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正文內(nèi)容

大功率工業(yè)電源技術(shù)總結(jié)-資料下載頁(yè)

2024-11-26 17:06本頁(yè)面
  

【正文】 點(diǎn)和 C點(diǎn)之間的頻率增益特性 在啟動(dòng)工作時(shí) ,有可能出現(xiàn)無(wú)輸出脈沖的現(xiàn)象 ,這是因?yàn)?F/B腳的電壓在啟動(dòng)后上升很快 ,有可能通過(guò) C1,C2加到DET腳 .避免改現(xiàn)象的辦法實(shí)在 DET腳加一個(gè)電容 和啟動(dòng)電流疊加 ,啟動(dòng)時(shí)需要認(rèn)真考慮 . ⑨ 如何使用外部同步電路 該芯片沒(méi)有外部同步功能 ,但是仍可以使用 部同步工作 .但如果使用了該線路 ,在過(guò)流狀態(tài)時(shí) ,如果過(guò)流限制電路工作 .而且 VF端的電壓低于 3V,那么就會(huì)因此該芯片的功能紊亂 . ⑩ 三極管驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用 當(dāng)用來(lái)驅(qū)動(dòng)三極管時(shí) ,為了加速三極管的開(kāi)關(guān)速度 ,在關(guān)斷時(shí)最好要加一個(gè)負(fù)的偏置電壓 .在該應(yīng)用中 ,電流不能通過(guò)串檢測(cè)電阻的方法來(lái)檢測(cè) ,最好使用 CT腳 .對(duì)于小電流的三極管 ,可以使用該芯片直接驅(qū)動(dòng) . 備注 :關(guān)注芯片的溫升 芯片的最高環(huán)境溫度為 85℃ ,而且芯片不同位置的環(huán)境溫度并不一致并不斷變化 .總體的耗散功率比較大 ,但主要還是產(chǎn)生在局部 . 有一個(gè)比較好的測(cè)試方法測(cè)試芯片封裝的溫度 當(dāng)芯片在正常情況下安裝到 PCB時(shí) ,芯片節(jié)點(diǎn)和外部表面之間存在約15℃ 的誤差或更少 .故這就決定了芯片表面溫度在留有一定的裕量時(shí)不要超過(guò) 120 ℃ . 該芯片采用改進(jìn)的圖騰柱輸出 ,瞬變電流非常小 ,整個(gè)功耗也被減小的合理的范圍內(nèi) .參考在上升和下降時(shí)的瞬變電流的尖鋒 三 :主要線路部分的設(shè)計(jì) 1:功率因素矯正部分 (1) 啟動(dòng)和 VCC線路 150W原理圖 .pdf 該啟動(dòng)電路在啟動(dòng)后啟動(dòng)部分會(huì)停止工作 ,芯片由 VCC直接提供所需能量 .PFC電源部分的 VCC電壓由電感上輔助繞組取得 ,該線路能夠保證輕載時(shí)有足夠的電壓 . (2) 電流采樣電阻上加了兩個(gè)串連二極管以限制啟動(dòng)時(shí)的峰值電流所引起的采樣電壓過(guò)高問(wèn)題 . 2:PWM部分 (1) 采用正激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ,VCC由變壓器輔助繞組供電 .設(shè)有過(guò)壓 。過(guò)溫以及ON/OFF控制功能 (2) 初級(jí)過(guò)流采用 CLM端采樣 ,這樣可以減少干擾 . 四 :開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及分析處理 1:電氣部分 ① PFC芯片啟動(dòng)部分在啟動(dòng)后 ,三極管 Q102的源極 (S)端仍有脈沖輸出 ,在 GS端加一個(gè)電容以后可以消除該現(xiàn)象 .分析可能由于 G端電壓由整流橋后采樣 ,含有高頻脈沖 ,導(dǎo)致啟動(dòng)三極管誤動(dòng)作 ,加一個(gè)電容后可以濾除該信號(hào) . GS間加 104電容 GS間不加電容 ② 芯片工作電壓比較高 PFC芯片工作電壓由電感繞組得到 ,由于該線路采用了提升電壓的功能 ,以保證輕載工作時(shí)能可靠 .如減小電壓又擔(dān)心低溫啟動(dòng)會(huì)有問(wèn)題 ,故一直保留了這個(gè)現(xiàn)狀 .加上電源溫升比較高 ,在工作時(shí)芯片的溫升也較高 .后來(lái)采用了在芯片背部加了一個(gè)導(dǎo)熱橡膠墊 ,將熱量導(dǎo)到外殼上來(lái)降低溫度 .同樣 PWM芯片的工作電壓也比較高 ,約 出電壓的保持時(shí)間 ,也沒(méi)有往下降 .