在測試系統(tǒng)中如何選擇DC系統(tǒng)電源
通常認為,測試系統(tǒng)要求使用線性電源,因為線性電源具有輸出噪聲低、快輸出響應(yīng)等優(yōu)勢。但是,精心設(shè)計的開關(guān)電源同樣會實現(xiàn)優(yōu)異的性能,可以與優(yōu)秀的線性電源相媲美。電子產(chǎn)品的競爭格局正在不斷變化,特別是通信和信息系統(tǒng),這需要更高的DC功率和電流為其組件和器件供電。在選擇系統(tǒng)DC電源時,更高的功率要求給測試帶來了新的挑戰(zhàn)。對更高功率的應(yīng)用,由于體積、供貨時間和成本,開關(guān)系統(tǒng)DC電源通常是首選。新一代開關(guān)系統(tǒng)DC電源可以達到線性電源的性能,同時提供更高的功率密度。在許多情況下,這可能是更好的整體選擇,它可以節(jié)約機架空間,降低成本,同時滿足性能需求。因此,根據(jù)要求、而不是根據(jù)電源的工作類型來選擇電源,是最明智的方法。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/193498.htm 線性DC電源結(jié)構(gòu)
如圖1所示,線性DC電源的概念和基本實現(xiàn)方式相對來說都非常簡單:
1.變壓器把AC電壓轉(zhuǎn)換成與要求的最大DC輸出電壓相一致的值。
2.AC電壓被整流為DC電壓。
3.大功率電解電容器濾波掉疊加在未穩(wěn)壓的DC電壓上的大部分AC紋波電壓。
4.串聯(lián)的功率晶體管控制著未穩(wěn)壓的DC電壓和穩(wěn)壓的DC輸出電壓之差。為正確穩(wěn)壓,在串聯(lián)的晶體管中必需保持一些電壓。
5.誤差信號放大器比較輸出電壓與參考電壓,在期望的設(shè)置上穩(wěn)定輸出。
6.最后,輸出濾波電容器進一步降低AC輸出噪聲和紋波,降低輸出阻抗,實現(xiàn)更加理想的純電壓源特點。
線性DC電源設(shè)計已經(jīng)非常成熟,現(xiàn)在主要是逐漸增加效率和改善熱量管理。在正確實現(xiàn)時,其簡明配置具有以下的優(yōu)點:對AC源和負載的變化具有快速的輸出瞬態(tài)響應(yīng);低輸出噪聲和紋波;低電流共模噪聲;在較低輸出功率上非常經(jīng)濟 (在大約500W以下)
它存在的缺點主要有:功率效率差,在全部輸出電壓時一般不到60%,在更低的輸出電壓設(shè)置上,效率會進一步下降;物理尺寸大,重量高;在較高的功率上成本高 (在大約500W以上)。
傳統(tǒng)的開關(guān)DC電源結(jié)構(gòu)
圖2所示的基本開關(guān)電源要復(fù)雜得多:
1,首先對AC輸入進行整流和濾波,提供未穩(wěn)壓的高壓DC,為下一步DC到DC轉(zhuǎn)換電路供電;
2,功率晶體管開關(guān)將直流轉(zhuǎn)換為20 kHz ~ 50 kHz高壓高頻 AC脈沖;
3,根據(jù)輸出電壓的要求選擇適當(dāng)線匝比率的AC脈沖電壓變壓器;
4,這個變壓器將AC脈沖電壓整流成脈沖 DC電壓;
5,LC (電感器/電容器)輸出濾波器把脈沖DC電壓平均成電源輸出上的連續(xù)DC電壓;
6,與線性電源一樣,誤差信號放大器比較DC輸出電壓與參考電壓,在期望的設(shè)置上穩(wěn)定輸出;
7,調(diào)制器電路把誤差信號放大器信號轉(zhuǎn)換成高頻脈寬調(diào)制的波形,驅(qū)動開關(guān)電源晶體管。
傳統(tǒng)開關(guān)DC電源所具有的優(yōu)點如下:功率轉(zhuǎn)換效率高,一般達到80% ;對于較高功率可以做得體積小,重量輕;成本比較低,特別是在較高功率時。
傳統(tǒng)開關(guān)DC電源存在的缺點是:高輸出噪聲和紋波;高共模電流噪聲;對AC源和DC輸出負載變化響應(yīng)慢。
傳統(tǒng)開關(guān)DC電源性能在很大程度上是針對成本、效率和體積優(yōu)化的結(jié)果,而這幾個方面正是線性 DC電源所缺乏的。在正確優(yōu)化時,開關(guān) DC電源可以與線性DC電源有效地展開競爭。
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