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AC-DC电源模块

[ 浏览次数:约1617次 ] 发布日期:2016-11-30


能使电路中形成恒定电流的装置,如干电池、蓄电池、直流发电机等,称为直流电源。 直流电源有正负两个电极,正极的电势高,负极的电势低;当两个电极与电路连通后,直流电源能维持两个电极之间的恒定电势差,从而在外电路中形成由正极到负极的恒定电流。 要使直流电源两极间的电势差保持恒定必须使在外电路中由正极流到负极的正电荷,在电源内部逆着电场力的方向,由负极返回到正极去。这个过程不能靠静电力,只能靠某种与静电力方向相反的“非静电力”来实现。因此,电源就是一种提供非静电力的装置,通过非静电力做功,把非电能转化为正负电极之间的电势能。

AC-DC 电源模块


目录
AC-DC电源模块的作用
AC-DC电源模块的的选购指南
AC-DC电源模块的外围电路设计指南


AC-DC电源模块的作用


一、隔离:

1、安全隔离:强电弱电隔离IGBT隔离驱动浪涌隔离保护雷电隔离保护(如人体接触的医疗电子设备的隔离保护)

2、噪声隔离:(模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离)

3、接地环路消除:远程信号传输分布式电源供电系统

二、保护:短路保护、过压保护、欠压保护、过流保护、其它保护

三、电压变换: 升压变换降压变换交直流转换(AC/DC、DC/AC)极性变换(正负极性转换、单电源与正负电源转换、单电源与多电源转换)

四、稳压:交流市电供电远程直流供电分布式电源供电系统电池供电

五、降噪:有源滤波

AC-DC电源模块2


AC-DC电源模块的的选购指南

 

电源模块在电路中即可视为一个元器件来使用,此器件结构简单,引脚较少,仅有输入端子和输出端子之分,故在应用选型中主要考虑是的输入端特性参数及输出端特性参数。在应用要求较严格的情况下会加入隔离特性参数和环境特性参数考虑。  

1、 单路输出选型  

 基本参数:  模块输入电压:85VAC~265VAC(常规类型);165VAC~265VAC(可定制); 模块输出电压:5V,12V,15V,24V(其他电压可定制);输出电流:Po/Vo; 

2. 附加参数:  输入端与输出端隔离耐压:2000VAC,2500VAC,3000VAC,4000VAC(可定制); 模块工作温度范围:-25℃~+70℃,-40℃~+70℃,-40℃~+85℃;   双路输出选型  双路输出与单路输出选型的差异在于输出电压电流的选择。  双路输出包括主路和辅路输出。基于电路原理主路均为稳压输出(电压精度在1%~2%之间),辅路可选择稳压输出(电压精度在1%~2%之间)例如:ZY0JGD0512DI2-10W,同时在对电压精度要求不高的场合可选择非稳压输出(电压精度一般在5%左右)例如: ZY0JGD0512CD2-10W。  1.3 多路输出选型  由于模块电源体积限制,多路电源型号较少。如需多路模块电源可进行定制。



AC-DC电源模块的外围电路设计指南  


1模块输入电路参考设计  由于AC-DC电源模块体积限制,模块内部无法设计完善的EMI滤波电路及保护电路。若现场应用环境较严苛,需在电源输入端加入滤波及保护电路。可参考下图。 

AC-DC电源模块的外围电路设计指南1.png

   说明:  

1. 保险丝(FUSE)  由于电源工作电流为脉冲式电流,并且在电源启动过程中有较大浪涌电流,故保险丝应选用慢熔断型。  慢熔保险丝:例如,ZY0JGB12D-25W模块,模块输入电压范围为85~265VAC,模块效率为83%,周围温度70℃的情况下,保险丝额定电流取值:  

(1)输入工作电流:25W/(83%*85V)=0.35A;  

(2)0.35A / 50% = 0.7A (常温下所需要的保险丝容量)(推荐常规型号为1A);  

(3)0.7A /{100% + (70℃-24℃) ×-0.14% / ℃}=0.748A (70℃的情况下所需要的保险丝容量);  注:当保险丝后端加有压敏电阻抑制浪涌电压时,保险丝的额定电流值应适当加大。  

2. 热敏电阻(NTC)  热敏电阻NTC主要利用电阻随温度变化的特性来抑制电源输入端的浪涌冲击电流,常用推荐型号为5D-9。  

3. 压敏电阻(RV)  抑制浪涌电压的常用器件一般有三种,分别是气体放电管、压敏电阻、瞬态抑制器。由于压敏电阻的流通容量及响应时间均介于其他两则之间,故使用压敏电阻是抑制浪涌电压的有效手段。  在交流电路中:压敏电压U1mA(min)≥(2.0~2.5)Uac;Uac为交流工作电压的有效值。 例如,在我国市电中应用,其市电电压为220VAC,故压敏电阻的压敏电压U1mA(min)≥(2.0~2.5)220VAC=(440~550)VAC,常用压敏电压为471。(注:如上图应用,压敏电阻选择471KD10,我公司AC-DC模块类产品雷击浪涌实验等级能满足3级以上,详细情况可咨询我公司技术支持。)  

4. X安规电容(C1)  X电容主要特性为::在电容失效后不会导致电冲击危险。在本电路中推荐使用X2电容,额定电压为275VAC。容值推荐使用0.22uF。 

5. Y安规电容(C2,C3)选型及外围  产品应用笔记                                4  AC-DC电源模块应用笔记    Y电容一般应用与L、N与FG之间,由于漏电流的限制,此电容不能偏大,但耐压必须较高。此处推荐使用Y1和Y2电容,容值推荐为102。  

6. 共模电感(T1)共模电感主要是改善电源的EMI性能,此电感量可根据具体电路设计。常用推荐值为10~20mH。  2.2 模块输出电路参考设计  我公司AC-DC电源模块输出均可直接使用,但为了增加整个电路的可靠性,输出端需添加滤波电容及瞬态抑制器。具体应用可参考下图。  

AC-DC电源模块的外围电路设计指南2.png

  

说明:  

1. 滤波电容(C4,C5)  如输出端PCB板布线较长时,需将C4、C5电容靠近用电器件放置。  C4为输出滤波高频铝电解电容,输出电流大于等于2A,选择100uF~680uF,小于2A 选择10 uF ~100uF,电容耐压降额大于80%。  C5为高频陶瓷电容或聚酯电容,0.1uF/50V。 

2. 瞬态抑制器(TVS)  TVS响应速度较快,能有效保护后级电路。  选取TVS时,工作电压应大于被保护电路工作电压的最大值。最大反向工作电压VRWM 不低于电路最大工作电压,一般可选VRWM略高于电路最大工作电压。额定的最大脉冲功率,必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。  例如,模块输出电压为12V的TVS选型,后级电路安全电压为25V。 a) 从工作电压12V选取最大反向工作电压VRWM为15V;  b) 由于经过电源模块隔离,后级输出的浪涌能量较低,故选用脉冲功率600W的TVS即 可。  根据上述要求及TVS数据手册,推荐选用SMBJ15A。



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