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  • 電源的分類到底有多少種?

    電源的分類到底有多少種?

    通常來説電源自“磁生電”原理,由水力、風力、海潮、水壩水壓差、太陽能等可再生能源,及燒煤炭、油渣等產生電力,電源是將其它形式的能轉換成電能的裝置。常見的電源是乾電池(直流電)與家用的 110V-220V 交流電源。 電源分類 (一)普通電源 普通電源可細分為:開關電源、逆變電源、交流穩壓電源、直流穩壓電源、DC/DC 電源、通信電源、模塊電源、變頻電源、UPS 電源、EPS 應急電源、淨化電源、PC 電源、整流電源、定製電源、加熱電源、焊接電源 / 電弧電源、電鍍電源、網絡電源、電力操作電源、適配器電源、線性電源、電源控制器 / 驅動器、功率電源、其他普通電源、逆變電源、參數電源、調壓電源、變壓器電源。 (二)特種電源 特種電源可細分為:岸電電源、安防電源、高壓電源、醫療電源、軍用電源、航空航天電源、激光電源、其他特種電源。 特種電源即特殊種類的電源。所謂特殊主要是由於衡量電源的技術指標要求不同於常用的電源,其主要是輸出電壓特別高,輸出電流特別大,或者對穩定度、動態響應及紋波要求特別高,或者要求電源輸出的電壓或電流是脈衝或其它一些要求。這就使得在設計及生產此類電源時有比普通電源有更特殊甚至更嚴格的要求。特種電源一般是為特殊負載或場合要求而設計的,它的應用十分廣泛。主要有:電鍍電解、陽極氧化、感應加熱、醫療設備、電力操作、電力試驗、環保除塵、空氣淨化、食品滅菌、激光紅外、光電顯示等。而在國防及軍事上,特種電源更有普通電源不可取代的用途,主要用於:雷達導航、高能物理、等離子體物理及核技術研究等。(感覺主要用於軍事上) TI 特種電源 常見類型 電源交流穩壓電源 能夠提供一個穩定電壓和頻率的電源稱交流穩定電源。國內多數廠家所做的工作是交流電壓穩定。下面結合市場有的交流穩壓電源簡述其分類特點。 參數調整(諧振)型 這類穩壓電源,穩壓的基本原理是 LC 串聯諧振,早期出現的磁飽和型穩壓器就屬於這一類。它的優點是結構簡單,無眾多的元器件,可靠性相當高穩壓範圍相當寬,抗干擾和抗過載能力強。缺點是能耗大、噪聲大、笨重且造價高。 在磁飽和原理的基礎上的發育進形成的參數穩壓器和我國 50 年代已流行的“磁放大器調整型電子交流穩壓器”(即 614 型)均屬此類原理的交流穩壓器。 自耦(變比)調整型 1、機械調壓型,即以伺服電機帶動炭刷在自耦變壓器的的繞組滑動面上移動,改變 Vo 對 Vi 的比值,以實現輸出電壓的調整和穩定。該種穩壓器可以從幾百瓦到幾千瓦。它的特點是結構簡單,造價低,輸出波形失真小;但由於炭刷滑動接點易產生電火花,造成電刷損壞以至燒燬而失效;且電壓調整速度慢。 2、改變抽頭型,將自耦變壓器做成多個固定抽頭,通過繼電器或可控硅(固態繼電器)做為開關器 10 件,自動改變抽頭位置,從而實現輸出電壓的穩定。 該種型穩壓器優點是電路簡單,穩壓範圍寬(130V-280V),效率高(≥95%),價格低。而缺點是穩壓精度低(±8~10%)工作壽命短,它適用於家庭給空調器供電。 大功率補償型——淨化型穩壓器(含精密型穩壓器) 它用補償環節實現輸出電壓的穩定,易實現微機控制。 它的優點是抗干擾性能好,穩壓精度高(≤±1%)、響應快(40~60ms)、電路簡單、工作可靠。缺點是:帶計算機,程控交換機等非線性負載時有低頻振盪現象;輸入側電流失真度大,源功率因數較低;輸出電壓對輸入電壓有相移。對抗干擾功能要求較高的單位,在城市裏應用為宜,計算機供電時,必須選用計算機總功率的 2-3 倍左右穩壓器來使用。因具有穩壓、抗干擾,響應速度快、價格適中等優點,所以應用廣泛。 開關型交流穩壓電源 它應用於高頻脈寬調製技術,與一般開關電源的區別是它的輸出量必須是與輸入側同上頻、同相的交流電壓。它的輸出電壓波型有準方波、梯型波、正弦波等,市場上的不間斷電源(UPS)抽掉其中的蓄電源和充電器,就是一台開關型交流穩壓電源的穩壓性好,控制功能強,易於實現智能化,是非常具有前途的交流穩壓電源。但因其電路複雜,價格較高,所以推廣較慢。 電源直流穩定電源 直流穩定電源按習慣可分為化學電源,線性穩定電源和開關型穩定電源,它們又分別具有各種不同類型: 化學電源 平常所用的乾電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池均屬於這一類,各有其優缺點。隨着科學技術的發展,又產生了智能化電池;在充電電池材料方面,美國研製人員發現錳的一種碘化物,用它可以製造出便宜、小巧、放電時間長,多次充電後仍保持性能良好的環保型充電電池。 線性穩定電源 線性穩定電源有一個共同的特點就是它的功率器件調整管工作在線性區,靠調整管之間的電壓降來穩定輸出。由於調整管靜態損耗大,需要安裝一個很大的散熱器給它散熱。而且由於變壓器工作在工頻(50Hz)上,所以重量較大。 該類電源優點是穩定性高,紋波小,可靠性高,易做成多路,輸出連續可調的成品。缺點是體積大、較笨重、效率相對較低。這類穩定電源又有很多種,從輸出性質可分為穩壓電源和穩流電源及集穩壓、穩流於一身的穩壓穩流(雙穩)電源。從輸出值來看可分定點輸出電源、波段開關調整式和電位器連續可調式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數字顯示式型等等。 開關型直流穩壓電源 與線性穩壓電源不同的一類穩電源就是開關型直流穩壓電源,它的電路型式主要有單端反激式,單端正激式、半橋式、推輓式和全橋式。它和線性電源的根本區別在於它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和就是截止區即開關狀態;開關電源因此而得名。 開關電源的優點是體積小,重量輕,穩定可靠;缺點相對於線性電源來説紋波較大(一般≤1%VO(P-P),好的可做到十幾 mV(P-P)或更小)。它的功率可自幾瓦-幾千瓦均有產品。價位為 3 元-十幾萬元 / 瓦,下面就一般習慣分類介紹幾種開關電源: 1、AC/DC 電源 該類電源也稱一次電源——AC 是交流,DC 是直流,它自電網取得能量,經過高壓整流濾波得到一個直流高壓,供 DC/DC 變換器在輸出端獲得一個或幾個穩定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有產品,用於不同場合。屬此類產品的規格型號繁多,據用户需要而定通信電源中的一次電源(AC220 輸入,DC48V 或 24V 輸出)也屬此類。 2、DC/DC 電源 在通信系統中也稱二次電源,它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓,經 DC/DC 變換以後在輸出端獲一個或幾個直流電壓。 3、通信電源 通信電源其實質上就是 DC/DC 變換器式電源,只是它一般以直流-48V 或-24V 供電,並用後備電池作 DC 供電的備份,將 DC 的供電電壓變換成電路的工作電壓,一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種,以後者可靠性最高。 4、電台電源 電台電源輸入 AC220V/110V,輸出 DC13.8V,功率由所供電台功率而定,幾安幾百安均有產品。為防止 AC 電網斷電影響電台工作,而需要有電池組作為備份,所以此類電源除輸出一個 13.8V 直流電壓外,還具有對電池充電自動轉換功能。 5、模塊電源 隨着科學技術飛速發展,對電源可靠性、容量 / 體積比要求越來越高,模塊電源越來越顯示其優越性,它工作頻率高、體積小、可靠性高,便於安裝和組合擴容,所以越來越被廣泛採用。目前,目前國內雖有相應模塊生產,但因生產工藝未能趕上國際水平,故障率較高。 DC/DC 模塊電源目前雖然成本較高,但從產品的漫長的應用週期的整體成本來看,特別是因系統故障而導致的高昂的維修成本及商譽損失來看,選用該電源模塊還是合算的,在此還值得一提的是羅氏變換器電路,它的突出優點是電路結構簡單,效率高和輸出電壓、電流的紋波值接近於零。 6、特種電源 高電壓小電流電源、大電流電源、400Hz 輸入的 AC/DC 電源等,可歸於此類,可根據特殊需要選用。開關電源的價位一般在 2-8 元 / 瓦特殊小功率和大功率電源價格稍高,可達 11-13 元 / 瓦。 使用領域 電源產品廣泛應用於工業自動化控制、軍工設備、科研設備、工控設備、計算機和電腦、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫療設備、半導體制冷制熱等領域。

