导体产品短缺的问题已逐步得到缓解,但工业设备等所用的电源产品仍然处于供不应求的状态。尤其是AC-DC控制器IC,由于制造商较少,半导体短缺已成为长期问题,产品开发的需求不断增加。在这种背景下,ROHM通过推出可满足工业设备应用中需求较大的封装和性能要求的PWM控制方式AC-DC控制器IC,助力解决供应短缺问题。  此次新产品的输入电压范围为6.9V~28.0V,最大电路电流为2.0mA,最大启动电流为75μA,最大占空比*2为50%,采用标准的SOP-J8(相当于JEDEC标准的SOIC8)封装形式。引脚排列与工业设备电源中常用的通用产品相同,有助于缩短电路变更和新设计的设计周期。新产品的所有型号都支持具有电压滞回的自恢复型低电压误动作防止功能(UVLO)*3。与普通产品±10%左右的阈值电压误差相比,新产品的阈值电压误差更小,仅为±5%,实现了高精度的自恢复启动,有助于提高应用产品的可靠性。  不仅如此,新产品还属于长期供货对象产品,可长期稳定供应,有助于寿命长的工业设备持续运行。  新产品已于2024年7月开始暂以月产10万个的规模投入量产(样品价格180日元/个,不含税)。前道工序的生产基地为ROHM Hamamatsu Co., Ltd.(日本滨松市),后道工序的生产基地为ROHM Electronics Philippines, Inc.(菲律宾)。另外,相应的产品也已开始电商销售,在电商平台Ameya360处可购买。  未来,ROHM将在产品阵容中逐步新增支持高耐压MOSFET和GaN器件的产品。另外还计划推出支持100%最大占空比的产品。  <产品阵容>  <应用示例>  工业设备:AC-DC电源、电机驱动用的逆变器以及其他通过电源插座供电的应用  <电商销售信息>  开始销售时间:2024年7月起  电商平台:Ameya360  新产品在其他电商平台也将逐步发售。  ・产品信息  产品型号:BD28C54FJ-LB、BD28C55FJ-LB、BD28C57HFJ-LB、BD28C57LFJ-LB  <术语解说>  *1) PWM控制方式  PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)是一种使用了半导体的功率控制方式。通过改变一定周期内的导通时间和关断时间比例来控制输出功率。  *2) 占空比  一定周期内连续脉冲波处于导通状态或关断状态的时间比率。导通状态的比例称为“导通占空比”,关断状态的比例称为“关断占空比”。通常占空比是指处于导通状态的时间比例。  占空比(%)=脉冲宽度(t) ÷ 周期 (T)  *3) 具有滞回特性的自恢复型欠压保护功能(UVLO)  UVLO是“Under Voltage Lock Out”的首字母缩写。当输入电压下降到阈值范围之外时,在IC内部电路出现异常之前安全停止IC工作的功能。自恢复型欠压保护功能由于电压接近阈值电压时,IC会反复停止和重启,变得不稳定,因此通过采用具有滞回特性的保护电路,在IC停止时和重启提供一定范围的电压。
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