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模塊電源是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器,其特點(diǎn)是可為專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)、微處理器、存儲(chǔ)器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。一般來說,這類模塊稱為負(fù)載點(diǎn) (POL) 電源供應(yīng)系統(tǒng)或使用點(diǎn)電源供應(yīng)系統(tǒng) (PUPS)。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多,因此模塊電源廣泛用于交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子、航空航天等。
模塊電源的優(yōu)點(diǎn)
●設(shè)計(jì)簡單。只需一個(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。
模塊電源的作用
輸出電壓的調(diào)節(jié)
對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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。
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)??梢圆捎肔C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)。
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(hào)。
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(duì)均流,同時(shí)避免不必要的振蕩。對(duì)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)。
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(duì)鈴流進(jìn)行備份。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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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。