    時間:2020-10-15 關鍵詞: 電源 線性電源 電源控制器

  • 意法半導體推出新的數字電源控制器,為600W-6kW應用帶來新選擇

    意法半導體推出新的數字電源控制器,為600W-6kW應用帶來新選擇

    中國,2020年7月6日——意法半導體數字電源控制器系列產品新增一款用於雙通道交錯式升壓PFC拓撲的電源 IC STNRGPF02。客户可以使用eDesignSuite軟件輕鬆配置這款IC。這款軟件還有助於客户快速完成電路設計和外部元器件的選擇。 STNRGPF02讓600W至6kW的應用也可以享受數字電源帶來的優勢,例如,與典型模擬控制方法相比,ST解決方案的靈活性更高,設計週期更短;同時,與其它數字解決方案相比,ST解決方案的系統集成度比更高,無需另配DSP處理器或微控制器 (MCU)。 STNRGPF02的典型應用包括工業電機、空調、家用和商用電器、移動通信基站、電信基礎設施、數據中心設備和不間斷電源(UPS)。 STNRGPF02是一款連續導通模式(CCM)固定頻率電源IC具有平均電流模式控制功能,這是一個模擬器件與數字控制的優化組合,在內部電流回路中整合一個硬件模擬比例積分(PI)補償器,在外部電壓回路中整合一個數字PI控制器,確保控制響應快速。電壓和電流兩個迴路的級聯控制電路是通過改變總平均電感電流的方式調節輸出電壓。 新控制器專為使用外部繼電器或三端雙向可控硅開關的機械浪湧電流控制而設計,與專為採用固態器件的數字浪湧控制設計的STNRGPF12一樣,同屬於意法半導體的數字電源產品組合。兩種控制器均支持可設置相切、負載前饋和突發模式,以最大程度地提高能效。內置的保護功能包括可設置的快速動作的過熱保護和過電流保護(OCP)、過壓保護(OVP)和軟啓動管理,還提供PFC故障和PFC OK狀態指示引腳。 用eDesignSuite配置STNRGPF02十分簡單,只要輸入電源變換器規格並運行配置器即可。該工具生成一個完整的主電路物料清單(BOM)和二進制目標代碼,固件代碼通過串行通信端口下載到芯片,因而,可以大大縮短典型的電源設計週期。開發人員還可以通過芯片串行通信端口監視PFC參數。 STNRGPF02的評估板STEVAL-IPFC02V1現已上市,可以加快採用了STNRGPF02的電源開發過程。該電路板包含一個逐週期模擬穩流與數字控制靈活性兼備的PFC參考設計,可以實現功率因數極高且諧波失真極低的電源。 STNRGPF02現已量產,採用TSSOP38封裝。

    時間:2020-07-06 關鍵詞: MCU stnrgpf02 電源控制器

  • 刷新女性記錄!美國宇航員即將在太空連續停留328天

    刷新女性記錄!美國宇航員即將在太空連續停留328天

    據新華社報道,美國宇航員克里斯蒂娜·科克截至2019年12月28日已在太空停留289天,刷新了女性單次停留太空最長時間紀錄。 美國有線電視新聞網援引美國航空航天局消息報道,自2019年3月14日以來,科克一直在國際空間站工作生活,一次性停留太空時間超過退役女宇航員佩姬·惠特森先前創下的288天紀錄。 為此,美國航空航天局發推特祝賀科克“達到新高度”。 (資料圖) 科克在國際空間站告訴美國有線電視新聞網:“對科學,這是件了不起的事。我們從另一個角度瞭解長期處於微重力環境如何影響人體,這對今後計劃前往月球和火星的太空飛行至關重要。” 科克定於2020年2月返回地球,屆時在太空一次性停留時間將達到328天,僅比退役宇航員斯科特·凱利2016年創下的人類單次停留太空最長時間紀錄少12天。據悉,宇航員每次前往國際空間站執行任務一般在6個月左右。 在國際空間站工作期間,科克參與科學實驗、空間站維修和操作來訪飛行器等任務。今年10月,她與宇航員傑茜卡·邁爾走到國際空間站外面更換電源控制器,完成首次全女性太空行走。

    時間:2019-12-30 關鍵詞: 航天 電源控制器

  • 脈衝直流磁控濺射電源控制器試驗分析

    脈衝直流磁控濺射電源控制器試驗分析

      磁控濺射鍍膜機是製備全玻璃真空太陽集熱管選擇性吸收塗層的關鍵設備。為進一步提高選擇性吸收塗層的性能,需要製備足夠厚度的介質層,以降低選擇性吸收塗層的反射率,增加塗層的吸收率。目前,Al-N/Al和Cu-Al/SS選擇性吸收塗層介質層主要為AlN,採用磁控濺射鍍膜技術製備選擇性吸收塗層AlN介質層的沉積速率一般為1.5nm/min左右。而優質的選擇性Al-N/Al和Cu-Al/SS選擇性吸收塗層介質層厚度需要達到60nm~80nm。因此,僅製備介質層的工藝時間將達到40min~60min。工藝時間較長,生產效率較低。為了提高磁控濺射AlN介質層的沉積速率,提出了採用脈衝控制磁控濺射模式。  1 SPIK2000A型脈衝直流磁控濺射電源控制器工作原理  1.1控制原理  控制架構見圖1.  圖1 控制架構  如圖1所示,等離子能量的供應來自SPIK的大電容, SPIK提供固定電壓及瞬間的高電流, 工作過程中激烈的能量反應由SPIK來承擔。DC持續地對SPIK電容充電,SPIK可濾除DC的漣波,提供純直流。控制器最高程控頻率可達 50kHz,可自由調整脈衝時間控制參數T+on,T+off,T -on,T-off,快速電弧偵測、抑弧時間小於2 μs,多功能操作模式DC+, DC-,UP+,UP-, BP。  圖2為對稱(單DC)/非對稱(雙DC)脈衝輸出圖。  圖2 輸出模式  如圖2所示,對稱 (單 DC) / 非對稱 (雙 DC) 脈衝輸出,可提供瞬間高功率產生高密度等離子體,可自由編輯任意波形脈衝輸出。  1.2實驗設備與對接方式  1.SPIK2000A型脈衝直流磁控濺射電源控制器,提供廠家為台灣伸昌電機股份有限公司。  2.鍍膜機,全玻璃真空太陽能集熱管鍍膜機,腔體內徑為φ750mm,中置柱狀濺射鋁靶,可鍍φ37全玻璃真空集熱管30支。  3.示波器,OS-5020型,提供廠家為韓國EZ.DIGITAL  對接方式為: 脈衝直流磁控濺射電源控制器電源輸入端對接鍍膜機直流電源的輸出端,控制器輸出端直接接鍍膜機的陰極(靶)和陽極(機殼),即該控制器串聯在原電源輸出和鍍膜機的陰陽極之間,控制器的控制電源單獨提供。  2 實驗過程與數據  2.1穩定性測試  2.1.1工作模式  圖3為負脈衝模式下的波形曲線,波形參數為T ?on=20μs,T ?off=10μs,圖3中紅線部分為有直流脈衝控制器輸出的脈衝曲線,對於一個波形週期,電流工作時間為20μs,非工作時間,即電容充電時間為10μs,曲線表現出典型的方波特徵,且處於工作狀態時,電壓相對平穩,曲線顯示電壓波動在±10V以內(保守估算)。圖3中藍色曲線為輸入到脈衝控制器的電壓波形,即電源本身輸出的電壓波形,其中最大電壓為304V,最小電壓為264V,這表明由直流電源輸出的電壓波動在±20V範圍內,相對穩定性較差。  圖3 負脈衝模式下的波形曲線  圖4為雙極性脈衝工作模式下的波形曲線,設定參數為T ?on=40μs,T ?off=10μs,T+on=10μs,T+off=10μs。由圖4中紅色曲線可以看出,在一個週期內,負脈衝工作時間為40μs。  圖4 雙極性脈衝工作模式  波形為典型的方波,波形曲線平穩。負脈衝停止時間(即電容充電時間)為10μs,波形波動較大,正脈衝工作時間為10μs,波形波動也相對較大,正脈衝停止時間為10μs,波形則為斜波。對於反應磁控濺射的工作特徵而言,只有磁控濺射靶處於負電位狀態時,才處於濺射狀態,而處於正電位狀態時,可以減弱,甚至消除靶表面正電荷的積累,從而減少,甚至可能消除靶表面出現的電弧。  2.1.2放電曲線測試  如圖5所示,當fAr=57SCCM、本底真空1.4×10-3Pa、I=20A時,不同氮氣流量時靶電壓變化數據與曲線。  A 靶電壓變化曲線            B 靶功率變化曲線  圖5 不同工作模式下的靶電壓和靶功率變化曲線  由圖5可以看出,採用脈衝控制模式時,濺射靶電壓和功率均有明顯的提高,且採用雙極性脈衝時的靶電壓比負脈衝模式高。放電曲線的拐點位置隨採用的工作模式不同而出現前移或後移現象。  在濺射過程中,採用負脈衝工作時,濺射靶工作穩定性良好,而採用雙擊脈衝工作模式時,當反應氣體N2流量較大時,濺射電壓偶然會出現超過800V的過壓現象,造成系統斷電保護。通過修正設定參數,可以消除濺射過程中的過壓現象,但仍表現出偶然的電壓或電流的波動問題。  2.1.3電弧檢測試驗  SPIK2000A型脈衝直流磁控濺射電源控制器具有偵測電弧放電和計數的功能,但不能顯示累加計數。試驗過程中分別設定了Arcl±200A、Arcl±150A、Arcl±100A、Arcl±75A、Arcl±50A、Arcl±40A、Arcl±35A、Arcl±30A等參數,工作模式為DC-,試驗結果表明:Arcl在±150A以上時,幾乎偵測不到有電弧發生,Arcl在±100A時開始有電弧計數,並隨着範圍的減小電弧計數增加。Arcl為±50A時,已經有明顯的數量較多的電弧計數,數量級達到千數級。電弧計數數量隨氮氣流量的增加而增加。當Arcl設定為±40A,或範圍更小時,電弧頻繁出現,且累加計數很容易超出控制器設定的10000次範圍而導致控制保護滅弧,電源不工作。Arcl設定為±30A,電源不工作,靶面不起輝光。在負脈衝和雙極性脈衝工作模式時,當Arcl設定值分別為±100A、Arcl±75A、Arcl±50A三種參數,情況基本類似。  這表明,在沉積Al-N/Al塗層的反應磁控濺射工藝過程中,存在明顯的電弧現象。在工作電流為20A~25A範圍,電弧主要在集中在75A以下,少量在100A,幾乎沒有超過150A的電弧發生。SPIK2000A型脈衝直流磁控濺射電源控制器具有一定的抑制電弧功能,但仍不能避免電弧的發生。而如果沒有SPIK的控制,則工藝過程中可能會有更多的電弧發生。  目前測試的幾種工作模式,並不能完全消除靶表面電弧的產生,包括採用雙極性脈衝的工作模式。而採用雙極性脈衝工作模式時的正脈衝工作時間段對於提高濺射速率不起任何作用,且同時浪費了功率。因此,對於微觀質量要求不是極其嚴格太陽選擇性吸收塗層而言,相對於負脈衝工作模式,採用該種工作模式不一定是一種很好的形式。但是,對於塗層微觀性能要求嚴格的光學或半導體塗層,可能會有質量上的改善,如減少塗層缺陷等。  2.2沉積速率測試  圖6為優化後的不同工作模式下,單層塗層沉積速率測試表。可以看出,對於沉積減反層而言,採用附加直流脈衝控制器時,塗層的沉積速率明顯大於無控制器時的塗層沉積速率,其沉積速率由1.45nm/min分別提高到3.93nm/min和4.93nm/min,分別提高了2.7倍和3.4倍。在沉積吸收層和減反層時,採用脈衝控制模式時,沉積速率也有較大的增加  圖6 不同工作模式下單層塗層沉積速率  在3種工作模式中,以正負脈衝模式的沉積速率最高,其次是負脈衝工作模式,而直流工作模式的沉積速率最低。但是對於單位功率條件下的沉積速率而言, 僅在沉積減反層時,採用正負脈衝工作模式時,功率效率為其他兩種工作模式的1.5倍,但絕對值並沒有顯著的提升,但此時可能出現電壓過壓現象。而在濺射吸收層和金屬層時,則沒有表現出明顯的優勢。  這表明:採用負脈衝和雙極性脈衝時,可以通過提升濺射靶的濺射電壓和濺射功率來提高塗層的沉積速率。但單位功率效率沒有顯著的提升。因此,在濺射電源功率節能方面沒有表現出明顯優勢。但在提升生產效率,減少工藝時間,提高產品性能,降低整體能耗等方面應具有較明顯的優勢。  3結論  1.採用SPIK控制模式進行太陽選擇性吸收塗層的沉積時,相同工作條件下,濺射靶電壓、功率均明顯增加,塗層的沉積速率也明顯增加,但單位功率效率增加不明顯。  2.採用SPIK控制模式,可以較好地檢測和抑制濺射過程中大電弧的產生,從而為製備優質的塗層提供幫助。  3.通過採用SPIK控制模式,在提升生產效率,減少工藝時間,提高產品性能,降低整體能耗等方面應具有較明顯的優勢。

