开关稳压电源 (高频开关电源)

1、开关电源应用,处处有你的身影,医疗,通讯,测试,办公电脑,汽车,交通,家电,民用设备,如果信号是蓝,电源就是红,蓝没了还可以加,红没了就要命重新来过了。

明纬开关电源,自制开关电源

图1 电源应用

2、电源分交直流,电池分一次和二次啥意思?储能越来越火了。……

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图2 源

3、没有绝对的直流,也没有绝对的交流,变和不变是相对的,电源是怎么来的,源泉变化

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图3 能量源

4、爱迪生和法拉第之争,最后是因为AC好输送,但是最终用电设备往往是直流,所以得变啊。

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图4 变换

5、变,孙悟空有72变,猪八戒36变,开关电源有交转直,还有直转交,正变和逆变。

其中正变(我给他命名的)又分傻大粗的线性变换和开关变化,开关变换里又分硬来和软开关。

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图5 变得方向和变得粗暴比较

6、如何正向变换,整流,平滑,理顺羽毛,爱护羽毛,离不开单向阀和电感和电容的平滑,电感平滑电流,电容储能平滑电压。谁发明的电容和电感,也是神仙,估计是想到了水车和湖海之妙……,至少我敬佩,佩服的五体投地,是不是上帝派来的??

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图6 整滤

7、电源的骨架构成,肉和骨架:1:LRC:2 半导体 二极管 3、三极管,MOS管 4 IC:运放,比较器,431,安全隔离,控制器,驱动器等。这就是和人一样,闭环的,稳定的系统,吃喝拉撒睡的所有*器武**自己解决。

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图7 POWER就这些构成

8、各种形状都来了,男人和女人,高矮胖瘦,我++,适配,怎么适配,男女搭配……

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图8 形态

9、一个电源搞不定,鞭长莫及……,那就多级转换,分布来搞事,男人,女人,男人,女人,构成多级级联……,中间产生了标准间,模块,集装箱思维。

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图9 分布级联供电架构

10、技术细节,啥叫线性,搞毛线,还是?都不是,是指的半导体处于线性区,没有开关晃动,让你眼晕,所以靠谱,就是太闷了,笨重脑子笨,很多人不喜欢,偶尔用用。

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图10 线性电源

11、啥叫开关电源,传说中渣男?经常炫技,优点是脑子活,体积小巧会来事,会产生毛刺,但是效率高,女孩子很喜欢,因为关键时刻能够大显身手。放的上牌面,绿色环保,双碳节能,你看看那个丈母娘不喜欢……

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图11 开关电源

12、开关电源又有各种技能婊(?打错了),能升压,能降压,隔离和非隔离,非隔离是爷爷,隔离是孙子,没有爷爷就没有孙子。爷爷技能就是通过间断的半导体开关去取能量,然后通过LC的方式平滑,通过闭环稳定持续的传输能量。爷爷的必杀技。

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图12 非隔离

13、爷爷能屈能伸展,可升可降,只是变个戏法而已,最关键的爷爷还懂得不用电感的大招,开关电容,左手右手互捯,有点像周博通,服了……开关电容,尼玛……

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图13 开关电容

14、爷爷再牛也是老了,还得看孙子的,隔离的孙子玩转开关电源,到处可见,反激,储了,放了,储了,放了,技术很熟练,入门弟子必须知道的*弟弟小**。正激,大哥哥,你真行,各种功率各种花样,你真会整活,不亏为真传弟子,习得了九阳神功。

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图 14 隔离反激和正激

15、小弟和大哥都有亲戚,亲戚中有人也上了清华北大,顶梁柱

RCC是捡破烂的,便宜;早期用,现在高富帅也走低端路线了,所以市场猥琐了;

正激中的清北高材生,推挽是拉锯战,强项是低压大电流输入;半桥是高压*功中**率输入,全桥更是高压大功率,一个清华,一个北大,越来越多,再加软开关,外国镀镀金,基本全是他们的天下了,正所谓天之骄子,当仁不让啊。中国崛起还得考技术和人才啊。活好,还搞笑,(高效),你说丈母娘喜欢长得帅,又有钱的,还是喜欢RCC又猥琐的?

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图15 反正都可以

16、拒绝浪费,留学归来,软开关,发电到用电,不能做无用功,搞PFC和THD,谐波控制,无用功控制,来多少,用多少,有钱也得节约,为子孙后代造福。

那天电磁转换损耗再降下来,99.9%的电源就来了,不是梦,就像超导体,法拉第他孙子还要加油……。

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图16 提效

17、除了开关部分,整流部分,二极管也得使劲了,搞成MOS管,不能只领导用力,大家都配合哈,通过主管的控制逻辑,延时驱动MOS整流,或者自己驱动自己都可以,提高效率哈;另外电源毕竟是有寿命的,最好状态能可维护,可查阅,监控你,怎么办?数字话吧,MCU,DSP也能办理,检测,PID,发波,驱动,一气呵成,怎得成了母仪天下了,是的数字化了,模拟的江湖只剩下三次电源了。因为比较贵点,但是没毛病。

