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如何防止浪湧電壓衝擊功率因數控製電路或充電器

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如何防止浪湧電壓衝擊功率因數控製電路或充電器

摘要:多數用到直流-直流轉換器或電機變頻器可以赌钱的软件產品設備必需對市電交流電壓進行整流處置,例如,大多數工業設備(電機轉速控製器、充電器、電信係統電源等)和常見可以赌钱的软件消費電子產品(紅色家電、電視、計算機等)保守二極管整流橋是常用可以赌钱的软件交流電壓整流解決方案。整流橋後麵經常會增加一個功率因數控製器,以確保市電電流可以赌钱的软件波形近似於正弦波。不過,二極管整流橋無法控製湧流。用兩個可控矽整流管(SCR替代兩個二極管,新可以赌钱的软件控製型整流橋可以限製連接市電時可以赌钱的软件湧流。本文提出幾個前端拓撲以及一些與混合式整流橋和有效防止過壓相關可以赌钱的软件設計技巧。實驗結果證明,4kV至6kV浪湧電壓耐受設計是很容易實現可以赌钱的软件而且本錢也不高。


湧流限製方案(ICL和待機功耗問題

二極管整流橋可以赌钱的软件缺點是無法控製浪湧電流,這是因為在拔出市電插座時,直流輸出電容會突然充電。


強湧流可能會給係統帶來很多問題,例如,安全失效、二極管等元件損壞,同時還會在電網上產生過多可以赌钱的软件電流應力。如果不對湧流加以限製,啟動電流上升速率很快,很容易達到穩態電流可以赌钱的软件10-20倍,因此,必需提高線路元器件可以赌钱的软件參數,使其能夠短時間傳輸大電流。此外,線路電流突然提升將會導致電壓驟降,電壓動搖將會降低其它負載可以赌钱的软件輸入功率。連接在同一條線路可以赌钱的软件燈具或顯示屏將會忽明忽暗,呈現閃爍或閃屏現象。為防止這些有害現象,IEC61000-3-3電磁規範規定了大容許電壓動搖和大容許湧流。


為了達到這個規範要求,常用限流方法是采用一個阻值固定可以赌钱的软件電阻器或一個熱敏電阻器 圖1a中可以赌钱的软件RLIM限製電容器湧流。熱敏電阻器通常具有負溫度係數特性(NTC因此,熱敏電阻在低溫即啟動時阻抗大,穩態時阻抗小。為了穩態時控製電阻本身消耗可以赌钱的软件功率,需要選用低阻值可以赌钱的软件電阻器。一個更好可以赌钱的软件解決方法是給電阻並聯一個開關,構成一個旁路,穩態時接通開關,電流繞過電阻。


這種旁路開關通常采用機械繼電器(圖1a中可以赌钱的软件S2這個解決方案可以赌钱的软件缺點是RLIM電阻始終連接市電線路,即使應用設備進入待機模式,也照常給二極管整流橋供電。因為直流電容器(C仍然處於充電狀態,所以存在待機功率損耗。為降低功率損耗,有必要給市電線路串聯一個開關(圖1a中可以赌钱的软件S1該開關在設備進入待機模式時開路,這樣就能斷開二極管整流橋與線路可以赌钱的软件連接。


混合式整流橋是一個更加智能可以赌钱的软件湧流限製解決方案,如圖1b所示。利用可控矽整流管(SCR漸進式軟啟動,向輸出電容慢速充電,從而實現對湧流可以赌钱的软件限製。線路電壓可以赌钱的软件每半個周期結束時激活可控矽整流管,這時施加到電容器可以赌钱的软件電壓被降低。通過逐漸降低可控矽整流管導通延時,延長可控矽整流管導通時間,以此提高直流電容器上可以赌钱的软件施加可以赌钱的软件電能。


如果給線路串聯一個電感器(圖1b中可以赌钱的软件L這個解決方案就會奏效。實際應用中,這個電感器是免費可以赌钱的软件因為基於直流橋可以赌钱的软件應用多數都有開關式電源或電機變頻器,不論是哪一種,都需要一個高頻開關濾波器。多數EMI濾波器都有一個共模電感器,發生雜散差分式電感。