    時間:2019-03-18 關鍵詞: 電源技術解析 脈衝直流 電源控制器

  • 安森美半導體推出的LED電源控制器解決方案,存在哪些優點?

    安森美半導體推出的LED電源控制器解決方案,存在哪些優點?

    LED照明即是發光二極管照明,是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體芯片作為發光材料,在半導體中通過載流子發生複合放出過剩的能量而引起光子發射,直接發出紅、黃、藍、綠色的光,在此基礎上,利用三基色原理,添加熒光粉,可以發出任意顏色的光。 LED在照明上的應用已經隨着成本的降低,逐漸被各種照明應用大量採用,市場潛力極為看好。本文將為你探討LED照明應用的發展趨勢,以及安森美半導體所提供的LED電源控制器解決方案。 穩定的電源控制 確保穩定的產品質量 隨着LED技術的不斷進步,眾多不同的色彩與白色高亮度LED的推出,更將LED應用拓展到各種新的市場。以往主要用於當作指示燈的LED,隨着LED的成本不斷降低,效能更進一步提升,使其得以在汽車應用、消費電子等領域替代白熾燈和熒光燈等光源,包括智能手機、LCD電視、建築照明與一般照明,都可以看到LED的身影。未來幾年內,LED將會持續用於嶄新的固態照明(Solid State Lighting, SSL)解決方案,為照明應用在可編程能力與靈活性上,提供更多的優勢。 LED屬於低電壓器件,依據所需的顏色與電流,其正向電壓可以從小於2V到4.5V,此外,LED需要持續穩定的電流來驅動,以確保其亮度與想要的顏色,並需要電源轉換與控制的解決方案來搭配各種不同的供電來源,包括交流電、太陽能面板、12V汽車電池、直流電源供應器或低電壓交流系統,甚至要搭配鹼性電池、鎳基電池或可重複充電的鋰離子電池。 安森美半導體在低電壓與高電壓技術,以及電源管理解決方案上有多年的專業經驗,並將這些專業用來解決固態照明所面對的各種挑戰,不管是可攜式顯示產品、汽車室內照明或是LED指示燈鎮流器,以及建築、工業、汽車與可攜式應用,都推出各種固態照明解決方案。 由安森美半導體所推出的NCL30288是一款用於LED照明的功率因數校正準諧振初級電流模式控制器,NCL30288是針對隔離和非隔離降壓-升壓/SEPIC恆流LED驅動器的AC-DC功率因數校正反激控制器。控制器以準諧振模式工作以提供最佳效率。由於採用了一種新穎的控制方法,該器件能夠從初級緊密地調節恆定的LED電流。這消除了對次級反饋電路、偏置和光耦合器的需求。該器件外圍元件數量極少,內置了強大的安全保護功能,以簡化設計。該器件專門用於非常緊湊、節省空間的設計。 NCL30288的特性包括具有初級反饋的恆定電流控制能力,並具備精確電流調節精度,具有低諧波失真的功率因數校正能力,採用線電壓前饋來增強調節精度,且有寬Vcc的工作範圍,具備鎖定和自動恢復版本的功能,並具有次級二極管短路保護、開路和短路LED保護能力,以及-40至125°C的寬温度範圍,其啓動電流非常低(典型值為13μA)。 相較於其他競爭的產品,NCL30288具有不需要光電耦合器或二次控制電路的優勢,也不需要對LED進行分級或是針對準確性在生產時進行修整,其規格超過行業對照明的要求,並支持通用電源應用(90-305V),簡化對LED正向電壓範圍的支持,在嚴酷的情況下保護LED驅動器免於過熱,在故障處理時具備靈活性,有強大的故障處理能力,對於常見LED系統故障均有健全的故障處理能力,可支持户外和高温環境。NCL30288可應用在集成式LED驅動電子產品,像是LED泡燈、LED電源驅動器、LED光引擎、LED燈管與LED系統電子控制裝置等終端產品。 安森美半導體於2016年9月完成對Fairchild的併購,並豐富了LED照明的方案。FL7740是一款用於功率因數校正的恆壓初級調節PWM控制器,FL7740具備寬通用輸入範圍(90 VAC〜305 VAC),在穩態下提供精確且穩定的CV調節(小於±3%),CV調節負載瞬變則小於±10%,具有差異動態功能,可最大限度地減少線路和負載瞬態條件下輸出電壓的過沖和下衝。 對於智能照明應用,FL7740在100 mW負載條件下,待機功率小於0.3W,即使在半負載條件下,啓用PF優化器時功率因數也高於0.9,可實現寬輸出功率的可擴展性。內置不會過沖的快速高壓啓動電路,啓動時間小於0.2秒,啓動時通過環路增益轉換技術,輸出電壓可達到目標CV電平。具備如過載、輸出二極管短路、感應電阻短路與開路、輸出短路和過壓等各種保護功能,能夠保證系統的可靠性。 安森美半導體所推出的LED電源控制器,能夠加速LED相關產品的開發速度,並確保產品的穩定性,將是開發產品時的最佳選擇之一。

