电源转换器 [实现高效ＨＶＡＣ的电源转换器]

　　在制热和空调系统的设计过程中，高效热交换技术与高级电子控制技术相结合进一步提高了系统的能效额定值。高效而可靠的电源是提高电机效率和系统性能可靠性的基本保障。 　　随着国际市场的原油价格逼近每桶100美元，进一步挖掘系统能效的需求比以往更加迫切。在工业和家电领域则尤其需要提高局部加热或内加热应用的能效。
　　
　　一个应用实例
　　
　　冷凝式锅炉就是一个制热技术的应用实例，它利用基本的热力学原理，能够实现较高的能量效率。利用现代电子技术能够获得的性能提升接近理论上可获得的最大值。
　　高效的冷凝式锅炉采用大型的热交换器从废气中吸取最大限度的能量。它产生具有较低温度的废气，热耗散很低，能够减少燃料的消耗量。通常情况下，它能够将所用燃料的88％以上转化为有用的热能，而一般的传统锅炉只能转化78％。
　　回收烟道中的热量可以降低废气的温度，在燃烧过程中产生的水蒸汽就会冷凝出来，因此称之为“冷凝式锅炉”。冷凝的过程非常关键，因为当水从蒸气状态变成液态时，它会释放出潜在的汽化热量，这种能量比单纯的冷却蒸汽所转换的热量更重要。
　　当温度降低时，废气就会丧失原来浮力，因此必须在烟道内安装一个风扇，保持废气的流动性。我们要控制风扇的转速，以实现最高的效率。因此，这里需要一种能够在高温环境下可靠工作的高效电源对风扇、系统定时器和控制电路进行供电。
　　
　　一种高性价比的设计方案
　　
　　在空调设备和一些白色家电，例如洗碗机和洗衣机中，同样存在着类似的能量转换过程，尤其是带有集成式冷凝干燥器的设备。统的尺寸、成本和重量。
　　市面上有很多集成式开关／控制器元件。本文在这里要介绍的这个设计实例是基于Power Integratioris公司的TOPSwitch-HX控制器IC构建的。这款控制器在一块集成电路器件内集成了700V的功率MOSFET、高压开关电流源、多模PWM控制器、晶振、热击穿电路、故障保护电路和其他一些控制电路(如图1所示)。
　　本文所介绍的这种SMPS(switch-mode power supply，开关式电源)在没有外部散热器的情况下，在65℃的环境温度中能够提供20V 50W的恒定功率，最大负载可达70W。它的峰值负载性能有力支持了电机启动所需的高电流，支持连续负载，有利于减小整个应用系
　　
　　该器件能够根据负载情况在四种不同的工作模式之间进行无缝切换。这使得开关电源在极宽的功率带上都能够恒定地高效工作，在待机模式下对于仅1W的输入功率仍可以提供600mW以上的输出功率。凭借这些特性，该电源能够满足各种已有的和未来的能量守恒标准。
　　
　　其他设计特性
　　
　　该开关／控制器在线路欠压，过压以及输出过载情况下，还具有强大的用户自定义保护功能。用户可以在锁存或自恢复模式、热击穿和自动重启情况下配置它的输出过压保护功能。通过对关键参数的精细控制，它大大降低了最大的过载功率，从而支持一些低成本的功率元件(例如MOSFET、变压器和输出整流器)。通过改进制造工艺，该器件实现了塑料DIP封装，MOSFET的导通电阻只有1.8Q，优于前一代产品最小3Q的导通电阻。结合66kHz的较低开关频率，它使得很多应用都不再需要外部散热器。
　　这些开关特性也十分有利于白色家电类的应用。它的双列直插式封装在高压针脚之间实现了>3.2mm的漏电／间隙，在高湿度和污染环境下能够有效防止产生表面漏电流。其热击穿是能够自动恢复的，具有较宽的滞后效应，能够在各种故障情况下保持安全的P C B温度。自动重启功能能够在输出短路和反馈环开路的情况下起到保护作用。这些经过改进的安全特性在故障情况下完全能够保护电源和负载，能够防止过热甚至火灾的发生，这对于经常在夜间运行无人值守的设备而言是至关重要的。
　　
　　详细设计
　　
　　图2给出了完整的开关电源电路。该设计符合ENN55022和CISPR-22Class B电源EMI限制，并具有较大的余量。差接EMI滤波功能是由X电容Cl实现的，而共模EMI滤波功能是由共模扼流圈L1和安全额定Y电容C8实现的。金属薄膜式电容C4在位置上靠近开关电路，用于解耦和直流总线的高频噪声，改善差接EMI。
