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傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)0.5~0.6。電力有源濾波器是一種能夠動態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流; (2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
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從公式2可以看出,直流電源,減小開關(guān)節(jié)點的回路面積會有效降低電磁干擾水平。如果回路面積減小為原來的3倍,電磁干擾會降低9.5dB,如果減小為原來的10倍,則會降低20 dB。設(shè)計時,從化圖4和圖5所示的兩個回路節(jié)點的回路面積著手,細(xì)致考慮器件的布局問題,非標(biāo)直流電源,同時注意銅線連接問題。盡量避免同時使用PCB的兩面,因為通孔會使電感顯著,進而帶來其他問題。恰當(dāng)放置高頻輸入和輸出電容器的重要性常被忽略。若干年以前,我所在的公司曾把我們的產(chǎn)品設(shè)計轉(zhuǎn)讓給國外制造商。結(jié)果,我的工作職責(zé)也發(fā)生了很大變化,我成了一名顧問,非標(biāo)定制直流電源,幫助電源設(shè)計新手解決文中提到的一系列需要權(quán)衡的事宜及其他眾多問題。這里有一個含有集成鎮(zhèn)流器的離線式開關(guān)的設(shè)計例子:設(shè)計人員希望降低終功率級中的電磁干擾。我只是簡單地將高頻輸出電容器移動到更靠近輸出級的位置,其回路面積就大約只剩原來的一半,而電磁干擾就降低了約 6dB。而這位設(shè)計者顯然不太懂得其中的道理,他稱那個電容為“魔法帽子”,而事實上我們只是減小了開關(guān)節(jié)點的回路面積。
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模塊電源的優(yōu)點
高可靠性
模塊一般采用自動化工藝,保證品質(zhì)和可靠性。電源模塊是經(jīng)過了電源研發(fā)團隊按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)來選擇元件,經(jīng)過設(shè)計和開發(fā),進行過完善的可靠性測試和批量生產(chǎn)測試。而分立式方案就較難進行深入的測試。
高功率、密度、效率
模塊一般采用了多層PCB回鋁基板,功率密度較高,體積較小,節(jié)省了系統(tǒng)的占用空間。目前DC-DC模塊的1/4磚高達1000W,分立式方案難以達到這樣的標(biāo)準(zhǔn)。
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