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【瑞森课堂】交换式开关电源的基础知识
發布日期:2020-06-19     閱讀:81

交换式开关电源的设计过程中‚基本设计方式有:前向式、反弛式、推挽式、半桥式、全桥式。

交换式开关电源的发展过程中‚基本经历:AT(四组电压) →  ATX(六组电压+5VSB0.75A) →  ATX(六组电压+5VSB2A) →   ATX 2.03版(六组电压+5VSB2A且增加P6输出线) →  ATX 12V(六组电压+5VSB2A且增加P4输出线) →  ATX 12V(六组电压+5VSB2A且20P改24P输出线)

 

优点

试想有一台电源供应器,其输出功率为100W,如果说使用传统的线性(LINEAR)传输架构,其电源的频率为50HZ,可以想象成有个100公斤的物品欲移动,每秒可搬50次,则每次需搬动100KG/50次=2公斤。

 

若使用交换式(SWITCHING) 传输架构,其电源的频率提高为100KHZ,可以想象成有个100公斤的物品欲移动,每秒可搬100000次,则每次需搬动100KG/100000次=0.001公斤。

 

由上得知:因为频率的不同,所以每次需搬动的重量有2KG与0.001KG之分,如果说0.001KG的物品可以仅叫一位小孩来搬动,那么2KG的物品就需叫一位大人来搬动了。

 

而小孩子的体积比较小,也就是说使用交换式的架构,可以缩小整台电源供应器的体积降低材料成本。

 

缺点

SWITCHING  POWER  SUPPLY以100 KHZ左右的频率在切换,以这么高的频率在切换的过程中,会产生很高的杂音,这些杂讯如果在音响系统上会产生呜呜的杂音,无法令人接受,故SWITCHING架构使用在电脑等数位电路系统中,因为数位系统抗杂讯的能力佳。

 


一台良品的开关电源功能有:

①:输入电压为AC90~264V之间;

②:输入频率为47~63HZ之间;

③:转换功率为80%以下;

④:停电后输出电压维持10mS以上;

⑤:产生电磁干扰符号FCC与CE标准;

⑥:输入电压超出额定值是输出电压改变量需小于±1%以下;

⑦:输出纹波和噪声在1%以下;

⑧:具有过电压、过电流保护;

⑨:机壳漏电流在0.75mA以下;

⑩:具有防静电与防雷击功能;

 

 

下面简单的说明:过压保护、欠压保护、过流保护、过功率保护、短路保护、其基本作用如下。

 

过压保护:OUP指的是某组电压超出它的电压范围之后电源上的保护线路或保护IC 7510就会工作将电源保护掉,一般spec要求+5V及+12V或+3.3V要有过电压保护,其目的在保护计算机内IC零件,同时保护Power. 

 

欠压保护:指的是某组电压低于它本身电压范围时电源就会保护掉开不了机UVP一般spec要求,因客户而异.其目的在保护:如停电、瞬间过低or吃电流过大所造成计算机内IC零件,同时保护Power.

 

过流保护OCP:指的是电源某组电压的负载能力超出电源本身的负载之后就会保护掉,有些电源是有一个专用的过流检测小卡应客户要求视其spec. 其目的在保护计算机内IC零件,同时保护Power.

 

过功率保护OLP:指的是电源的最大功率即OPP值,这可以经过测试的调整将设定在某个范围之内

 

短路保护:指的是每组电压除+5VSB电压之外,每组电压都会有这项保护功能,如+5V短路保护、+12V短路保护,同时也是指电源在切机时会保护掉。

 

Power Good SINGAL:指当+5V上升时,P.G之讯号比+5V提前在100mS~500mS ON,+5V下降时PG讯号须比+5V提前1mS下降.P.G其目的在上升时通知计算机内部,先 (+5V提早) Set up,下降时先通知记意体先储存资料,然后再去告之运算.