　　D2、R17和C34构成了一个RCD钳位器，能够防止漏极电压尖脉冲损坏U4中的集成MOSFET。齐纳二极管VRl用于确保最大的钳位电压，在正常工作情况下不会导通。由D13整流并由C13滤波的变压器T1上的偏置线圈对开关供电，并提供光耦合器U2所需的控制电流。
　　U2构成了输出反馈回路，它的偏置点通过TL43l并联调节器U3来设置，R10和C36对反馈网络提供了补偿。R27和C35形成的网络用于提高相位容限，当光耦合器U2A不导通时，R9为并联调节器U3提供偏置电流。R26决定了整个环路增益，并且限制了U2A上的瞬态电流。
　　重要的转换功能为高效能应用提供了有力的支持。这款开关电源能够在185～265VAC的宽输入电压范围内工作。这一设计的关键特性在于它在整个输入电压范围内都能够保持极高的效率(如图3所示)。
　　如前所述，该电源在极宽的功率带上都能够保持很高的工作效率，包括在待机模式下为1W的输入功率提供超过600mW的输出功率。该设计的完整介绍可参见WWW.powerint.省略merciall@cn.省略
　　
　　节约70％空间的直流功率继电器
　　
　　G9E直流功率继电器具有密封、充气构架的特性，可以冷却在配电过程中产生的电弧，与标准电流接触器相比，这一架构同时也降低了接触间距，从而使整个系统尺寸降低70％。另外增加的优点是在高功率电池应用中如混合动力车、燃料电池、风力和太阳能发电、电池供电高尔夫车和叉车以及工业设备等应用，功率继电器可以减 小一半的工作噪声。
　　一般情况下，SPST具有三种类型：G9EA尺寸为36mm(宽)×73mm(长)×67.2(高)mm，额定为400VDC时60A或120VDC时100A，G9EC尺寸为36ram(宽)×73ram(长)×67.省略
　　
　　GN3系列三相电机可逆式固态继电器
　　
　　GN3系列三相电机可逆式固态继电器是其产品家族的最新成员。该继电器在三相电机控制和加热应用相关的诸多领域中有广泛的应用。产品的输出电流高达50A(单相)、600VAC(带内部缓冲器的为530VAC)，输入电压有直流、交流、低交流电压(18～36VAC)等多种选择。
　　产品特点：ssDBC(直接铜片背板连接)技术可实现卓越的散热性能；额定电流输出高达50A(单相)／600VAC；内置瞬间保护装置；输入状态LED显示(GNO系列三相电机可逆式固态继电器有2个LED显示)防护等级达IP20，已通过100 000V超高压的耐压试验(UL508)标准工业包装；通过UL／CSA／TuV认证，符合CE标准，符合RoHS标准，符合IEC 62314(2006-05)标准。
　　Crouzet公司
　　电话：021-2401-7766
　　http：//WWW.省略
　　
　　四通道上桥臂固态继电器
　　
　　这一款新的四通道上桥臂智能电源开关(IPS)型号为VNl4140K，采用ST最新的VIPower制造工艺，导通电阻Rds(OD)比芯片大小相同的上一代产品降低了50％。
　　导通电阻和静态电流大幅度降低，从而电能损耗降低，节省了大量的电能。功耗比上一代VIPower电源开关降低40％。此外，通过在导通电阻Rds(on)和裸片尺寸之间寻找最佳的折中点，VNl4140K采用了尺寸紧凑的PowerSS024封装，在实际应用中比同类的四通道产品节省空间。
　　
　　智能电源开关在一个芯片上集成了一个逻辑接口、驱动器和保护电路。这种智能电源开关具有多种限流和热保护功能，现在VNl4140K的每条通道又增添了诊断位，芯片本身增添了双热保护功能。除了当电流吸收过多时为保证操作安全而提供过热保护功能外，开关外壳的过热保护功能还可以单独限制印刷电路板的温度。在发生芯片外壳过热关断事件后，所有开关通道都单独重启，以限制峰值电流。
　　VNl4140K具有短路和过流保护功能、欠压关断功能、在大电感负载下保证安全操作所需的快速灭磁功能和接地损耗防护功能。诊断输出通常是开路漏极电路，以便与其他器件实现wired-OR连接，逻辑输入是3.省略
　　
　　高速1 Form A固体继电器VO14642AT
　　
　　这种新型1 Form A固体继电器可为设计人员提供面向各种测试与测量及工业应用的快速开关速度及低导通电阻。该V014642AT具有可在测试设备中提供更高吞吐量的800is快速典型开关速度，以及0.省略
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　　新小型化固态继电器产品