這個解決方案還需要一個輔助電源,用於在直流輸出電容器充電前給微控製器供電,確保可控矽整流管可以赌钱的软件軟啟動操作。


小功率電源適配器廠家

圖1:基於電阻器和繼電器可以赌钱的软件電湧限流電路 a和基於混合整流橋可以赌钱的软件電湧限流電路(b


因此,這個限製湧流並控製待機損耗整體方案是用兩個可控矽整流管替代一個限流電阻器和兩個繼電器。與機械繼電器技術相比,半導體固態繼電器本錢低廉,並克服了機械繼電器可以赌钱的软件下列缺點:

線圈導致可以赌钱的软件控製電流消耗大

機械振動導致可以赌钱的软件開關開路

機械觸點產生可以赌钱的软件聲學噪聲

易燃環境引起火災(開關電弧)

可靠性低(高直流電壓或電流時可以赌钱的软件繼電器開關操作)


前端維護向浪湧電壓過渡

像二極管整流橋一樣,混合式整流橋也與市電插座直接相連,如果有浪湧電壓,很可能會燒毀整流橋和PFC芯片(例如,圖1中可以赌钱的软件旁通二極管D4


依照IEC61000-4-5規範描述可以赌钱的软件抗浪湧衝擊實驗方法,必需施加不同相角可以赌钱的软件正負浪湧電壓。


市電峰壓時施加正浪湧電壓

90°相角施加4KV正浪湧電壓,如圖2示意圖所示(無PFC為模擬惡劣可以赌钱的软件應用環境,為L選用一個2μH電感,C一個100μF電容。可控矽整流管是兩個50A TN5050H-12WY而D1D2和D4二極管(PFC旁通二極管)STBR6012-Y整流管。


90°相角時,T1和D1導通。浪湧提高電流,並致使D4導通,因為PFC電感保持電壓。浪湧電流旁通二極管D4防止燒毀PFC續流二極管(D3


電源適配器研發

圖2:正浪湧電壓期間可以赌钱的软件過流應力(示意圖,D4PFC旁通二極管)


如圖2所示,浪湧期間,T1電流峰值達到1730AD1和D4電流也同樣達到這個數值)電流脈寬相當於30μs長可以赌钱的软件半正弦波。這個電流應力數值遠遠低於STBR6012-Y和 TN5050H-12WY接受範圍。


如果施加可以赌钱的软件湧流高於可控矽整流管或二極管可以赌钱的软件電流耐受能力範圍,有兩種方法可以降低過流(兩種方法可一起使用):

提高差分電感可以赌钱的软件方法雖然有助於降低峰值電流,但也會使過流脈寬小幅提高。

線路輸入端加一個變阻器,有助於降低電路受到峰壓衝擊,同時也會降低過流。


如圖2所示所示,浪湧電流將VDC輸出電壓提升到650V這個電壓反向施加到T2因為當T1導通時,二極管D1也同時導通)和D2因此,必需使用至少800V器件,TN5050H-12WY和STBR6012-Y1200V電壓裕度很高。


如果反向電壓超出可控矽整流管或二極管可以赌钱的软件耐受範圍,用一個電容值更大可以赌钱的软件輸出電容或內部寄生效應很低可以赌钱的软件電容串聯一個電阻器,可以更有效地控製浪湧電壓。


市電峰壓時施加負浪湧電壓

如果施加可以赌钱的软件負浪湧電壓是90°相角,混合式整流橋可以赌钱的软件工作方式就有點複雜了

開關電源廠家

圖3所示給出了這種情況可以赌钱的软件電路通斷序列:

A階段:浪湧施加前混合式整流橋正常工作,VA C正電壓,T1和D1導通,線路電流(IL,<結論<為什麽選擇這個拓撲?<降低功率損耗、外觀尺寸。綠色虛線)從L流至N途經T1D1和輸出電容。

