最開關(guān)電源培訓教程交大

SwitchModePowerSupply開關(guān)電源開關(guān)電源電開關(guān)電源技術(shù)（一第一章緒論一、什么是開關(guān) 三、開關(guān)電源分四、課程電氣電氣工程開關(guān)電源技術(shù)（一為wwwPLCworldcn？——實用、重電一 10天前，27歲的從科技大學本科畢業(yè)3年后，又回到校園里讀書。不過這次的選擇間讀中專。他成為了省首位大學本科畢業(yè)后應(yīng)該的。電開關(guān)電源技術(shù)（一電力電子技術(shù)應(yīng)用的三大領(lǐng)電源領(lǐng)域——通信電源、計算機電源、網(wǎng)絡(luò)電傳動領(lǐng)域——wwwPLCworld

電力系統(tǒng)領(lǐng)域——無功諧波補償?shù)?，提高電能質(zhì)所謂靈活輸電系統(tǒng)（FlexibleACTransmissionsSystem，F(xiàn)ACTS）電開關(guān)電源技術(shù)（一

電開關(guān)電源技術(shù)（一電源發(fā)出電能的電（發(fā)電機、電池開關(guān)電源技術(shù)（一電源變換電能的電（線性電源、相開關(guān)電源開關(guān)電源技術(shù)（一開關(guān)狀態(tài)的電源，是電力電子電路的一 DC-DC：如個人、家wwPLCworldc

DC-DC：如可攜帶式產(chǎn)品(移 ，通信交換機二次電源DCAC-電開關(guān)電源技術(shù)（一本課程研究的開關(guān)電——電力電子器件wwwPLCworldcn作在開關(guān)狀態(tài)非性高頻——電力電子器件工作在高頻而非工直流——電源輸出是直流而非交電開關(guān)電源技術(shù)（一開關(guān)電源的NASA’ssolarpower電開關(guān)電源技術(shù)（一開關(guān)電源的Equippedwithcomputer,radio,display,etc.Batteryonthe電開關(guān)電源技術(shù)（一磁浮線上運行的Maglev電開關(guān)電源技術(shù)（一常見的開關(guān)電開關(guān)電源技術(shù)（一Basic開關(guān)電源的基本描AtypicalswitchingpowerdirectwwrectifyingtheACpowerlineandfilteringittoDCwithlargeelectrolyticcapacitors.

典型的開關(guān)電源從交流電2、Basic

開關(guān)電源技術(shù)（一開關(guān)電源的基本描述、thenfedtohighfrequencyhighpowerswitchingtransistorsthat"chop"DCintohighfrequencyAC,typicallyattensorhundredsofkilohertz,andfedtoatransformerwoundtogivethedesiredvoltageatthe

Q電2、Basic

開關(guān)電源技術(shù)（一開關(guān)電源的基本描述、highfrequencyhighpowerswitchingtransistorsthatchop"theDCintohighfrequencyAC。

電開關(guān)電源技術(shù)（一2、Basic開關(guān)電源的基本描述、ThesecondaryisrectifiedandfilteredagainproducethedesiredDCoutput

P

電開關(guān)電源技術(shù)（一2、Basic開關(guān)電源的基本描Whyusehighfrequency?Becausehighfrequencytransformerscancarryfarmorepower.1I.omgivenweightandldcnthanthoseoperatingat50.Also,thefiltercapacitorsattheoutputofthesupplycanbemuchsmallerthanthoseoperatingat50Hz.電開關(guān)電源技術(shù)（一

wldcn電

Whatis

開關(guān)電源技術(shù)（一former rld 線性電源的基本描電開關(guān)電源技術(shù)（一 s線性電源的基本描Big,heavyandexpensive50Hztransformeruwww conventional"linear"power電開關(guān)電源技術(shù)（一 s線性電源的基本描電開關(guān)電源技術(shù)（一Comparisonof“Linear”and“Switching” 線性電源與開關(guān)電源的1瞬態(tài)

電開關(guān)電源技術(shù)（一Comparisonof“Linear”and“Switching” 線性電源與開關(guān)電源的線性電體積

電開關(guān)電源技術(shù)（一Comparisonof“Linear”and“Switching” 線性電源與開關(guān)電源的濾波效率高線路形式

電開關(guān)電源技術(shù)（一Comparisonof“Linear”and“Switching” 線性電源與開關(guān)電源的

電開關(guān)電源技術(shù)（一電

開關(guān)電源技術(shù)（一①串聯(lián)型——buck②并聯(lián)型——boost ③倒極性——buck-boost ⑤sepic ⑥zeta正激變換器——forward

電開關(guān)電源技術(shù)（一ToallofEEstudentsand

電氣設(shè)備容量的決定發(fā)熱電氣開關(guān)電源技術(shù)（一*功能(Functions)·電源調(diào)整率(LineRegulatioww·綜合調(diào)整率(Combine·輸出紋波及噪聲(OutputRipple&Noise,·輸入功率及效率(InputPower,·動態(tài)負載或暫態(tài)負載響應(yīng)時間(DynamicorTransient·電源良好/失效(PowerGood/Fail)（平均無故障時間meantimebetween·起動(Set-Up)及保持(Hold-Up)時電開關(guān)電源技術(shù)（一*保護動作(Protections) Ovwwld·短路保護(ShortCircuit·過功率保護(OverPower電開關(guān)電源技術(shù)（一*安規(guī)(Safety)·輸入電流、漏電安全間距·溫度抗燃：零組件需具備抗燃之安全規(guī)格，工作溫安全規(guī)格內(nèi)·機殼接地：需於0.1歐姆以下，以避免漏電觸電 ·變壓輸出特性：開路、短路及最大伏安(VA)輸·異常測試：散熱風扇停轉(zhuǎn)、電壓選擇開關(guān)設(shè)電開關(guān)電源技術(shù)（一*電磁兼容(EMC) 供應(yīng)器需符合相應(yīng)國際和 家標準要求（CISPR22、CLASSB之傳導與幅射的4dB裕度）電源供應(yīng)器需在以下三種負載狀況下測每個輸出為空載、每個輸出為50%負載、每個輸出為·傳導干擾/免疫：經(jīng)由電源線之傳導性干擾/·輻射干擾/免疫：經(jīng)由磁場之輻射性干擾/免電開關(guān)電源技術(shù)（一*可靠性(Reliability)

測試：高溫(約50-60度)及長時間(約8-24小時)·Inrush:開機輸入沖擊電流，開關(guān)電源對供電系統(tǒng)開、關(guān)重復次數(shù)試驗電開關(guān)電源技術(shù)（一*OthersDischarw(Interrupt)，直接ESD接觸時不應(yīng)造成過激(Overshoot)或欠激電開關(guān)電源技術(shù)（一Coursewldcn——Academic電 授課內(nèi) 授課內(nèi)容授課式作業(yè)實驗1開關(guān)穩(wěn)壓電源線性穩(wěn)壓電源書結(jié)缺點比較，開關(guān)穩(wěn)壓電源基本分類和應(yīng)用領(lǐng)域2開關(guān)電源基本拓撲結(jié)構(gòu)（上的電感和電容關(guān)系 C作用論結(jié)2boost電路1開關(guān)電源基本拓撲結(jié)構(gòu)（下?lián)浣Y(jié)構(gòu)，開關(guān)論結(jié)2流關(guān)系分析和2正激變換器工作原正激變換器選擇，變換器像結(jié)11反激變換器工作原反激變換器的基本工作原理氣壓關(guān)電子書結(jié)1選擇，變換w開關(guān)電源技術(shù)（一 授課內(nèi) 授課式