    時間:2017-08-10 關鍵詞: LED 安森美半導體 電源技術解析 電源控制器

  • ADI公司推出集成式隔離電源控制器系列

    ADI公司推出集成式隔離電源控制器系列

     Analog Devices, Inc. (ADI),今日宣佈推出一系列集成了5kV隔離功能的隔離脈寬調製(PWM)控制器(共三個),它們均採用ADI屢獲殊榮的iCoupler®技術。ADP1071-1和ADP1071-2是隔離同步反激式控制器,而ADP1074是隔離同步有源鉗位正激控制器。它們集成了通常需要幾個分立器件的多個功能,如過壓保護(OVP)、輸出跟蹤和用於提高能效的輕負載模式以及SR驅動器,與使用光耦合器的傳統方法相比,板空間節省多達35%,系統可靠性大大提高。全新PWM控制器專為用於通用輸入離線、工業或電信電源的隔離式DC/DC電源而設計。另一個重要特性包括使用PGOOD進行副邊通信,以消除常見的隔離屏障約束,同時減少外部元器件數量。 新器件以獨特的方式將原邊和副邊控制器與iCoupler®隔離技術集成在一個易於使用的封裝中,實現真正的副邊感應,將原邊和副邊控制器的所有優點合而為一。iCoupler®技術還提供高帶寬以獲得優異的瞬態響應,性能改進超出五倍,輸出電容降低20%以上。 關於ADP1071-1和ADP1071-2 PWM控制器 ADP1071-1和ADP1071-2是專為隔離式DC/DC電源設計的PWM電流模式固定頻率同步反激式控制器。這些PWM控制器集成了ADI公司的專有iCoupler®技術,取代了龐大的信號變壓器和光耦合器,同時降低了系統設計的複雜性、成本,減少了元器件數量,並提高了系統的整體可靠性。這些PWM控制器在原邊和副邊均集成了隔離功能和驅動器,提供緊湊的系統級設計,在重負載下的效率優於二極管整流反激式轉換器。ADP1071-1適合高電壓應用(≥60V),ADP1071-2則適合低電壓應用(≤ 60V)。ADP1071-1和ADP1071-2非常適合用於電信和工業應用中的隔離式DC/DC或AC/DC電源轉換、小型蜂窩、PoE供電設備和企業交換機/路由器。 關於ADP1074 PWM控制器 ADP1074是電流模式固定頻率有源鉗位同步正激式控制器,同樣專為隔離式DC/DC電源設計。ADP1074集成了ADI公司的iCoupler®技術,用於替代在隔離邊界上傳輸信號的龐大信號變壓器和光耦合器。ADP1074在原邊和副邊均集成了隔離器和MOSFET驅動器,提供緊湊的系統級設計,在重負載下的效率優於非同步正激轉換器。該器件降低了系統設計複雜性、成本和元器件數量,同時提高了系統的整體可靠性。ADP1074非常適合用於許多應用中的隔離式DC/DC電源轉換,包括電信和工業設備中的中間總線電壓生成、基站和天線RF功率、小型蜂窩、PoE供電設備、企業交換機/路由器、核心/邊緣/城域/光學路由以及電源模塊。 供貨與封裝

    時間:2017-03-27 關鍵詞: adi 電源新品 電源控制器

  • 大聯大品佳集團力推基於Infineon技術和產品的120W TV電源解決方案

    大聯大品佳集團力推基於Infineon技術和產品的120W TV電源解決方案

    大聯大控股宣佈,其旗下品佳推出基於Infineon的數字式PFC-LLC組合控制器IDP2302的120W TV電源解決方案。IDP2302是英飛凌第二代數字電源控制器,SO-16封裝,集成了PFC+LLC控制器、高壓啓動單元、高壓側驅動,專用於TV電源系統的開關模式電源應用。       圖示1-大聯大品佳推出的基於Infineon IDP2302的120W TV電源解決方案系統框架圖 大聯大品佳力推的Infineon的IDP2302是一款高度集成的多模功率因數校正(PFC)和半橋LLC(HB LLC)控制器。PFC控制器的多模操作和LLC MOSFET的零電壓開關能夠顯着提升電源轉換效率,特別是輕負載效率,而集成高壓啓動電池、PFC轉換器穩壓器、MOSFET驅動器和PFC與LLC控制器間的內部通信則可最大限度降低系統成本。通過集成高壓啓動電池和先進的突發(burst)模式控制可避免對輔助電源的需要。藉助有源X-CAP放電功能可實現突發模式期間的低待機功耗。同時,自帶的全面保護功能可顯着提高系統工作安全性。多達40個不同參數可確保系統設計期間的靈活性,以實現最高性能。所有這些特性使IDP2302成為市場上用於PFC-HB LLC諧振轉換器的極具競爭力的AC/DC控制器。 電源規格如下:       大聯大品佳此次推出的120W TV電源參考設計使用的是DPAK功率MOSFET。對於LEDTV,纖薄的SMPS板是希望,也是挑戰——由於有關有源和被動組件的限制。與用於傳統TV SMPS設計的Fullpak MOSFET相比,DPAK MOSFET的優勢在於組件厚度和封裝工藝的簡便性。在此參考設計中,FPC級使用兩個並聯的IPD50R280CE,LLC級使用2個IPD50R1K4CE。 120W TV電源參考設計之主要組件 Ÿ 控制器:IDP2302(PFC+LLC控制器) Ÿ IPD50R280CE*2(PFC MOS) Ÿ IPD50R1K4CE*2(LLC MOS)     圖示2-大聯大品佳推出的基於Infineon IDP2302的120W TV電源解決方案照片

    時間:2016-06-14 關鍵詞: pfc 電源新品 開關模式 電源控制器

  • Microchip推出新款雙通道USB端口電源控制器

     全球領先的整合單片機、混合信號、模擬器件和閃存專利解決方案的供應商——Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)日前宣佈擴展旗下可編程USB端口電源控制器產品組合,推出新款雙通道UCS2112器件。這一新款端口電源控制器可支持2個端口,而每個端口有8個可編程的連續電流限值,範圍為0.53到3.0安培,可實現以更大電流進行更快充電。為保護和提高整體系統正常運行時間,新器件還集成了電流監控、高精度限流、充電配給和動態温度管理等功能。UCS2112可幫助設計人員迎合多種主機設備的需求,例如汽車、計算機、教育和航空應用領域中的筆記本電腦、平板電腦、顯示器、擴展塢和打印機等,以及多端口充電配件和存儲設備。新器件運行靈活,既可以獨立運行,也可以與USB集線器結合在一起,從而創建一個完整的充電和/或USB通信系統 。 Microchip模擬電源和接口產品部副總裁Rich Simoncic表示:“現在的USB充電功能更傾向於支持大電流充電,這主要是由於外形更大的手機和平板電腦其電池容量也越來越大。我們新推出的UCS2112提供了這些解決方案所必需的安全功能,同時還包含了電流監控和温度管理方案,可最大限度地提高系統正常運行時間和可靠性。” 為了提供更佳的終端用户體驗,UCS2112的動態温度管理功能會在温度接近限值時降低電流限值,從而防止出現停機並在其他設備完全停止時保障正常的充電功能。UCS2112集成了電流監控功能,因此無需外部傳感電阻;還提供了“附加檢測”信號功能,該功能工作與否不依賴於主電源,即使主機處於關機或休眠狀態時也不會產生影響。電流監控與配給功能還有助於同時管理多台充電設備,並能夠對電量較小的系統均衡動態負載電流。 UCS2112支持USB產業論壇制定的USB電力傳輸標準,同時也符合包括USB-IF BC1.2在內的各種充電規範。 開發支持:Microchip全新UCS2112評估板(部件編號:ADM00639)支持UCS2112端口電源控制器。該評估板現可通過Excelpoint世健獲取。 供貨:UCS2112採用20引腳QFN封裝,現已開始提供樣片並投入量產,5,000片起批量供應。

    時間:2016-06-01 關鍵詞: Microchip 雙通道 usb端口 電源控制器

  • Microchip推出新款雙通道USB端口電源控制器

    Microchip推出新款雙通道USB端口電源控制器

    全球領先的整合單片機、混合信號、模擬器件和閃存專利解決方案的供應商——Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)日前宣佈擴展旗下可編程USB端口電源控制器產品組合,推出新款雙通道UCS2112器件。這一新款端口電源控制器可支持2 個端口,而每個端口有8個可編程的連續電流限值,範圍為0.53到3.0安培,可實現以更大電流進行更快充電。為保護和提高整體系統正常運行時間,新器件還集成了電流監控、高精度限流、充電配給和動態温度管理等功能。UCS2112可幫助設計人員迎合多種主機設備的需求,例如汽車、計算機、教育和航空應用領域中的筆記本電腦、平板電腦、顯示器、擴展塢和打印機等,以及多端口充電配件和存儲設備。新器件運行靈活,既可以獨立運行,也可以與USB集線器結合在一起,從而創建一個完整的充電和/或USB通信系統 。   Microchip模擬電源和接口產品部副總裁Rich Simoncic表示:“現在的USB充電功能更傾向於支持大電流充電,這主要是由於外形更大的手機和平板電腦其電池容量也越來越大。我們新推出的 UCS2112提供了這些解決方案所必需的安全功能,同時還包含了電流監控和温度管理方案,可最大限度地提高系統正常運行時間和可靠性。”   為了提供更佳的終端用户體驗,UCS2112的動態温度管理功能會在温度接近限值時降低電流限值,從而防止出現停機並在其他設備完全停止時保障正常的充電功能。UCS2112集成了電流監控功能,因此無需外部傳感電阻;還提供了“附加檢測”信號功能,該功能工作與否不依賴於主電源,即使主機處於關機或休眠狀態時也不會產生影響。電流監控與配給功能還有助於同時管理多台充電設備,並能夠對電量較小的系統均衡動態負載電流。UCS2112支持USB產業論壇制定的USB電力傳輸標準,同時也符合包括USB-IF BC1.2在內的各種充電規範。    

