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了解工控设备电源等开关电源不一样的小知识(四)

来源:   发布时间:2019-06-13   点击量:82

了解工控设备电源等开关电源不一样的小知识(四)

相信在前面大家已经了解了一部分工控设备电源等开关电源不一样的小知识,本文继续来介绍开关电源设计折中的小知识,请大家往下看。

设计工控设备电源等开关电源是个充满矛盾的过程,鱼和熊掌不可得兼,需要平衡折中各种指标,这个火候的掌握和拿捏需要大量经验。前面谈了优化,现在谈折中,有时反而需要减少优化程度。

工控设备电源等开关电源的稳态性能与动态性能的折中
很多功率级拓扑,其稳态性能与动态性能通常难以兼顾,稳态性能好,动态性能就差,动态性能好,稳态性能就差。这种例子非常多,所以选择拓扑时,一定要根据要求和应用场合来合理选择。
即使同一个拓扑,其功率级参数设计时,也要考虑稳态性能和动态性能的折中。如:输出滤波器电感的设计,对效率而言,希望其越大越好,但对动态性能而言,则希望其小一点好,所以设计时需要折中。

工控设备电源等开关电源的功率密度与可靠性的折中
很多有更高功率密度的拓扑,其实现时会比较复杂,而且往往拓扑本身还有可靠性较低的隐患,所以,选择拓扑结构时也要根据可靠性和性能来进行具体折中。如一些实现软开关的拓扑,一般可实现更高的开关频率,具有更高的功率密度,但他们在实现的产品中,可靠性往往较低。

工控设备电源等开关电源的小信号性能与大信号性能的折中
在一个工控设备电源等开关电源中,有很多性能需要满足,利用不同的控制策略,不同的补偿电路会得到不同的动态性能。有些控制策略或参数对输入端的扰动具有较强的抑制能力,有些则对负载端的扰动具有较强的抑制能力,有的参数对小信号动态稳定性很好,但在大信号下,其可能不稳定,有的参数能满足大信号的要求,但小信号下其会变差,因此,要对大小信号的动态设计进行折中。

工控设备电源等开关电源的高低温下的设计折中
在一个工控设备电源等开关电源中,因各种参数都是与其工作时的温度有关,所以必须找出一组参数能在全部环境温度范围内满足所有性能指标,这需要做很多折中。
工控设备电源等开关电源的电性能与热性能之间的折中
在一个电源中,电性能(如电应力和EMI性能)与热性能之间的要求是矛盾的。为了获得好的EMI和低的电应力,希望功率元器件的回路尽量小,但这会使得各元器件之间的热影响更厉害,各元器件的损耗会更大。将各功率元器件之间的回路加大,可减小这种热影响,改善热设计,但因寄生参数的增加,会使器件的电应力增加,效率变低,EMI性能变坏,所以,电源中热与电两个设计是非常需要折中的。

工控设备电源等开关电源的关键部件的折中
在工控设备电源等开关电源中,有一些关键部件,在设计时需要折中。如:功率变压器的设计,对稳态效率性能而言,在变比等已经最优化后,希望其漏感最小,但在实现漏感最小的同时,往往会增加绕组之间的分布电容,这通常会增加共模EMI干扰和降低安全性。
另外,如驱动能力的折中。为了减小功率开关器件(MOSFET)的开关损耗,希望其开关过程尽量短,这可通过减小门级驱动电阻来实现,但在开关速度提高的同时,往往会增加电源的共模EMI,使得EMI特性变差。

工控设备电源等开关电源的其他折中
做好一个工控设备电源等开关电源,还有很多其他折中要做,总之,因为开关电源是一个在一定边界(由输入电压、负载电流和环境温度组成的长方体)之内,满足规格书要求的功率电子产品,既有功率处理和信息处理,又有热处理,所以,为了做好这样的产品,必须要做很多很多的折中。这要求开发人员了解如何在折中的基础上优化,在优化的基础上折中,使开发的电源产品达到最佳的性价比。

以上就是这些关于工控设备电源等开关电源的不一样的小知识,已经叙述完毕,如果想了解更多内容请关注成良官网。
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