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图17 整流及数控

18、没有爱迪生,就没有电灯泡,没有法拉第就没有电气时代,没有法拉第,电源电转磁,磁生电的磁性器件就没有开关电源,开关电源核心器件就是电感和变压器,独霸武林,很多兄弟对变压器很陌生,因为各种形状不说,还容易饱和,还有磁耦合,看不见摸不着,是不是崇拜磁力线法拉第了,这就是神人。咋想的,电源,夏天享受着空调,电……,感谢你,祖宗。

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图18 回归主角LC

19、开关电源是美了,但是也有缺点,脾气大,EMC噪声大,还有时有啸叫和抱怨,咋办,用你的温柔感化他,LC滤除掉,用你的胶水粘住他,不要乱叫……,用你的肩膀吸收掉他的唠叨和接纳他,终于心里平静了,还是你了解她……

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图19 EMC和噪声

20、有了电,用的爽了,有些地方断了会造成巨大经济损失要命的,工业生产制造或者医疗,或者有些用来逃生的,根据情况配置UPS。上中下三档100W,1000W,上WW。钱越多,活越好。没有白花的票子。

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图20 UPS

21新时代,除了生物煤炭推动蒸汽机发电,水力发电,核电,又增加了风力和太阳能发电,越来越多,电网稳定性和电力路由器分配组网储能+供血分配系统,人类在利用能量的道路上越来越绿色环保。吃穿住行用,电池储能技术,EV,HEV越来越多。锂电池是做开关电源的必经之路了,什么mppt,逆变,OBC,charger本来就是属于电源范畴。加油了。

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图21 太阳风和风能+储能分配时代

22上菜:玩车必杀技之开关电源:

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图22 车技之EV和HEV?

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图23 HEV与EV(BEV)的比较

最大的不同点在于,HEV是通过并用燃料式发动机与电马达行驶,而EV仅依靠电马达行驶。为此,对于EV而言,从外部电源为驱动用电池充电的系统变得不可或缺。电池容量越大,续航距离则越长。为此,EV的电池尺寸存在增大的趋势。同时,为了缩短充电时间,电池电压存在升高的趋势

《EV(BEV)的特点》

  • 电池尺寸比HEV大,且为了延长续航距离,存在着不断增大的趋势。
  • HEV的电池电压大约为150~300V,而EV则达到了大约400~600V以上,属于高电压。
  • 通过商用交流进行充电时,需要使用车载充电器。
  • 需要对数kW的大电力进行处理的BMS(电池管理系统)。
  • 车载充电器的基本结构与作用

EV的插电充电系统分为快速充电与普通充电2种。安装于高速公路的服务区/停车区及大型商业设施等的充电桩属于快速充电。由于使用从高压受电设备输送的三相交流,因此具有充电时间短的优点,但由于需要专用充电基础设施,较为花费成本。普通充电是使用商用交流的方式,通过家庭室外插座等,利用电缆连接EV进行充电。与快速充电相比时间较长,但其拥有无需特意前往装有充电桩的场所,在家里随时可进行充电,且费用较低的特点。但插电充电方式中,无法直接以交流方式对电池进行充电,因此需要使用车载充电器转换为直流。车载充电器的基本结构如图2所示。

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图24:车载充电器(OBC:板载充电器)的基本结构,熟悉的配方

在车载充电器中,商用交流首先通过AC区域进行整流、平滑化,之后通过PFC(改善功率因数及抑制谐波电路)区域被送往DC-DC转换器。DC-DC转换器将输入电压转换为合适的输出电压,并发挥着对驱动用电池进行充电的作用。与普通电子设备中搭载的DC-DC转换器不同,车载充电器的DC-DC转换器在高电压下使用,同时,为了延长续航距离,其要求具备高转换效率。为此,采用LLC谐振型DC-DC转换器(以下称为LLC转换器)的生产商不断增加。 LLC转换器谐振电容器

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图25:电流谐振型LLC转换器的电路示例(全桥型)

Lr、Lm为变压器的漏电感以及励磁电感,与电容器Cr一起构成谐振电路。由于是由2个电感(L、L)与电容器(C)构成,因此称为LLC转换器。该电路中,由于谐振电容器与变压器串联,因此该类型称为串联谐振型或电流谐振型。普通DC-DC转换器中采用的是PWM(脉冲调幅)方式,即通过控制以一定开关频率向变压器传输的脉冲电流幅度得到所需的输出电压。而LLC转换器则是PFM(脉冲调频)方式,即脉冲幅度保持一定,对开关频率进行控制。

至此,你了解了电源基本家族,当然里面的技术细节很多,图说是目的让新手有个总体认识,图片来自网络,感谢电源前辈们的付出,我不生产水,我只是大自然的搬运工,感谢支持。