X电容和Y电容在开关电源模块的作用
X电容和Y电容同属于安规电容。当安规电容器失效后,不会产生电,不会危及人身安全。安规电容通常用于抗干扰电路中,起滤波的作用安规电容的放电和普通电容不一样,普通电容在外部电源断开后电荷会保留很长时间。如:使用线性电源时要加散热片,提高电源模块的负载,确保不小于10%的额定负载,降低环境温度,保持散热良好。如果用手触摸就会被电到,而安规电容则没这个问题。
很多开关电源的高压测试和低压测试都会选用安规电容,目的是为了滤除高次谐波,防止干扰,提高输出电压质量。一般为隔离式电源,在初级和次级上加Y电容是为了给次级的共模电流提供一个回路到初级,减少共模电流对输出的影响。Y电容串接在高压地和低压地之间,有时会采用两个Y电容串联,作用是为了提高高压地和低压地之间之间的耐压。这也表示,我们可以很简单地通过减缓Q1或Q2的通断速度来降低电磁干扰水平。
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高频逆变式整流焊机电源是一种、、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。模块电源的优点高可靠性模块一般采用自动化工艺,保证品质和可靠性。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合, 整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。
大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。自从70年,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。
Ott关于不同模式电磁干扰水平的公式(2)示意了回路面积对电路电磁干扰水平产生的直接线性影响。E=263×10-16(f2AI)(1/r) (2)辐射场正比于下列参数:涉及的谐波频率(f,单位Hz)、回路面积(A,单位m2)、电流(I)和测量距离(r,单位m)。此概念可以推广到所有利用梯形波形进行电路设计的场合,不过本文仅讨论电源设计。参考图4中的交流模型,研究其回路电流流动情况:起点为输入电容器,然后在Q1导通期间流向Q1,再通过L1进入输出电容器,后返回输入电容器中。当Q1关断、Q2导通时,就形成了第二个回路。之后存储在L1内的能量流经输出电容器和Q2,如图5所示。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展,各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地了分布式高频开关电源系统研究的展开。这些回路面积控制对于降低电磁干扰是很重要的,在PCB走线布线时就要预先考虑清器件的布局问题。当然,回路面积能做到多小也是有实际限制的。
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