中心議題:
- 模塊電源的優(yōu)點(diǎn)
- 模塊電源應(yīng)用
- 模塊電源的安裝與維護(hù)
1. 概述
當(dāng)今電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對于電子設(shè)計(jì)人員來說遇到了極大的挑戰(zhàn)。他們要利用有限的資源和空間，在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出靈活、高效、可靠和具有競爭力的電源系統(tǒng)。
模塊電源(或稱電源模塊)是目前設(shè)計(jì)人員的最好選擇。以模塊式電源取代分立元件設(shè)計(jì)方案，好比用微信息處理器件代替集成電路方塊，它可更靈活、更快捷地完成系統(tǒng)及開發(fā)，縮短開發(fā)或更改設(shè)計(jì)所花費(fèi)的時(shí)間，節(jié)省人力及技術(shù)投資。
2. 模塊電源的優(yōu)點(diǎn)
模塊電源具有如下優(yōu)點(diǎn)：
●設(shè)計(jì)簡單。只需1個(gè)電源模塊，配上少量分立元件，即可獲得電源。
●縮短開發(fā)周期。模塊電源一般備有多種輸入、輸出選擇。用戶也可以重復(fù)迭加或交叉迭加，構(gòu)成積木式組合電源，實(shí)現(xiàn)多路輸入、輸出，大大削減了樣機(jī)開發(fā)時(shí)間。
●變更靈活。產(chǎn)品設(shè)計(jì)如需更改，只需轉(zhuǎn)換或并聯(lián)另一合適電源模塊即可。
●技術(shù)要求低。模塊電源一般配備標(biāo)準(zhǔn)化前端、高集成電源模塊和其他元件，因此令電源設(shè)計(jì)更簡單。
●模塊電源外殼有集熱沉、散熱器和外殼三位一體的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)了模塊電源的傳導(dǎo)冷卻方式，使電源的溫度值趨近于最小值。同時(shí)，又賦予了模塊電源金玉其表的包裝。
●質(zhì)優(yōu)可靠。模塊電源一般均采用全自動(dòng)化生產(chǎn)，并配以高科技生產(chǎn)技術(shù)，因此品質(zhì)穩(wěn)定、可靠。
●用途廣泛：模塊電源可廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)車艦船、軍工兵器、發(fā)電配電、郵電通信、冶金礦山、自動(dòng)控制、家用電器、儀器儀表和科研實(shí)驗(yàn)等社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在高可靠和高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的重要作用。
3. 模塊電源應(yīng)用
3.1 輸出電壓的調(diào)節(jié)
對有TRIM或ADJ(可調(diào)節(jié))輸出引腳的模塊電源產(chǎn)品，可通過電阻或電位器對輸出電壓進(jìn)行一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，一般調(diào)節(jié)范圍為±10％。
對TRIM輸出引腳，將電位器的中心與TRIM相連，在所有＋S、－S管腳的模塊中，其他兩端分別接＋S、－S。沒有＋S、－S時(shí)，將兩端分別接到相應(yīng)主路的輸出正負(fù)極(＋S接＋Vin，－S接－Vin)，然后調(diào)節(jié)電位器即可。電位器的阻值一般選用5～10kΩ比較合適。
對ADJ輸出引腳，分為輸入邊調(diào)節(jié)與輸出邊節(jié)。輸出邊調(diào)節(jié)與TRIM引腳的調(diào)節(jié)方式一樣。輸入邊調(diào)節(jié)只能上調(diào)輸出電壓，此時(shí)將電位器的其中一端與中心相接，另一端接輸入端的地。
3.2 輸入保護(hù)電路
一般模塊電源產(chǎn)品都有內(nèi)置濾波器，能滿足一般電源應(yīng)用的要求。如果需要更高要求的電源系統(tǒng)，應(yīng)增加輸入濾波網(wǎng)絡(luò)。可以采用LC或π型網(wǎng)絡(luò)，但應(yīng)注意盡量選擇較小的電感和較大的電容。
為了防止輸入電源瞬態(tài)高壓損壞模塊電源，建議用戶在輸入端接瞬態(tài)吸收二極管并配合保險(xiǎn)絲使用，以確保模塊在安全的輸入電壓范圍之內(nèi)。為了降低共模噪聲，可以增加Y(Cy)電容，一般選擇幾nf高頻電容。R為保險(xiǎn)絲，D1為保護(hù)二極管，D2為瞬態(tài)吸收二極管(P6KE系列)。
3.3 遙控開/關(guān)電路
模塊電源的遙控開關(guān)操作，是通過REM端進(jìn)行的。一般控制方式有兩種：
(1) REM與－VIN(參考地)相連，遙控關(guān)斷，要求VREF<0.4V。REM懸空或與＋VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。