    時間:2015-12-24 關鍵詞: Microchip 新品發佈 電源控制器

  • Microchip推出新款雙通道USB端口電源控制器 憑藉動態温度管理功能最大限度提高系統可靠性和正常運行時間

    Microchip推出新款雙通道USB端口電源控制器 憑藉動態温度管理功能最大限度提高系統可靠性和正常運行時間

      新器件的每個端口均支持高達3安培的連續電流,可實現以更大電流進行更快充電,並集成電流監控功能以提高系統正常運行時間 Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)日前宣佈擴展旗下可編程USB端口電源控制器產品組合,推出新款雙通道UCS2112器件。這一新款端口電源控制器可支持2個端口,而每個端口有8個可編程的連續電流限值,範圍為0.53到3.0安培,可實現以更大電流進行更快充電。為保護和提高整體系統正常運行時間,新器件還集成了電流監控、高精度限流、充電配給和動態温度管理等功能。UCS2112可幫助設計人員迎合多種主機設備的需求,例如汽車、計算機、教育和航空應用領域中的筆記本電腦、平板電腦、顯示器、擴展塢和打印機等,以及多端口充電配件和存儲設備。新器件運行靈活,既可以獨立運行,也可以與USB集線器結合在一起,從而創建一個完整的充電和/或USB通信系統 。 Microchip模擬電源和接口產品部副總裁Rich Simoncic表示:“現在的USB充電功能更傾向於支持大電流充電,這主要是由於外形更大的手機和平板電腦其電池容量也越來越大。我們新推出的UCS2112提供了這些解決方案所必需的安全功能,同時還包含了電流監控和温度管理方案,可最大限度地提高系統正常運行時間和可靠性。” 為了提供更佳的終端用户體驗,UCS2112的動態温度管理功能會在温度接近限值時降低電流限值,從而防止出現停機並在其他設備完全停止時保障正常的充電功能。UCS2112集成了電流監控功能,因此無需外部傳感電阻;還提供了“附加檢測”信號功能,該功能工作與否不依賴於主電源,即使主機處於關機或休眠狀態時也不會產生影響。電流監控與配給功能還有助於同時管理多台充電設備,並能夠對電量較小的系統均衡動態負載電流。 UCS2112支持USB產業論壇制定的USB電力傳輸標準,同時也符合包括USB-IF BC1.2在內的各種充電規範。 開發支持 Microchip全新UCS2112評估板(部件編號:ADM00639)支持UCS2112端口電源控制器。該評估板現可通過microchipDIRECT網站、Microchip銷售代表或全球授權分銷商獲取。 供貨 UCS2112採用20引腳QFN封裝,現已開始提供樣片並投入量產,5,000片起批量供應。

    時間:2015-11-19 關鍵詞: Microchip 電源新品 電源控制器

  • Microchip推出全球首款針對有源連接器和12W充電的可編程USB端口電源控制器

    Microchip推出全球首款針對有源連接器和12W充電的可編程USB端口電源控制器

    Microchip UCS100X系列提供可編程充電仿真和集成電流傳感器實現更高電流的更廣泛充電兼容性 21ic訊 Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)宣佈,推出三款UCS100X系列產品,擴展了其可編程USB端口電源控制器組合。這些全新的電源控制器為設計筆記本電腦、平板電腦、顯示器、擴展底座和打印機等主機設備,以及牆壁適配器等專用AC-DC電源和充電產品,提供了基於USB的先進充電功能。   Microchip的新型USB端口電源控制器——UCS1001-3、UCS1001和UCS1002-2——是其廣受歡迎的UCS1001和UCS1002系列的擴展。這些全新控制器為智能手機和平板電腦提供了更高的電流和優先充電功能。UCS100X還增加了對有源電纜(如Apple® Lightning™連接器)以及12W充電的支持。採用一個內置電流傳感器的UCS1002-2可以報告充電電流量。這有助於系統優化其充電電流,並適當分配功率。此外,UCS100X還可以通過一種靈活的方法,檢測和創建充電仿真配置文件,以支持未來USB產品設計。這使設計人員能夠升級他們的系統,向市場推出新的產品,同時為更廣泛的現有產品提供兼容性。 Microchip模擬與接口產品部營銷副總裁Bryan J. Liddiard表示:“通過擴展我們可編程USB端口電源控制器系列,Microchip能夠一如既往地引領便攜系統的充電功能。UCS1002仍然是市場上唯一可通過升級來滿足未來充電配置文件的可編程USB端口電源控制器系列。這種靈活性對防止USB充電端口過時至關重要。” 開發支持 Microchip的全新UCS1001-3/4評估板(部件編號ADM00540)和UCS1002-2評估板(部件編號ADM00497)均支持UCS100X系列。這兩款評估板現在均可從任何Microchip銷售代表或全球授權分銷商獲得。 供貨 UCS1001-3、UCS1001-4和UCS1002-2均採用20引腳QFN封裝,現已提供樣片,並將以5,000片起批量供應。

    時間:2013-08-26 關鍵詞: 電流傳感器 充電 電源新品 電源控制器

  • 應用於開關電源的綠色節能電源控制器

    SD486X系列芯片是由杭州士蘭微電子推出的應用於開關電源的內置高壓MOSFET、電流模式PWM+PFM控制器。該系列芯片具有低功耗、低啓動電流和較低的EMI,最高效率可以達到84%以上,啓動電壓、輸出電壓和最大功率均可調節。目前芯片可以提供的功率範圍為:寬電壓範圍5~18W,窄電壓範圍7~21W。可廣泛應用於機頂盒、DVD播放機、電源適配器等整機產品中。 該系列芯片具有峯值電流補償電路,可以為芯片提供最大功率平衡,該電路初始化後,可有效的減小芯片啓動時變壓器的應力。根據負載的實際情況,芯片的開關頻率可在24~67KHz範圍內進行調節,輕負載的降頻模式和峯值電流控制功能可以為芯片提供更高的效率。此外,芯片的ADJ端具有最大功率限制調節功能;振盪芯片產生的頻率抖動,可以降低EMI;在待機模式下,芯片進入打嗝模式,從而有效地降低芯片的待機功耗。同時,芯片內部集成了各種異常狀態保護功能。包括欠壓鎖定,過壓保護,過載保護,原線圈過流保護,過温保護和脈衝前沿消隱功能。在芯片產生保護以後,芯片可以不斷自動重啓,直到系統正常為止。 SD486X系列芯片基於士蘭微電子自主研發的BCD工藝製造,採用了DIP-8的封裝形式,並內置了高壓功率MOS系列晶體管,因此,SD486X系列產品具有集成度高、佔板面積小、便於整機調試等突出的特點。相對於採用分立的控制芯片和功率MOSFET的應用方案來説,不僅降低了綜合成本,而且大幅度提高了芯片的可靠性。 SD486X是繼SD484X系列成功推出後,士蘭微電子在小功率AC-DC領域推出的又一全新系列產品。士蘭微電子後續將繼續深耕於綠色節能領域,推出更多性能優越的綠色節能高壓電源管理產品。

    時間:2012-06-04 關鍵詞: 應用於 開關電源 綠色節能 電源控制器

  • 電源控制器應用電路

    5965A/MAX5965B是四路、單芯片、-48V電源控制器,設計用於IEEE® 802.3af標準/pre-IEEE 802.3at兼容供電設備(PSE)。這兩款器件提供用電設備(PD)偵測、分級、限流以及直流和交流負載斷開檢測,滿足IEEE 802.3af標準要求。MAX5965A/MAX5965B與MAX5952/MAX5945/LTC4258/LTC4259A PSE引腳兼容,並具有額外功能。 MAX5965A/MAX5965B支持大功率模式,每端口可提供高達45W功率。MAX5965A/MAX5965B提供新型5類和2項分級(6類),支持大功率PD偵測和分級。MAX5965A/MAX5965B通過I²C接口隨時讀取每個端口的電流。MAX5965A/MAX5965B能夠為早期PD提供大容量偵測。 這些器件具有I²C兼容3線串行接口,完全由軟件配置和編程。分級過流檢測使系統電源管理能夠檢測PD的吸電流是否超過允許的電流值。MAX5965A/MAX5965B全面的可編程能力增強了系統靈活性,並提供現場診斷功能,適用於其它系統。 MAX5965A/MAX5965B提供四種工作模式以適應不同的系統要求。自動模式允許器件自動操作,無需任何軟件監控。半自動模式在軟件初始化後對連接至端口的器件進行自動檢測和分級,但在軟件發出指令之前端口不上電。手動模式下完全由軟件控制器件,非常適合系統診斷功能。關斷模式下終止所有操作,並安全關斷加載至端口的電源。 MAX5965A/MAX5965B提供輸入欠壓鎖定(UVLO)、輸入欠壓檢測、偵測期間負載穩定的安全檢測、輸入過壓鎖定、過熱檢測、啓動期間輸出電壓的擺率限制、電源就緒以及故障指示等功能。MAX5965A/MAX5965B的可編程功能包括:啓動超時、過流超時以及負載斷開檢測超時。 MAX5965A/MAX5965B採用36引腳SSOP封裝,工作於擴展工業級(-40°C至+85°C)和擴展商業級(0°C至+85°C)温度範圍。   典型工作電路1  