作業(yè) 備實驗

212 1

推挽變換器、半橋變換器和全橋變換開關(guān)電源的控制方法wwwPLCworld，比較優(yōu)缺磁性材料和磁變壓器及電磁芯的磁化方、料性居溫等導體的直流電和流阻集效和。

電子 書結(jié)電子 書結(jié)書結(jié)論結(jié) 高頻變壓器的設(shè)

開關(guān)電源技術(shù)（一 2周 周 周七

書書結(jié)1電子1件與踐結(jié)電子件與論結(jié)電子件與書結(jié)電子件與書結(jié)電子1件與論結(jié)電抗器的設(shè)計步驟，包括線徑、匝數(shù)、氣隙、感量、電流開關(guān)損耗和吸收回開關(guān)損耗的構(gòu)成，開關(guān)動態(tài)損耗，常見的開

周ww

12 1

電源吸收回路，RCD開關(guān)電源熱熱阻的概念開關(guān)穩(wěn)壓電DC/DC變換器硬開關(guān)的缺壓開關(guān)和零電流開關(guān)的實壓開關(guān)和零電流開關(guān)的實現(xiàn)方壓開關(guān)和零電作業(yè)實驗授課內(nèi)作業(yè)實驗授課內(nèi)容間上上2開關(guān)電源設(shè)計書結(jié)考核形式和成績評期末考試占60（開卷）電張占松，蔡宣三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計．電子工楊旭等．開關(guān)電源技術(shù)．：機械工業(yè)AbranhamI. SwitchingPowerSupply劉勝利．現(xiàn)代高頻開關(guān)電源實用技術(shù)．電子工業(yè)人民郵 .開關(guān)電源系 科 實用電源技 趙修科.開關(guān)電源中磁性元器件 MartyBrown，開關(guān)電源設(shè)計指南，機械工業(yè)電Thankyou電開關(guān)電源技術(shù)（二第二章常用元一、電 、四、晶五、MOSFET1開關(guān)電源技術(shù)（二無源R有源

w D 2開關(guān)電源技術(shù)（二3電表面貼裝-4電金屬膜電氧化膜電

徑碳膜電

鋁殼電可調(diào)電高壓片狀玻膜電

貼片電

陶瓷電玻封熱敏電 網(wǎng)絡(luò)電

功線繞電高壓電

光敏電

壓敏電5貼片電LWPCworldMN貼片電度圍JK℃±5%Prn7碳膜電名 型

薄膜電型型w.9I 050RN55wwwld 阻值范0.1Ω-22M0.1Ω-22M0.1Ω-22M0.1Ω-22M0.1Ω-22MF（±1）；D（±0.5）；C（±0.25）；B（±0.10）；J(±溫度系C1（±100）C2（±50）C3（±25）C5（±15）C6（±10額定功率(WP工作電200尺0450.繞線電繞線電ABCDEFGHIJKLMO666666666w1HM .m586586586586586698698698666壓敏I.cm20V一般選擇

V

壓敏電(8/20μS(參考值 1kHz(55555www5orld555595855555電電阻值（E24、精度（誤差（±0.01%,0.05%,0.1%,0.25%,最大電壓（封裝溫度系

額定功率（封裝、降額開關(guān)電源技術(shù)（二電高壓陶瓷電 貼片陶瓷電 瓷片電CBB電 鉭電解電 鋁電解電電 獨石電 安規(guī)電貼片mCBB電特點及用☆金屬化聚丙烯膜卷☆環(huán)氧樹脂包封，CP☆☆☆高頻損耗極小，內(nèi)部溫升很低wwwPLCworldcn技術(shù)要求☆氣候類☆額定電壓：50V、☆電容量范圍：0.01-☆電容量偏差：J(±5%☆耐電壓☆絕緣電阻：≥50000MΩ,CR≤0.33μF≥15000s,☆損耗角正電容的高頻模無極 有極 電θδθδ

Z

損耗因損耗正切角tanδ功率因數(shù)cosθ開關(guān)電源技術(shù)（二二極二極管的二極I I

正向恢復時間dtUttFdfttdtUttFdftttt RdRdI電流下降時間：tft2 反向恢復時間：trr=td+ 反向恢復時間：trr=td+恢復特性的軟度：下降時間與延遲時間的比tf/td，或稱恢復系數(shù)，用Sr表二極二極管的主要類型整流二極管（Rectifiertrr>5us，一般用于開關(guān)頻率1kHz以下的整流電路（低——正向電 和反向電 可以達到很高，分達數(shù)千安和數(shù)千伏以上PLCworld快恢復二極管trr很短的二極管（trr=幾十~幾百ns）。一般電路——PowerSchkyDioe：trr很短（trr=10~40ns）正向壓降較低，一般用于高 二極二極管的主要正向平均電流IF（AV）：指在規(guī)定的管殼溫度（TC）和散熱條下，允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均正向壓降UF：指在規(guī)定的溫度過某一指定的穩(wěn)態(tài)電流時對應(yīng)反向重復峰值電壓URRM：指電力二極管所能重復施加的反向最值電壓——通常是其雪崩擊穿電壓UB的使用時，往往按照電路中電力二極管可能承受的反向最值電壓的兩倍來選定。最高工作結(jié)溫TJM：指在PN結(jié)不致?lián)p壞的前提下，PN結(jié)所能承受最高平均結(jié)溫——通常在1250C~1750C浪涌電流IFSM：指電力二極管所能承受的最大的連續(xù)一個或幾個周期的過電流 開關(guān)電源技術(shù)（二www三極 極限參 直流參 VVVVbVV5 60- 60-5 560-5 560-6 85-6 85-51 60-51 60-開關(guān)電源技術(shù)（二Power功率半導體的應(yīng)用晶體

結(jié)絕緣柵

耗盡增強

P溝N溝MOSFET的封裝形工作原導通、關(guān)斷條

導通條件：柵極加正關(guān)斷條件：柵極電壓為零或加負電壓（-優(yōu)電流增益大，驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單開關(guān)速度很快，工作頻率很高正易并聯(lián)均缺通態(tài)電靜態(tài)參正向通態(tài)電阻漏極電壓漏極電流ID、最大漏極電流漏極擊穿電壓UBDS柵極開啟電壓柵源擊穿電壓UBGS:一般為±20V極間輸入電容輸出電容反饋電容幾點說明①電力MOSFET開關(guān)速度取決

iss的C

CGS

GCGC②使用時，柵極不

MOSFET的主要寄生開關(guān)電源技術(shù)（二worldcn 的封裝最大集射極間電壓UCES——由內(nèi)PNP晶體管的擊穿電壓最大集電極電流——包括額定直流電IC和1ms脈寬最大電流ICP下允許的最大

材高頻功率電子電路中離不開磁性材料。磁性材料主要用于電路中變壓器、扼流圈(包括諧振電感器)材本章中兩個重要磁性材料(Magneticmaterials)有個磁飽和問題。如果磁路飽和，會導致變壓器電磁性材料的另一個問題就wwPLCworldcn點溫度(CurieTemperature)(130材開關(guān)電源技術(shù)