同樣采用了該方法處理 . ③ PFC芯片反饋部分 電壓反饋部分的補(bǔ)償參數(shù)能夠使 PFC的輸出電壓隨負(fù)載的增加而降低 ,這樣在功率大時(shí)可以降低 PFC升壓二極管的應(yīng)力 .另外在大功率電路中 ,常采用兩個(gè) 300V的二極管進(jìn)行串連以降低應(yīng)力 .這樣可以改善該現(xiàn)象 .防止在低壓大電流時(shí)該二極管的損耗會(huì)慢慢增大導(dǎo)致輸入功率的慢慢增大而發(fā)生損壞 . 電流采樣部分 ,采用了在采樣電阻上加上兩個(gè)串連的二極管來(lái)限制采樣電壓過(guò)高 .然后通過(guò) RC低通加到芯片的電流檢測(cè)腳 .所用電阻為推薦的最大值 ,太大會(huì)導(dǎo)致采樣信號(hào)異常 ,太小又會(huì)無(wú)法濾除干擾信號(hào) .而導(dǎo)致電源振蕩 . ④ PFC芯片的 ON/OFF功能和軟起功能都沒(méi)有采用 .在采用軟起功能時(shí)要注意該腳的電容值 ,如果過(guò)大在重載時(shí)有可能無(wú)法正常啟動(dòng) . 另外芯片的 VCC和 VC腳也單獨(dú)分開(kāi) ,這樣可以避免干擾 . PFC芯片的地線走線必須比較小心 ,不然會(huì)導(dǎo)致芯片工作不正常 .遵循源出源進(jìn)原則 .可以參考 M51995的走線要求 ,信號(hào)地和功率地分開(kāi) .而且 OVP到地的濾波電容的走線也要盡量短 ,不然有可能會(huì)引起該腳誤動(dòng)作 . ⑤ PWM部分的啟動(dòng)電容比較小 ,因?yàn)槿绻?PWM啟動(dòng)部分比較慢 ,會(huì)導(dǎo)致PFC輸出負(fù)載很輕 ,輸出電壓升高 ,其 VCC電壓會(huì)有一個(gè)跌落過(guò)程 . PWM部分 VCC電容為 10uF PWM部分 VCC電容為 47uF ⑥ PWM芯片部分使用了過(guò)壓和 ON/OFF的可選功能 ,以及過(guò)溫保護(hù)功能 。但需要注意的是 ,過(guò)溫保護(hù)的線路所定參數(shù)直接影響到芯片啟動(dòng)時(shí)的電流 ,故需仔細(xì)考慮 .本設(shè)計(jì)中增加了一個(gè)二極管和穩(wěn)壓管來(lái)盡量避免過(guò)壓和過(guò)溫線路的相互影響 . 采用 CLM端采樣 ,這樣可以避免驅(qū)動(dòng)等方面的干擾 .CT腳直接接地 ,未使用該功能 ,如果該腳不接地 ,電源在過(guò)流時(shí)會(huì)以斷續(xù)工作狀態(tài) .而接地時(shí) ,在輸出過(guò)載或短路時(shí)輸出端會(huì)有一定的電流 ,但輸入功率會(huì)比較小 .有可能不能長(zhǎng)時(shí)間短路 ,會(huì)損壞輸出二極管 . ⑦ 高溫時(shí)電源過(guò)流保護(hù)點(diǎn)降低以及輸出電壓不正常的問(wèn)題 在高溫滿載狀態(tài)下工作一段時(shí)間后 ,電源的過(guò)流點(diǎn)會(huì)降低 10%18%,特別是高輸出電壓時(shí)尤其嚴(yán)重 .而且有可能發(fā)生輸出電壓跌落 ,電源不能正常工作的現(xiàn)象 . 該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 ,是因?yàn)檩敵鲭妷罕容^高時(shí) ,二極管承受的反向耐壓也比較高 .而當(dāng)溫度升高時(shí)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間也會(huì)增加 ,這樣就會(huì)導(dǎo)致在開(kāi)通時(shí)的尖鋒電流會(huì)升高 ,而反映到原邊繞組的電流尖鋒也會(huì)增加 .從而導(dǎo)致采樣電壓的升高 ,過(guò)流點(diǎn)的下降 . 為了避免該現(xiàn)象 ,首先必須選用恢復(fù)時(shí)間短的二極管 ,另外選擇合適的阻容吸收網(wǎng)絡(luò) .如果吸收電容過(guò)大而電阻過(guò)小 ,可能會(huì)加劇該現(xiàn)象的發(fā)生 . 其次 ,過(guò)流點(diǎn)的設(shè)定要有一定的裕量 ,盡量避開(kāi)這個(gè)范圍 。如果 VF腳的電壓較低時(shí) ,從過(guò)載到電壓跌落到很低時(shí)會(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間 ,可以參見(jiàn)芯片該腳的功能說(shuō)明 .