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ACDC開關電源有一項重要的技術參數——掉電保持時間,指從AC掉電到輸出電壓下降到精度范圍(通常是-2%)之外的時間差⊿t,如圖1所示。通俗地講,就是開關電源在沒有輸入后,輸出還能撐多久。
很多情況下,系統在檢測到AC掉電后,需要對數據進行保存、傳輸,對執行器的狀態進行設置等等。因此,在AC掉電后,開關電源還需要能持續給系統提供電源一段時間,以保證系統可靠關閉。另外,在有UPS的系統中,從市電切換到UPS供電的過程中,也需要開關電源能維持正常輸出。
圖1 掉電保持時間示意圖
1 掉電保持時間的決定因素
常規ACDC開關電源原理框圖如圖2所示,AC輸入經過整流濾波后,變成一個直流電壓(有一定的紋波電壓),再通過DCDC變換器轉換成我們所需要的電壓輸出。控制電路可根據輸入電壓和輸出負載來調整占空比(PWM模式)以實現穩定的電壓輸出。在AC輸入掉電后,由輸入濾波電容存儲的能量給輸出供電,在這個過程中,濾波電容電壓逐漸下降,控制電路通過調整占空比依然可以實現額定的輸出電壓,直到電容電壓下降到控制電路能調整的范圍之外時,輸出電壓開始下降。
圖2 ACDC開關電源原理框圖
我們通過舉例來說明決定掉電保持時間的因素。假設一款Vo=5V、Po=20W、效率為η=0.78的產品,DC-DC部分可正常工作的最低電壓Vin_min=100V,電源內部輸入濾波電容Cin=47uF。假設標稱220Vac輸入整流濾波后的電壓為直流電壓(實際有一定紋波),其值Vin_nor=308V,根據能量守恒有下式:
0.5*Cin*(Vin_mor2-Vin_min2)=⊿t*Po/η……(1)
代入數值可得:⊿t=77.9ms。
關鍵字標籤:ac power supply high frequency