【導讀】電源工程師設計優(yōu)質(zhì)電源,需要做足功課。那么具體應該如何工作呢?是不是將電源板與常用電路相拼接就能設計出好的電源?要想設計出好的產(chǎn)品,選擇什么樣的電路最合適?相信大家都有此疑問(wèn),本文將為你解答。
電源用通常理解的話(huà)說(shuō):是一種可以為電子電器提供合適電壓,電流,波形與頻率的轉換裝置!比如:直流電源,可以理解為頻率為零,波形為直線(xiàn)的電源。交流電源,可以理解為電壓交替變換(正負在兩電極間轉換),有頻率,波形的電源!不管哪一種電源,都可以用微分積分數學(xué)把它在任一點(diǎn)時(shí)間內的值求解,且有唯一解,比如:方波,是有無(wú)數量級的正弦波組成,因此,方波可以分解為奇次諧波與牛次諧波,我們一般取值3次諧波就可以滿(mǎn)足要求,占功率最大部分是基波。
由于現在的電源采用的變壓器基本上為高頻磁心,所以場(chǎng)效應管就成為主要的功率器件!大家都明白,場(chǎng)效應管是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的,所以以它作為功率管,電源輸出的都是脈沖方波,因此場(chǎng)效應管為功率的電源都帶有很大份量的諧波與基波!對于場(chǎng)效應管為開(kāi)關(guān)功率管的電源,還要明白的就是:場(chǎng)效應管所生產(chǎn)的損耗90%是在開(kāi)通至關(guān)斷的時(shí)間內生產(chǎn)的,因為開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)間內都有一個(gè)很大的瞬間電阻!所以解決開(kāi)關(guān)電源問(wèn)題,其實(shí)主要的工作就是如何減小開(kāi)通,關(guān)斷損耗,對于諧波,可以通過(guò)濾波器來(lái)解決!我們還有一點(diǎn)要明白的就是:場(chǎng)效應管對瞬間變化的電壓很敏感,所以給它供電的電源必須電壓要穩定!最后要明白的就是:它的柵極電阻很大,一點(diǎn)點(diǎn)電壓就可以讓其開(kāi)通,基本上不要求有電流。所以場(chǎng)效應管是一種電壓控制元件。
使用好場(chǎng)效應管的注意事項:
1、供電電壓要穩定。
2、控制好開(kāi)通,關(guān)斷損耗。
3、適當降低柵極電阻,防止誤導通。
4、要有低通放電電路與速充電電路,因為場(chǎng)管是柵極有電容,其電容充電要快,放電也要快!所以要用圖騰柱電路。
如何設計一款好電源:
第一.確定你的電源功率與輸入電壓。由電源功率選擇開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電流,變壓器體積,輸入電壓確定開(kāi)關(guān)管的耐壓與變壓器輸入圈數。
第二.不管何種電壓,電源功率,用到場(chǎng)管都要有低通放電與速充電電路。
第三.變壓器要有吸收電路,把諧波吸收。
第四.場(chǎng)管柵極內阻要用電阻接地拉低。
第五.要選擇合適的開(kāi)關(guān)頻率,保證靜太損耗最小的同時(shí),場(chǎng)管轉換效率最高。
第六.對于輸入電壓超過(guò)75V時(shí),要考濾諧振電路作為負助功能電路。
第七.功率過(guò)大時(shí),要考濾PFC電路接入設計中。
第八.驅動(dòng)信號要穩定!且要有5V以上。
不管是開(kāi)關(guān)電源,逆變電源,高頻設計成為主要的技術(shù)手段與主流!對于很多沒(méi)計過(guò)電源或是對電源設計還未達到項目開(kāi)發(fā)能力的人來(lái)說(shuō),一想到設計,就會(huì )想到各種各樣的計算模式!這種想法是對的,但做法是錯的!真正的電源高手從來(lái)不去計算太多的。就算元件有1000個(gè),也不會(huì )動(dòng)筆去算得太多!但出來(lái)的電源卻是效果超好。為什么呢?因為有經(jīng)驗!
一個(gè)真正的電源工程師是如何工作的呢:
一.接過(guò)電源設計要求!評估成本,定可行性方案。
二.根據客戶(hù)報價(jià)!給定大體的元件成本與生產(chǎn)成本,可行性電路。
三.構想出原理圖!確定所選取的功率管,變壓器,最穩定最簡(jiǎn)單生產(chǎn)又方便的原理方案。
四.根據原理圖,客戶(hù)給定的樣板要求或外殼要求設計PCB。
五.根據原理圖,裝配合適元件,對電器參數調整。讓本機在最低要求下能正常工作。
六.上負載測試,功率達80測式,檢查輸出波形,電壓要求,電磁性能,功率管溫度,電壓穩定度,轉換效率。在這一個(gè)程中,對電子元件進(jìn)行合適的參數調整。
七.強化測試!也就是超負何,短路,低壓,過(guò)壓,強溫,防震等測試。
八.根據樣板確定原理圖準確的參數,定好方位圖,物料圖,發(fā)給生產(chǎn)部,倉管,跟單員,對樣板進(jìn)行小批量生產(chǎn)。
九.對樣板進(jìn)行嚴格測試,各種性能OK,由業(yè)務(wù)員發(fā)給客戶(hù)評估。OK了,可以量產(chǎn)。
十.以后生產(chǎn)對項目進(jìn)行跟蹤,改良,以最短時(shí)間,最好質(zhì)量給客戶(hù)出貨。
從上十點(diǎn),沒(méi)提過(guò)工程師的參數是如何得出來(lái)的。其實(shí),工程師所有參數是從經(jīng)驗與調試中出來(lái)的。我們設計電源,對參數的計算95%是不要的。比如逆變器,1000W,可以用兩個(gè)55,因為每個(gè)都能達500,也可以用4個(gè)40,因為每個(gè)40可以達350W。變壓器,哪用算呢!不過(guò)要有經(jīng)驗。當然你也可以參考完成的產(chǎn)品來(lái)定!線(xiàn)圈數,我們也要給驗。電路參數,對于電子元件,就哪幾個(gè):電阻,電容,二極管,三極管,電感,熱敏,壓敏,場(chǎng)管,變壓器,保險,集成電路等。各個(gè)元件的組合,也就是我們的基本電路:放大,濾波,隔離,信號源,穩壓,比較,電流放大,電壓放大等常駐用電路。當然還要加上自己想出來(lái)的一些獨立電路!
所以我們可以把電源板看成一個(gè)統一體,然后有所需用常用電路相拼。這樣就能得出一款好的產(chǎn)品。對于新產(chǎn)品,要用自己比較了解又有把握的電路!如不是,設計出來(lái)的產(chǎn)品,在生產(chǎn)上問(wèn)題就會(huì )非常多!
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