谈谈如何合理的设计开关电源

    或许平常有电时,我们意识不到双电源自动转换开关的重要,但是,每当停电的时候,我们会意识到双电源自动转换开关存在的重要价值,因此,双电源自动转换开关是必不可少的,同时,对它的可靠性和耐用性设计要求十分的高。因为,一旦切换失败就会使电路造成短路或是正常或重要负荷断电,对那些离不开电的工作企业的损失是十分严重的,除了对公司,在公共场所中突然的断电时会造成市民的恐慌的,很容易就会发生踩踏事件。这也就是需要自动切换开关能够迅速反应进行电源切换至备用电源,能在人群恐慌之前恢复电路供应。也就使得工业发达的国家把自动转换开关电器的生产列为重点产品,并对其加以严格的限制于规范。毕竟这是在停电时发挥重要作用的低压电器。
 
    双电源自动切换开关的紧急供电系统,可实现当一路电源发生故障时,可以自动完成常用与备用电源间切换,而无需人工操作,以保证重要用户供电的可靠性。广泛应用于高层建筑、小区、医院、机场、码头、消防、冶金、化工、纺织等不允许停电的重要场所,实现无人值守连续供电。
 
    在市面上比较常见的双电源自动转换开关一般是由:开关本体和控制器组成,开关本体由整体式和断路器之分,是双电源自动转换开关质量好坏关键决定因数,控制器主要用于检测电源工作状况,当被检测电源发生故障时,控制器发出指令,开关本体则从一个电源转换至另一电源。
 
    双电源自动转换开关不同的开关本体也将自动切换开关分为了PC级(整体式)双电源和CB级(双断路器式)双电源。
 
    PC级能够接通承载电流,但这类开关不用于分断短路电流的双电源。这类双电源明显的区别方式就是它选择不具有过电流脱扣器的负荷开关作为执行器。也就是没有很好的保护功能,但是这类有着较高的耐受和接通能力,能够确保自动切换开关自身的安全,不会因为过载或短路而发生故障或者损坏。也就使得这类自动切换开关能够保证可靠的接通回路。
    1、开关电源的分类
  开关电源分为,隔离与非隔离两种形式,在这里主要谈一谈隔离式开关电源的拓扑形式,在下文中,非特别说明,均指隔离电源。隔离电源按照结构形式不同,可分为两大类:正激式和反激式。反激式指在变压器原边导通时副边截止,变压器储能。原边截止时,副边导通,能量释放到负载的工作状态,一般常规反激式电源单管 多,双管的不常见。正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载,能量通过变压器直接传递。按规格又可分为常规正激,包括单管正激,双管正激。半桥、桥式电路都属于正激电路。
  正激和反激电路各有其特点,在设计电路的过程中为达到最优性价比,可以灵活运用。一般在小功率场合可选用反激式。稍微大一些可采用单管正激电路,中等功 率可采用双管正激电路或半桥电路,低电压时采用推挽电路,与半桥工作状态相同。大功率输出,一般采用桥式电路,低压也可采用推挽电路。
  反激式电源因其结构简单,省掉了一个和变压器体积大小差不多的电感,而在中小功率电源中得到广泛的应用。在有些介绍中讲到反激式电源功率只能做到几十瓦, 输出功率超过100瓦就没有优势,实现起来有难度。本人认为一般情况下是这样的,但也不能一概而论,PI公司的TOP芯片就可做到300瓦,有文章介绍反 激电源可做到上千瓦,但没见过实物。输出功率大小与输出电压高低有关。
  反激电源变压器漏感是一个非常关键的参数,由于反激电源需要变压器储存能量,要使变压器铁芯得到充分利用,一般都要在磁路中开气隙,其目的是改变铁芯磁滞回线的斜率,使变压器能够承受大的脉冲电流冲击,而不至于铁芯进入饱和非线形状 态,磁路中气隙处于高磁阻状态,在磁路中产生漏磁远大于完全闭合磁路。
  脉冲电压连线尽可能短,其中输入开关管到变压器连线,输出变压器到整流管连接 线。脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接 近开关电源输入端,输入线应避免与其他电路平行,应避开。 Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。共摸电感应与变压器保持一定距离,以避免磁偶合。

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