    時間:2011-12-06 關鍵詞: 應用電路 電源控制器

  • 基於安全節能的電源控制器開發

    摘要:針對目前電源充電器的安全和能源浪費的問題,提出一種可以應用於移動設備的安全並且節能的電源控制器的設計方法,重點設計了電流繼電器的電路。通過設計改進電流繼電器的電流取樣電路、電壓放大電路、精密整流電路、比較和觸發電路、繼電氣控制電路等部分電路,使電源在充電完成後斷開,從而達到節能安全的目的。實驗結果證明,電源控制器在電源充電結束後,電流減小到75 mA後斷開充電電源,比現有充電器的安全性和節能性都有較大提高。 關鍵詞:安全;節能;繼電器;電路     隨着社會的發展進步,電子時代的到來,電器在人們的生活中的作用日漸重要,充電器也成為人們日常生活中不可缺少的工具。充電器帶來方便的同時伴隨而來的是因充電器使用不當而引起的事故:電器損壞、火災甚至爆炸。不僅如此,“低碳社會”的提出,對充電器節能的要求就更高了。目前,對於充電器安全和節能的要求,工程師們致力於研究怎樣提高電源的轉換效率、怎樣實現低電流充電減少發熱等方法,來達到節能的目的。但無論怎樣設計,當充電器結束充電任務時,整流電路仍在工作,電能浪費並沒有從根本上解決。對於怎樣讓充電器在結束充點任務後斷開電源的方法,國內還沒有相關的深入的研究設計。     為了解決上面提出的問題,筆者研究了電源充電器的工作原理。充電器主要是由電流繼電器和電源兩部分構成,市場上的電源的製作已經很成熟,所以研究的重心在於電流繼電器的設計上。本文設計出了一種用於移動設備的安全節能的電源控制器。利用這個電源控制器,實現了電源充電時更安全、更省電的目的。 1 電流繼電器     此安全節能移動設備電源控制器的基本使用功能是:此設備上有一個初始化按鈕QA,每次充電時,進行初始化,之後開始充電。當移動設備電池充滿電時或者移動設備從充電器上拔下時,自動切斷主電源。     電流繼電器有取樣迴路、調整、理想整流、電壓放大、電壓放大調整、兩次電壓比較、微分電路、觸發三極管等8部分構成。 1.1 電流取樣電路     電流取樣部分選用一種特殊的變壓器T1,使其將流過移動設備電源控制器的微弱電流信號轉換成電壓信號,然後經穩壓管VW1,VW2穩壓後,再經電位器RP1調整,得到想要的電壓值,並將其送給由運算放大器構成的電壓放大部分。電流採樣電流圖如圖1所示。 1.2 電壓放大電路     電壓放大電路圖如圖2所示。     電壓放大部分是由電位器RP1,電阻R11,電阻R12及運算放大器構成了典型的反向電壓放大電路,項目中選用的電阻分別為RP1=400 kΩ和R11=10 kΩ,由電壓放大電路的計算公式,經計算知其值放大40倍,且電壓正半軸和負半軸關於X軸翻轉,由於初始的電壓信號是一個正弦信號,其本身就關於X軸對稱,因此翻轉後,信號的波形並沒有改變。2個對接的二極管VD1和VD2起到了對後面放大電路的保護作用,當流過電源控制器的電流過大時,二極管VD1和VD2交替導通,使信號電壓小於等於0.7 V,從而保護後面的電路。 1.3 精密整流部分電路     電壓放大調整部分(也叫做精密整流)是由電阻R13、R15,二極管VD3、VD4以及運算放大器組成,因為信號經放大後依然很小,為了使其不失真地傳給下一級,所以整流過程沒用常見的橋式整流電路。當傳輸的電壓信號位於X軸的正半軸時2個二極管VD3和VD4導通,將信號送給下一級,當傳輸的電壓信號位於X軸的負半軸時2二極管VD3截止,由運算放大器及R13和R15構成了一個典型的反向電壓放大電路,由於R13等於R15,所以只使信號翻轉而不改變其大小,翻轉的信號經二極管VD3送給下一級。本部分的功能是將正弦交流信號的X軸以下部分關於X軸翻轉到正半軸,使交流信號變為直流信號,實現了全波整流。精密整流電路圖如圖3所示。 1.4 比較和觸發部分電路     比較和觸發部分主要有比較器電路、微分電路、觸發電路構成。其中兩個比較器由電阻R16、R17,R18,穩壓管VW3和2個運算放大器組成。當電壓值大於限定值時生成一段段電壓為+Uom的信號,並送給微分電路。微分電路由電容C2,電阻R19和運放組成,使信號經過它時生成一個個正的脈衝信號。     觸發部分由二極管VD5,電容C3,電阻R20、R21和運算放大器組成,使經過它的脈衝信號變為可觸發控制部分的脈衝信號,經電容C9濾波後使控制端保持高電平,再經二極管VD9和電阻R35正反饋給比較器部分,使其脈衝能夠保持。當電壓值小於限定值時生成一段段電壓為-Uom的信號,並送給微分電路,使信號經過它時生成一個個負的脈衝信號。再經過觸發部分使其脈衝信號經電容C9濾波後使控制端保持低電平。觸發電路圖如圖4所示。 1.5 繼電器控制部分電路     繼電器控制部分由二極管VD7、VD8,穩壓管VW7,三極管V3和繼電器K組成,當其端口為高電平時,三極管V3正向導通,而是繼電器兩端電壓為高電平,繼電器吸合,同時二極管V1和電阻R34兩端為高電平,發光二極管紅燈亮。當其端口電壓為低電平時,三極管截止,繼電器兩端為低電平,繼電器斷開,同時二極管V1和電阻R34兩端為低電平,發光二極管紅燈滅。二極管VD7和VD8是為了保護三極管,以免使其反向擊穿。其中繼電器為雙開關結構,當其斷開時不但控制外面適配器電源的開關斷開了,而且連取樣電路的開關也斷開了,控制器停止取樣,這樣使後面的電路不至於一直工作,而使電路的耗電量明顯下降,從而也符合節能的理念。不僅如此,只需在控制外面適配器電源的開關兩邊並聯上一個手動開關,則又可將其設定為安全和普通兩種模式,方便一些用電器在初次使用時需要充12小時的情況。控制電路圖如圖5所示。 2 結論     實驗結果證明,在開始端輸入大於75 mA的交流電,然後初始化QA按鈕,電路開始充電,當電池要充滿的時候,電流開始減小,當減小到75 mA的時候,QA斷開,電路停止工作。這樣,充電器就能避免電源浪費和安全隱患等問題。

    時間:2011-04-02 關鍵詞: 安全節能 電源控制器

  • 具有異相同步功能的電源控制器

    0    引言     SC4808A/B是一個雙端高頻高集成度的PWM控制器,它能容易地配置成電流或電壓工作方式,並且還包括了用於隔離應用的所有控制電路。SC4808雖然簡單,卻有完整的特性並且只需要很少的外部元器件。它的特性包括:可調置頻率高達1MHz;內部斜率補償;逐脈衝電流限制;輸入欠壓保護。用唯一個振盪器能夠使兩個SC4808一起同步和異相工作。輸出驅動被配置成推輓式,兩個輸出之間死區時間的設置取決於定時元件的大小。SC4808的開啓閾值為12V(SC4808A)和4.4V(SC4808B)。SC4808B可以應用在5V輸入的電源上。兩種器件都採用MSOP-10封裝。 1    SC4808典型應用電路     圖1是SC4808在12V輸入、24V輸出電源中的應用。 圖1    SC4808在12V輸入24V輸出中的應用     SC4808可以作為峯值電流模式控制器,也可以作為電壓模式控制器,這取決於斜率補償的總量,只需一個電阻即可設置。SC4808的雙輸出驅動級是成推輓式。兩個輸出頻率是振盪器頻率的一半,每個輸出級的佔空比<50%。SC4808提供脈衝式和打嗝式過流保護。SC4808用腳CS檢測電流信息(VCS)與525mV內置限流點進行比較。如果525mV的限流點被超過,則OUTA和OUTB佔空比一直減小;而當腳CS電壓達到第二個閾值950mV時,OUTA和OUTB被關斷。在延遲140μs之後,SC4808開始進入內部軟啓動。軟啓動之後,除非過流情況仍然存在,否則器件重新達到正常工作狀態。 2    交錯並聯     在對噪聲敏感的應用中,需要振盪器頻率和系統參考頻率同步。腳SYNC是一個閾值電壓為1.6V(SC4808A)和1.0V(SC4808B)的正邊緣觸發輸入,能接收外部時鐘。通過連接一個外部控制信號到腳SYNC,SC4808內部振盪器頻率將會與外部控制信號的正邊緣同步。單獨一個控制器工作時,腳SYNC應該接地或接一個頻率在SYNC頻率範圍內的外部同步時鐘。在兩相工作模式下,其中一個振盪器用來使兩個SC4808一起同步和異相工作。這個特性只需要將一個SC4808的腳SYNC輸入連接到另一個SC4808的腳RC就能實現。兩個SC4808中較快的振盪器自動成為主控部分,強迫兩個PWM異相工作。這個特性使電源的輸入和輸出紋波達到最小並且減少了輸入和輸出電容的數量。圖2是由兩個SC4808構成的異相同步電路。 (a)    電路 (b)    輸出波形 圖2    由2個SC4808構成的異相同步電路     從圖2可以看出,由單個SC4808可產生兩個180°相位差的輸出信號。由兩個SC4808組成的異相同步電路會產生4個90°相位差的輸出信號。交錯並聯兩組電源可以達到下列特性:     ——電源的輸入和輸出電流紋波互相抵銷;     ——較小的輸入和輸出電容;     ——較小的輸入和輸出電感;     ——較小的功率損耗;     ——較小的功率變壓器;     ——較低的功率器件温升;     ——更快的負載瞬態響應。     如圖3所示,利用SC4808PSPICE模型可以清楚地看到,交錯並聯二組電源的輸出電流紋波比單組電源減小很多。如圖4所示,單組電源產生5A電流紋波(滿載電流為20A),交錯並聯兩組電源的輸出電流紋波不到1A(滿載電流同樣為20A),這樣便大大減小了所需的輸出電容ESR值。由於交錯並聯兩組電源輸出開關頻率是單組電源輸出開關頻率的2倍,而交錯並聯兩組電源輸出等效電感是單組電源輸出電感的1/2,交錯並聯兩組電源負載動態響應比單組電源負載動態響應更快。圖5顯示在負載電流從15A到20A轉換過程中,交錯並聯兩組電源輸出電壓過沖(Overshoot)和恢復時間(Settling Time)比單組電源減小了。 圖3    2個推輓式電源交錯並聯 (a)    2個推輓式電源交錯並聯輸出電感電流波形 (b)    1個推輓式電源輸出電感電流波形 圖4    推輓式電源交錯並聯輸出電感電流波形比較 (a)    2個電源交錯並聯輸出動態波形 (b)    1個電源輸出動態波形 圖5    輸出動態波形比較     利用兩個電源交錯並聯為一個負載提供電流,需要設計負載均流電路,以保證負載電流在兩組電源中均勻分配。而電流型反饋的兩組電源會自動互相均流。如圖6所示,兩組輸出電感電流的電壓取樣(VCS1,VCS2)都會被同一個反饋電壓(VFB)所控制。一旦VCS1和VCS2的峯值被控制,VCS1和VCS2的平均值會一樣,從而達到流過二組電源的輸出電流均流。SC4808內部不設誤差放大器,只要將一個外部反饋電壓接到二組SC4808的反饋端(FB)就可以了。 (a)    交叉電流均流波形    (b)    SC4808均流連接 圖6    電流型反饋具有輸出電流均流功能 3    結語     SC4808能達到新一代直流模塊電源的要求。它獨特的異相同步功能尤其適用在兩組大輸出電流開關電源。利用SC4808電流型反饋可以很容易達到兩組輸出電流均流。

