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单片机开发之技术问题

更新时间: 2019-01-05
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甚么是Y电容? 我可以用其它电容吗?Y-电容。Y-电容符合IEC384-14、EN132400及UL1283标准。

Y-capacitors 功率转换模块一般需旁路电容对输入线至机箱(大地)才能符合EMI标准,去分流共模噪声电流及将它们保持在转换器局部。如转换器操作在整流后之交流线电压情形下,旁路电容损坏会导至过量漏电流到机箱,产生接地错误及电击危险。因此,建议使用一种通称为“Y-电容”的特别类型电容,这种电容使用独特的“自伤愈”介质特性以避免过量漏电。

要满足一般EMI/RFI规定,Vicor建议所有功率转换模块都使用

所有使用DC-DC转换器的应用即使无要求符合EMC标准都应适当地旁路,把输入及输出引脚都旁路到模块基板。引线要尽可能短。电容值因模块的输入前端(如存在)特性而异。在印刷电路板上应用,这些器件通常足够细小而可藏在基板凸沿之下。

遥感和本感有甚么不同呢?Vicor模块需要散热片吗?PFC是甚么? 它对我有甚么意义?ENMods或Westcor的FlatPAC-EN。虽然无源谐波电流衰减能改良功率因素达至0.8,它不能与有源PFC方案,如Vicor的VI-HAM或Westcor的LoPAC系列达到接近的单位水平。

本感指以电源输出端口作为感应点,反馈到内部稳压电路。遥感指在远离电源输出的端点作输出电压检测,使电源能稳压输出及补偿长电缆有关的压降。感应连接(以感应端口)决定稳压的端点,要么在转换器输出(本感),要么在负载端点(遥感)以补偿压降。正如上述,令模块操作正常,闭合感应线是十分重要的,即是把+S连到+OUT,-S连到-OUT。第二代的全砖及半砖模块更是绝对必需的。

这取决于应用上多项因素;如模块所在的最高环境温度、有否强制对流、负载特性及转换器的效率等。有一点需要注意,是比较带基板的模块与及开露或露板转换器的封装,如有需要装散热器,前者较为灵活及容易。

现今的电子器件对AC源虽非线性负载,即是,加上正弦电压时,它们不取正弦电流,电压及电流的相位可会是非常接近,但它们的波型则“大相径庭”。这样的结果是较高的视在功率及相应减低功率因素。但是,由于没有明显相位差,这样功率因素不能说成是滞后或超前的。

有源功率因素校正(PFC)是一种技巧用以控制流入器件之电流使之跟踪所加上的电流波型。离线开关电源配带电容的输入滤波器就是一个非线性负载例子。这种负载在线电压未近峰点时都不吸取电流,然后在电压经过峰点时吸取大电流脉冲。功率因素校正(PFC)会要求电源去强迫输入电流波型与AC电压相同。

开关电源配备升压转换器而带功率因素校正的优点是:对给定之负载功率,电流较小;改良跨度能量储存,因为储能电容经常保持在最高电压,在85-264VAC操作下不需开合换档,及符合EN61000-3-2要求。有关PFC进一步资料可参阅Vicor网页上的应用文章部分。

最近,EN61000-3-2已发表修正14,该修正之一项结果是改动了AC-DC电源的等级,以原来的等级D改为等级A。这个级别改动的一个明显重要性是去除谐波电流的可变上限,改为基于等级(1000W)而设定的单一固定上限。如此,低于1000W的AC-DC电源的谐波电流上限增加了,表示现在可用别于有源功率因素校正的方法去达至EN要求。在很多较低功率的系统可用最简单、耐用、可靠、便宜的方法降低谐波电流─无源衰减。

这种无源方式的另一重要优点是,顾名思义,无需依靠有源元件(系统EMI水平来源之一)而表现为附加之线滤波功能,从而改良系统EMI表现,“无源”方案相对更细小、更简单、更静洁、更便宜;就如Vicor的

为甚么我们不能把“MI”前端模块(如MI-A22-MU)和“VI”系列DC-DC模块(如VI-2W0-MW)一并使用?MI-IAM的性能符合规格表列明的参数。

主因是输入电压范围不兼容。例如MI-A22-MU是设合18-50V操作而VI-2W0-MW则设合18-36V,这在输入瞬变保护上是关要的差别。由于输入范围不相配,影响了MI-IAM的EMI/RFI滤波效能,因此,不保证

我可否在模块的引脚上直接焊接连线呢? 如果不能, 有没有其他产品可供直接焊接连线呢?焊接技巧,如需机箱安装的产品,Vicor提供的封装选项有BusMod版本VI-200/VI-J00(MI-200/MI-J00);MegaMod或ComPAC产品,及第二代转换器的VIPAC阵列及VIPACs。

