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X電容和Y電容在開關(guān)電源模塊的作用
X電容和Y電容同屬于安規(guī)電容。當(dāng)安規(guī)電容器失效后,不會(huì)產(chǎn)生電,不會(huì)危及人身。安規(guī)電容通常用于抗干擾電路中,起濾波的作用安規(guī)電容的放電和普通電容不一樣,普通電容在外部電源斷開后電荷會(huì)保留很長(zhǎng)時(shí)間。如果用手觸摸就會(huì)被電到,而安規(guī)電容則沒這個(gè)問題。
很多開關(guān)電源的高壓測(cè)試和低壓測(cè)試都會(huì)選用安規(guī)電容,目的是為了濾除高次諧波,防止干擾,提高輸出電壓質(zhì)量。一般為隔離式電源,在初級(jí)和次級(jí)上加Y電容是為了給次級(jí)的共模電流提供一個(gè)回路到初級(jí),減少共模電流對(duì)輸出的影響。Y電容串接在高壓地和低壓地之間,有時(shí)會(huì)采用兩個(gè)Y電容串聯(lián),作用是為了提高高壓地和低壓地之間之間的耐壓。
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大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。自從70年,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?,采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,非標(biāo)訂制可調(diào)開關(guān)電源,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。
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諧波系列的電磁干擾幅度受Q1和Q2的通斷影響。在測(cè)量漏源電壓VDS的上升時(shí)間tr和下降時(shí)間tf,或流經(jīng)Q1和Q2的電流上升率di/dt 時(shí),可以很明顯看到這一點(diǎn)。這也表示,我們可以很簡(jiǎn)單地通過減緩Q1或Q2的通斷速度來降低電磁干擾水平。事實(shí)正是如此,延長(zhǎng)開關(guān)時(shí)間的確對(duì)頻率高于 f=1/πtr的諧波有很大影響。不過,此時(shí)必須在增加散熱和降低損耗間進(jìn)行折中。盡管如此,對(duì)這些參數(shù)加以控制仍是一個(gè)好方法,它有助于在電磁干擾和熱性能間取得平衡。具體可以通過增加一個(gè)小阻值電阻(通常小于5Ω)實(shí)現(xiàn),該電阻與Q1和Q2的柵極串聯(lián)即可控制tr和tf,你也可以給柵極電阻串聯(lián)一個(gè) “關(guān)斷二極管”來獨(dú)立控制過渡時(shí)間tr或tf(見圖3)。這其實(shí)是一個(gè)迭代過程,甚至連經(jīng)驗(yàn)豐富的電源設(shè)計(jì)人員都使用這種方法。我們的終目標(biāo)是通過放慢晶體管的通斷速度,使電磁干擾降低至可接受的水平,同時(shí)保證其溫度足夠低以確保穩(wěn)定性。
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