    時間:2011-03-22 關鍵詞: 電源控制器

  • 基於FPGA和NiosII的逆變焊接電源控制器

    摘要:設計了基於FPGA和NioslI軟核的全數字逆變焊接電源控制器,採用變參數PID和改進的I-I型雙閉環電流-弧長控制策略,並應用於數字化MIG焊接電源系統中。介紹了該電源控制器各模塊的功能及設計方案,分析了MIG焊接電流和弧長的控制問題,並進行了仿真和實際焊接試驗。 關鍵詞:FPGA;NioslI;變參數PID;雙閉環控制;數字MIG逆變電源 1 概述     脈衝金屬惰性氣體保護焊(pulsed metal inert gas welding),簡稱MIG焊。MIG焊在工藝上具有以下優點:焊接保護作用好,焊縫金屬純淨,焊接過程穩定,焊縫成形好等。目前,國內逆變焊機多采用以DSP為核心或以MCU+DSP為核心的控制結構。當需要實時採集焊接數據並傳送到上位機上時,單個DSP將難以勝任,以DSP為核心控制器的一種改進的處理方案是採用MCU+DSP或者多個DSP配合完成焊接控制和實時通信等環節。該方案無疑增加了系統的成本和複雜程度。     採用高密度的FPGA取代傳統的模擬驅動型控制芯片,可大大提高控制器電路設計的集成度,同時提高逆變電源控制器設計的靈活性和電源系統的抗干擾能力、控制精度。但是,FPGA作為核心控制器也存在缺點,其存儲能力和軟件的擴展接口能力有限。     NioslI軟核可以根據用户的要求來定製和拓展,FPGA內部引入NioslI軟核採用SOPC的設計思路,可以彌補單獨使用FPGA的缺陷,使得基於FPGA硬件邏輯的並行快速性充分發揮的同時,軟件接口和擴展通信能力也大大加強。本文采用嵌入NioslI軟核的FPGA作為逆變電源的核心控制結構。 2 逆變電源控制器的硬件設計     全數字逆變焊接電源控制系統的硬件結構如圖1所示。主要分為兩部分:焊接電源主迴路和控制迴路。主迴路的工作過程為:380 V工頻交流電整流濾波後變為520 V左右直流電,經逆變環節變為高頻方波交流電,經中頻降壓變壓器和輸出整流-濾波環節後變為低壓直流電供焊接使用(受控環節為橋式逆變過程)。控制迴路的核心器件為FPGA,其內部設計包括:FPGA硬件邏輯部分、NiosII軟核部分,以及DPRAM和接口邏輯。 2.1 FPGA硬件邏輯設計     FPGA硬件邏輯設計主要包括ADC採樣控制器、DPWM控制器以及雙閉環控制算法的設計。 2.1.1 ADO採樣控制器     全數字逆變焊機工作頻率為20~40 kHz,採樣速度要求較快;為了滿足電源輸出控制的精度,要求採樣精度要足夠高。另外,由圖1可知,系統需要同時採集電源的輸出電壓和電流兩路信號。採用ADI公司的AD7863。     其轉換速率為175 ksps,並行輸出接口,轉換精度最高為14位,內置兩個獨立A/D轉換器。根據其數據手冊中提供的ADC轉換時序,可以將ADC控制器分為7個狀態:S0,空閒狀態;S1,啓動轉換;S2,A/D正在轉換,Busy信號置高電平;S3,轉換完成,Busy信號置低,發送讀取命令;S4,讀取第一個轉換值;S5,讀完第一個轉換值,發送第二個讀命令;S6,完成第二個通道的讀取,轉移至S0。     根據以上的設計思路,採用VHDL語言描述、以狀態機的形式設計ADC控制器。 2.1.2 DPWM控制器     數字PWM(DPWM)控制器作為連接控制算法與焊接電源主迴路的橋樑,作用至關重要。在以DPWM方式控制的逆變電源系統中,DPWM一般可以分為電壓型DPWM和電流型DPWM兩種方式。電流型DPWM反饋電流和鋸齒波疊加後,與控制信號直接比較,DPWM信號可以迅速輸出電流的變化,動態性能較好,因此本文采用電流型設計方案。     DPWM控制器一般需要滿足:佔空比可變,而且PWM佔空比更新快;有足夠的死區時間保證IGBT可靠關斷;能快速抑制不正常輸出電流的突變,以防止焊接電源負載在短路、焊接電弧、斷路之間切換時造成系統不穩定;當出現過流等異常現象時,能快速封鎖DPWM驅動信號,保護主迴路。     此外,為了避免系統輸出出現極限震盪現象,要求DPWM控制信號的分辨率要高於採樣分辨率。本設計中,ADC有效採樣分辨率設置為10位,採用150 MHz的計數頻率和30 kHz的逆變器開關頻率,由式(1)可推算出DPWM控制信號的分辨率:         其中,fCLK為計數(時鐘)頻率,fSW為逆變器開關頻率,為DPWM控制信號的分辨率。代入實際數據可得,計數上限為5000,即至少13位的分辨率,高於ADC的採樣分辨率。綜合上述分析,電流型DPWM控制器的結構如圖2所示。 2.1.3 雙閉環控制算法     (1)電流控制方案     脈衝MIG焊一般採用帶後中值的焊接電流波形,如圖3所示。焊接過程的要求各階段電流穩定,且峯值電流Ip、基值電流Ib、中值電流Im以及電流變化斜率都應精確控制,以保證焊縫質量。因此,保證控制脈衝參數的精度為電流控制的基本要求。閉環形式的PID算法最為常用,但是各階段的電流變化斜率不盡相同,即使反覆選擇PID算式的kp、ki、kd參數,也只能折中各階段的控制指標。變參數PID控制則可以分段設定kp、ki、kd參數,優化控制效果。本文采用變參數PID作為控制方案。     根據波形的6個階段,將PID參數分為6組,分別分段調試取優後存儲。工作時控制器根據當前的焊接電流階段選擇最優PID參數,以充分保證焊接電流的各個指標。這裏採用增量式PID方案,變參數PID電流環控制方案如圖4所示。     (2)弧長控制方案     焊接電弧的穩定對於焊接質量的提高和保證焊接電源適應不同的焊接工況十分重要。由於焊接電弧電壓直接影響弧長的變化,而電弧電壓隨着焊接電流的改變而變化,因此弧長控制和電流控制是關聯的。     當前對焊接電弧的調節主要有2種方式:以脈衝峯值電流Ip和基值電流Ib均保持不變的I-I方式,以及脈衝電壓Up和基值電流Ib保持不變的U-I方式。I-I方式由於Ip和Ib均為恆流外特性,可以達到穩定的熔滴過渡,並且通過控制脈衝電流波形可以精確地控制熔滴過渡行為。但I-I方式是通過調節脈衝頻率來實現電弧長度的調節,存在調節速度慢且弧長變化時脈衝週期劇烈變動等缺點。本文采用在不影響熔滴過渡過程的前提下對Ip和Ib進行閾值範圍內微調變化的方式,不但可以減小電流脈衝頻率變化的劇烈程度,而且可以加快電弧動態調節過程。這樣電流控制構成內環,弧長(壓)控制構成外環。雙閉環控制算法如圖5所示。 2.2 NiOSIl軟核設計     NiosII是專門針對Altera公司FPGA的32位嵌入式CPU。它是一個完全由Altera FPGA的邏輯單元和嵌入式RAM塊實現的RISC結構的軟核CPU。NiosIICPU提供3種不同的配置:NioslI/f(快速型)、NiosII/s(標準型)和NiosII/e(經濟型)。可以通過SOPC Builder來選擇所需的NiosII軟核,根據具體的應用需求來定製它的外圍設備,還可以通過自定義指令和外圍模塊來增加NiosII系統的功能。這裏考慮到功能需要和FPGA內部資源佔用率,選用NioslI/e型CPU。     在本設計中,NiosII/e型CPU任務有:與面板通信,將電流波形和其他焊接參數傳送到FPGA的DPRAM中,並且讀取DPRAM中的焊機數據傳送到面板上;負責保護氣體起停、快送絲、慢送絲等焊接的時序控制。因此NiosII軟核的軟件設計包括:與DPRAM接口、焊接時序控制,以及控制送絲機和麪板通信。根據上述要求,通過SOPC Builder配置的NioslI軟核系統資源如圖6所示。 2.3 DPRAM和接口邏輯設計     NioslI和FPGA硬件邏輯之間的數據交換可以採用DPRAM、SPI和SCI等形式。DPRAM採用並行傳輸,傳輸速度快,通信協議簡單,而且FPGA中一般有DPRAM的宏模塊可供使用。因此,本文采用DPRAM作為各種焊接波形數據和工藝參數的存儲媒介。採用FPGA內部DPRAM宏模塊,只需根據需要修改位數、容量等參數。考慮本設計的需要,DPRAM選擇16位,容量為1K字。採用DPRAM作為通信中間環節,關鍵問題是如何合理解決以下2個問題:     ①DPRAM與NiosII的接口。可以通過為NiosII添加I/O口以模擬DPRAM讀寫時序進行接口,也可以直接利用NiosII中的Avalon總線和DPRAM互連。採用I/O口模擬讀寫時序速度較慢且浪費FPGA的內部邏輯資源,本文采用自定義邏輯模塊將Avalon總線與DPRAM進行連接,根據Avalon總線的讀寫時序設計接口模塊。     ②DPRAM與FPGA硬件邏輯的接口。本文結合SOPC Builder幫助文件中給出的DPRAM讀寫時序,設計簡單的邏輯實現接口。 3 仿真與實驗 3.1 ADC控制器仿真     ADC控制器可以使用QuartusII自帶的SignalTapII邏輯分析儀進行仿真驗證。SignalTapII邏輯分析儀可以直觀地觀測ADC控制器採集到的當前ADC的轉換結果,準確而高效。為了加快仿真速度,對ADC的轉換值不加濾波處理;為避免最低位劇烈抖動,仿真時僅僅採用高12位,去掉最低兩位的結果。參考電壓5 V,將電壓通道接到了模擬地(理論值為0000h),電流通道連接到2.54 V左右的模擬電壓(理論值為0820h)。  SignalTapII仿真結果如圖7所示。     可見,所設計的ADC控制器能夠穩定地控制AD7863工作,除了稍有抖動之外(未加濾波環節),採樣結果準確可靠。 3.2 DPWM控制器仿真     為了驗證所設計的DPWM控制器是否合理,在保證仿真有效的前提下做如下約定:保護清除按鍵和DPWM啓動按鍵信號均以直接數字量置位來代替;將算法輸出信號ALG_IN視作給定;反饋電流數字量設為恆值500;死區時間設定為3.0μs,最小脈寬佔空比為2.4%。     仿真環境為QuartusII-7.2,仿真結果如圖8所示。啓動信號STRT有效之前DPWM輸出全部封鎖,輸出均為低電平;STRT有效後,在給定小於最小脈寬時輸出最小脈寬,隨着給定的增大,脈寬變大;當檢測到過流信號(OV_C)時,4路DPWM輸出立即置低(即全部被封鎖),且置低狀態能一直持續到保護信號PRTCT_CLR清除後才結束。可見DPWM的輸出嚴格受控。 3.3 焊接試驗波形 3.3.1 靜態負載焊接試驗     在靜態負載條件下,NioslI通過DPRAM給定定頻100 Hz和帶後中值的脈衝電流。電流脈衝參數為:峯值300 A,峯值時間4 ms;中值100 A,中值時間1 ms;基值電流30 A。採用6段PID參數。實際輸出的電流和電壓波形如圖9所示。     圖9中,上面為通道1,波形為輸出電流,每格1 V,代表實際焊接電流100 A;下面為通道2,波形為輸出電壓,每格1 V,代表實際焊接電壓10 V。可見,焊接電流波形與給定的脈衝波形(如圖3所示)基本一致。 3.3.2 動態負載焊接試驗     雙閉環控制策略下,死區時間3.0μs,最小脈寬佔空比為2.4%。電流脈衝參數為:峯值450 A,峯值時間3 ms;中值150 A,中值時間2 ms;基值電流50 A。6段PID參數。給定平均電弧電壓為30 V,保護氣體成分為20%CO2+80%Ar,保護氣體流量為25 L/min,碳鋼焊絲直徑為1.2 mm,送絲速度為4.5 m/min。試驗結果表明,當焊槍大範圍抖動時,為了調節電弧的平均電壓以保證焊接電弧穩定,電源系統實時地穩定電弧,且電流脈衝的頻率變化均勻,峯值、基值分別隨焊槍的抖動而上下微調。 4 結論     本設計採用FPGA+NioslI軟核為控制核心,設計了全數字化脈衝MIG逆變焊接電源控制器。試驗結果證明:數字化的設計思路增強了系統的穩定性和靈活性;一塊FPGA在保證控制器功能的前提下,大大降低了開發成本,縮短了開發週期;在FPGA內部實現6段變參數PID以及改進的I-I電流-電弧雙閉環的控制策略,脈衝電流跟蹤效果良好,焊接電弧調節穩定,動態性能良好,實際焊接效果出色。本設計的核心邏輯都是基於統一性較好的VHDL語言設計,並採用模塊化的設計方案,因此便於推廣和移植。