Vicor不建议在模块引脚直接焊接连线,因为机械性负荷及焊接时热应力或影响模块可靠性。模块设计上是在PCB上安装的,并且需要严谨的焊接步骤

如我不需要使用Gate-In, Gate-Out 及/或 Trim脚时, 可否让他们浮动呢?应用手册及第二代应用指引。

这视乎怎样应用转换器,然而,某些应用不需要此等引脚之功能,如此可让这些引脚保留在“不接”状态,详情参阅Vicor

我需要在输入及/或输出进行滤波吗? 应用工程部。

所有开关电源都产生可与其它电子电路互相干扰之信号,这是它的开关动作使然。Vicor的准谐振零电流开关拓扑产生的传导及辐射噪声,在幅度及频谱方面都远较其它拓扑为低。EMI滤波能进一步降低噪声40-60dB,按应用上特定情况,或需要附加滤波以符合安全规格及/或负载要求。一些基本的EMI滤波指引如下:

~维持电流回路细小,一个导体的电感及辐射作用耦合能量之能力与回路面积成正比。

~对于正负导体,使用宽阔之导铜(低电抗Z)分别在上下层互为对应。

~靠近干扰源置放滤波器,就是功率转换器。

~因应所需衰减之频域选取滤波元件值,例如,电容在某个频率会自谐振,超出该频率,它像电感。

~旁路电容引脚尽可能短。

~置放元件在板上时,要注意一些潜在敏感电路可受到附近噪声源之影响。

联络Vicor

如何可做出负输出电压?我们能否把三相MegaPAC连线至单相输入呢?4kW MegaPAC设计指引有关单相功率减额资料。

Vicor功率转换器都为隔离式输出,所以能参考共同电路节点而产生正或负输出轨。例如要产生负5V输出,模块的+OUT可接至共同回路(大地、机箱地、等),而-OUT即可视为“供电源”。

三相MegaPAC可由单相电源供电,该单相电源必须在180-264VAC范围。虽然火线及零线可接到J1任何线输入引脚,最通用的接法如下。为安全起见,接线前需首先检查确保输入是关掉的。确认电线没有输入电压后,把J1输入连接头接成如下:

J1-1火线

J1-2零线

J1-3不接

J1-4大地

当我把输出电压调低时,为何输出功率会减少呢?Vicor模块的开关频率是多少呢?Vicor模块有没有均流?VI-200系列有相应的倍增器模块,VI-Bxx-xx(对应的VI-2xx-xx而设计,具相同输入范围,输出电压及功率水平)倍增模块可扮演驱动模块的附从角色,可组成数千瓦之功率阵列。转换器输出接在一些,转换器间只需单线连接,无需微调较正就能达至均流,这在Vicor应用手册有详细说明。

Vicor的模块是有限制电流功能的元件, 输出电流(Io) 是输出功率额定值和输出电压额定值之商(Po/Vo),(功率) = (电压) x (电流)。 所以当电压调低时,但同时电流仍是固定的,因此输出功率减少。例如一个5V, 50W的模块可输出10A电流,当把输出电压调低至2.5V时,模块仍只能输出10安培,因此可使用的输出功率现只有(2.5V) x (10A) = 25W。

Vicor的第一及第二代功率转换器是调频式准谐振,零电流开关的,以别于脉宽调制式(PWM)开关器,如此,开关频率是与输入电压及输出负载有关,其变化范围可在轻载、高线输入时低于100KHz变化至在满载、低输入时约1MHz。如此这般,Vicor的零电流开关作用的传导及辐射噪声远较传统的脉宽调制式(PWM)转换器为低,一般达20-40dB。

Vicor拓扑的另一个特点是两个或多个功率阵列,若输出是接在一起,并在相同频率驱动下,它们本质上就能均流。均流是动态的并且只有数个百分比之差误,Vicor的第二代功率转换器能组成容错,均流“民主式”阵列。第二代功率转换器能配置一阵列组合,而该阵列内每个功率转换器自然地均流传输功率到负载,阵列本质上是“民主式”的,意思是“主模块”(在阵列内提供同步控制的作用)是自动决定的,无须外在干涉。

再者,阵列本质具“N+M”容错功能:无论多少个模块损伤或被取出仅需余下的模块合计功率能维持负载,都能连续不间断同步工作。考虑在低压,电容耦合连接转换器的情形,要组合这样的阵列极为简单。关于第二代转换器的并联将作进一步资料,请参阅网页上应用文章部分。

需要在模块的输入端加保险丝吗?

按照国际安全规格,应在模块的(+)输入端加入保险丝,并且机板需要接地。保险丝必须串联模块的(+)输入引脚,如在(-)输入引脚加保险丝,保护并不足够。因为第二代模块的PR及PC端是以-输入端作为参考电位的,(如同第一代的Gate In、Gate Out控制信号)。如在(-)输入引线的保险丝断开,PR及PC端(第一代模块的Gate In和Gate Out端)的电位会上升至+输入电位水平,这样会损坏模块或连接这些引脚电路。保险丝不应处于高温环境,因这会影响保险丝的载运电流能力。