直流電源模塊的3大發展趨勢(2)低壓大電流隨著微處理器工作電壓的下降，模塊電源輸出電壓亦從以前的5V降到了現在的3.3V甚至1.8V，業界預測，電源輸出電壓還將降到1.0V以下。與此同時，集成電路所需的電流增加，要求電源提供較大的負載輸出能力。對于1V/100A的模塊電源，有效負載相當于0.01Ω，傳統技術難以勝任如此高難度的設計要求。在10mΩ負載的情況下，通往負載路徑上的每mΩ電阻都會使效率下降10%，印制電路板的導線電阻、電感器的串聯電阻、MOSFET的導通電阻及MOSFET的管芯接線等對效率都有影響。新技術的發展能把對電路整體布局至關重要的功率半導體和無源元件集成在一起，構成功能完善的基本模塊，降低了通往負載路徑上的電阻，從而降低了功耗并縮小了尺寸。利用基本模塊組合起來的多相設計技術逐步得到推廣。由于每相輸出電流減小，可以采用較小的功率MOSFET和較小的電感器和電容器，這樣也簡化了設計。市場上已出現的基本功率模塊封裝只有11mm×11mm大小，開關頻率1MHz，級聯多個模塊和相關元件，可獲得大于100A的工作電流，與其它采用分立式元件的電路相比，其效率提高了6%，功率損耗降低25%，器件尺寸縮小50%左右。(3)利用軟件設計電源如今通信系統中，直流電壓的品種不斷增加，功率密度和集成度的提高亦增加了設計難度，傳統的手工設計與驗證已無法適應快速變化的市場需求，于是，電源輔助設計軟件應運而生了。這些軟件可指導元器件選擇，并提供材料清單、電路仿真及熱分析，縮短了電源設計的周期，提高了電源的性能。輔助設計軟件可使用多種參數定制電源，包括輸入及輸出電壓范圍、較大輸出電流等，引導設計人員進行器件選擇，它包含完整的變壓器設計，使用多種拓撲方法來綜合電路，按成本或效率進行優化，并輸出元件清單。◆SBW大功率自動補償式交流穩壓電源◆產品介紹:SBW(DBW)系列大功率自動補償式交流穩壓電源，又稱補償式穩壓器，由柱式調壓器、伺服電動機、自動控制電路等部件組成，是采用伺服電機驅動碳刷改變柱式調壓器線圈匝數比來完成穩壓功能的一種大功率高性交流穩壓電源。當電網電壓不穩定或負載功率變化時，自動控制電路按輸出電壓的變化驅動伺服電機，調整接觸式自耦調壓器上碳刷的位置，使輸出電壓調整到額定值，實現自動穩壓。主要特點：1、穩壓器由補償電路、電壓檢測電路、伺服電機控制電路及減速傳動機構、保護電路等線路組成。2、電壓調整方式為非段性，電壓呈線性升降壓，輸出電壓連續可調。3、穩壓范圍寬、精度可調、效率高、輸出波形無附加失真，能適應各種負載。4、制造容量大、單柜式可至300KVA，多柜式可至3000KVA，適合大型生產線、中央空調或整廠使用。5、過載、過壓、短路缺相及機械傳動機構故障自動保護。6、自動穩壓狀態與手動調壓狀態可切換，方便不同的使用要求。主要應用：整廠或整條生產線的穩壓，適合大功率儀器設備的穩壓需求，普通穩壓需求的數控車床，CNC加工中心…高頻開關電源的電磁干擾分析下面從干擾源的角度來分析開關電源所產生的干擾：1.一次整流回路產生的電磁干擾高頻開關電源的輸入普遍采用橋式整流、電容濾波性整流電路。在這樣的一次整流賄賂重，由于整流二極管的非線性和濾波電容的儲能作用，整流二極管只有在交流輸入電壓大于濾波電容充電電壓時才能導通，輸入電流脈沖大于平均電流的5到10倍以上，成為一個時間很短、峰值很高的周期性畸變電流，該電流脈沖含有高次諧波分量，如不加抑制則會對電網產生嚴重的諧波污染。2.開關管工作時產生的電磁干擾由于高頻開關電源的開關管工作頻率很高，開關管的電壓、電流切換速度很快，其傳導干擾和輻射干擾也非常強。開關電源工作過程中，由初級濾波大電容、高頻變壓器初級線圈和開關管構成了一個高頻電流環路，該環路包含有典型的梯形電流波形，因而具有高頻諧波分量（典型的數值在數兆赫茲范圍），這會產生較大的輻射干擾。如果一次整流回路的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式傳導到交流電網中去。另一方面，當原來導通的開關管關斷時，由于電流突變，變壓器繞組漏感所產生的反電動勢U=-Ldi/dt會疊加在關斷電壓上，因而會在變壓器初級線圈的兩端出現較高的尖峰電壓和浪涌電流，其所含有的高次諧波會反饋到電網形成諧波干擾，同時這些諧波還將以輻射方式干擾其他設備的工作。3.二次整流回路產生的電磁干擾高頻開關電源在工作過程中，二次整流回路重的整流二極管也處于高頻通斷狀態。脈沖變壓器次級線圈、整流二極管和濾波電容構成的高頻開關電流環路所含的高頻諧波分量會產生較大的輻射干擾。如果二次整流回路的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式混在輸出直流電壓上，影響負載電路的正常工作。另一方面，高頻整流回路中的整流二極管正向導通時有較大的正向電流通過，在其反向截止時由于PN結中有較多的載流子積累，在短時間內要讓存儲電荷消失就會產生反向電流浪涌，這樣致使載流子消失的反向恢復電流急劇減少而發生很大的電流變化（di/dt），因而形成了很強的高頻衰減振蕩。3.分布電容引起的干擾開關電源工作在高頻狀態，因而其分布電容不可忽略。一方面散熱片與開關管集電極間的絕緣片接觸面積較大，且絕緣片較薄，因而兩者間的分布電容在高頻時不能忽略。高頻電流會通過分布電容流到散熱片上，再流到機殼地，產生共模干擾；另一方面高頻變壓器的初次級之間存在著分布電容，會將原邊電壓直接耦合到副邊上，在副邊作直流輸出的兩條電源線上產生共模干擾。由以上分析可知，作為工作于開關狀態的能量轉換裝置——高頻開關，其電源的電壓、電流變化率很高，產生的干擾強度較大，干擾源主要集中在功率管開關期間以及與之相連的高頻變壓器上。