作者:Littelfuse客戶經理Rambo Liu
22下面是一段可以忽略的隨筆,可以直接跳到下下段開篇。
去年源自危機感開的公眾號,自從技術轉崗業務,加上市場趨勢向下,總覺得要多積累一些東西來增加自身的價值,也逐漸理解業務未必就是把技術放下,也意識到哪怕不放下也沒那種強烈驅動力繼續專研技術,大概是惰性使然。一直都不愛看書,又特別傾佩愛看書的人,接觸過一些愛看書的人,總覺得他們都是妥妥的智者,但還是提不起興致去效仿,除非碰到工作相關需要去深挖的,反倒是可以靜下心去學習專研,再者就是百萬字小說看過不少,從來不求甚解,讀其形而略其魂,好看的事物感覺在心間,不可表述。每個崗位都有自己的特色與技巧,有困難與收獲,偶爾靜下來的時候還覺得危機四伏,這個時候總得覺得要有所表現,于是這篇文章就東拼西湊出來了,關于電子產品這事物多姿又相通的,略其形而記其魂,萬變不離其宗,沒有定式卻可借鑒。
常見拓撲
本章主要介紹電源常見拓撲以及相應的解決方案,電源拓撲形態各異,又是幾種基本拓撲的衍生與組合,如下拓撲只作參考,感興趣想深入挖掘的可以網上搜索其工作機理與時序等。
單向交錯PFC+LLC
單向三通道交錯PFC+全橋
單向三相PFC+LLC
雙向圖騰PFC+LLC
雙向三通道交錯圖騰PFC+移相全橋
雙向三相圖騰PFC+LLC
移相全橋+全波整流
移相全橋+全橋整流
同步升壓+LLC+全波整流
移相全橋+倍流
三相維也納+“I”三電平移相全橋
反激
產品介紹
實際涉及到的產品可以參考下圖,從交直流輸入端用的過流保護器件保險絲,濾波回路并聯的壓敏電阻與氣體放電管作為雷擊浪涌保護,DC/DC或DC/AC涉及到MOSFET/IGBT/Diode/Thyristor/驅動IC以及尖峰電壓保護TVS,交直流電流檢測采用電流傳感器或者精密電阻,交直流輸出端采用過流保險絲,軟件編程用到撥碼開關,電源按鍵開關,如果是儲能產品還會用到TVS/ESD/PTC以及三端保險絲作為BMS保護。產品系列相對較多,電氣參數、結構尺寸與安裝方式差異需根據設計需求調整。
另外再次分享以往的文章介紹到兩個非常實用又高性價比的方案,碰到過問題的人才會有種相見恨晚的感覺,小東西解決大麻煩必備神器。
功率器件過壓保護方案:有源鉗位
如下為典型的有源鉗位電路,此電路里面采用2個TVS串聯構成,其優點體現在可以耐受更高回路電壓,同時可以吸收更大的浪涌能量。其工作原理為:在IGBT集電極電壓過高時TVS被擊穿,通過限流電阻流進門極,門極電容被充電,在門極電阻Rg兩端疊加左負右正電壓,因此Vge電壓得到抬升,從而使IGBT延緩關斷,di/dt斜率變緩,雜散電感產生的電壓尖峰減小。
如下兩圖為實測結果,可見回路雜散電感較大,此時未加TVS的IGBT兩端電壓Vce達到1098V,而加TVS后Vce電壓為591V,通過IGBT進入非線性區的方式來吸收浪涌,IGTB芯片較大而不會損壞,同時TVS可以采用SMB封裝DO-214AA,小尺寸辦大事。
雷擊浪涌低殘壓方案:MOV+Sidactor?
在實際項目有時會遇到壓敏電阻殘壓太高的情況,常見的解決方案為選擇更大尺寸的壓敏或者采用2-3級壓敏方案,甚至第三級采用TVS,不止成本增加,布板空間也被擠占。
如下針對單相電源MOV+Sidactor方案,橫坐標為浪涌電壓,縱坐標為殘壓,可以看出MOV+Sidactor可以降殘壓300+V,對于后級MOSFET/IGBT電壓的應力就小很多。
同時在高壓下MOV+Sidactor方案漏電流更小,我們都知道壓敏作為材料器件,浪涌次數不是無限次的,打一次就衰減一次,其漏電流可能因此增加,到后面出現失效的情況,而MOV+Sidactor通過減小漏電流的方式可以延長其使用壽命。
關于保護器件與功率器件等產品系列有非常多,想想還是不一一羅列了,感興趣的可以翻翻以往的文章。類似的項目應用都有可能選到不一樣的產品規格,這個跟研發習慣與設計需要達到的效果都有關系,也是百舟爭渡又各自獨具特色,理工人的魅力。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:[技術淺談] 常見電源拓撲及產品介紹
文章出處:【微信號:Littelfuse_career,微信公眾號:力特奧維斯Littelfuse】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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