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整理电源分类ATX电源
电源分类ATX电源
ATX规范是1995年Intel公司制定的新的主机板结构标准,是英文(ATExtend)的缩写,可以翻译为AT扩展标准,而ATX电源就是根据这一规格设计的电源。
目前市面上销售的家用电脑电源,一般都遵循ATX规范。
BTX电源
BTX电源是也就遵从BTX标准设计的PC电源,不过BTX电源兼容了ATX技术,其工作原理与内部结构基本相同,输出标准与目前的ATX12V2.0规范一样,也是像ATX12V2.0规范一样采用24pin接头。
BTX电源主要是在原ATX规范的基础之上衍生出ATX12V、CFX12V、LFX12V几种电源规格。
其中ATX12V是既有规格,之所以这样是因为ATX12V2.0版电源可以直接用于标准BTX机箱。
CFX12V适用于系统总容量在10~15升的机箱;这种电源与以前的电源虽然在技术上没有变化,但为了适应尺寸的要求,采用了不规则的外型。
目前定义了220W、240W、275W三种规格,其中275W的电源采用相互独立的双路+12V
输出。
而LFX12V则适用于系统容量6~9升的机箱,目前有180W和200W两种规格。
BTX并不是一个革新性的电源标准,虽然INTEL公司大力推广,但因为支持的厂商太少,因此,现在已经很少提及。
电源连接线对于不同定位的电源,它的输出导线的数量有所不同,但都离不开花花绿绿的这9种颜色:
黄、红、橙、紫、蓝、白、灰、绿、黑。
健全的PC电源中都具备这9种颜色的导线(目前主流电源都省去了白线)。
黄色:
+12V 黄色的线路在电源中应该是数量较多的一种,随着加入了CPU和PCI-E显卡供电成分,+12V的作用在电源里举足轻重。
+12V一直以来硬盘、光驱、软驱的主轴电机和寻道电机提供电源,及为ISA插槽提供工作电压和串口设备等电路逻辑信号电平。
+12V的电压输出不正常时,常会造成硬盘、光驱、软驱的读盘性能不稳定。
当电压偏低时,表现为光驱挑盘严重,硬盘的逻辑坏道增加,经常出现坏道,系统容易死机,无法正常使用。
偏高时,光驱的转速过高,容易出现失控现象,较易出现炸盘现象,硬盘表现为失速,飞转。
目前,如果+12V供电短缺直接会影响PCI-E显卡性能,并且影响到CPU,直接造成死机。
蓝色:
-12V -12V的电压是为串口提供逻辑判断电平,需要电流不大,一般在1A以下,即使电压偏差过大,也不会造成故障,因为逻辑电平的0电平从-3V到-15V,有很宽的范围。
红色:
+5V +5V导线数量与黄色导线相当,+5V电源是提供给CPU和PCI、AGP、ISA等集成电路的工作电压,是电脑中主要的工作电源。
目前,CPU都使用了+12V和+5V的混合供电,对于它的要求已经没有以前那么高。
只是在最新的IntelATX12V2.2版本加强了+5V的供电能力,加强双核CPU的供电。
它的电源质量的好坏,直接关系着计算机的系统稳定性。
白色:
-5V 目前市售电源中很少有带白色导线的,白色-5V也是为逻辑电路提供判断电平的,需要电流很小,一般不会影响系统正常工作,基本是可有可无。
橙色:
+3.3V 这是ATX电源专门设置的,为内存提供电源。
最新的24pin主接口电源中,着重加强了+3.3V供电。
该电压要求严格,输出稳定,纹波系数要小,输出电流大,要20安培以上。
一些中高档次的主板为了安全都采用大功率场管控制内存的电源供应,不过也会因为内存插反而把这个管子烧毁。
使用+2.5VDDR内存和+1.8VDDR2内存的平台,主板上都安装了电压变换电路。
紫色:
+5VSB(+5V待机电源) ATX电源通过PIN9向主板提供+5V720MA的电源,这个电源为WOL(Wake-upOnLan)和开机电路,USB接口等电路提供电源。
如果你不使用网络唤醒等功能时,请将此类功能关闭,跳线去除,可以避免这些设备从+5VSB供电端分取电流。
这路输出的供电质量,直接影响到了电脑待机是的功耗,与我们的电费直接挂钩。
绿色:
P-ON(电源开关端) 通过电平来控制电源的开启。
当该端口的信号电平大于1.8V时,主电源为关;如果信号电平为低于1.8V时,主电源为开。
使用万用表测试该脚的输出信号电平,一般为4V左右。
因为该脚输出的电压为信号电平。
这里介绍一个初步判断电源好坏的土办法:
使用金属丝短接绿色端口和任意一条黑色端口,如果电源无反应,表示该电源损坏。
现在的电源很多加入了保护电路,短接电源后判断没有额外负载,会自动关闭。
因此大家需要仔细观察电源一瞬间的启动.