MagneticFluxDensity（磁通密度[磁感應(yīng)強度]） SaturationFluxDensity（飽和磁密） magneticFieldStrength（磁場強度）wPLCword umAmplitude在退磁曲線中BH之積在某一點處達到最大值,通常記作(BH)m,叫最大磁能積.材基本定H

N d材磁滯損耗、渦流損開關(guān)電源技術(shù) 磁滯損耗Theareaenclosedbythehysteresisloopisameasureofhysteresislosspercycle.材渦流損耗材剩余損耗的過程中，磁化www

并不是隨磁化引起剩余損耗的材銅 件繞組的電阻的直流銅影響

耗、溫升和效所以繞組導線的材高頻下的磁B和H之間就存在相位的曲線面積大，且形材開關(guān)電源技術(shù) 磁性材料的劃分B=0的磁場強度(magneticfieldstrength)稱為矯頑力Hc軟磁性

HcwCworldn0磁性

永磁性材料Hc102104半硬磁材料Hc20300材硬磁性材(magneticallyhard矯頑力(coercive最大磁能積(BH)max材

碳鋼鎢鋼鉻鋼等永磁鋼;鐵鈷鋼用于羅盤儀里程表等儀表中磁電式儀表永磁電機

小型儀表繼電器

傳感器, ,電子聚焦裝置,磁推軸承,力矩電機

要用于核 ,磁懸浮列車等微波器件磁力選礦機磁分離器等精度不高的場合材在開關(guān)電源中的應(yīng)材軟磁性材料(magneticallysoft

軟磁材料具有小的矯頑wwwPLCwo(oerciveforce)和高的初始磁導率(initialpermeability)。它在電力電子應(yīng)磁導率飽和磁感應(yīng)強度(saturationflux鐵損(ferrite居里溫度(curie材對軟磁材料的具有較高的飽和磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度高，相同磁導率要對要求一定磁通量的磁器件，選用μ值高的材料，就可以降低外磁場μwwPLCworld要求具有很小的矯頑力Hc和狹窄的磁滯材料的矯頑力越小場中磁滯損耗就電阻率ρ在交變磁場中工作的材軟磁性材料(magneticallysoft

含碳量在0.04%以下Bs大Hc小r可達13000以上電阻率小 .%,1mm一般用于磁場強度較高的場合電機變壓器電抗器互感器等%,%,MO.Fe2O3M代表CuMnNiMgZn,Co等二價金屬原子

分鐵基和鈷基兩種材常見軟磁材料POTCORE(罐形

RM

EPCEC E ETD材常見軟磁材料PQ

U

UEP

BALUM SIXHOLE（多孔材常見軟磁材料

CABLELOWPROFILE 材常見軟磁材料

TOROIDALSOLIDCENTERRM材骨材LowprofiletransformeronPCB(平面變壓器材DC/DCDC/DCConverterwithIntegratedPCB材常見軟磁鐵氧體的功功GUGU

4-10-

頻率鎳鋅鐵1--鎂鋅鐵不如鎳鋅鐵氧體低頻不如錳鋅體EE材 材GJB1435－92GJB1521－92GB/T15290-1994尺寸IEC1007IEC61248:1996材材電路(Electric

歐姆 RR4

wwwPLCworlE

Kirchhoff第一Kirchhoff第二材電路(Electric

磁路(Magnetic RR4E

F材磁路(MagneticCircuit)基本磁(通wwwwwwCwoldF

FF=N?

(2)

磁密均勻BS 材磁路(MagneticCircuit)基本定律(續(xù)mm

IF

m Rm(對于截面S,長度l的均勻磁路

1 RmRm1材磁路(MagneticCircuit)基本定律(續(xù)磁路IwwwPLCworld

mR

依據(jù):材磁路(MagneticCircuit)基本定律(續(xù)Kirchhoff磁通定律(第一 F

i依據(jù):材磁路(MagneticCircuit)基本定律(續(xù)Kirchhoff磁壓定律(第二, Fm

U依據(jù):材 邊長為abSSF

ab

半徑為rS 材

件設(shè)計共性問題氣氣隙的n計共性問

開關(guān)電源技術(shù)Comparativecoreusageofasymmetricalandsymmetrical(Br) 件設(shè)計共性問題氣隙磁路計

r0HNwPldN

1 / 件設(shè)計共性問題電電感和變壓器設(shè)計的共性n計共性問

開關(guān)電源技術(shù)

變壓器 件設(shè)計共性問題LL變壓器要求的是原副邊匝數(shù)比NP/SN是否算出電感的L和變壓器的NPNSSN

對于一個50Hz的工頻變壓器：220V110VNPNS等于2是一定的那么NP取多少合適2匝100匝4000匝或是其它匝數(shù)為什么有兩個50Hz的220V110V變壓器一個容量50W一個是100kW.工業(yè)應(yīng)用中它們兩個的大小相同嗎為什么同樣50W的兩個變壓器一個是50Hz工作一個是50kHz工作兩個的大小一樣嗎?在工業(yè)應(yīng)用中,可以采用相同材料的鐵芯嗎? 件設(shè)計共性問題銅耗問題(直流電阻和交流電阻 .鐵芯飽和問題(基本磁化曲線(BwSww鐵芯材料問題(鐵耗(體電阻和磁滯回線居里溫度(curie渦流損耗(eddyloss)和磁滯損耗(hysteresis 件設(shè)計共性問題電電導體n計共性問

開關(guān)電源技術(shù)一電導體的設(shè)計(直流電阻和交流電阻無論變壓器還是電感導體材料一般采用電工銅偶爾也采用鋁等材料.直流電阻(金屬,不接 和0K時 20oC時的工業(yè)純20oC時的工業(yè)純33 件設(shè)計共性問題一電導體的設(shè)計(直流電阻和交流電阻

件設(shè)計共性問題當導線中通過交和邊緣部分所交www

磁通量不同，致LCworldcn線表面上的 生不均勻分布， 件設(shè)計共性問題一電導體的設(shè)計(直流電阻和交流電阻 頻率越高，集膚應(yīng)影響kAC趨表系數(shù):與頻率、材料的性質(zhì)、導線形狀有 件設(shè)計共性問題一電導體的設(shè)計(直流電阻和交流電阻交流電阻分析(集膚效應(yīng) j0

0101ee 件設(shè)計共性問題一電導體的設(shè)計(直流電阻和交流電阻 2pd2Where

f,

導線磁導率 導率,等于

8 7 單位: 3

546 710 11 . f 1 .f 件設(shè)計共性問題一電導體的設(shè)計(直流電阻和交流電阻 深度d與電流頻率f的關(guān)系,,df

(d

Wheref——H使得kAC 件設(shè)計共性問題一電導體的設(shè)計(直流電阻和交流電阻鄰近效應(yīng)Proximity 導體的厚度或(直徑)為d(mm，毫米)小于2~3 j(A/mm]2平方毫米