因?yàn)樵撃_在過(guò)流時(shí)能夠降低芯片的頻率 ,如果在臨界點(diǎn)的話 ,電源可能會(huì)發(fā)生振蕩產(chǎn)生音頻域的噪音 .我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)該腳的電壓來(lái)設(shè)定從保護(hù)開(kāi)始到電壓跌落到很低值時(shí)的過(guò)程 .實(shí)際目前該腳的對(duì)地電阻沒(méi)加 . 啟動(dòng)時(shí) MOSFET的 DS電壓峰值過(guò)高 ,可以通過(guò)改變變壓器的繞制方法 ,線圈的匝比 ,或過(guò)流采樣點(diǎn)的參數(shù) .但在低輸出電壓時(shí) ,有可能更為嚴(yán)重時(shí) ,可以在振蕩器充電電阻上并一個(gè)阻容網(wǎng)絡(luò)來(lái)減小該電壓 . 加 RC阻容時(shí)的電壓 不加 RC阻容時(shí)的電壓 2: 電磁兼容部分 電磁騷擾的特點(diǎn) : ① 單位脈沖的頻譜是最寬的 ② 頻譜中低頻含量取決于脈沖的面積 ,高頻含量取決于前后沿的陡度 . ③ 電源線的傳導(dǎo)騷擾主要由共模電流產(chǎn)生 。輻射騷擾主要由差模電流的環(huán)路面積產(chǎn)生 . 設(shè)計(jì)注意點(diǎn) : ① 選擇器件時(shí)應(yīng)盡量選用本身性能比較好的器件 ,如器件的導(dǎo)通阻抗 ,反向恢復(fù)時(shí)間 ,等 .并防止電路產(chǎn)生振蕩 . ② PCB的布局要合理 ,功率回路的面積要盡量小 ,地線的走線也要盡量短 . ③ 可以考慮良好的屏蔽設(shè)計(jì) ,濾波器的設(shè)計(jì)需要合理 ,盡量放在距輸入端子最近的地方 ,濾波器的輸入輸出線不能并行走線 . 傳導(dǎo)整改部分 : Y電容為 102時(shí)的波形 Y電容為 222時(shí)的波形 電源在開(kāi)機(jī)后會(huì) ,該點(diǎn)的值會(huì)隨溫度的升高而升高 ,主要原因?yàn)闇囟壬咭院?,器件的特性會(huì)變差 ,另外 Y電容的容量也會(huì)因溫度的升高而容量降低 .所以有時(shí)候需要適當(dāng)加大 Y電容的值 ,但過(guò)大以后會(huì)有泄漏電流問(wèn)題的限制 . 變壓器未加屏蔽時(shí)的波形 變壓器加屏蔽時(shí)的波形 不同廠家濾波器的差異 輻射方面 輸出對(duì)地電容為 203時(shí)的水平波形 輸出對(duì)地電容為 203時(shí)的垂直波形 輸出對(duì)地電容為 203時(shí)的垂直波形 輸出對(duì)地電容為 473時(shí)的水平波形 RCD吸收電容為 221時(shí)的水平波形 RCD吸收電容為 471時(shí)的垂直波形 RCD吸收電容為 471時(shí)的水平波形 RCD吸收電容為 221時(shí)的垂直波形 輸出整流管為 FCF16A40水平波形 輸出整流管為 FCF16A40垂直波形 輸出整流管為 MBR20200的水平波形 輸出整流管為 MBR20200的垂直波形 PFC驅(qū)動(dòng)電阻 4R7時(shí)的水平波形 PFC驅(qū)動(dòng)電阻 15Ω時(shí)的垂直波形 PFC驅(qū)動(dòng)電阻 4R7時(shí)的垂直波形 PFC驅(qū)動(dòng)電阻 15Ω時(shí)的水平波形 導(dǎo)通比較大時(shí)的水平波形 導(dǎo)通比較小時(shí)的水平波形 導(dǎo)通比較小時(shí)的垂直波形 導(dǎo)通比較大時(shí)的垂直波形 負(fù)載回路較大時(shí)的水平波形 負(fù)載回路較小時(shí)的水平波形 負(fù)載回路較大時(shí)的垂直波形 負(fù)載回路較小時(shí)的水平波形 關(guān)于 EMI方面的原因 ,除了開(kāi)關(guān)管工作時(shí)產(chǎn)生的諧波干擾 ,以及二極管的恢復(fù)時(shí)間 ,交流輸入回路引起的干擾外 ,印刷線路板的布線以及元器件的布線不合理 ,都會(huì)引起 EMI干擾 .所以在設(shè)計(jì)初期就要仔細(xì)考慮 ,以便后面的整改工作能夠事半功倍 .
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