分类:
开关电源
电源的分类
1、交流稳压电源的分类及其特点:
能够提供一个稳定电压和频率的电源称交流稳定电源。
目前国内多数厂家所做的工作是交流电压稳定。
下面结合市场有的交流稳压电源简述其分类特点。
参数调整(谐振)型
这类稳压电源,稳压的基本原理是LC串联谐振,早期出现的磁饱和型稳压器就属于这一类.它的优点是结构简单,无众多的元器件,可靠性相当高稳压范围相当宽,抗干扰和抗过载能力强.缺点是能耗大、噪声大、笨重且造价高。
在磁饱和原理的基础上的发育进形成的参数稳压器和我国50年代已流行的“磁放大器调整型电子交流稳压器”(即614型)均属此类原理的交流稳压器。
自耦(变比)调整型
1、机械调压型,即以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的的绕组滑动面上移动,改变Vo对Vi的比值,以实现输出电压的调整和稳定。
该种稳压器可以从几百瓦到几千瓦。
它的特点是结构简单,造价低,输出波形失真小;但由于炭刷滑动接点易产生电火花,造成电刷损坏以至烧毁而失效;且电压调整速度慢。
2、改变抽头型,将自耦变压器做成多个固定抽头,通过继电器或可控硅(固态继电器)做为开关器10件,自动改变抽头位置,从而实现输出电压的稳定。
该种型稳压器优点是电路简单,稳压范围宽(130V-280V),效率高(≥95%),价格低。
而缺点是稳压精度低(±8~10%)工作寿命短,它适用于家庭给空调器供电。
大功率补偿型——净化型稳压器(含精密型稳压器)
它用补偿环节实现输出电压的稳定,易实现微机控制。
它的优点是抗干扰性能好,稳压精度高(≤±1%)、响应快(40~60ms)、电路简单、工作可
靠。
缺点是:
带计算机,程控交换机等非线性负载时有低频振荡现象;输入侧电流失真度大,源功率因数较低;输出电压对输入电压有相移。
对抗干扰功能要求较高的单位,在城市里应用为宜,计算机供电时,必须选用计算机总功率的2-3倍左右稳压器来使用。
因具有稳压、抗干扰,响应速度快、价格适中等优点,所以应用广泛。
开关型交流稳压电源
它应用于高频脉宽调制技术,与一般开关电源的区别是它的输出量必须是与输入侧同上频、同相的交流电压。
它的输出电压波型有准方波、梯型波、正弦波等,市场上的不间断电源(UPS)抽掉其中的蓄电源和充电器,就是一台开关型交流稳压电源的稳压性好,控制功能强,易于实现智能化,是非常具有前途的交流稳压电源。
但因其电路复杂,价格较高,所以推广较慢。
2、直流稳定电源的种类及选用:
直流稳定电源按习惯可分为化学电源,线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型:
化学电源
我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。
随着科学技术的发展,又产生了智能化电池;在充电电池材料方面,美国研制人员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间长,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。
线性稳定电源
线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区,靠调整管之间的电压降来稳定输出。
由于调整管静态损耗大,需要安装一个很大的散热器给它散热。
而且由于变压器工作在工频(50Hz)上,所以重量较大。
该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品。
缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。
这类稳定电源又有很多种,从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流(双稳)电源。
从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。
从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。
开关型直流稳压电源
与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源,它的电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。
它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。
功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态;开关电源因此而得名。
开关电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠;缺点相对于线性电源来说纹波较大(一般≤1%VO(P-P),好的可做到十几mV(P-P)或更小)。
它的功率可自几瓦-几千瓦均有产品。
价位为3元-十几万元/瓦,下面就一般习惯分类介绍几种开关电源:
①、AC/DC电源
该类电源也称一次电源,它自电网取得能量,经过高压整流滤波得到一个直流高压,供DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压,功率从几瓦-几千瓦均有产品,用于不同场合。
属此类产品的规格型号繁多,据用户需要而定通信电源中的一次电源(AC220输入,DC48V或24V输出)也属此
类.