件設(shè)計共性問題 件設(shè)計共性問題磁磁性體的n計共性問

開關(guān)電源技術(shù)二鐵芯材料的選擇(鐵耗(渦流損耗和磁滯損耗

件設(shè)計共性問題二鐵芯材料的選擇(鐵耗(渦流損耗和磁滯損耗分材料相對導磁通密度頻率硅鋼片(Si-Fe)坡莫合金非晶或超微晶合金(Fe碳基鐵粉芯(C-鋁硅鐵粉芯(Al-Si-鉬坡莫合金鐵粉芯(Mo-Ni- 件設(shè)計共性問題二鐵芯材料選擇(鐵耗(渦流損耗和磁滯損耗變壓器和諧振電感:共模抑制器或尖峰抑制器 件設(shè)計共性問題三變壓器的損耗(銅耗、磁滯損耗和渦流損耗Corelossesincreaseroughlyas1.6thpowerofthefrequency2.7thpowerofthepeakfluxThusathigherfrequencies(above50kHz)peakfluxdensityhavetobereduced,byincreasingthenumberofthetransformerprimaryturnstokeepthetransformertemperatureriseacceptablylow. 件設(shè)計共性問題變變壓器——面積相乘法（AP法——幾何參數(shù)法（KG法n計共性問

開關(guān)電源技術(shù)

（AP法 件設(shè)計共性問題一、

Aw：窗口面

件設(shè)計共性問題1.功率容2.有效磁芯面

3.窗口面積

4.窗口利用系 件設(shè)計共性問題變壓器設(shè) 一、為了保證磁芯不飽和 kff

(1Wherekf——波形系數(shù)，正弦波4.44，方波fs——開關(guān)工作頻率(1/2)可得到Ae的表達式 件設(shè)計共性問題一、

B=BS-

B= 件設(shè)計共性問題一、原邊電壓允許原邊電壓允許波動時P P

f2sA

B——磁通密度(T)變化率單邊磁化取(BSBr雙邊磁化取 件設(shè)計共性問題

SNSN磁芯的窗口是用來繞制線圈的事實上H.om

wwwld

窗口利用系數(shù)一般取WWAANP S 件設(shè)計共性問題SN磁芯窗口面積AW的使用(續(xù)SN

IPjISj

Wherej

流過原邊繞組電流 件設(shè)計共性問題于是由(2)式可得同時,得到Ae的關(guān)系式如下 電壓時的電流有效值！

UP sBUS

Ae

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——開關(guān)工作頻率B——磁通密度(T)變化率單邊磁化取(BSBr雙邊磁化取 件設(shè)計共性問題電壓允許波動壓時的電流有效值電壓允許波動壓時的電流有效值

U IP

SIwwwPLCworld A W

件設(shè)計共性問題

電壓允許波動時，取低壓時的電流有效值

U IP

Ae k2W

UP www world U(N UP U(N UP單端正激單段反激半(全)橋式(Bridge半(全)橋式(中抽整流推挽式(中抽整流推挽式(中抽整流 件設(shè)計共性問題

電壓允許波動時，取低壓時的電流有效值

A U

IP

k2W Ii(原邊 SU IP wwwPCo USIP in I 2inISUoutSIS USUS 件設(shè)計共性問題

電壓允許波動時，取低壓時的電流有效值UI

A U

IP

IP 為UH低電壓為UL

k2W U

亦然原邊處理PP PinUULP P2inUHULU 件設(shè)計共性問題

電壓允許波動時，取低壓時的電流有效值

A U

IP

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Wj一般取250A/cm2~600W

j

單位:A

罐型磁鐵粉金屬疊片磁C型磁帶繞鐵單線Kj(25oC溫升Kj(50oC溫升 件設(shè)計共性問題例

件設(shè)計共性問題二、幾何參wwwPLCworldcn法（KG） 件設(shè)計共性問題二、變壓器的設(shè)計方法之二——AW

j

2A 2

件設(shè)計共性問題二、變壓器的設(shè)計方法之二——

N U

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副邊壓 原邊壓降折U

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2meanlength/ 件設(shè)計共性問題二、變壓器的設(shè)計方法之二——2幾何參數(shù)法公式推導 U) )2U2 U2

k

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k

4I

Up)(mlt

maw 件設(shè)計共性問題Fringingflux（邊緣磁通）wdntdensity 件設(shè)計共性問題 件設(shè)計共性問題

件設(shè)計共性問題wwwwwwPLCworld 件設(shè)計共性問題 件設(shè)計共性問題 件設(shè)計共性問題電電抗器n計共性問

開關(guān)電源技術(shù) 件設(shè)計共性問題

件設(shè)計共性問題 磁導 0（非導磁材料均適用相對磁導率絕對磁導率

=

磁通密 B=a磁 磁路截面積線圈匝 =B磁 =N磁動 Fm=Hlm=N 件設(shè)計共性問題

)L 件設(shè)計共性問題

H

NL

N

2 對于均勻場強的磁路

L

的磁路 件設(shè)計共性問題

NmLm

二、面積相乘法S S

j

件設(shè)計共性問題二、面積相乘法 W W

w eB因為線圈匝數(shù)N包含了窗口面積AW磁通量包含了磁芯有效面積 件設(shè)計共性問題見了繞組N見了繞組N想起磁芯窗口面積AW;見了磁通,想起磁芯有效面積Ae二、面積相乘法2面積相乘法設(shè)計公式推導(續(xù)由公式(7)可

wwwPLCworldcnmj m

A

B

A 件設(shè)計共性問題二、面積相乘法面積相乘法設(shè)計公式推導(續(xù) 由公式

A

kW一般取

k B

jj?該法以電流密度為設(shè)計參數(shù)!j的大小決定磁芯的尺寸 件設(shè)計共性問題

A A

Wj一般取250A/cm2~600W

k B

j

單位:A

罐型磁鐵粉金屬疊片磁C型磁帶繞鐵單線Kj(25oC溫升Kj(50oC溫升 件設(shè)計共性問題二、面積相乘法確定氣隙(磁路中非導磁段的長度沒有加氣隙的BH

加氣隙后的加氣隙后的BH磁場強度H或電流 件設(shè)計共性問題二、面積相乘法4(即磁路中非導磁段的長度沒有加氣隙的BH

加氣隙后的加氣隙后的BH

磁場強度H或電流 件設(shè)計共性問題二、面積相乘法4根據(jù)電流大小確定氣隙長度(續(xù)

流過電感的電流形式有兩類:(1直流加紋波電流IDC(2)交流電流

交流電流i的幅第一類電流的最大電流為I DC

2 I

DC Imax

2 件設(shè)計共性問題二、面積相乘法4根據(jù)電流大小確定氣隙長度(續(xù)

I

lFe

FeA由kirchhoff磁壓定律I

mF A)e 件設(shè)計共性問題二、面積相乘法

由磁鏈公式

(10-), LI進而,

Fe

0

Ferwww A)e 件設(shè)計共性問題1lSpecialpageforACinductordesign.ItisextraneousfromIfwehavemadeoutaninductancevalueforACfilterisLN.Inordertokeepinductoravoidbeingsaturatedforoverload.ProvidingImisktimesIN,sowecangetlgfromequation(10)asfollowlAndfromequation(10-),wegetgapintroduced)as 2 WhereN1istheinductanceturnsbeforegap 件設(shè)計共性問題

m

AAjNNAe 件設(shè)計共性問題Fringing Currentdensity whereF

ln NNeNFBmAe 件設(shè)計共性問題二、面積相乘法

F1 lg

ln lg

GG 件設(shè)計共性問題三、幾何參數(shù)法設(shè)計電感V0

件設(shè)計共性問題

V N

R

lmlt

kW kWmeanlength/ 件設(shè)計共性問題三、幾何參數(shù)法設(shè)計電感(直流偏磁2幾何參數(shù)法公式推導(續(xù)

k A

又

m

m

A )eA)eA Ak W W ekWWeNP

)NPNP 2 2WW 件設(shè)計共性問題WW2幾何參數(shù)法公式推導(續(xù)A k A BA k A B

令

A(mltA

LI K e

Ae W (mlt)

k B 件設(shè)計共性問題三、幾何參數(shù)法

Kg

(mlt)

lgo.lg

由式(10)確

llF g2B2mAe 件設(shè)計共性問題三、幾何參數(shù)法5NAeNAe o.

