1. 直流电源的框图
电子电路设备中,需要稳定的几十安以下的直流电源。下图为直流电源的框图。
硬件设计基础:直流电源
2. 半波整流
利用二极管的单向导通性,实现半波整流。
3. 全波整流
在实际电路中多采用单相全波整流电路。在整个周期内负载的电压和电流方向始终不变,效率提高一倍。
硬件设计基础:直流电源
为了取得较高的直流电压,常将直流电源串联使用,这时总电动势为各电源的电动势之和,总内阻也为各电源内电阻之和。由于内阻增大,一般只能用于所需电流强度较小的电路。为了取得较大的电流强度,可以将等电动势的直流电源并联使用,这时总电动势即为单个电源的电动势,总内阻为各电源内电阻的并联值。技术指标直流电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等。
直流电源的类型很多,不同类型的直流电源中,非静电力的性质不同,能量转换的过程也不同。在化学电池(例如干电池、蓄电池等)中,非静电力是与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用,化学电池放电时,化学能转化为电能和焦耳热在温差电源(例如金属温差电偶、半导体温差电偶)中,非静电力是与温度差和电子的浓度差相联系的扩散作用,温差电源向外电路提供功率时,热能部分地转化为电能。在直流发电机中,非静电力是电磁感应作用,直流发电机供电时,机械能转化为电能与焦耳热。在光电池中,非静电力是光生伏打效应的作用,光电池供电时,光能转化为电能和焦耳热。当直流电源与外电路接通后,在电源外部(外电路),由于电场力的推动,形成由正极到负极的电流。
直流电源设计前EMI一般应对策略
共模电感的作用:
抑制共模杂讯,电感量越大,抑制低频杂讯效果越好。增加共模电流部分的阻抗,减小共模电流。
差模电感的作用:
抑制差模杂讯,电感量越大,抑制低频杂讯效果越好。
采用交流输入EMI滤波器
通常干扰电流在导线上传输时有两种方式:共模方式和差模方式。共模干扰是载流体与大地之间的干扰:干扰大小和方向一致,存在于电源任何一相对大地、或中线 对大地间,主要是由du/dt产生的,di/dt也产生一定的共模干扰。而差模干扰是载流体之间的干扰:干扰大小相等、方向相反,存在于电源相线与中线及 相线与相线之间。干扰电流在导线上传输时既可以共模方式出现,也可以差模方式出现;但共模干扰电流只有变成差模干扰电流后,才能对有用信号构成干扰。可编程电源能够分散安装,节省占地面积、降低造价,根据嵌入式的设计思想,嵌入式直流电源装置直接安装在智能开关柜的仪表箱内(或户外装置的电动操作箱内),可节省直流屏的占地面积。
交流电源输人线上存在以上两种干扰,通常为低频段差模干扰和高频段共模干扰。在一般情况下差模干扰幅度小、频率低、造成的干扰小;共模干扰幅度大、频率高, 还可以通过导线产生辐射,造成的干扰较大。若在交流电源输人端采用适当的EMI滤波器,则可有效地抑制电磁干扰。电源内置蓄电池自动充电管理模块,自动对电池进行智能化均浮充管理,大大延迟蓄电池的寿命,使运行更加可靠和安全。
调制频率法是在锯齿波中加人调制波(白噪声)
调制频率法是在锯齿波中加人调制波(白噪声),在产生干扰的离散频段周围形成边频带,将干扰的离散频带调制展开成一个分布频带。这样,干扰能量就分散到这些分布频段上。在不影响变换器工作特性的情况下,这种控制方法可以很好地抑制开通、关断时的干扰。
采用软开关技术
直流电源的干扰之一是来自功率开关管通/断时的du/dt,因此,减小功率开关管通/断的du/dt是抑制直流电源干扰的一项重要措施。而软开关技术可以减小开关管通/断的du/dt。
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