②、DC/DC电源在通信系统中也称二次电源,它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经DC/DC变换以后在输出端获一个或几个直流电压。
③、通信电源
通信电源其实质上就是DC/DC变换器式电源,只是它一般以直流-48V或-24V供电,并用后备电池作DC供电的备份,将DC的供电电压变换成电路的工作电压,一般它又分中央供电、分层供电和单板供电三种,以后者可靠性最高。
④、电台电源
电台电源输入AC220V/110V,输出DC13.8V,功率由所供电台功率而定,几安几百安均有产品.为防止AC电网断电影响电台工作,而需要有电池组作为备份,所以此类电源除输出一个13.8V直流电压外,还具有对电池充电自动转换功能。
⑤、模块电源
随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、容量/体积比要求越来越高,模块电源越来越显示其优越性,它工作频率高、体积小、可靠性高,便于安装和组合扩容,所以越来越被广泛采用。
目前,目前国内虽有相应模块生产,但因生产工艺未能赶上国际水平,故障率较高。
DC/DC模块电源目前虽然成本较高,但从产品的漫长的应用周期的整体成本来看,特别是因系统故障而导致的高昂的维修成本及商誉损失来看,选用该电源模块还是合算合算的,在此还值得一提的是罗氏变换器电路,它的突出优点是电路结构简单,效率高和输出电压、电流的纹波值接近于零。
⑥、特种电源
高电压小电流电源、大电流电源、400Hz输入的AC/DC电源等,可归于此类,可根据特殊需要选用。
开关电源的价位一般在2-8元/瓦特殊小功率和大功率电源价格稍高,可达11-13元/瓦
常用电源及稳压芯片
分类:
开关电源
开关稳压器件(电压转换效率高)
型号 说明 最大输出电流
LM1575T-3.3 3.3V简易开关电源稳压器 1A
LM1575T-5.0 5V简易开关电源稳压器 1A
LM1575T-12 12V简易开关电源稳压器 1A
LM1575T-15 15V简易开关电源稳压器 1A
LM1575T-ADJ 简易开关电源稳压器(可调1.23V~37V) 1A
LM1575HVT-3.33.3V简易开关电源稳压器 1A
LM1575HVT-5.05V简易开关电源稳压器 1A
LM1575HVT-1212V简易开关电源稳压器 1A
LM1575HVT-1515V简易开关电源稳压器 1A
LM1575HVT-ADJ简易开关电源稳压器(可调1.23V~37V) 1A
LM2575T-3.3 3.3V简易开关电源稳压器 1A
LM2575T-5.0 5V简易开关电源稳压器 1A
LM2575T-12 12V简易开关电源稳压器 1A
LM2575T-15 15V简易开关电源稳压器 1A
LM2575T-ADJ 简易开关电源稳压器(可调1.23V~37V) 1A
LM2575HVT-3.33.3V简易开关电源稳压器 1A
LM2575HVT-5.05V简易开关电源稳压器 1A
LM2575HVT-1212V简易开关电源稳压器 1A
LM2575HVT-1515V简易开关电源稳压器 1A
LM2575HVT-ADJ简易开关电源稳压器(可调1.23V~37V) 1A
LM2576T-3.3 3.3V简易开关电源稳压器 3A
LM2576T-5.0 5.0V简易开关电源稳压器 3A
LM2576T-12 12V简易开关电源稳压器 3A
LM2576T-15 15V简易开关电源稳压器 3A
LM2576T-ADJ 简易开关电源稳压器(可调1.23V~37V) 3A
LM2576HVT-3.33.3V简易开关电源稳压器 3A
LM2576HVT-5.05.0V简易开关电源稳压器 3A
LM2576HVT-1212V简易开关电源稳压器 3A
LM2576HVT-1515V简易开关电源稳压器 3A
LM2576HVT-ADJ简易开关电源稳压器(可调1.23V~37V) 3A
基于UC3875的高频开关电源的设计 (2011-10-1316:
42)
分类:
开关电源
引言
近年来,随着电子技术的发展,邮电通信、交通设施、仪器仪表、工业设施、家用电器等越来越多地应用开关电源,随着科学技术的不断进步,对大功率电源的需求也就越来越大。
