开关电源开关电源概要之直流稳压电源的分类
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开关电源开关电源概要,电源的作用我们为了得到电能,使用发电厂输送的商用电源。然而,这种交流电压不能使OA、FA等电子机器部件内部使用的IC和电子部件动作,反而会因高电压致使它们破损。为了使这些IC、电子部件动作,必需提供稳定的直流电源。使商用电源从交流电压转换为稳定的直流电压的装置被称作「电源」或「直流稳压电源」。
直流稳压电源的分类
如果从控制方式来大致区分直流稳压电源,则可分为以下2类。一般来说,被称作电源的是指「开关方式」和「线性方式 」的电源。目前以开关方式为主流。
开关方式电源
开关电源是指:输入商用电源,利用半导体的高速开关作用将它转换成高频电能,从而得到所需的直流电。它的特长是小型、重量轻、高效率,几乎作为所有电子机器的电源被广泛使用。
优高功率小型、重量轻能扩大输入电压范围缺点产生噪声1次侧冲击电流大开关电源的选择方法选择的基础选择开关电源时的要点如下。
开关电源 用语说明项目内容详细说明效率(%)输出功率、输入有效功率。可以说,电源效率越高,内部损耗就越小。--输入条件电压范围外加在交流输入端子上的电压。电压的变动范围记载在( )中。--频率外加在交流输入端子上的电压的频率电压后在规定的输出电压可变范围内进行使用。
2 输出电压×输出电流不超过额定输出容量,并且输出电流应在额定输出电流以下进行使用。
3 输出电压调整片(V.ADJ)可能破损,请尽量不要施加过强的力量。输入变动是指在一定的输出条件下,仅当输入电压在输入范围内缓慢变动时输出电压的变动值。负载变动
是指在一定的输出条件下,仅当输出电流在输入范围内缓慢变动时输出电压的变动值。温度变动仅当操作环境温度变化时输出电压的变动值。关于耐压试验在输入-外壳(FG)之间施加高压时,通过内部静噪滤波器的L.C,能量积蓄起来。然后将耐压实验的高压用开关、计时器等接通、切断,产生脉冲,内部部件可能损坏。为了防止这种脉冲电压的产生,可以用试验机的电位器逐渐降低外加电压,或者零交叉接通、切断。此外有些机种为了保护开关电源不受输入浪涌电压的影响,在输入线间和输入-ACG间插入了浪涌吸收器。进行耐压试验前,请拆下前面的FG端子和ACG端子间的短路片。如果不拆除短路片,在耐压实验中会被切断。(参照下图)关于绝缘电阻实验有些机种为了保护开关电源不受输入浪涌电压的影响,在输入线间和输入-ACG间插入了浪涌吸收器。测定绝缘电阻前,请拆下前面的FG端子和ACG端子间的短路片拆下。如果不拆除短路片,电阻值将降低。(参照下图)过电流保护功能对象机种:所有机种
避免过电流(包括输出短路时)导致开关电源本身和负载破损的保护功能。如果负载电流超过过电流检测值(因机种而异),保护功能将启动,限制输出电流。还可根据过载情况(负载的阻抗)降低输出电压。降低水平根据过载情况、负载线的阻抗而变化。主要机种的过电流保护功能动作时的输出电压的下降特性可分为以下6种。这些降低特性还代表了AC输入接通时输出电压启动过程中可实际提供给负载的输出电流的限制值。连接低压启动的负载(DC-DC变压器内置)和容易流过浪涌电流的电容性负载等的场合,请考虑过电流保护降低特性的倾向和负载侧的启动特性选择开关电源。
一般认为倒L降低在启动时有利。过电流降低特性倾向主要的型号フ形降低电压下降时的输出电流也象被限制一样下降。当过电流状态解除后输出会自动恢复正常(自动复位)S82K3W、7.5W、15WS8VS15W倒L形降低电压下降时的输出电流基本保持一定。当过电流状态解除后输出会自动恢复正常(自动复位)。S82J100W(5V、12V、15V)、150W、300WS82K90W、100WS8TSS8T-DCBU-02S8VS240W过电流降低特性倾向主要的型号フ形降低间歇动作电压下降时的输出电流也象被限制一样下降。当电压下降到一定程度后输出变为断续,以减轻开电源自身的负担(自动复位)。S82J倒L形降低间歇动作电压下降时的输出电流基本保持一定。当电压下降到一定程度后输出变为断续,以减轻开关电源自身的负担(自动复位)。S8PS
300WS8VS30W,60W,90W,120W.180Wヘ形降低间歇动作电压下降时的输出电流增加。当电压下降到一定程度后输出变为断续,以减轻开关电源自身的负担(自动复位)。S82J50W,100W(24V)S82K30W,50WS8PS50W,100W,150W倒L形降低切断电压下降时的输出电流基本保持一定。但当过电流状态持续一定时间后输出将会被切断。复位时需要重通电。S82J600WS8PS600W
1 连接内置了DC-DC变压器的负载(PLC、数字面板仪表等电子设备)和容量性负载时,启动时过电流保护可能启动,导致开关电源无法输出。
2 在输出短路和过电流状态下持续使用时,可能导致内部元件的劣化、破损,请注意。
3 在负载侧短路时,根据正在使用的负载线的阻抗等,实际降低的电压会有所变化。
