SPS电源供应器

SPS的特性、架構-Standby circuit
• Standby circuit （PS-61）
–輸入級、PFC級 、功率級、回授級
• 優缺點
– 優點:轉換效率高、空載時耗電小、重量輕、可直 流輸出 –缺點:漣波大、電磁干擾大
Mercury 機種 Power Block diagram
SPS的特性、架構
• 特性: – 輸入電壓範圍為90∼264 伏特之間。 – 輸入頻率範圍47∼63Hz。 – 轉換效率80％以上。 – 停電後輸出維持時間（Hold up time ）最少10 毫秒以上。 – 產生之電磁干擾（Electromagnetic Interfrence, EMI）雜 訊（Power line noise ）須符合ＦＣＣ和ＣＥ標準。 – 輸出入端具隔離效果。 – 輸入電壓超出額定值時輸出電壓的改變量（Line Regulation）須小於± 1 ％以下。 – 輸出漣波和雜訊在1 ％以下。 – 具過電壓、過電流保護功能。 – 具有防靜電和防雷擊功能。 – 機殼的漏電流在0.75mA 以下。 ※ＦＣＣ為美國聯邦通訊委員會的縮寫，ＣＥ為歐盟共同標準
–架構如下:
• PFC (Power factor correction )功率因數調整
SPS的特性、架構-PFC
v * idt
T Vrms * Irms
P.F= 實功率/虛功率 =
舉例說明: 假設A、B兩個機台，A的P.F=1，B的P.F=0.8;如果A、B機台的輸 出功率都是100W且效率均為100%，則電力公司必須供應給A機台 100W，供應給B機台125W。
Halt-Bridge 改善Push-Pull電磁擺動，電晶體須承受較大的電 可以傳遞能量大 壓 Full-Bridge 改善電晶體須承受大電 壓的缺點 電晶體多，成本貴
SPS的特性、架構-Main
• 順向式
– 輸出功率可高於150Ｗ – 流經變壓器初級側及次級側的電流較小 – 成本增加
converters
SPS的特性、架構-PFC
• PFC (Power factor correction )功率因數調整
一般包括兩部分電路： 1、功率因數調整
2、升壓電路部分
SPS的特性、架構-PFC
• PFC (Power factor correction )功率因數調整 – Why need PFC?
• 追求高品質的電力供需，一直是全球各國所想要達到的目標，然而大量的 興建電廠，並非解決問題的唯一途徑，一方面提高電力供wenku.baidu.com的能量，一方 面提高電氣產品的功率因數（Power factor）或效率，才能有效解決問題。
什么是Power Supply?
上 级 电 能 形 式 Vin, Iin f, phase Power Supply Vo, Io f, phase 负载
Power Supply是一种提供电力能源的设备，它可以将一种电力能源形式 转换成另外一种电力能源形式，并能对其进行控制和调节。
根据转换的形式分类: AC/DC,
SPS的特性、架構-Main
---電路保護部分
converters
每個Types的power converters組成部分
過溫保護(Over temperature protection)
SPS的特性、架構-Main
---電路保護部分
過電壓保護(Over voltage protection)
converters
*Green Function 為環保功能的意思，其要求是在滿載70W 以下 的電源產品，當負載沒有輸出功率的情況下，輸入電源仍照常供 應時，電路消耗功率必需小於1W以下。
SPS的特性、架構-PFC
• 為何要Boost到380V
– 台灣電力系統是110V(峰值為155V)，中國為220V(峰值為311V)， 而 客 戶 輸 入 最 高 電 壓 為 264V( 峰 值 為 373V) ， 所 以 就 boos 到 380V 。
每個Types的power converters組成部分
SPS的特性、架構-380V
380V Output（為Ballast點燈電源）
Output
SPS的特性、架構-Standby circuit
• Standby circuit
– 當AC輸入到DC輸出這段時間所有IC 必須要有bias source. – 所以需要一個standby circuit 提供給所有的IC bias電源
SPS的特性、架構-Main
converters
每個Types的power converters組成部分
---1、能量傳遞部分 ---2、回授（反饋）部分
---3、電路保護部分
SPS的特性、架構-Main
converters
每個Types的power converters組成部分
---能量傳遞部分
• 怎麼不設計380V以上呢?
– 當然可以到500V或1000V，而且對Hold up time還會比較佳。 – 但因為大電容(C5)的耐壓和MOSFET(Q2)的耐壓的考量，所以到 380V即可。
SPS的特性、架構-Main
• Types of power converters
–返馳式 –順向式 –半橋式 –全橋式 –推挽式 ( ( ( ( ( Flyback ) Forward ) Halt Bridge) Full Bridge) Push Pull)
SPS的特性、架構-Main
converters
每個Types的power converters組成部分
---回授（反饋）部分
SPS的特性、架構-Main
converters
每個Types的power converters組成部分
---電路保護部分
短路保護(Short circuit protection) 過電壓保護(Over voltage protection) 低電壓保護(Under voltage protection) 過溫保護(Over temperature protection) 過功率保護(Over power protection) 限流保護(Current limit protection)
converters
SPS的特性、架構-Main
型式
Flyback
converters
• DC/DC電源供應器之變壓器的比較 特性
Transformer可當Choke 使用
缺點
傳遞能量有限，變壓器 體積大
Forward
Transformer只是做能量 傳遞能量有限，輸出部 的轉移，變壓器體積小 分須加choke儲能
DC/DC, DC/AC, AC/AC
根据转换的方法分类: 线性电源，相控电源，开关电源 根据调控的效果分类: 稳压， 恒流， 调频，调相 根据调控的方法分类: 传统反馈控制，矢量控制，数位控制
Switch power supply (SPS)
• Switch power supply (SPS)
SPS的特性、架構-EMI
• 電磁干擾(EMI)與電磁相容(EMC) – EMI:雜訊藉由傳導(Conducted)或輻射(Radiated)方式侵入 系統，甚而影響系統操作 – EMS:系統元件抑制外界雜訊的能力 – EMC:電子設備對於外界電磁環境的容忍程度 • EMI的濾波器: 主要的目的防止連接在同一電力系統的電氣裝置所產生的傳導 性電磁雜訊經由電源導線而彼此互相干擾 • 一個好的設計 不會產生雜訊影響其他系統 不受其他系統雜訊的影響 所產生的雜訊不會影響本身系統
SPS的特性、架構-EMI
• EMI濾波器基本架構:
– 共模電感(LC)、差模電感(LD)、X 電容(CX1、CX2)、Y 電容(CY)
• 共模電感(LC):µ值較高，故電感值較高，典型值是數mH 到數十mH 之 間 • 差模電感(LD):µ值較低感值較低，典型值是數十µH 到數百µH 之間。 • X 電容:在L、N 之間，一般是選用高容值的金屬皮膜電容，容值由 0.1mF到1mF。 • Y 電容:在L-G、N-G 之間的電容，以成對、相等的容值對稱的，其大 小必須要符合安規的限制。
開關電源供應器（SPS） （Mercury）
Outline
•Power的介紹 •Mercury 機種 Power Block diagram •SPS的特性、架構
–EMI –PFC –Main converters –380V Output（Ballast點燈電源） –Standby circuit