与此同时大量集成电路、超大规模集成电路等电子通信设备日益增多,要求电源的发展趋势是小型化、轻量化。
通常滤波电感、电容和变压器的体积和重量比较大,因此主要是靠减少它们的体积来实现小型化、轻量化。
我们可以通过减少变压器的绕组匝数和金减小铁心尺寸来提高工作频率,但在提高开关频率的同时,开关损耗会随之增加,电路效率会严重下降。
针对这些问题出现了软开关技术,它利用以谐振为主的辅助换流手段,解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题,使开关电源能高频高效地运行,从20世纪70年代以来国内外就开始不断研究高频软开关技术,目前已比较成熟,下面以2KW的电源为例进行设计。
1.设计内容和方法
1.1主电路型式的选择
变换电路的型式主要根据负载要求和给定电源电压等技术条件进行选择。
在几种常用的变换电路中,因为半桥、全桥变换电路功率开关管承受的电压比推挽变换电路低一倍,由于市电电压较高,所以不选推挽变换电路。
半桥变换电路与全桥变换电路在输出同样功率时,半桥变换电路的功率开关管承受二倍的工作电流,不易选管,输出功率较全桥小,所以采用全桥变换电路。
传统的全桥变换电路开关元件在电压很高或电流很大的条件下,在门极的控制下开通或关断,开关过程中电压、电流均不为零,出现重叠,导致了开关损耗。
开关损耗随开关频率增加而急剧上升,使电路效率下降,阻碍了开关频率的提高。
在移相控制技术的基础上,利用功率管的输出电容和输出变压器的漏电感作为谐振元件,使全桥变换器四个开关管依次在零电压下导通,实现恒频软开关。
由于减少了开关过程损耗,变换效率可达80%-90%,并且不会发生开关应力过大。
所以选用移相控制全桥型零电压开关脉宽调制(PSCFBZVS-PWM)变换电路。
移相控制全桥变换电路是目前应用最为广泛的软开关电路之一,它的特点是电路简单,与传统的硬开关电路相比,并没有增加辅助开关等元件。
原理如图1所示,主要由四个相同的功率管和一个高频变压器压器组成。
E为输入直流电压,T1~T4为开关管,D1~D4为体内二极管,C1~C4为开关的输出电容。
以第一个桥臂为例介绍,利用变压器漏感和功率输出电容C1谐振,漏感储能向电容C1释放过程中,使电容上的电压逐步下降到零,体内二极管D1开通,创造了T1的ZVS条件。
图1移相控制全桥变换电路原理图
1.2控制方式
控制方式是指变换器控制电路通过何种途径控制主电路实现自动控制目的,达到自动稳压或稳流的要求。
传统的PWM型电子开关开通和关断开关上同时存在电压、电流,损耗比较大,零电压开关-脉宽调制变换器(ZVS-PWM)是电子开关在两端电压为零时导通电流为零时关断,开通、关断损耗理想值为零。
在此选用典型的UC3875构成的移相控制全桥零电压开关-脉宽调制变换电路。
1.2.1UC3875控制芯片
UC3875是美国UNITRODE公司针对移相控制方案推出的专用芯片。
UC3875可对全桥开关的相位进行相位移动,实现定频脉宽调制控制。
UC3875其外型有20引脚封装和28引脚封装,在此以20引脚为例介绍一下该器件。
1.2.1.1内部结构方框图和管脚功能
内部结构方框图如下图所示:
图2 UC3875内部结构方框图
管脚功能如下:
1脚(Vref),基准电压;2脚(E/AOUT),误差放大器的反相输出;3脚(E/A-)误差放大器的反相输入;4脚(E/A+)误差放大器的同相输入;5脚(C/S+)电流检测;6脚(SOFRSTART)软起动;7脚(DELAYSETC/D)输出延迟控制;8脚(OUTD)输出D;9脚(OUTC)输出C;10脚(Vcc)电源电压;11脚(Vin)芯片供电电源;12脚(PWRGND)电源地;13脚(OUTB)输出B;14脚(OUTA)输出A;15脚(DELAYSETA/B)输出延迟控制;16脚(FREQSET)频率设置端;17脚(CLOCK/SYNC)时钟/同步;18脚(SLOPE)陡度;19脚(斜波)20脚(信号地)。
1.2.1.2UC3875的工作
1脚输出+5V基准电压,可作为内部或外部电路的其他元件的电源。
2脚作为电压反馈控制端,当引输出信号高到一定值时,由内部RS触发器及门电路作用使C输出与A输出反相,即A、C输出信号移相180度;同样,当引脚2输出信号低于1V时,通过内部RS触发器及门电路作用使C输出与A输出同相,即A、C输出信号移相0度。
