模擬/數(shù)字/開關(guān)電源差異化,如何選擇適合的電源模塊?
發(fā)布時(shí)間:2017-01-10 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】在電源設(shè)計(jì)中我們?nèi)绾芜x擇電源模塊,那么選擇的前提是,我們得了解各種電源,了解各種電源的區(qū)別,那樣我們才可以正確的選擇電源模塊。
模擬電源介紹
模擬電源:即變壓器電源,通過鐵芯、線圈來實(shí)現(xiàn),線圈的匝數(shù)決定了兩端 的電壓比,鐵芯的作用是傳遞變化磁場(chǎng),(我國(guó))主線圈在 50HZ 頻率下產(chǎn)生了變 化的磁場(chǎng),這個(gè)變化的磁場(chǎng)通過鐵芯傳遞到副線圈,在副線圈里就產(chǎn)生了感應(yīng)電 壓,于是變壓器就實(shí)現(xiàn)了電壓的轉(zhuǎn)變。
模擬電源的缺點(diǎn):線圈、鐵芯本身是導(dǎo)體,那么它們?cè)谵D(zhuǎn)化電壓的過程中會(huì) 由于自感電流而發(fā)熱(損耗),所以變壓器的效率很低,一般不會(huì)超過 35%。
音響器材功放中變壓器的應(yīng)用:大功率功放需要變壓器提供更多的功率輸出, 那么,只有通過線圈匝數(shù)的增加、鐵芯體積的增大來實(shí)現(xiàn),匝數(shù)和鐵芯體積的增加就會(huì)加重其損耗,所以,大功率功放的變壓器必須做的非常大,這樣就會(huì)導(dǎo)致: 笨重,發(fā)熱量大。
開關(guān)電源介紹
開關(guān)電源:在電流進(jìn)入變壓器之前,通過晶體管的開關(guān)功能,將我們通常 50HZ 的電流頻率提升到數(shù)萬 HZ,在這么高的頻率下,磁場(chǎng)變化頻率也達(dá)到幾萬 HZ,那么,就可以減少線圈匝數(shù)、鐵芯體積獲得同樣的電壓轉(zhuǎn)化比,由于線圈匝 數(shù)、鐵芯體積的減少,損耗大大降低,一般開關(guān)電源效率達(dá)到 90%,而體積可以 做的非常小,并且輸出穩(wěn)定,所以開關(guān)電源具有模擬電源難以達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)。
(開關(guān)電源也有自己的不足,如輸出電壓有紋波及開關(guān)噪聲,線性電源是沒有的)
音響器材-功放中開關(guān)電源的應(yīng)用:開關(guān)電源的描述過程中已經(jīng)表明開關(guān)電 源的優(yōu)勢(shì),所以即使是大功率功放,開關(guān)電源一樣可以做的很精細(xì)、小巧,目前 國(guó)內(nèi)的數(shù)字功放以深圳崔帕斯數(shù)字音響設(shè)備公司的數(shù)字功放最為領(lǐng)先,他們目前 已經(jīng)發(fā)展到 T 類純數(shù)字功放,并且下一代 S 類功放也在研發(fā)中了,具體請(qǐng)參看如下資料:
數(shù)字電源介紹
在簡(jiǎn)單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場(chǎng)合,模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢(shì),因?yàn)槠鋺?yīng)用的針對(duì)性可以通過硬件固化來實(shí)現(xiàn),而在可控因素較多、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、 需要多個(gè)模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中,數(shù)字電源則具 有優(yōu)勢(shì)。此外,在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中,相對(duì)模擬電源,數(shù)字電源是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)多方面的應(yīng)用,其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù),優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)過電流保護(hù)與管理,它還可以減少外圍器件的數(shù)量。
在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中,相對(duì)模擬電源,數(shù)字電源是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)多 方面的應(yīng)用,其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù),優(yōu) 化電源系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)過電流保護(hù)與管理,它還可以減少外圍器件的數(shù)量。
數(shù)字電源有用 DSP 控制的,還有用 MCU 控制的。相對(duì)來講,DSP 控制的電源 采用數(shù)字濾波方式,較 MCU 控制的電源更能滿足復(fù)雜的電源需求、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度 更快、電源穩(wěn)壓性能更好。
數(shù)字電源有什麼好處它首先是可編程的,比如通訊、檢測(cè)、遙測(cè)等所有功能都可用軟件編程實(shí)現(xiàn)。另外,數(shù)字電源具有高性能和高可靠性,非常靈活。
干擾:?jiǎn)纹瑱C(jī)中數(shù)字和模擬之間,因?yàn)閿?shù)字信號(hào)是頻譜很寬的脈沖信號(hào),因 此主要是數(shù)字部分對(duì)模擬部分的干擾很強(qiáng);不僅一般都采用數(shù)字電源和模擬電源 分開、二者之間用濾波器連接,在一些要求較高的場(chǎng)合,例如某些單片機(jī)內(nèi)部的 AD 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換時(shí),常常要讓數(shù)字部分進(jìn)入休眠狀態(tài),絕大部分?jǐn)?shù)字邏輯 停止工作,以防止它們對(duì)模擬部分形成干擾。如果干擾嚴(yán)重,甚至可以分別用兩個(gè)電源,一般用電感和電容隔離就行了。 也可以將整個(gè)板子上數(shù)字和模擬部分的 電源分別聯(lián)在一起,用分別的通路直接接到電源濾波電容的焊點(diǎn)上。 如果對(duì)抗干 擾要求不高,也可以隨便接在一起。
如果不使用芯片的 A/D 或者 D/A 功能,可以不區(qū)分?jǐn)?shù)字電源和模擬電源。 如果使用了 A/D 或者 D/A,還需考慮參考電源設(shè)計(jì)。
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