開關電源性能解讀——一篇文章帶你走上它的“基石”
發(fā)布時間:2024-08-08作者:admin點擊:220
開關電源,又稱交換式電源、開關變換器,是一種高頻化電能轉換裝置,是電源供應器的一種。開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式及全閉模式之間切換,這兩個模式都有低耗散的特點,切換之間的轉換會有較高的耗散,但時間很短,所以民熔開關電源比較節(jié)省能源,產(chǎn)生廢熱較少。開關電源的高轉換效率是其一大優(yōu)點,而開關電源工作頻率高,也可以使用小尺寸、輕重量的變壓器,開關電源重量也會比較輕。開關電源產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明等領域。
隔離插頭
優(yōu)異的開關電源是離不開性能的支持的,而開關電源又有哪些性能呢?今天就找了三個比較常見的性能來和大家談談。最后的鏈接中也能看出更多的性能。
出類拔萃的民熔開關電源
一、調整率
1、調整率
當電源在使用時,外部條件有兩個明顯的變化:輸入和負載。一個好的電源應該能夠在輸入和負載變化時保持恒定的電壓或電流。
當輸入或負載發(fā)生變化時,輸出偏離額定輸出的程度稱為調整率。例如,如果輸入在最大值和最小值之間變化,則測量輸出的偏差率是一個百分比,如5%,稱為±5%的調整率。
應注意區(qū)分調節(jié)率和紋波。紋波是輸出的動態(tài)特性,調節(jié)率是電源在極端外界條件下工作時輸出的極限偏差。
2、調節(jié)率類型
1)輸入調節(jié)率
其它條件不變,調整輸入時,輸出偏差,對于交流電源,是以交流線路的有效電壓為變化范圍,如180~264為上下限變化。有時會調整交流頻率,看看輸出是否有偏差,比如從47赫茲到63赫茲。
2)負載調整率
其他條件不變,調整負載時的輸出偏差。
3)綜合調整率
同時調整輸入和負載,找出最差的偏差。
二、 恒流
1、LED恒流驅動
為什么照明LED是由電流驅動的?
LED為二極管,二極管PN結正向傳導阻抗為負溫度系數(shù)。隨著溫度的升高,二極管的正向傳導阻抗減小。如果LED由恒壓電源驅動,當LED工作時,溫度開始上升。溫度升高后,正向傳導阻抗減小。因為I=u/R,電流增大,而由于功率P=u*I,LED發(fā)熱更嚴重,進一步刺激溫升,陷入惡性循環(huán),直至LED損壞。
恒壓源驅動時,溫度和電路是一對正反饋。因此,照明LED始終采用恒流驅動。如果不發(fā)光,LED幾乎沒有溫升,因此可以通過恒壓驅動。
2、恒流精度
恒流精度與其他電源的恒壓效果相同,體現(xiàn)在幾個方面。
1)負載變化時電源輸出電流的恒定程度。
在實際應用中,不同的LED串不可能具有相同的阻抗特性。當這些不同的負載連接到電源上時,電流誤差被定義為恒流精度。不僅是多負載,同一個led,當溫度不同時,阻抗特性不同,而且不同溫度下的電流也有誤差,但這與之前的條件本質上是一樣的,都是負載的變化。
因此,在測試恒流精度時,需要使用電子負載使負載在合理的范圍內(nèi)變化,并測量電壓的電流誤差。
2)電源內(nèi)部元件參數(shù)變化時,電源輸出電流的恒定程度。這不是恒流精度的標準定義,但目前許多電源都有這一要求。當儲能元件(如電感或變壓器)的電感值出現(xiàn)誤差時,電源輸出電流的恒定程度是一個重要指標。
考慮到成本因素,儲能元件在加工過程中的偏差很大,因此電源的設計應使其對儲能元件的感測值不敏感。
3、鋰電池恒流驅動
在不同的電量下,便攜式設備中使用的鋰電池的電壓是不同的。例如,手機中使用的鋰電池在滿能量時約為4.2伏,在低能量時約為2.5伏。
如果用恒壓電源給電池充電,當電池電量低時,充電電流會非常大,相當于電壓源連接到電容器上,會損壞電池。損壞的原因是大電流引起的高熱。為了限制大電流,電流充電器采用恒流恒壓充電,當電池電壓較低時,采用恒流輸出。
三、效率和待機功耗
1、效率和待機功耗這兩個概念非常簡單,但有一點需要澄清,當電源工作時:效率小于,總功耗與待機功耗之差除以總功耗。雖然備用功耗是電源本身的總損耗,但當電源負載時,電源本身的功耗大于待機功耗。
電源的功耗主要來自電感/變壓器、開關管和二極管的損耗。這些損耗與開關頻率有關。然而,當輸出功率很低時,電流型開關電源會降低頻率以節(jié)省能量。因此,在負載和待機狀態(tài)下,電源本身的功耗是完全不同的。但是,隨著負荷消耗的增加,效率提高。很容易理解在待機狀態(tài)下效率為0,但當負載接通時,功耗的增加并不能跟上負載消耗的增加。