供电系统

分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。

八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加，应用领域不断扩大。

分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。

电源的电磁干扰水平是设计中难的部分，设计人员能做的多就是在设计中进行充分考虑，尤其在布局时。由于直流到直流的转换器很常用，所以硬件工程师或多或少都会接触到相关的工作，本文中我们将考虑与低电磁干扰设计相关的两种常见的折中方案  。

电源设计中即使是普通的直流到直流开关转换器的设计都会出现一系列问题，尤其在高功率电源设计中更是如此。除功能性考虑以外，工程师必须保证设计的鲁棒性，以符合成本目标要求以及热性能和空间限制，当然同时还要保证设计的进度。另外，出于产品规范和系统性能的考虑，电源产生的电磁干扰(EMI)必须足够低。不过，电源的电磁干扰水平却是设计中难精确预计的项目。有些人甚至认为这简直是不可能的，设计人员能做的多就是在设计中进行充分考虑，尤其在布局时。

恰当放置高频输入和输出电容器的重要性常被忽略。若干年以前，我所在的公司曾把我们的产品设计转让给国外制造商。结果，我的工作职责也发生了很大变化，我成了一名顾问，帮助电源设计新手解决文中提到的一系列需要权衡的事宜及其他众多问题。这里有一个含有集成镇流器的离线式开关的设计例子：设计人员希望降低终功率级中的电磁干扰。我只是简单地将高频输出电容器移动到更靠近输出级的位置，其回路面积就大约只剩原来的一半，而电磁干扰就降低了约 6dB。而这位设计者显然不太懂得其中的道理，他称那个电容为“魔法帽子”，而事实上我们只是减小了开关节点的回路面积。

Svendborg Brakes A/S    490-2005-806    检测开关
hydac    EDS 3446-2-0400-000    压力开关
Hans Henning    FD3025/IP65230V 50/60HZ    检测仪
Magnet-Schultz GmbH & Co Fabrikations- und Vertriebs-KG    XBPX030K54A01 12VDC    电磁阀
JUMO GmbH & Co. KG    TN60001191 ATHF-70/G 50-300℃    温控器
sincro    TL608G    转速计附件
AirCom    10272BPHX63T    减压阀
GEFRAN    4T-96-4-24-1    
Beckhoff Automation GmbH    BK3120    模块
SECATEC    MMR33OSAKX-75378    
hydac    1.11.13 D 03 BN(1251394)    滤芯
suco    0184-458-031-042 set 9bar    压力开关
RIVARD    72051    垫圈
GOUDSMIT    TPGC050018    磁性传感器
Beck GmbH    930.83 (with ASI DPS 500 printed)    压力测试单元
SMW-AUTOBLOK Spannsysteme GmbH    Typ GFT-X Id.-Nr. 201542    工件夹具
Dopag    400.25.92    
Eurogi    61E024996/EMAD212    
SIEMENS    6DD1684-0FE0    模块
hydac    ETS1701-100-000    温度开关
Rexroth    4WRTE16V200L-4X/6EG24ETK31/A1M    伺服阀
Murrelektronik    85933    直流电源
hydac    HDA4445-A-060-000    压力开关
NORELEM KG    06090-6*25    螺钉
norelem    07040-36315    工件夹具

还有一点至重要的，新改进的电路产生的问题可能比原先的还要严重。换句话说，尽管延长过渡时间可以减少电磁干扰，但其引起的热效应也随之成为重要的问题。有一种控制电磁干扰的方法是用全集成电源模块代替传统的直流到直流转换器。电源模块是含有全集成功率晶体管和电感的开关稳压器，它和线性稳压器一样可以很轻松地融入系统设计中。模块开关节点的回路面积远小于相似尺寸的稳压器或控制器，电源模块并不是新生事物，它的面世已经有一段时间了，但是，由于一系列问题，模块仍无法有效散热，且一经安装后就无法更改。