淺談電源模塊技術(shù)與電源均流技術(shù)

單 躍

(新恒基(遼寧)物業(yè)管理有限公司，遼寧 沈陽 110013)

隨著現(xiàn)代電子業(yè)的飛速發(fā)展，增強(qiáng)電子系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與高效性成為研究的重點(diǎn)之一。電源的穩(wěn)定性與高效性是為了解決以上問題所必須考慮的要點(diǎn)之一，下面，我們就對電源的分類及相應(yīng)優(yōu)勢以及對先進(jìn)技術(shù)的原理與應(yīng)用作以簡介。

1.電源模塊技術(shù)

電源是為電子系統(tǒng)提供電能的裝置，是電子系統(tǒng)中必不可少的重要部件，它的主要功能是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電子系統(tǒng)中可用的電能，其穩(wěn)定性決定了電路的穩(wěn)定性，下面我們就對其模塊形式和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡要說明。

1.1 常見的電源模塊形式

電源模塊的類型有許多種，但依其電路原理大致可分為線性電源和開關(guān)電源兩種。

(1)線性電源是許多便攜設(shè)備中常見的電源形式，它通常由一個變壓器、一組或一個用于進(jìn)行整流的二極管及濾波電容所組成。

(2)開關(guān)模式電源比線性電源出現(xiàn)的時(shí)間要晚，其電路結(jié)構(gòu)也要更為復(fù)雜，其主要功能是將220V的交流電源變?yōu)榭捎玫闹绷麟娫?。[1]

1.2 常用技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較

(1)線性電源是先將220V/50Hz低頻交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波等過程，在經(jīng)過電壓反饋調(diào)整后方可輸出高精度的直流電壓。這種電源技術(shù)可以達(dá)到效高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且不存在干擾與噪音。但是它的不足之處則是需要配備較為龐大笨重的變壓器和濾波電容，加之其電壓反饋電路當(dāng)工作時(shí)在調(diào)整管上存在壓降，使得它在輸出較大工作電流時(shí)，會使調(diào)整管的功耗變大、轉(zhuǎn)換率變低。

(2)開關(guān)電源的工作原理是先把220V的低頻交流電整流成高壓直流電，然后通過變壓器將其變成高頻高壓的方波信號，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為高頻低壓的交流信號，最后在整流濾波后輸出低壓直流信號。由于開關(guān)電源的應(yīng)用更為廣泛和簡單，故要比其他技術(shù)應(yīng)用的更為廣泛。

2.電源均流技術(shù)

為了提高電源的使用時(shí)長或增強(qiáng)其供電穩(wěn)定性，一般采取多個電源并聯(lián)的方式，但由于各電源模塊的內(nèi)阻不盡相同，導(dǎo)致其輸出電壓不同，易發(fā)生閑死或忙死的現(xiàn)象。[2]為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，我們需要利用某種方法將負(fù)載平均分配到各模塊之中，這種方法我們稱之為電源均流，下面我們就對其作以介紹。

2.1 電源均流技術(shù)原理及優(yōu)點(diǎn)

將電源中各具有壓差的模塊進(jìn)行整流，使整流后的負(fù)載平均分配到電源各模塊中的技術(shù)稱之為電源均流技術(shù)，下面我們就以開關(guān)電源為例，對其均流技術(shù)做以介紹。

(1)電源均流方法的分類

于是他蹲坐在她的對面，小心地啃著，動作很紳士，幾乎不留下一點(diǎn)碎屑，吃完后又伸出他的小爪子，在嘴上輕輕按了兩下，抬起頭來見她在望他，就不好意思又歡喜地笑了一笑，她突然發(fā)現(xiàn)他的嘴巴是那么小巧精致，呈一個完美的倒三角形狀，多么可愛，她心里頓時(shí)爬著一股癢癢的欣然。那一刻她記了好多年。

電源均流的方法有許多種，如輸出阻抗法、平均電流自動均流法、最大電流自動均流法等，下面我們就對其做以簡略介紹。

①輸出阻抗法:這種方法是通過對電源內(nèi)阻的輸出方式進(jìn)行調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)對線路電流的調(diào)節(jié)，這種方法雖然簡單易行，但其對電壓的調(diào)整率較差，效果不理想。

