德國倍加福p+f電源模塊介紹
人們在開關電源技術領域是邊開發(fā)相關的電力電子器件，邊開發(fā)開關變頻技術,，兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕,、小、薄,、低噪聲,、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展,。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類,，DC/DC變換器現(xiàn)已實現(xiàn)模塊化，且設計技術及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外均已成熟和標準化,，并已得到用戶的認可,，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中,，遇到較為復雜的技術和工藝制造問題,。以下分別對兩類開關電源的結構和特性作以闡述。一般來說,，這類模塊稱為負載點 (POL) 電源供應系統(tǒng)或使用點電源供應系統(tǒng) (PUPS),。由于模塊式結構的優(yōu)點甚多，因此模塊電源廣泛用于交換設備,、接入設備,、移動通訊、微波通訊以及光傳輸,、路由器等通信領域和汽車電子,、航空航天等。尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣,模塊電源的增幅已經(jīng)超出了一次電源,。模塊電源具有隔離作用,，抗干擾能力強，自帶保護功能，便于集成,。隨著半導體工藝,、封裝技術和高頻軟開關的大量使用,模塊電源功率密度越來越大,轉換效率越來越高,應用也越來越簡單。

AC/DC變換是將交流變換為直流,，其功率流向可以是雙向的,，功率流由電源流向負載的稱為“整流”，功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變”,。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,，因必須經(jīng)整流、濾波,，因此體積相對較大的濾波電容器是*的,，同時因遇到安全標準（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC,、,、FCC、CSA）,，交流輸入側必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件,，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化，另外,，由于內(nèi)部的高頻,、高壓、大電流開關動作,，使得解決EMC電磁兼容問題難度加大,，也就對內(nèi)部高密度安裝電路設計提出了很高的要求，由于同樣的原因,，高電壓,、大電流開關使得電源工作損耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進程,，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度,。AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路,、全波電路,。按電源相數(shù)可分為，單相,、三相,、多相。按電路工作象限又可分為一象限,、二象限,、三象限,、四象限。德國倍加福p+f電源模塊介紹

通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流,。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標稱值為48V的直流電源,。當前在程控交換機用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實現(xiàn)高效率和小型化,。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A,、48V/400A,。因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝,、增加非常方便,。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加,。

變頻器電源主要用于交流電機的變頻調速,其在電氣傳動系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果,。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器, 將直流電壓逆變成電壓,、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅動交流異步電動機實現(xiàn)無級調速,。上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期,日本東芝公司zui先將交流變頻調速技術應用于空調器中,。至1997年,其占有率已達到日本家用空調的70%以上,。變頻空調具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點,。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調,96年引進生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調器,逐漸形成變頻空調開發(fā)生產(chǎn)熱點,。預計到2000年左右將形成高潮。變頻空調除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調速的壓縮機電機,。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調變頻電源研制的進一步發(fā)展方向,。

電源的電磁干擾水平是設計中zui難的部分，設計人員能做的zui多就是在設計中進行充分考慮,，尤其在布局時,。由于直流到直流的轉換器很常用，所以硬件工程師或多或少都會接觸到相關的工作,，本文中我們將考慮與低電磁干擾設計相關的兩種常見的折中方案,。電源設計中即使是普通的直流到直流開關轉換器的設計都會出現(xiàn)一系列問題，尤其在高功率電源設計中更是如此,。除功能性考慮以外,，工程師必須保證設計的魯棒性，以符合成本目標要求以及熱性能和空間限制,，當然同時還要保證設計的進度,。另外，出于產(chǎn)品規(guī)范和系統(tǒng)性能的考慮，電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)必須足夠低,。不過,，電源的電磁干擾水平卻是設計中zui難精確預計的項目。有些人甚至認為這簡直是不可能的,，設計人員能做的zui多就是在設計中進行充分考慮,，尤其在布局時。盡管本文所討論的原理適用于廣泛的電源設計,，但我們在此只關注直流到直流的轉換器,，因為它的應用相當廣泛，幾乎每一位硬件工程師都會接觸到與它相關的工作,，說不定什么時候就必須設計一個電源轉換器,。本文中我們將考慮與低電磁干擾設計相關的兩種常見的折中方案;熱性能、電磁干擾以及與PCB布局和電磁干擾相關的方案尺寸等,。

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