    時間:2011-02-16 關鍵詞: FPGA niosii 逆變焊接 電源控制器

  • HiperPLC系列電源控制器IC(PI)

    Power Integrations公司(PI)宣佈推出其HiperPLC(名稱涵義為高功率、功率因數校正、LLC及控制器)系列電源控制器IC。HiperPLC是高度集成、高效率及高功率的HiperTM產品系列的首個成員。它集連續導通模式(CCM) PFC控制器、LLC諧振轉換器及高壓(800V)半橋驅動器於一個IC封裝中。它也是Power Integrations公司針對200至600瓦高功率、高效率離線式功率轉換器應用所推出的第一款產品,可廣泛應用於平板電視;所謂的效率分別在80%以上的銅級、85%以上的銀級和90%以上的金級PC主電源和工作站電源;以及最新一代的高亮度LED路燈。由於新器件將PFC(功率因數校正)和LLC控制、高壓驅動功能及大量支持電路全部集成到了單個IC封裝中,因此可以節省一定成本。通過利用PFC和LLC控制器之間的通信、減少外圍元件數量、降低磁性元件的成本和減小昂貴的高壓大容量電容的尺寸,可以進一步實現成本節省。PFC和LLC控制的集成還可以確保整個電源維持一個開關頻率,從而降低差模噪音和減少EMI諧波頻譜成分,進一步降低輸入濾波器的成本。此外,再加上LLC架構的天然優勢、器件的高集成度以及PI方便易用的支持工具,使用HiperPLC可以實現高效率電源設計的快速開發。 HiperPLC集成了連續模式功率因數校正(PFC)級、LLC半橋控制器和內置的高壓(800V)高端/低端驅動電路。該器件還可以為兩個功率級提供必要的保護功能,從而提高可靠性和減少元件數。連續模式PFC通過限制AC磁通量、省去輸入扼流圈中昂貴的利茲線以及降低輸入到PFC大容量電容中的紋波電流,可以降低PFC磁芯的成本。在單個IC中同時集成PFC和LLC控制器可以節省大量的成本,比如,頻率和鎖定的相位可以促使紋波電流抵消,減少諧波成份,從而降低EMI濾波器要求。這種相位鎖定關係可以防止“邊緣衝突”並降低噪音敏感度,因此可以極大地簡化PCB佈局和加快設計速度。 其他特性包括:全面的PFC和LLC故障處理、電流限制以及短路保護功能可以為功率元件提供保護;高效率的零電壓開關(ZVS) LLC;關斷時間PFC控制可省去AC輸入檢測元件;可配置的精確的死區時間控制和頻率限制可防止MOSFET硬開關;LLC佔空比嚴格對稱,使輸出整流管電流平衡;以及具有內部PFC電流檢測低通濾波器。 與此同時,Power Integrations還發布了相關參考設計套件(RDK-189),介紹如何使用HiperPLC器件來設計用於LCD電視的300瓦電源。設計師還可以從Power Integrations的網站 (//www.powerint.cn/hiperplcproduct.zh-cn.htm) 找到設計範例報告 (DER-189)、完整的數據手冊。基於10,000片的訂貨量,HiperPLC可立即供貨,單價為每片2.00美元。RDK-189將於12月15日起提供,每套100美元。

    時間:2008-11-11 關鍵詞: hiperplc 電源控制器

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