元器件選擇耐高溫的半導(dǎo)體器件:如高溫MOS管、耐高溫的雙極型晶體管等。這些器件在高溫下具有更好的載流子遷移率穩(wěn)定性、較低的漏電流和更高的可靠性,可參考李建平設(shè)計(jì)的高溫CMOS低壓差線性穩(wěn)壓器,通過(guò)對(duì)MOS管的特性分析和尺寸配置補(bǔ)償,使其能在-55℃~210℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。高穩(wěn)定性的電阻電容:選用溫度系數(shù)小、精度高的電阻和電容。例如,金屬膜電阻的溫度系數(shù)通常比碳膜電阻小,鉭電容在高溫下的穩(wěn)定性相對(duì)較好,可減少因溫度變化導(dǎo)致的阻值和容值變化對(duì)電源性能的影響。散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì):根據(jù)線性電源的功率和使用環(huán)境,設(shè)計(jì)合理的散熱系統(tǒng)。對(duì)于小功率線性電源,可采用自然冷卻方式,通過(guò)增大散熱面積、優(yōu)化外殼設(shè)計(jì)等提高散熱效率;對(duì)于大功率線性電源,可采用強(qiáng)迫風(fēng)冷、液冷或相變冷卻等方式。例如,在外殼上設(shè)計(jì)散熱鰭片、安裝散熱風(fēng)扇或采用水冷散熱器等。線性電源支持多路單地輸出,滿足復(fù)雜需求。北京線性電源
以下是一些提高線性電源效率的方法:電路設(shè)計(jì)優(yōu)化采用低壓差設(shè)計(jì):選擇低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO),這類穩(wěn)壓器在較低的輸入輸出電壓差下仍能穩(wěn)定工作,從而減少因電壓差而產(chǎn)生的功率損耗。如一些先進(jìn)的LDO芯片,在輸入電壓比輸出電壓高零點(diǎn)幾伏的情況下就能正常穩(wěn)壓并保持較高效率。優(yōu)化預(yù)穩(wěn)壓電路:在輸入電源進(jìn)入線性調(diào)整元件之前,采用繼電器元件或可控硅元件對(duì)輸入的交流或直流電壓進(jìn)行預(yù)調(diào)整和初步穩(wěn)壓,降低線性調(diào)整元件的功耗,從而提高工作效率。增加脈寬調(diào)節(jié)模塊:在輸出回路上采用兩個(gè)功率MOS管串聯(lián)工作模式,并通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)模塊控制,使串聯(lián)在回路上的MOS管的Vds電壓動(dòng)態(tài)維持不變,不會(huì)因輸出電壓降低而Vds線性增加,從而減少功率器件發(fā)熱,提高電源轉(zhuǎn)化效率。元器件選擇選用高效的調(diào)整管:選擇導(dǎo)通電阻低、開(kāi)關(guān)速度快的功率MOS管或其他高性能半導(dǎo)體器件作為調(diào)整管,可減少調(diào)整管在導(dǎo)通和截止過(guò)程中的能量損耗。使用低損耗的整流二極管和濾波電容:選擇正向壓降小的整流二極管,如肖特基二極管,可減少整流過(guò)程中的能量損失;湖北線性電源批量定制無(wú)論是性能優(yōu)化還是售后支持,定制線性電源都能滿足用戶的多樣化需求。
調(diào)整管工作狀態(tài)線性電源中的調(diào)整管工作在線性放大區(qū),相當(dāng)于一個(gè)可變電阻。在工作過(guò)程中,調(diào)整管需要持續(xù)消耗功率來(lái)維持輸出電壓的穩(wěn)定,無(wú)論負(fù)載電流大小如何,調(diào)整管始終處于導(dǎo)通狀態(tài)并消耗一定的功率,電流通過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量,使得大部分輸入功率以熱能的形式散失,從而導(dǎo)致效率低下,一般效率在30%到60%之間。電路結(jié)構(gòu)及元件特性線性電源的電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,缺少?gòu)?fù)雜的控制和轉(zhuǎn)換電路,無(wú)法像開(kāi)關(guān)電源那樣通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間比率來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的電壓轉(zhuǎn)換。此外,線性電源中的一些元件,如整流二極管、濾波電容等,也會(huì)存在一定的能量損耗。例如,整流二極管在正向?qū)〞r(shí)會(huì)有一定的正向壓降,這會(huì)導(dǎo)致功率損耗;濾波電容在充放電過(guò)程中也會(huì)有能量的損失,這些因素都會(huì)影響線性電源的整體效率。