N((I Nk) 件設(shè)計共性問題四、 壓的感生電勢公式推方波電壓U加在電感兩端,電感流過三角波電流.三角波電生的交變磁UT感應(yīng)出的電勢 若電感視為理想,E等于U.UT 2

PLCwrld (U

max E于是U UU

f4 WhereTf 件設(shè)計共性問題四、 壓的感生電勢公式推正弦電壓U加在電感兩端,電感流過正弦電流.正弦電生的交變磁場感U 若電感視為理想,E等于U.于U

s

max

N

22 4422 件設(shè)計共性問題五、電感器件的降額準電感器件包括各類變壓器、扼流圖和線圈TTT759降應(yīng)熱溫不于 odn 因緣作度不，高作度應(yīng)156給各電器的作流額(應(yīng))般取0.6注電力不太否少不于散件的氣對止氣不的％在絕厚和層層繞間的要的理. 件設(shè)計共性問題 開關(guān)電源基本拓撲結(jié)n基本拓拓撲種輸入出

②并聯(lián)型——boost③倒極性——buck-boost ⑥zeta正激變換器——forwardn基本拓一、串聯(lián)型——buck降壓式(Buck)變換器是一種輸出電壓等于或小于輸入電壓的單管非直流變換n基本拓調(diào)制控制方式(Pulsewidthmodulation，n基本拓 注意：電感中的能量注意：電感中的能量的積累、釋放經(jīng)過一個周后必須回到原來的狀Fig

ModeModen基本拓Mode1[0,

LiLf( Lf

Ton

T LfLn基本拓Mode2[Ton,

iLf(

Lf

sLfs

y)n基本拓From(1.2)&

Lf()iLf() Vy ILfminILf

cn

2

Cf sn基本拓 輸入電壓Vin不變，輸出電壓Vo器對蓄電池恒流充輸入電壓Vin變化，輸出電壓Vo不變，如普通開關(guān)電源ModeFign基本拓L L

D f

T LfL i

Vout

f

LL

LfT

( D

o o

2

n基本拓 1

Pwrdn 2Lf

Lf

D LfL

Lf

y yn基本拓Vinconstant輸入電壓恒定

ForVo=VinDy,soeq.(1.16)canbereforedas: IoG

wwwwwwPLCworldFig1.4n基本拓Voutconstant輸出電壓恒定

1 ForVo=VinDy,soeq.(1.16)canbereformed IoG

f Fig1.5n基本拓 功率組件采用3300V、800A斬波型

n基本拓20世紀90年代初進口 地鐵一號線車輛是由德國制造的，采門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)直流調(diào)速與GTO靜止輔助系統(tǒng)，該技術(shù)屬于當時世界先進水平.1000-1800V(直流)波動直流網(wǎng)壓進行斬波降壓與穩(wěn)壓至775V(直流).GTO逆變器是由出的穩(wěn)定直流電逆變?yōu)槿鄬ΨQ的50Hz交流電.變壓器起 與 作用，向輔助用電設(shè)備提供wdcn/220V三相四線交流電源n基本拓二、并聯(lián)型——boost n基本拓 三、倒極性——buck-boost主電路拓撲和控制方式(Circuittopologyandcontrol升降壓式(Buck/Boost)變換器是由Buck變換器和Boost變換器串聯(lián)而成.他將兩只開Fig3.1ConfigurationofBuck/Boostconvertermainn基本拓Fig

ModeModen基本拓電流連續(xù)時(CCM)的工作原理(operatingMode1[0,

Vin

LLf( Lf

n基本拓Mode2[Ton,

Vo

Lf(

T(s n基本拓1Lf()iLf(1From(3.2)&

1

odD CfQyD CfQyoCfoQ

n基本拓Fig

ModeModeModen基本拓Vin

If

Lf

f

TTTs

( Dy

)D

Lf I

I

o n基本拓 1

Vin TwwwPCrlc) Lf

L

i Lf

, I

i Lf

n基本拓Vinconstant輸入電壓恒定Fromeq.(2.14),thentheeq.(2.16)andeq.(2.15)canberforeedas:

2Lf

oG

Fig1.4n基本拓Voutconstant輸出電壓恒定Fromeq.(2.14),thentheeq.(2.16)andeq.(2.15)canberforeedas: 1o o V(o LfG

Fig1.5n基本拓四、?uk?uk變換器是由Boost變換器和Buck變換器串聯(lián)而成他將兩只開關(guān)管合并為一只開 an?uk教授于1976 n基本拓 n基本拓 ( Ud)(1c s) 11Ud oDT( sU1DoD1Io1Dn基本拓 n基本拓 Zeta變換器是由Buck/Boost變換器和Buck變換器串聯(lián)而成.他將兩只開關(guān)管合并n基本拓 ForwardForwardconverter是在Buckconverter中插入一個transformer得到的變壓器鐵芯不必加氣隙但n基本拓 雙管單端正激式n基本拓特點輸出電壓紋波較大 n基本拓 1、磁芯利用率高n基本拓Push-pull(推挽變換器Push-pulln基本拓Push-pull(推挽變換器Push-pulln基本拓

n基本拓mBm

B=-n基本拓

B=-復位電壓和占空比n基本拓

P P

PU

) P

2wwwPLCwor2PI rms)

PI

IPIP1D DPI2In基本拓Ptout) (ID )D/VoutVav)UU2)D (sUI(4DVD US,IVD

DI rms) S,D

ave)D

由(4)I

rms)

D

II ave)Doutn基本拓1B=-

B=

-2n基本拓2

B=-12n基本拓 十一、full-bridge特點存在直流偏磁問題

n基本拓全橋變換器的1、雙極性控制（對 方式導通 邊輪流導通半周期PLCworldcn3、移相控制（導通角都是半周期n基本拓n基本拓n基本拓 D、防止偏磁的一種簡單方分析電容Cm的作用。如果脈沖信號再開關(guān)正負半周不相Cm上電壓的情況n基本拓 總n基本拓 實用占n基本拓 正激變換器的工作原n Forwardconverter正激變換器一Forwardconverter是在Buckconverter中插入一個transformer得到的特點