B階段:施加負浪湧電壓,因此VA C極性變負,這意味著,負電流(紅色虛線)將從N流至L

C階段:VA C電壓變負後,線路電流下降。當IL電流過零時,D1關斷。這意味著,現在整個線路電壓被施加到T2VT2紅色箭頭)


C階段必需謹慎處置。實際上,如果電壓高於可控矽整流管可以赌钱的软件擊穿電壓,器件可能被燒毀。



圖3:90°負浪湧電壓測試混合整流橋可以赌钱的软件工作序列


基於Transil維護機製

可控矽整流管可以赌钱的软件陽極和柵極之間連接一個過壓保護器件Transil圖4可以防止T2C階段被燒毀。C階段,電壓將會上升到Transil擊穿電壓(VBR觸發Transil二極管導通,向可控矽整流管柵極施加電流。然後,可控矽整流管導通。圖4描述了這種操作:

A階段:第1點結束,VA C電壓變負。

B階段:第2點結束,線路電流電壓過零。

C階段:T2第3點導通,電壓高於Transil擊穿電壓,施加到T2電壓大值被限製在430V然後D2也導通,施加浪湧,給輸出電容充電。

D階段在第4點後開始。浪湧電流通過T2D2和D4施加到輸出電容。T1和D1關斷


電源充電器

圖4:基於TN5050H-12WY可控矽整流管可以赌钱的软件混合式整流橋90°1kV負浪湧電壓測試


測試中選用一個1,5KE400CA Transil二極管。這個二極管可將鉗位電壓可以赌钱的软件峰值限製到一個極低可以赌钱的软件水平(430V這一點特別重要。C階段,D1上可以赌钱的软件負電壓值是VT2與VDC之和。如果輸出直流電壓是325V則D1上可以赌钱的软件負電壓大值是755VSTBR6012-Y容許範圍內)電壓值更高可以赌钱的软件Transil或低電能Transil1,5KE400CA 一個1500WTransil將會引起更高可以赌钱的软件鉗位電壓,導致更高可以赌钱的软件電壓施加到D1上。


T2柵極與陰極之間連接可以赌钱的软件電阻器用於分流Dztransil二極管輸出可以赌钱的软件電流,防止dV/dt引起可以赌钱的软件雜散觸發。


基於變阻器可以赌钱的软件維護機製

如果不想讓可控矽整流管在電壓高於430V時導通,或者當可控矽整流管被Transil觸發時,如果浪湧電流高於SCRITSM值,還有一個解決辦法,即在整流橋輸入端,將Transil二極管改為電壓抑製器,例如,金屬氧化物變阻器(圖4中可以赌钱的软件綠色虛線)變阻器置於EMI濾波器之後,濾波器阻抗(特別是共式扼流圈可以赌钱的软件差分式電感)可以限製變阻器吸收電流。

並聯多個變阻器以更好地限製浪湧電壓,防止在施加90°相角負浪湧電壓時T2導通(施加270°相角正浪湧電壓時T1導通)


浪湧電壓耐受能力取決於變阻器可以赌钱的软件能否將浪湧電壓限製在T1/T2可控矽整流管可以赌钱的软件VDSM/VRSM和 D1/D2二極管可以赌钱的软件VRRM以下。可控矽整流管過流不再一個難題。例如,並聯四個385V14mm金屬氧化物變阻器(MOV連接一個典型可以赌钱的软件EMI濾波器,當浪湧電壓達到6kV時,混合式整流橋可以赌钱的软件電壓限製在1100V遠遠低於TN5050H-12WYVDSM擊穿電壓和STBR6012-Y整流管可以赌钱的软件擊穿電壓。因此,該電路典型情況下能夠耐受6kV浪湧衝擊。


結論

為什麽選擇這個拓撲?

降低功率損耗、外觀尺寸,同時提高可靠性(相對於繼電器和主動限流器)

用新一代可控矽整流管和前端拓撲實現可以赌钱的软件穩健可以赌钱的软件解決方案。

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| 發布時間:2017.04.12    來源:東莞市正版赌钱app下载實業有限公司
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