元件選型與布局,選用小型化元件:優(yōu)先選擇尺寸小的半導(dǎo)體器件、貼片式電容和電感等,如采用晶圓級(jí)芯片規(guī)模封裝(WLCSP)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器IC,可明顯減小電源體積。優(yōu)化元件布局:合理規(guī)劃元件在電路板上的位置,如將發(fā)熱元件分散放置以利于散熱,同時(shí)縮小元件間的間距,提高布局緊湊性。采用多層電路板技術(shù),將不同功能的電路層疊布置,增加布線空間,減少電路板面積。選擇合適拓?fù)洌簩?duì)于小尺寸高功率密度需求,可采用全橋、半橋等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其在功率轉(zhuǎn)換效率和功率密度方面有優(yōu)勢(shì)。如反激式拓?fù)溥m用于小功率、隔離要求高的場(chǎng)合,正激式拓?fù)淇捎糜谥械裙β是覍?duì)輸出電壓精度要求高的情況。集成化拓?fù)洌喊l(fā)展集成化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),將多個(gè)功能模塊集成在一個(gè)芯片或模塊中,減少外部連接線路和元件數(shù)量,如采用集成了功率開(kāi)關(guān)管、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路的功率模塊,可使電源結(jié)構(gòu)更緊湊。線性電源電路簡(jiǎn)潔,故障易排查,降低維修成本。
線性電源和開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:工作原理線性電源:先將交流電經(jīng)過(guò)變壓器降低電壓幅值,再經(jīng)過(guò)整流電路整流后,得到脈沖直流電,后經(jīng)濾波得到帶有微小波紋電壓的直流電壓,***通過(guò)線性調(diào)整元件對(duì)濾波后的直流電壓進(jìn)行精細(xì)調(diào)整,使輸入電壓達(dá)到所需要的值和精度要求。開(kāi)關(guān)電源:利用開(kāi)關(guān)器件(如MOSFET)以高頻切換的方式將輸入電壓轉(zhuǎn)換為高頻脈沖信號(hào),再通過(guò)變壓器和濾波器等組件進(jìn)行處理,得到所需的穩(wěn)定輸出電壓,通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率來(lái)維持穩(wěn)定輸出電壓。效率線性電源:效率相對(duì)較低,一般在50%左右,開(kāi)關(guān)電源:效率通常較高,一般能達(dá)到80%以上,有的甚至超過(guò)90%體積和重量線性電源:通常較為笨重,相對(duì)較大,開(kāi)關(guān)電源:更加緊湊,相對(duì)較小輸出穩(wěn)定性和紋波線性電源:輸出電壓穩(wěn)定性好,輸出紋波電壓小開(kāi)關(guān)電源:輸出穩(wěn)定性相對(duì)較差,開(kāi)關(guān)管的通斷過(guò)程會(huì)導(dǎo)致輸出電壓的波動(dòng)定期檢查線性電源的連接線,散熱風(fēng)扇和內(nèi)部元器件確保正常工作。應(yīng)用線性電源供應(yīng)商家
線性電源實(shí)時(shí)顯示電壓、電流等參數(shù),便于監(jiān)控。北京線性電源
一般線性電源的使用環(huán)境溫度范圍在-10℃到50℃之間,如上海佳川電子的12V4A線性電源工作溫度為-10℃-50℃。部分線性電源的工作溫度范圍更寬,如GRA系列模塊電源和BSN30WL線性電源的工作溫度范圍為-40℃到85℃。以下是常見(jiàn)線性電源的使用環(huán)境溫度范圍:常規(guī)線性電源室內(nèi)使用型:通常工作溫度范圍在0℃到40℃左右,如一些普通的實(shí)驗(yàn)室用線性直流穩(wěn)壓電源,在這個(gè)溫度范圍內(nèi)能保證較好的性能和穩(wěn)定性,濕度范圍一般為10%到85%RH。工業(yè)級(jí)通用型:工作溫度范圍一般在-20℃到70℃左右,能適應(yīng)較為惡劣的工業(yè)環(huán)境,在低溫和高溫環(huán)境下仍能保持一定的性能。特殊線性電源高溫線性電源:如JC-X1100系列高溫雙路線性穩(wěn)壓電源,比較高工作殼溫可達(dá)235℃/250℃/275℃,主要用于高溫及寬溫環(huán)境。低溫線性電源:一些應(yīng)用于極寒地區(qū)或低溫實(shí)驗(yàn)環(huán)境的線性電源,工作溫度可低至-55℃甚至更低,同時(shí)在低溫環(huán)境下仍能保證輸出電壓和電流的穩(wěn)定性。北京線性電源