②平均電流自動均流法:將各模塊的電流采樣進(jìn)行放大，并連接到公用的均流母線之上，將此母線上的電流做為各模塊進(jìn)行整流的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)較為精確的電源均流。使用這種方法不會在單一模塊出現(xiàn)問題后影響整個系統(tǒng)的使用，但會降低總體的電壓。

③最大電流自動均流法:這種整流方法是另電源的各模塊中，輸出電流最大的模塊自動定為主模塊，其他模塊以其為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整流。這種方法即可以保證在單一模塊故障時(shí)不影響系統(tǒng)整體，又可以保證不會出現(xiàn)過多的壓降，是現(xiàn)今用處較多的方法，又被稱為自動主從均流法。

(2)電源均流技術(shù)特點(diǎn)

下面我們以較為簡單的輸出阻抗法和用處較多的最大電流自動均流法為例對其技術(shù)特點(diǎn)分別進(jìn)行闡述。

②最大電流自動均流法的原理很簡單，就是把本模塊的電流采樣值和均流后的值進(jìn)行誤差放大，然后以誤差放大器的值為標(biāo)準(zhǔn)來對電壓反饋環(huán)路的值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)整輸出電壓和模塊的輸出電流，使電流反饋值與電流最大的模塊值相同，最終實(shí)現(xiàn)自動均流的目的。

2.2 電源均流技術(shù)在實(shí)現(xiàn)電源均流過程中的注意事項(xiàng)

在實(shí)現(xiàn)電源均流的過程中，使用不同方法有著不同的側(cè)重點(diǎn)，下面我們就針對輸出阻抗法在實(shí)現(xiàn)電路均流過程中的應(yīng)注意事項(xiàng)略作說明，其注意事項(xiàng)很多，以下就針對其變壓器耦合過程中的繞制方式、工作模式和電壓采樣略作說明。

(1)變壓器耦合

電壓采樣信號是信號通過變壓器耦合輸出電壓變化信號而得到的，故信號耦合的質(zhì)量決定著輸出電壓負(fù)載調(diào)整率精度。在試驗(yàn)過程中，應(yīng)注意變壓器的繞制方式。

變壓器的繞制方式應(yīng)以初級繞組先繞一半，再進(jìn)行次級繞組的繞制，繞制后再將初級繞組余下的匝數(shù)繞完，同時(shí)要將次級繞組包裹在內(nèi)，以達(dá)到漏感最小的目的。[3]

(2)工作模式

電路工作模式的選擇對電源模塊負(fù)載調(diào)整率影響較大，當(dāng)電路設(shè)計(jì)原邊電感較大時(shí)，連續(xù)的工作模式會使負(fù)載變化，導(dǎo)致電流信號波形斜率比變化率要小，并對輸出電壓負(fù)載的調(diào)整率產(chǎn)生影響。但當(dāng)不處于連續(xù)模式的情況下，又會影響效率。因此要確保電路設(shè)計(jì)原邊電感適中(一般為6匝)，以使其影響得以降低。

(3)電壓采樣信號

采樣信號的擴(kuò)大效果一定程度上會影響輸出電壓的負(fù)載調(diào)整率，所以，要盡量減小電壓取樣繞組的輸出阻抗，以加強(qiáng)對電壓采樣信號的放大效果，最終達(dá)到改善輸出電壓的負(fù)載調(diào)整率的目的。

通過上文對電源和均流技術(shù)的介紹，使我們對電源的分類以及使用均流技術(shù)的好處有了一定的認(rèn)識，并通過對調(diào)整輸出阻抗法及最大電流自動均流法的原理和實(shí)例的介紹，使我們對均流法的原理與實(shí)現(xiàn)有了更深一層的了解，希望可以為初學(xué)者在均流技術(shù)領(lǐng)域的研究提供了參考。

[1]湯姆·彼德魯?shù)吕怪?張寶玲，董啟雄，李曉波等譯.《電子技術(shù)完全實(shí)踐》.科學(xué)出版社.2006

[2]張占松，蔡宣三.《開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)[M]》.北京：電子工業(yè)出版社.1998.

[3]周志敏，周紀(jì)海.《開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》.人民郵電出版社.2003.8