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模塊電源輔助功能的研制

作者: 時間:2011-02-18 來源:網(wǎng)絡 收藏

tk=t3-t2 (1)

當t0到t1、t2的時間遠小于tk時,則可近似認為電容C在tk時間內(nèi)向負載提供能量,也即是開關(guān)電源的輸入功率Pi.如果用U2、U3表示t2、t3時刻對應的輸入電壓,則維持時間可用公式表示為

tk= (2)

3.2.2 直流供電的開關(guān)電源保持時間

在直流供電條件下,開關(guān)電源輸出保持時間tk的計算公式是

tk= (3)

式中:U2——輸入電壓最低時的電壓值;

U3——輸出電壓下降到臨界值時對應的輸入電壓。

3.3 延長輸出保持時間的方法

由上述分析結(jié)果可以看出,輸出保持時間的長短主要與輸入電容Ci,電源輸入功率Pi,t2、t3時刻對應的電壓值U2、U3有關(guān)外,還與輸出電容和輸出負載也有一定的關(guān)系。雖然增加輸出電容量亦可增加保持時間,然而增加輸出電容量就意味著增加電源的體積和重量,而放電時間相對于充電時間較快,且與負載有關(guān),因此相對于輸入電容,輸出電容對保持時間的影響幾乎可以忽略不計。在體積重量允許的情況下,采取多個電容并聯(lián)的方式來增大Ci容量,可延長輸出保持時間。然而,隨著輸入電容的增大,電源啟動瞬間的浪涌電流也會增大,使得功率管的峰值電流應力增加,從而增加了功率管的成本,降低了電路開啟工作的可靠性。權(quán)衡考慮,除增加儲能電容的容量外,適當設(shè)計輔助電路,使其在電網(wǎng)正常時不工作,僅僅在欠壓瞬間工作,這樣就可以減小啟動瞬間的浪涌電流,提高正常工作時的電源效率,并且能夠延長輸出電壓的保持時間。

對于直流供電的模塊電源一般采用輔助升壓電路,當供電電源低于某一設(shè)定值時,升壓電路開始工作,將輸入電壓升高,使得在低輸入電壓情況下電源也能正常工作,從而拉寬了電網(wǎng)的工作范圍,使電源在低電壓和斷電兩種情況下的保持時間均得到了延長。

對于交流供電的模塊電源,一般的模塊電源均能滿足寬輸入電壓的要求,因此延長保持時間主要指的是延長輸入電壓斷電時的保持時間,采用圖6所示的輔助電路可以將電源的保持時間延長將近1倍。其工作原理是,當輸入電壓正常時,電容C2上的電壓為整流后的電壓,且該電壓經(jīng)過二極管D和電阻R向電容C1充電,一旦電容C2上的電壓低于C1上的電壓,二極管D截止,電容C1上存儲一定的電壓,功率管Q1不導通時,只有電容C2上的電壓加至模塊電源上。當輸入電壓下降后,其它檢測單路輸出的控制信號加至Q2上,使Q1導通,而此時電容C2上的電壓低于C1上的電壓,這樣C1上的電壓向模塊供電,相當于模塊電源的輸入電壓升高,其結(jié)果必然使輸出保持時間延長,而這部分電路在電網(wǎng)正常時并不工作,因此不會帶來啟動瞬間電流增大的問題。

圖6 延 長 保 持 時 間 電 路 圖

4 結(jié)語

由于使用了過、欠壓保護電路,不僅使電源本身的保護能力得到加強,也使得電源的智能化水平有所提高。將電源正常指示信號和過、欠壓信號通過接口電路加到計算機上,可以方便地檢測電源的工作,提高電源的可測試性,進而提高了電源的可維護性。

使用輔助電路延長輸出電壓的保持時間,不僅電路結(jié)構(gòu)簡單,而且也較好地解決了增大輸入電容與延長保持時間之間的矛盾,降低了起動瞬間的浪涌電流。

正是由于使用了上述電路,增大和完善了模塊電源的功能,加上模塊電源本身所具有的體積小、重量輕、集成度高和可靠性高等優(yōu)點,模塊電源勢必會在機載領(lǐng)域得到廣泛的應用。


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