可见通过控制引脚2端的输出可以控制A、C间相位在0~180度之间变化。
B、D的工作原理与A、C相似。
3脚作为误差放大器的反相输入端,通常利用分压电阻检测输出电源电压。
4脚作为误差放大器的同相输入端,和1脚基准电压相连,检测3脚的输出电源电压。
5脚作为电流检测端,其基准设置为内部固定2.5V(由分压),当电压超过2.5V时输出即被关断,软起动6脚复位,即可实现过流保护。
7脚和15脚作为输出延迟控制端,通过设置该脚对地之间的电流来设置死区,加在同一桥臂两管驱动脉冲之间,以实现零电压开通时的瞬态时间。
8、9、13、14脚作为输出端,可驱动MOSFET和变压器。
10脚作为电源电压端,为输出级提供所需电源。
11脚作为芯片供电电源,为芯片内部数字、模拟电路部分提供电源,内部有欠压锁定电路,其开启阈值为10.75V,关闭阈值为9.25V。
开启和关闭之间有1.5V的回差,可有效防止电路在阈值电压附近工作时的跳动。
16脚作为频率设置端,需外接电阻和电容来设置振荡频率。
17脚作为输出时,提供时钟信号;作为输入,提供同步点。
18脚作为陡度端,需外接一个电阻以产生斜波。
19脚作为斜波端,需外接电容到地。
20脚作为信号地,是所有电压的参考基准。
1.2.2控制电路
控制电路的原理图主要部分如图3所示。
图3 控制电路原理图
UC3875的核心是相位调制器,其13脚B输出信号与14脚A输出信号反相,9脚C输出信号与8脚D输出信号反相,这四个驱动信号经扩流后由驱动变压器去驱动~MOS管。
相位控制的特点体现在UC3875的四个输出端具有相同的驱动脉冲分别驱动A/B、C/D两个半桥,通过移相错位控制有源时间,使全桥的四个开关轮流导通。
每个输出级导通前都有一个死区,而且可以调整死区时间。
在该死区时间内确保下一个功率开关器件的输出电容放电完毕,为即将导通的开关器件提供电压开通条件。
因此,每对输出级(A/B,C/D)的谐振开关作用时间,可以单独控制。
在全桥变换拓扑模式下,移相控制的优点得到最充分的体现。
UC3875在电压模式和电流模式下均可工作,并具有过电流关断以实现故障的快速保护。
图4为移相控制全桥电路的控制波形。
图4 移相控制全桥电路的控制波形
移相控制全桥电路的控制方式有以下几个特点:
(1)在同一开关周期Ts内,每一个开关的导通的时间略小于Ts/2,而关断时间都略大于Ts/2。
(2)同一个半桥中上下两个开关不能同时处于通态,每一个开关关断到另一个开关开通都要经过一定的死区时间。
(3)比较互为对角的两对开关T1、T2和T3、T4开关函数波形,T1的波形比T2超前0~Ts/2时间,而T3的波形比T4超前0~Ts/2时间,因此T1和T3称为超前桥臂,而T2和T4称为滞后桥臂。
2.结束语
本文介绍了由UC3875芯片作为控制电路的2KW移相控制全桥变换(PSCFBZVS-PWM)软开关电源,由于开关管在ZVS条件下运行,可实现高频化,而且控制简单,性能可靠,适用于大功率场合。
且能保持恒频运行,就不会同时出现大电压、大电流,减少了开关所受的应力,实现了高效化。
大大减小了电源的体积。
继电器的特性和类型 (2011-10-2811:
09)
分类:
开关电源
继电器的特性和类型
继电器属于一种微电控制器件,在电路中起着自动调节安全保护转换电路等作用。
1、电磁式电磁继的工作原理:
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。
当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。
这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:
继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
2、热敏干簧继电器的工作原理:
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。
它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件
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