4 降低特性倾向即使相同,但实际的特性(输出的电流、电压等)因机种而异。
5每种机种都有各自的注意事项。
过电压保护功能对象机种:S8E1(5V输出)、S82J(100W/5V、24V输出、300W、600W)、S82J-D7、S82W、S8TS、S8E3 (仅V1输出)、S8PS、S8VS、S8PE-J、S8T-DCBU-02、S8VM为防止因开关电源内部复位电路的故障等给传感器等负载造成过大的电压,检测到过电压后立刻切断输出的一种保护功能。复位时,请将输入电源OFF后放置一定时间再重新接通输入电源。
1 开关电源的过电压保护电路动作时,开关电源本身可能发生故障。过电压保护电路工作后重新接通电源时请在拆除负载线的状态下确认输出电压。
2 输出侧受到来自外部(负载等)的浪涌等过电压时,过电压保护电路也可能动作。但是一部分机种为齐纳二极管方式,因此保护电路工作后不会重新启动。请将产品送去修理.S8E1(5V输出)的10W、15W、S82J-D7(10W)、S8VS(15W)
※详情请参考各型号页。远程感测功能利用负载线补充电压降时使用。(补正范围为额定输出电压的±10%)使用远程感测功能时,请拆下远程感测端子(通常交货时设为短路)的短路片,如下图所示连接。远程感测螺钉如果松动,输出电压将消失。请注意不要让螺钉松动。加粗负载连接线,利用开关电源的V.ADJ补充降低部分,有助于动作稳定性。通过在远程感测端子的+V、+S端子间加入可变电阻,即可通过外部操作实现输出电压的可变。请用0.5W以上的可变电阻器。远程控制功能在有输入电压的情况下通过外部信号将输出电压ON、OFF的功能。使用时,请拆下远程控制端子(通常交货时设为短路)的短路片,如下图所示连接开关或晶体管。远程控制端子间开放时输出电压消失。远程控制螺钉如果松动,输出电压将消失。请注意不要让螺钉松动。使用晶体管时请使用VCE =20V以上IC=5mA以上的产品。
并联运行对一台输出电流不够的负载,将开关电源并联来增加输出电流的一种运行方法。可并联运行输出的机种和接线方法一览表。输出的+V、-V并联连接。并联运行切换开关「PARALLEL」侧使用。S8TS(12V、24V)总线连接器连接。S82K(100W)、S8PS(300、600W)最多可连接同一型号的2台,S8TS、S8T-DCBU-02可连接4台,S82J(300、600W)最多可连接同一型号的5台。
关于其他机种,可能由于负载电流的不均衡使得使用时超出额定输出电流,因此无法并联运行。为了使各开关电源和负载间的电压降相同,请使用相同长度和粗细的负载连接线。N+1冗余运行对象机种 :S8TS将同一机种的开关电源N台并联(N=1时为独立运行)时,在并联运行台数(N)上加上冗余的1台形成N+1台来提高系统可靠性的一种运行方式。串联运行增加输出电压的运行方式。出可串联的机种一览表型号输出容量定额输出电压AC输入投入时可能会出现单侧开关电源不能输出的现象,在这种状态下放置不顾的话可能会导致内部回路破损。上述一览表的型号在串联连接运行下,可以进行不同输出容量、输出电压的组合。但负载中的电流应低于输出容量中较小一方的额定输出电流。(S8PE-J只能是同一型号下的串行运行)。
S82J-05024□□、S82J-10024□□、S8PS、S8VS和S8TS-02505 的负载如果短路,开关电源内部会产生反向电压导致开关电源劣化、破损。建议您如上图所示连接二极管(D1、D2)。二极管的种类、耐压、电流标准如下所示。后备运行一台的输出电流足够,但为了在一台出故障时能用另一台开关电源进行保护(后备)的一种运行方式。(单输出开关电源所有机种均可进行后备运行)。开关电源A、B请使用相同机种。应确保由A或B中的一台可以提供负载容量。后备运行时,为了确保开关电源故障模式后备侧的开关电源不受影响,开关电源A?B都必须如上图所示连接二极管。
二极管的种类、耐压、电流的标准如下。
二极管D1、D2的正向电压下降多少,开关电源A、B的输出电压设定就高多少。此外,二极管会产生开关电源输出电流(ⅠOUT)二极管正向电压(VF)的功率损耗,因此为了让二极管的温度降到规定值以下,必须进行冷却。负载的功率和二极管会产生功率损耗,请确保不要超过一台开关电源的额定功率(额定输出电压×额定输出电流)。±(正负)输出的做法由于是浮动输出(初级电路和次级电路分离),可以用 2 个开关电源形成±输出。及作为±输出使用时,请如下图所示连接同一个开关电源。±输出在所有机种中都能实现,但如果负载是操作放大器等可能串联运行的场合,开关电源接通时可能发生启动不良,引起内部电路损坏,因此请如下图所示连接旁路用二极管(D 1 、D 2 )。
关于谐波电流抑制
什么是谐波电流
大部分的开关电源都是电容器输入方式,因此相对于正弦波的输出电压,输入电流不是正弦波,而是尖耸的脉冲状的电流波形。这样的谐波电流如果流到工厂、大楼等的受变电设备中该设备中的机器会产生多余的热量,损伤设备,此外,会浪费能源,因此也是一个社会问题。