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開關(guān)電源與線性電源的區(qū)別,附實戰(zhàn)方案

發(fā)布時間:2024-12-11 閱讀量:2199 來源: 我愛方案網(wǎng) 作者: bebop

開關(guān)電源和線性電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全不同。顧名思義,開關(guān)電源具有開關(guān)功能。它使用可變占空比或頻率轉(zhuǎn)換方法來獲得不同的電壓。實現(xiàn)更加復(fù)雜。最大的優(yōu)點是效率高。超過90%的缺點是紋波和開關(guān)噪聲大,適用于紋波和噪聲要求不高的情況。雖然線性電源沒有開關(guān)效果,并且是連續(xù)模擬控制的一部分,但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單,芯片面積較小。

開關(guān)電源(包括AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、AC/DC模塊和DC/DC模塊)與線性電源相比較,最突出的優(yōu)點是轉(zhuǎn)換效率高,一般可達80%~85%,高的可達90%~97%;其次,開關(guān)電源采用高頻變壓器替代了笨重的工頻變壓器,不僅重量減輕,體積也減小了,因此應(yīng)用范圍越來越廣。
開關(guān)電源和線性電源在應(yīng)用場景方面也有差異:
線性電源適用于需要極低噪聲和高穩(wěn)定性的場合,如音頻、醫(yī)療、稱重和實驗室設(shè)備等。
開關(guān)電源適用于需要高效率和小體積的應(yīng)用,如計算機、移動設(shè)備充電器和其他消費電子產(chǎn)品。

我愛方案網(wǎng)根據(jù)不同應(yīng)用場景,推薦安全穩(wěn)定且高效的電源方案及電子配件。


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極海APM32F407通信電源方案

該方案以穩(wěn)定性為前提,更確保方案整體的快速性、準(zhǔn)確性與平穩(wěn)性,單顆MCU即可對PFC單元和全橋LLC單元進行全面數(shù)字控制,實現(xiàn)整個負載范圍的零電壓開關(guān),提高效率和可靠性。


方案主控采用極海APM32F407高性能MCU,是一種數(shù)字控制的緊湊型隔離式AC/DC電源設(shè)計,包括兩個主要功率單元:前端的升壓型功率因數(shù)校正單元PFC,及后端的諧振 LLC 全橋隔離式DC/DC變換器單元,可在所有運行模式下生成適用于電源電子開關(guān)器件的 PWM 波形、變占空比、變開關(guān)頻率、相移控制等。


方案優(yōu)勢:


1.32位Arm? Cortex?-M4F 內(nèi)核,最高主頻168MHz,支持PFC及LLC的環(huán)路控制;
2.內(nèi)置 3 個12位ADC,每個 ADC 最多有16個外部通道,支持 DMA,可以滿足PFC+LLC通訊電源3通道電壓跟3通道電流采集需求;
3.2 個可以提供 7 通道 PWM 輸出的 16位高級定時器 TMR1、TMR8,支持死區(qū)生成和剎車輸入等功能,滿足通訊電源PFC單元跟LLC單元5個開關(guān)器件的控制需求,并且剎車輸入可在緊急情況快速停機保護器件免受損壞;
4.4 個 USART、2 個 UART通信接口,可滿足電源及上層系統(tǒng)的交互需求;
5.Flash容量最高為1MB,SRAM容量最高為192KB+4KB,滿足程序存儲和運算要求,并且有冗余便于程序擴展;
6.內(nèi)置備份寄存器,可靈活保存控制參數(shù),無需外部EEPROM;
7.支持交流電壓AC90V~AC264V,頻率50/60Hz,全電網(wǎng)兼容。
小華HC32F334  3kW 兩相交錯全橋LLC方案(參考設(shè)計)
方案簡介:
交錯式LLC電源拓撲能大幅度降低LLC輸出電流紋波,可以減少輸出側(cè)濾波電容,從而減少系統(tǒng)體積;擴大單相LLC變換器的輸出功率容量,相比直接并聯(lián),多相交錯后相間易于均流;輕負載時還可以以單相全橋模式工作。所以已經(jīng)廣泛應(yīng)用在中大功率工業(yè)領(lǐng)域。小華HC32F334專用數(shù)字電源控制器結(jié)合了交錯LLC的發(fā)波時序和保護需求,完全自主開發(fā)設(shè)計,支持12路130ps高精度HRPWM。
方案特色:
輸入電壓:DC 380-420V
輸出電壓:DC 48V
功率:3000W
峰值效率:97%
諧振頻率:132K
兩相均流度:>95%
輸出紋波:<1%
MCU特色
M4 32位 120MHz CPU
36KB RAM 和128KB FLASH
2*6路130ps高精度PWM,支持高精度周期、高精度
占空比和高精度錯相
10個事件驅(qū)動的時序引擎
可編程邏輯陣列PLA
帶FPU和DSP內(nèi)核
集成EMB功能
8通道DMA,靈活的觸發(fā)源,支持連鎖傳輸
應(yīng)用場景:
AC/DC、DC/DC數(shù)字電源應(yīng)用,如通信與服務(wù)器電源、磚塊電源、微逆、充電樁DC/DC等。

雙向15KW三相雙向充電樁電源方案



該方案是一個15KW的三相維也納非隔離方案,可同時實現(xiàn)AC/DC和DC/AC的雙向轉(zhuǎn)換,非常適用于高功率充電樁,工業(yè)電池充電器,UPS等的前級應(yīng)用。該方案直流電壓:800Vdc,交流電壓:400Vac@50Hz,功率15KW,效率高達99%,采用軟啟動,能有效抑制浪涌電流。


方案基于ST MCU STM32G474RET6實現(xiàn)控制,該芯片是ST新一代數(shù)字電源控制芯片,主頻高達170MHz,內(nèi)核采用Arm Cortex-M4,支持浮點運算,數(shù)學(xué)加速器,高精度定時器,該定時器可以同時發(fā)出12路PWM任意波,精度高達184ps,同時該芯片集成4個OP,多路UART,I2C,DAC控制,實現(xiàn)實時過流和過壓保護。


方案優(yōu)勢:


  • 三相三電平雙向AC/DC轉(zhuǎn)換。
  • AC交流電壓:380±10%Vac,DC直流電壓:800Vdc。
  • AC to DC模式:PF> 0.99,支持軟啟動,抑制浪涌電流。
  • 整機效率高達99%。
  • 主芯片采用ST新一代數(shù)字電源控制芯片STM32G474RET6,主頻170MHz,F(xiàn)lash 512K,LQFP64。


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