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西门子模块,又称构件,是能够单独命名并独立地完成一定功能的程序语句的集合(即程序代码和数结构的集合体)。它具有两个基本的特征:外部特征和内部特征。外部特征是指模块跟外部环境的接口(即其他模块或程序调用该模块的方式,包括有输入输出参数、引用的全局变量)和模块的功能;内部特征是指模块的内部环境具有的特点(即该模块的局部数据和程序代码)。
模块有各种类型,如单元操作模块(换热器、精馏塔、压缩机等)、计算方法模块(加速收敛算法、*化算法等)、物理化学性质模块(汽液相平衡计算、热焓计算等)等。
西门子模块该DC/DC模块电路结构与通常的斩波DC/DC转换器相似,可参考原理框图(见图1)及相关资料,这里不再赘述。 在原理上,VICOR模块区别于通常产品之处主要是它使用了软开关的ZCS技术,见图2。 通常的硬开关斩波器波形近似为矩形波,即强迫开关器件在电压不为零时开通,电流不为零时关断,这样在矩形波的边沿就会因寄生参数而产生高频振荡,导致开关损耗增大,频率越高,开关损耗越大;而VICOR模块应用谐振技术,使开关器件中的电流波形近似于半周期的正弦信号,这样开关的导通、关断时刻都对应零输入电流(即开关管电流),从而即使开关频率超过1MHz,开关损耗也只占极小的百分比。高的开关频率、低的开关损耗便产生了一系列优点:功率密度高、传导和辐射噪声小、响应快、转换效率高等。 VICOR模块的另一特点是输出电压可在额定值基础上,在5%到110%的范围内方便地调节(12V、15V是±10%)。电路原理参见图3。 内部误差放大器的负输入端是输出电压的采样值,正输入端与Trim端相连。当Trim端悬空时,其上的电位由2.5V的基准源(Bandgap)决定,亦为2.5V,此时电路输出为额定值。以简单的外接电阻网络,通过调节Trim端电压(即误差放大器的基准电压),可相应地调节输出电压。 降压时外接元件值的计算与额定输出电压无关。只需在Trim端与-OUT端间接一电阻与R5分压以确定Trim端电压。其值的计算方法如下(以-20%为例): 要使输出电压降低20%,Trim端电压也需降低20%,这些电压都降落在内部电阻R5上: UR5=2.5V×20%=0.5V IR5=0.5V/10k=50?A IR5=IRd 故 Rd=(2.5V-0.5V)/50?A=40k 升压时,需提高Trim端电压,一般是从+OUT端接一电阻Ru到Trim端,故外接元件值的计算与额定输出电压相关。Ru的计算方法如下(以24V提高5%为例): 要使输出电压提高5%,Trim端电压也需相应提高5%,这些电压也都降落在内部电阻R5上(但方向与降压时相反)UR5=2.5V×5%=0.125V IR5=0.125V/10k=12.5?A IR5=IRu 又 URu=Uout-Utrim =(24V+24V×5%)-(2.5V+0.125V) =22.575V 故 Ru=22.575V/12.5?A=1.8M 当用VICOR模块进行二次开发时,有时要利用Trim功能构成闭环(见本文的应用举例),此时就不需要上述的电阻网络。但需注意的是,对于‘-2XX’模块,若Trim端电压超过一定值时,模块将会发生过压保护关断(OVPShutDown),此值额定为2.75V(实际值一般略高于此值,可达3V)。为避免模块的保护性关断,必须有措施防止此端电压过高。 管脚含义及接法 DC/DC模块管脚图见图4。 +IN、-IN:直流电压输入正、负端。输入电压可在额定值的-(20~50)%到+(25~60)%范围内变动,具体值请参阅产品数据手册。 GATEOUT:当多个模块并联以提高输出功率时,此端输出的脉冲信号可用于模块间的同步。同步信号一般按‘雏菊链’连接,即一模块的GATEOUT端连到下一模块的GATEIN端,可以得到几乎没有限制的功率提升能力。 GATEIN:此端是集电极开路结构,可以看作模块的使能/同步端。当它被拉低时(以-IN为基准,低于0.65V,6mA),模块关闭;浮空时,模块工作。
另外,模块频繁开关时,此端接1?F左右电容,可提供软起动功能。更多有关西门子模块的信息,请到站内咨询。