(2) REM與VIN相連，遙控關(guān)斷，要求VREM<0.4V。REM與＋VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。REM懸空，遙控關(guān)斷，即所謂“懸空關(guān)斷”(－R)。
如果控制要與輸入端隔離，則可以使用光電耦合器作為傳遞控制信號。
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3.4 模塊的組合
(1) 并聯(lián)擴(kuò)容。將相同模塊輸出端并聯(lián)，可使輸出能力增強(qiáng)，但并聯(lián)模塊的輸出電壓要調(diào)整得比較一致，以保證相對均流，同時(shí)避免不必要的振蕩。對有較大電流輸出的模塊，還可以仔細(xì)設(shè)計(jì)引線電阻，以達(dá)到均流效果。用這種方法并聯(lián)的模塊，不宜超過2個(gè)。同時(shí)，如果其中一塊模塊輸出有故障，整個(gè)系統(tǒng)都將不能正常工作。并聯(lián)擴(kuò)容連接電路RL為負(fù)載。
(2) 冗余熱備份并聯(lián)。將相同的模塊輸出端通過二極管后并聯(lián)可使輸出能力增強(qiáng)，以提高電源系統(tǒng)的可靠性。原則上如果配合相應(yīng)輸出報(bào)警電路，將模塊放在可以拆卸的母線上，這樣，出現(xiàn)故障的模塊可以及時(shí)更換。用這種方法并聯(lián)的模塊，沒有量限制。D一般為肖特基二極管。
(3) 串聯(lián)擴(kuò)容。將相同模塊輸出端串聯(lián)，可使輸出電壓倍增，功率也相應(yīng)增加，而串聯(lián)輸出端須接二極管以進(jìn)行保護(hù)。
3.5 鈴流的備份使用
鈴流發(fā)生器主要用于電話局交換機(jī)給電話用戶提供振鈴，一般是在偏置狀態(tài)下使用。偏置可分為正偏置和負(fù)偏置。為了提高鈴流系統(tǒng)的可靠性，需要對鈴流進(jìn)行備份。下面是一種推薦的備份方式(以負(fù)偏置為例)。
該方案是使用鈴流啟動(dòng)后的輸出，通過備份鈴流的REM控制端將備份的鈴流禁止。在啟動(dòng)過程中，啟動(dòng)較快的鈴流將工作。簡單的延遲電路可防止兩塊鈴流同時(shí)啟動(dòng)而造成雙通。如圖8所示。該電路中的鈴流A、鈴流B及其外圍電路可以放在同一母線的不同鈴流盤上。這樣如果其中一塊鈴流出現(xiàn)故障，即可以更換，從而不致影響系統(tǒng)的正常工作。RCA與RCB是兩塊鈴流盤的必要連接。
4. 模塊電源的安裝與維護(hù)
由于各公司生產(chǎn)的模塊電源的類別、系列、規(guī)格品種難以數(shù)計(jì)，故其功能特性和物理特性不盡相同，因此在安裝、使用與維護(hù)方面亦各有不同，但應(yīng)在以下幾方面引起注意。
(1) 打開包裝后，應(yīng)仔細(xì)核對各接線端子標(biāo)識(shí)是否與隨機(jī)所帶的說明書相符，同時(shí)是否與訂貨合同約定的要求相符。如果不符，應(yīng)立即與生產(chǎn)或銷售單位聯(lián)系，商討處理辦法。
(2) 作為安裝的第一步，必須將模塊電源的金屬外殼可靠接地，以確保安全，但不可誤將外殼接在零線上。
(3) 在安裝完畢通電之前，應(yīng)再次檢查和核對各接線端子上的連線，確保輸入和輸出、交流和直流、單相和多相、正極和負(fù)極、電壓值和電流值等正確無誤，杜絕接反、接錯(cuò)現(xiàn)象的發(fā)生。
(4) 對于大功率電源，一般均有兩個(gè)或兩個(gè)以上的“＋”輸出端子和“－”輸出端子。實(shí)際上，它們同屬于一個(gè)輸出電極，只不過為了使用戶接線方便，它們內(nèi)部是并接在一起。
(5) 模塊電源不允許長期處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)。線性電源的使用率，應(yīng)控制在60％以內(nèi)；開關(guān)電源的使用率，應(yīng)控制在80％以內(nèi)，否則有可能造成模塊電源人為的早期失效。
(6) 對于模塊電源，有些制造商出廠時(shí)在于可調(diào)端子(ADJ)間接有固定電阻。使用時(shí)須用戶自配相應(yīng)阻值的電位器，以取代該固定電阻。但要注意，當(dāng)可調(diào)端子間處于開路狀態(tài)時(shí)，決不允許加載。
(7) 為達(dá)到充份散熱效果，模塊電源宜安裝在空氣對流較好的位置。一般要求線性電源工作電流在4A以上，或開關(guān)電源工作電流在7A以上時(shí)，應(yīng)加裝強(qiáng)制風(fēng)冷。此外，在模塊電源外殼上不允許放置其他物品。
(8) 模塊電源一般適用于以阻性為主的負(fù)載，若需要應(yīng)用在以容性為主或感性為主的負(fù)載時(shí)，應(yīng)事先在訂貨合同中加以說明，由廠方訂做。
(9) 對于高壓模塊電源，在使用過程及停電后10分鐘之內(nèi)，均不可觸及高壓危險(xiǎn)區(qū)。
(10) 模塊電源選購原則：一般功率較大的宜選擇開關(guān)電源，功率較小的選擇線性電源。
(11) 模塊電源不可強(qiáng)行拆卸，強(qiáng)拆即壞。
