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军工电源模块的相关设计标准

2021-10-08

军工电源模块的相关设计标准

       电子设备,尤其是军工电源模块的设计,是一项系统工程,不仅要从电源本身的参数设计入手,还要从电气设计、EMC、热工、安全、三防等方面考虑。因为即使是小的疏忽也会导致整个电源的崩溃,所以要充分认识到电源产品可靠性设计的重要性。

一、开关电源的可靠性设计。

1.选择电源。

由于传输距离的不同,集中供电系统输出之间的偏差降低了供电质量。采用单电源供电时,当电源出现故障时,系统可能会瘫痪。分布式电源由于供电单元接近负荷,提高了电源的动态响应特性,具有良好的供电质量、低损耗、高效率、节能、高可靠性,易于形成N+1冗余供电系统,扩大功率。因此,分布式供电系统可以满足设备可靠性高的要求。

2.选择电路拓扑。

开关电源一般采用单端正激、单端反激、双管正激、双正激、推挽、半桥、全桥等八种形式。单端正激式、单端反激式、双端正激式、推挽式开关管承压超过输入电压的两倍,如果按60%降额使用,则开关管难以选择。由于推挽和全桥结构可能单向偏磁饱和,开关管损坏,半桥电路具有自动抗不平衡能力,不存在这个问题。双管正激,半桥电路开关管承压只是电源的输入电压,即使使用降低60%,选择开关管也相对简单。这两种类型的电路拓扑通常是高可靠性工程。

3.选择控制策略。

目前,PWM控制广泛应用于中小功率电源。与电压控制相比,它具有以下优点:一次电流限流控制比电压控制快;开关管不受过电流损坏,大大降低了过载和短路保护;良好的电网电压调节率;快速瞬态反应;环路稳定,易于补偿的纹波比压控小很多。

       由于开关损耗的限制,硬开关技术通常在350kHz以下。软开关技术应用谐振原理,使开关器件在零压或零流状态下通断。如果零开关损耗可以实现,开关频率可以达到兆赫级,软开关技术的变换器结合了PWM变换器和谐振变换器的两个优点。近几年来,开关损耗小,恒频控制,储能件尺寸合适,控制范围和负荷范围较大,但该技术主要用于大功率军工电源模块,PWM在中小型电源领域仍占主导地位。

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