 

交换式开关电源效率:其效率可要求更高,其目的可增加交换式开关电源之寿命,一般视客户要求,均要求65%min.

输出瓦特数÷输入瓦特数=效率(n)

 

交换式开关电源测试环境条件:温度25℃,相对湿度65%。

 

交换式开关电源ATX 12V与ATX 2.03差异:

1).都属于ATX范围

2).强调了将CPU从电源+5V取电转换到+12V取电,以减少接触电阻等造成的损耗,更平均地分配电源各个输出端,符号ATX 12V的电源还需要具备一个专用的P4插头,以满足对CPU单独供电的需要。

 

输入电流=输出功率/(输入电压*功率因数*效率)

交换式开关电源的功率因数典型值一般介于0.4~0.6之间。

 


PC电源分为三种:第一种为普通性机种;第二种为CE机种;第三种为安规机种;第一种、第二种、第三种均可加被动式PFC和主动式PFC功能和加磁放大功能。

 

被动式PFC为无源型线圈变压器,主要作用为提高工作效率,减少电源损耗,并起到节能的主要作用。

 

而主动式为有源型是插在主板上,主要区别有加一个小卡,并且它的工作效率比被动式的更高。基本上达到了100%的工作效率,节能效果更好。

 

加磁放大的主要目的是增加3.3V电压的负载电流同时对主板上的网卡起到更好的供电效果。

 

交换式开关电源加CE是一种安规认证。同时包括了EMI与传导的测试,尤其去欧洲的电源一定要加CE。

 

交换式开关电源加TC主要是起静音作用,一般使用的TC为TC050的物料。但是静音效果没有温控卡好。

 

切换开关在电源中主要针对不同国家所需电压不一样而设定的。如美国、日本电压115V,电源出货就切到115V上。而欧洲市场电压为230V,就切换到230V上。中国电压为230V,电源可以不用加切换,标准电源的电压本身为230V,即可以不用加切换。

 

交换式开关电源磁放大与MOS线路的区分:

磁放大机种的电源比MOS线路主要区分为磁放大机种上3.3V整流部分有个磁放大与一个线圈电感,位置在HS2处,加磁放大的主要作用是增加3.3V电压的负载电流。同时对主板上的网卡起到更好的供电效果.负载能力比MOS线路强得多。

 

交换式开关电源的辅助元件有以下几点:

①:加CE,主要是电源能通过CE认证的线路。它主要是有一个CE小卡加在电源上

②:被动式PFC,主要是一个PFC线圈附锁在CASE上面

③:主动式PFC,主要是有一个主动式PFC小卡

④:加TC主要是加一个TTC050热敏电阻

⑤:加温控小卡是一个温控调制线路比加TC的静音效果更好但成本较高

⑥:加磁放大主要是在电源上加磁放大线路,增强3.3V的负载能力

 

瑞森半导体

     REASUNOS瑞森半导体起步于2007年,是一家致力于功率半导体电子元器件研发与销售的高新技术型企业。2013年注册成立广东瑞森半导体科技有限公司,总部设在东莞天安数码城园区,同时设有张家港研发中心、台湾研发中心、日本产品验证中心,公司研发团队主要来自台湾、日本及内地顶尖技术精英。
     瑞森半导体依靠专业的自主研发能力和强大的制造能力,已获多项知识产权和实用新型专利,每年为行业提供了超500KK性能卓越的半导体产品,全系列产品符合RoHS、REACH环保要求,并通过第三方认证。现有产品包括高压MOSFET,低压MOSFET,超结MOSFET,集成快恢复(FRD)高压MOS,碳化硅MOSFET,碳化硅肖特基,IGBT, Low VF肖特基及系列二、三极管,桥堆等,瑞森半导体已经成为全球开关电源、绿色照明、电机驱动、汽车电子、新能源充电桩、太阳能设备、数码家电、安防工程等行业长期合作伙伴,产品远销国内外。

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