變壓器鐵芯不必加氣隙但 I 2n 二QQturnedB=Bmax- n二基本工作原理(續(xù)[0QQturnedWd

1 ( 1

Vintn二基本工作原理(續(xù)TonQQturned

W W1 in W

inWhereK13=W1/W3,K23=n二基本工作原理(續(xù))[TonQQturnedQ上的電

Vin反向加在復位繞組W3上故磁通減小W 3 W( W3WhereDR=(Tr-Ton)/n二基本工作原理(續(xù)Tr,TsQoff,Qoff,&,

iW13

到Tr時刻后所有繞組中電流為零電壓也為零Q上的電壓:V

n三

Ur) I(1)rmsU U

inVin

PUPUI

a) PDPD

nI DP

I1DI ave)in1DPInU四UPtout ) (IP

S4)DDav)UDS(UU V)DS

DI rms)D

SI,I

ave)DSI

II rms)Dn五 L LP n

B=Bmax-

()(

DNP

wher

R nUPQ UPQ

五磁通復位的關(guān)系(續(xù)U Vin N PB=

-

N NP般復位繞組NR取NP一樣

N nnUP UP

電感Lf上的電流平均值為輸出電流Iout.iS(max)S

I out

iSB=Bmax-

i

DTs 1

iS out

I

S

nUP UP

( )

N S

in S

N NP

NPI NI

( )

NB=Bmax-

NNP

in SNP

iP(max)iPL

nUPQ UPQ

七

B=Bmax-

RR imax)

PL MP

nUPQ UPQ

七 iiPldi(PL)sLS2fNPnUPQ UPQ

七 D 整流二極管D1D2D1 NS

ND1 NRID1imax) I

nUPQ UPQ

七 D 2.二極管D1D2D2 NS

ND NPID 2imax)

I

nUPQD2 UPQD2

七二極管D1D2DR NR

N NPDR

NP

Ds

nUPQ UPQ

七 Df f

(23)22

假定電感上的電流連續(xù)事實上,電感時必須滿足電流連續(xù)這一條件

nUPQD2 UPQD2

七濾波電容

VD

(1

TsT

代入(24)C(1

) 2

nUPQD2 UPQD2

七fALf和D1的開通損耗,D2的反向恢復損耗增大.量減小,且Q,和D1的開通損耗D2的反向恢復損耗也降低了i(

SLfS

T onUPQD2 UPQD2

七4濾波電感LfALf電感量的確定(續(xù) (1

f

I f

1

f

I f

n

七

D

Q

A A

k B 一般取nUPQ UPQ

七 D

濾波電感

S outAeAWkWfBmjnUPQ UPQ

七 D

濾波電感

感線圈匝數(shù)由磁鏈公式

PLCworlcn

out

nUPQD2 UPQD2

七4.濾波電感Lf0eA)e

I (g

lFe k0l

FeA由kirchhoff磁壓定律I

mFnUPQD2 UPQD2

七fE根據(jù)電流大小確定氣隙長度lg(續(xù)由磁鏈公式

0eA)e 進而,

B2Fe B2

nUPQ UPQ

七 D

濾波電感

E根據(jù)電流大小確定氣隙長度lg(續(xù)lgk(lgk( BNm)nUPQD2 UPQD2

七A A W

r(

)k

S )

r)

k nUPQD2 UPQD2

七

where

eRNResRNResk

ef

s

取NP=NR故nUPQD2 UPQD2

七o令P (Vo

)

D3 D3

r)

3f

PinDPo

P j PM

DMP r)sD

nUPQD2 UPQD2

七

(2),(5

wwwld

Pinin(mx)min n(min) NV

V SnSUPQ UPQ

七 D2

P PP

rms)

j

R R

SI jDV

Dj3

o

3f L fsL nUPQ UPQ

七 D2

沒有加氣隙的BHB沒有加氣隙的BHB加氣隙后的BHnUPQ UPQ

七 D2

加氣隙后的加氣隙后的BH變壓器鐵芯不必加氣隙;當鐵

磁場強度H或電流n

D2

八Strategy

D2CfwwwPLCworld

VD2Strategy

UPUStrategynRCD

wwwwwwPLCworldWithn CI t

n

3

ON

C1 n RCDsnubbern Resonantn n Snubberreductionofleakagen n 雙管單端正激式n 反激變換器的工作原n

IS

電路簡單效率高

變換器不同

n n

B=Bmax-I

Imaxn B=Bmax-IInn

五

Ur) )(1rmsU

U

in

V a) P iDV

I

D PDI DP

I1DI ave)inIP1Dn

六

UU

U

S(

rms)D1

S

U

S

V1SI 1

SI

)II(4(

S) 2

out (( Iave)out11I S11I,n I

七UU

V

L L inDT

VBII T iL

(6“) Bmax-

( ()( 故NP

V

Dn 八

UUQVNVNDSimax) NP12f n

八 Lw LPn 八

i

P wLCworldI 1

n 八

V V

www

cn in(min(mx)min n(min)ii 1PfsPn 八

UU NP

imax)1V)1sLSn

八DD out

2Vf

CfCfD otf

n

ISD

八

Ir( )kS

IS Ae W

k

n

八DD kP s

k(SS

V s

D Ae W

out [( D

Wj n

八DDP (V

)(21)o

D 時

W極大值。忽略變壓器損耗,取D=0.5,P AAeWPk jWsn

DD

八根據(jù)(20),確定磁芯的大小于是得到由(6),(6‘)和(11

VNP

VNS

out V 1 A

sA V

in(max)

n

max(25)n

DD

八API

j

SI j

1D

jn

DD 沒有加氣隙的BHB沒有加氣隙的BHB加氣隙后的BHn

DD

八加氣隙后的BH加氣隙后的BH

L(2

2 (max

1L2 2 (max)

磁場強度H或電流 1

2i

2

n

DD

八加氣隙后的BH加氣隙后的BH由(28)知,要提高傳輸功率,必須減小 SBSN P N2 e Pl l

R

磁場強度H或電流

in

n

加氣隙時

八DD

加氣隙后的加氣隙后的BHBN P

n P k(

n

)

磁場強度H或電流 l

n

八DD加氣隙后的BH加氣隙后的BH N R

w

磁場強度H或電流le

in D

n

DD

八加氣隙后的BH加氣隙后的BHBSBSlg

(

l l 2lge

磁場強度H或電流n

DDStrategy

八

Strategy

IP

Strategyn

DD

加氣隙后的加氣隙后的BH磁場強磁場強度或電流沒有加氣隙的BHSBS磁場強度H或電流n輸入電壓：110V或輸出電壓：DC+5/+12/- 輸出電流：DC-1wld1A1.5An開關(guān)電源的控制方及其控及其控 電源控制模式一一、如何實現(xiàn)輸出的要求和穩(wěn)——單開 電源控制模式二二、如何實現(xiàn)輸出的要求和穩(wěn)定——雙開 電源控制模式 電源控制模式三、電壓模式控制（續(xù) 電源控制模式三、電壓模式控制（續(xù) 電源控制模式 電源控制模式電壓型控制特點——優(yōu) 電源控制模式電壓型控制——缺 電源控制模式電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的 電源控制模式四、電流模式控制（續(xù) 電源控制模式四、電流模式控制（續(xù) 電源控制模式 電源控制模式CurrentMode 電流控制模式的Avoidanceoffluximbalanceinpush-pull避免直流 電源控制模式七CurrentMode

7.2Instantaneouscorrectionagainstoflinevoltagewithoutthedelayinanerror 電源控制模式七CurrentMode7.5Improvedloadcurrentregulation改善負載電流 電源控制模式七CurrentMode7.3Easeandsimplicityoffeedback-loop反饋環(huán)結(jié)構(gòu)簡 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式電流控制模峰值電流控