　　
　　固态继电器ASSR系列产品拥有低达2mA的输入驱动电流和低于0.5ms的快速开关速度，新ASSR-301 C／302C以及ASSR-401C／402C特别面向传感与多路复用，例如测试和计量以及数据撷取系统等对低功耗和高系统性能输出要求较严格的应用所设计。新固态继电器还拥有低于15pF的低断开状态电容值，因此可以得到良好的信号隔离效果和带来更低插入耗损的低导通电阻，此外，低于10nA的低断开漏电流更可降低系统计量的误差。ASSR系列在一个小型化的S04封装内提供了在-40+85℃宽广温度范围下经验证的性能表现、高于1kV／us的高瞬态抗干扰能力和3.75 kV隔离保护，ASSR-301C和ASSR-401C为采用S04封装的单通道1 Form A型继电器，ASSR-302C和ASSR-402C双通道2 Form A型式继电器则采标准DIP8封装。
　　Avago Technologies
　　电话：0755-8207-2628
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　　Crydom PCB固态继电器
　　
　　Crydom PCB固态继电器可提供过零(阻性负载)输出或随机接通(电感／相位控制负载)输出。660VAC状态下，额定值可达25A(强制通风)SCR输出适用于繁重的工业或商业应用负载设备(大多数型号)可提供标准直列式、微型直列式或双直列式包装，满负载电流状态下，预期使用寿命是一般机电继电器的50多倍，无活动零部件，完全消除了噪声，不受磁场干扰，可根据需求定制各种型号，符合RoHS标准。其适合应用的场合包括机电继电器的替代、泵控制系统、游戏设备、自动售货机、安全系统、医疗设备、电磁控制系统、包装设备、印刷机等。
　　Crydom
　　电话：021-240t-7766
　　Email：sales-cn@crydom.com
　　
　　MK－S功率继电器及G3NB－UTU固态继电器
　　
　　功率继电器MK-S作为替代MK系列的产品已于不久前正式上市。与原先MK系列产品比较，新的MK-S无论从功能上(追加锁定杆系列，追加确认线圈动作的LED内置型)还是性能上(工作温度范围大幅提高，可耐更高温度)都有了很大的提升。而原来的MK系列，将于明年3．30正式停产。固态继电器G3NB-UTU也已于不久前正式上市。与半年前上市的G3NB普通版相比，G3NB-UTU所作的最大改动是 内置了压敏电阻作为浪涌吸收器，增加了该品抗脉冲和噪声的耐久力。除此之外，G3NB-UTU还通过了CE认证。在外观上，G3NB-UTU比G3NB普通版增加了端子盖。
　　OMRON
　　电话：021-5888-1666
　　http：／／
　　
　　HDMI开关STDVE003A
　　
　　STDVE003A在设计上用于液晶电视和等离子电视，为外部节目播放设备提供多个HDMI输入接口，开关内部还集成一个视频信号均衡器。
　　STDVE003A是一个专门为高性能TMDS(转换最小化差分信令)数据传输设计的主动数字多路复用器。因为可以配置成一个3：1开关，电视机设计工程师只使用一个HDMI接收器芯片就能给电视机安装三个输入端口。芯片内置一个均衡模块用于接收和均衡输入信号，然后再将其发送到下一个单元。
　　高数据传输速率(3.4Gbps)符合最新、最严格的HDMI1.3版标准。一台16位的视频信源设备通过STDVE003A连接电视机，可以呈现明亮清晰、色彩绚丽的16位画面。芯片封装和引脚的兼容性很好，设计人员无须更改电路板布局，就可以直接替换现有的解决方案。
　　通过设置Select引脚，可以控制信号路径。该开关还支持DDC(显示器数据通道)和HPD(热插拨检测)数据开关，片上具有50 Q输入信号终止功能。
　　
　　支持3.4GB／s视频数据传输速率的HDMI(高清多媒体接口)开关，该产品可以使输入接口保持16位色深－65000色，还原真正的高清电视画面。
　　STMicroelectronics
　　电话：010-5984-6288
　　http:／／省略
　　
　　采用SC-75封装的MicroFET功率开关
　　
　　MicroFET功率开关产品FDMJ1023PZ和FDFMJ2P023Z适用于充电、异步DC／DC和负载开关等低功耗(