平均電流控制(多用于 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式型號及其含 商業(yè) 工作溫度℃－ 電源控制模式八Current-ModeversusVoltage-ModeControl8.1Voltage-ModeControl 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式頻率 電源控制模式單端單端 電源控制模式推挽驅(qū) 電源控制模式半橋驅(qū) 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式 電源控制模式八Current-ModeversusVoltage-ModeControl8.2Current-ModeControl 電源控制模式 電源控制模式逐周 電源控制模式UC3842(dip- 電源控制模式 電源控制模式九.電流控制模式的缺點與斜 電源控制模式5.1Constantpeakversusconstantaverageoutput<Switchpowersupply 電源控制模式Slopecompensationtocorrectproblemsincurrentmode 電源控制模式開關(guān)電源技術(shù)與典型應(yīng)用開關(guān)電 電路設(shè)計與應(yīng)用現(xiàn)代高頻開關(guān)電源技術(shù)及wwwPLCworld高頻開關(guān)電源設(shè)計與應(yīng)用實例精通開關(guān)電源設(shè)計高效率開關(guān)電源設(shè)計與制作開關(guān)電源典型設(shè)計實例精選 電源控制模式九Current-ModedeficienciesandproblemsCurrent-ModeControlCircuits 電源控制模式九Current-Modedeficienciesand5.3Slopecompensationtocorrectproblemsincurrent

am2o

nt sa R

Ns

s NpNsR 2

tN2 N2p

電源控制模式九Current-ModedeficienciesandSlopecompensationtocorrectproblemsincurrentFromeqs.(1)and(3),weV

sNs sa

Rm2T

n

Rm2iiNp Np Np ii

L20L2NRimp2 電源控制模式九Current-ModedeficienciesandSlopecompensationwithapositive-goingramp

0a eq.(3),we

NsR t)] N Np

( 2

0aNs INs

m2T t(Ns

NN2N NN2N

p

電源控制模式九Current-ModedeficienciesandImplementingslope V

1

V0t.

forFromfig.inleft,wegetrelationship iV i 1RVNsRi2Np2

R

電源控制模式Slopecompensationtocorrectproblemsincurrentmode 電源控制模式 設(shè)

設(shè)效輸入輸出電壓額定功率高效的變壓器尺中小功率范圍內(nèi)，效率很 2W以下的功率等級，70%已經(jīng)CMOS好于 設(shè)散熱途傳導、對流、傳導、對流、輻高 低熱氣上 設(shè)元器件表面允許元器件表面允許碳膜電瓷介電金屬膜玻璃釉 線繞 鍺晶體涂釉線繞硅晶體紙介電硒整流電解電電子薄膜電變壓器、扼圈 設(shè)熱阻概念熱阻概念 設(shè)RRPTjdPd串并聯(lián)方法與電阻散熱設(shè)計的用冷卻的方法降低環(huán)境溫度 散熱速度在室溫下，對熱阻的要求不大于30℃／W時,可不考慮散熱問對熱阻的要求在5℃／W-4℃／W時,可用叉指形散熱器散在4oC／W一0.2oC／W在1℃／W一0.05℃／W時，可用強制風冷在0.1oC／W一0.02oC／W當對熱阻的要求低于0.02℃／W時，可考慮用熱管 設(shè)一般地，三極管的PC(max)是在保持管殼溫度Ta=25℃不變，Tj150℃條件下確定的功耗Tj 求出 (max)R越大，一定結(jié)溫下 設(shè)其熱阻是Rc-a，不采用散熱器時，功率封裝只能耗散最大功率的5%括表面貼裝時以PCB板散熱的情 設(shè) 設(shè) 設(shè)傳導散LL

L

R 設(shè)(W/cmC)材鋁純鐵三氧化鋁熱導率材塑水空硅熱導率 設(shè)傳導散i i 設(shè)

)參考數(shù)接觸熱阻R(C-Swww 設(shè)

設(shè)

設(shè)常見散熱

注意放置 設(shè)散熱器的散熱自冷式熱風冷式熱水冷式熱管器

對流換熱系數(shù)為(6-13)X4.18X103 常用額定電流小于20A的器件或簡單裝置中的大電流器件對流換熱系數(shù)為(3562X4.18X103J/h.m2.K是自冷式散熱器效率的2-4倍.常用于額定電流在50A-500A的對流換熱系數(shù)為(2000)X4.18X103J/h.m2.K是自冷w 00倍.常用于額定電流在500A以上的器件中.需解決好水質(zhì)和凝露問題.對流換熱系數(shù)為(3000-7000)X4.18X103 等效導熱率相當于同幾何尺寸實心銅導熱率的380倍熱管是一種新型高效的傳熱元件,因它利用了沸騰吸熱和凝結(jié)放熱兩種最傳熱機理,因而表現(xiàn)出優(yōu)異的傳熱特性.即傳熱效率高和沿軸向的等溫性好.其散熱 設(shè)熱阻與散熱器容積的關(guān)系,自然對流和強迫風熱阻熱阻HEATSINKVOLUME 設(shè)(RR(S10CAC 表示C是修正因子 此式在wwwPLCworldcn溫度不超過45oC時成立垂直水平 設(shè)散熱器的選擇器件的損耗功率 開關(guān)損耗通態(tài)損耗PON斷態(tài)損耗POFF驅(qū)動損最大外殼溫

CCjmaxdP(j(CCmaxPd散熱器熱阻計算(R(C-S)+R(S-=R(C- 設(shè)器件損耗功率(Pd)的一開關(guān)功對感性對阻性

P S S

Stoff) 功耗P

IC

y fr

MOSFET PPS2toff)吸收回路的損耗 設(shè)

設(shè) 設(shè)散熱器的選擇為10kHz占空比Dy為0.5R(j-c)為0.5oC/W通態(tài)管壓降為1V開和關(guān)的時間為1s和2s環(huán)境溫度25oC時管的結(jié)溫不超過155oC,直接安裝在無硅油的散熱器上,要求選配合適的散熱器.PPIS2 )開關(guān)損耗ICICONON斷態(tài)損耗 忽驅(qū)動損耗 忽TOTALPd=TOTALPd=PS+PON40

0

S30 設(shè)散熱器的選擇實例(續(xù)最大外殼散熱器熱阻計算(R(C-S)+R(S-a)=R(C-

=155-40X0.5=135

.7oC/W).CCjmaxdP(jR(CTC查表得查表得R(C-S)為0.33oC/W,故R(S-a 設(shè) 設(shè)輻射散1 1

T42T2-低溫物體2

e.輻射率（無量綱f.視野系數(shù)（無量σ-斯特凡一玻爾茲曼 設(shè)（100C鋁（工業(yè)薄板鋁（氧化鋁（噴白漆鋁（噴白漆鋁（噴黑漆鐵（磨光鐵（噴黑漆 設(shè)對流散

c1、垂直平板2、水平平板3、小間隙4、渦流

Th T 設(shè)對流散

F-空氣流量（cm3/s）；與風速有ρ-空氣密度 設(shè) P 3cld3

ρ-水密度相同體積下,水帶走的熱量是風的28 設(shè)安裝方回路功率電解變壓器和線

功率半導體（安裝力矩大電流 設(shè)電子元器件失效電阻：降功率電容：降電壓

半導體：降功 設(shè)30秒平均功率不超過額定的電壓不超過額定的對線繞電阻：wPLCworldcn平均功率不超的不低于額定的 設(shè)玻璃固體鉭電4w液體鉭電鋁電 設(shè) 設(shè)瞬態(tài)熱

p)WhereZ為瞬態(tài)熱阻R為穩(wěn)態(tài)

設(shè)Load WaveformofPowerat

WaveformofTemperature(TA=ReferenceSingleLoadShorttrainofLoadpulse(Equal 設(shè)

Load WaveformofPowerat

WaveformofTemperature(TA=ReferenceLongtrainofequalamplitudeload(approx.OverloadcontinuousloadOverloadcontinuousload(approx.

設(shè)開關(guān)電源電磁兼容性設(shè) 兼容設(shè)計電磁兼容性成本約占系統(tǒng)總成本的 兼容設(shè)計 兼容設(shè)計IEC(國際電 TC-77(技 CISPR(國際無wwwPLCworld

干擾特 EN(歐洲標準 標準 兼容設(shè)計CEGS：德

CB(CCEE)：中ISO：國際標準化組織質(zhì)量體（生產(chǎn)體系認證，非產(chǎn)品認證3C：中國強制認 兼容設(shè)計 兼容設(shè)計電磁干擾源；（強度和特性對干擾源敏感的受擾器；（敏感度。（類型和性質(zhì)特性邊界條件抑制方法

兼容設(shè)計噪聲分

兼容設(shè)計電容耦合（靜電耦合互感耦合（電磁wwwPLCworldcn應(yīng)耦）共阻抗耦合（阻性耦合合 兼容設(shè)計一

傳導干擾量是變化的電場,即變化的電壓du/dt.兩對短傳輸線平行放置,如圖1所示.導線A接低頻正弦交流電壓源,未接負載 按電準靜態(tài)場分析.與靜電場一樣,各導體電荷與各導體間電壓的關(guān)系可用部分電容來表示.CA0與CB0分別為導線A和導線B對地部分的電容,CAB為導線A對電線Bm電容AB 1

RUU10

2 2 圖

兼容設(shè)計傳導干一1如圖1(a)所示,采用向量形式來表示,導線A處電壓源為U.其等效電路如圖1所示于是可得導線A對B 2 R C 式中為角頻率.由上式知關(guān) CA0與.1若R低電阻值為,即R

2U1 2U1 兼容設(shè)計傳導一若R高電阻值為,即R A0

22

1C 0A12 2CAB為耦合電容.通過CAB將產(chǎn)生干擾,稱為電容性耦合干擾.減少耦合電容是重要的抑制措施.常用的措施是電線加電 兼容設(shè)計抑制原 體接地,如圖2(a)所示.由于 容CS0被短路而不起作用,CAS與CA0并聯(lián),CBS與CB0并聯(lián).CAB僅為導線A對導線B22 C

UU1

RUU10

圖 兼容設(shè)計抑制原一電壓與關(guān)系為

LCworld 2j1 ) 體接地,可進一步減少耦合電容CAB.達到22 兼容設(shè)計傳導干二兩對短傳輸線相距較近如圖3(a)所示傳導電流分別沿兩個導電回路流動 M

II1

B2 R 圖

兼容設(shè)計抑制原二上式中MAB為互感MAB將產(chǎn)生干擾,稱電感性耦合干擾.的抑制措施

線的情況. i而對電感性耦合影響不大.因 體外同樣存在 生的磁場. i m接地II1

體上有應(yīng)電A

II1iMiI Ii0

圖 兼容設(shè)計抑制原二

I(

L )

考慮到LS

AS

i

j R 當 R時,有I即I 即Ii

產(chǎn)生磁場, 體外不存在磁場.這樣可以21到抑制U的目的.若將 體一端不接地而與負載連接,如下圖(c)所示,則不管的大小,皆能保證體外磁場被抵消.21 兼容設(shè)計抑制原二II II 0圖4 ,也可以減少互磁鏈和耦合互感,起到抑制干的作用當電容性耦合和電感性耦合同時存在時,應(yīng)綜合考慮 兼容設(shè)計傳導干三共阻抗中流過.這種情況很多.公共電源耦合電路和公共接地阻抗耦合電路是兩種常見的電路性耦合干擾情況.模型如圖5和6所示.12I12I12圖電路電路電路 I1UIUI電路 電路UU 圖 兼容設(shè)計傳導三我們來分析圖6的情況圖7是圖6的等效電路

圖 時,將產(chǎn)生干擾作用Z1上的干擾電流為 ZS1 Z 兼容設(shè)計傳導三若信號量是電壓則當通過ZG的干擾電壓(計有效電壓疊加)USG

wwPLCworldZ1 顯見,當耦合阻抗ZG趨于零時,則通過Z1 的干擾電流和ZG上的干擾電壓 .此時,在有效電流電路與干擾電流電路間即使存在電氣連接,他們彼此也不再相互干擾.這種情況稱為電路去耦. 兼容設(shè)計輻射干擾與抑制一均勻平面波的特點:其場量隨時間變化外,只與波方向的坐標有關(guān).若電磁波沿直角坐標系的x軸方向,則常量只是t和x的函數(shù),即在x等于常數(shù)的平面上,各電的電場強度和磁場強度分別相等.解得 ,xy

y2y

221

E

21 where

稱為波阻抗

( 兼容設(shè)計輻射干擾與抑制

jtE j I[ ]

jy

Iw

H

E(

Ej x均勻平面波的電場和磁場都 向垂直 兼容設(shè)計輻射干擾與抑制2

1,

在非導電介質(zhì)中v

兼容設(shè)計輻射干擾與抑制由于電流密度與電場強度成比例其關(guān)系式為

cm大的原因

令直流的電流密度為DC,則交流的電流密度為

電磁波在導體中的衰減特性,通常用“透入深度”d來表示.它定義為:當波從 時,經(jīng)過距離d后,其值衰減到表面值的1/e.這段距 兼容設(shè)計輻射干擾與抑制 RS RS

(

e0e

r

e

DC

2

eR

兼容設(shè)計輻射干擾與抑制h h PLorld S h2R

e 0Re 02h

兼容設(shè)計輻射干擾與抑制R當電流為直流時,=0, =0.于是對(1)和(2)以為變量求極限,可得R

h hI

2hR

兼容設(shè)計輻射干擾與抑制由歐姆定律i

RRR R

h hR R

1eR

兼容設(shè)計輻射干擾與抑制

2D2

rΛ為波長；D為天線長 兼容設(shè)計開關(guān)電源的噪聲分解為共模噪聲和 兼容設(shè)計抑制干擾的三大措接地

兼容設(shè)計 兼容設(shè)計2、抑制差模干 兼容設(shè)計 兼容設(shè)計差模噪聲產(chǎn)生在開關(guān)管的 兼容設(shè)計安 兼容設(shè)計插入損入損耗（InsertionLoss）來衡量。 定義為沒有濾波器wwwP接時，從噪聲源傳 . 兼容設(shè)計1、噪聲抑

多采用非晶、矩形磁滯回線的磁性材料的扼流圈來抑制 兼容設(shè)計2、比 兼容設(shè)計3.直流支撐電容的 兼容設(shè)計主電路和吸收電路的設(shè)計為了 器件工作時開關(guān)過程的瞬變尖峰電壓不超過可以按下表要求設(shè)計主電路和吸收電路參數(shù)電容15--100--300--60