AC/DC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規模(通常是-2%)之外的時間差⊿t。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,需對數據進行保存、傳輸,對執行器的狀態進行設置等等。因而,在AC掉電后,開關電源還需能持續給系統提供電源一段時間,以確保系統可靠封閉。另外,在有UPS的系統中,從市電切換到UPS供電的過程中,也需開關電源能保持正常輸出。
1掉電保持時間的決定因素
慣例AC/DC電源AC輸入經過整流濾波后,變成一個直流電壓(有必定的紋波電壓),再經過DCDC變換器轉換成咱們所需的電壓輸出。控制電路可依據輸入電壓和輸出負載來調整占空比(PWM形式)以完成穩定的電壓輸出。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,控制電路經過調整占空比仍然能夠完成額外的輸出電壓,直到電容電壓下降到控制電路能調整的規模之外時,輸出電壓開端下降。
咱們經過舉例來說明決議掉電保持時間的因素。假定一款Vo=5V、Po=20W、功率為η=0.78的產品,DC-DC部分可正常工作的較低電壓Vin_min=100V,電源內部輸入濾波電容Cin=47uF。假定標稱220Vac輸入整流濾波后的電壓為直流電壓(實踐有必定紋波),其值Vin_nor=308V,依據能量守恒有下式:
0.5*Cin*(Vin_mor2-Vin_min2)=⊿t*Po/η……(1)
代入數值可得:⊿t=77.9ms。
從上式能夠看到,⊿t與輸入電容、AC輸入電壓、產品功率成正比,而與輸出功率、DC-DC部分較低工作電壓成反比。
在實踐的工程環境中,輸入電壓是固定的。對某一款具體的AC/DC電源產品來說,內部輸入濾波電容Cin、DC-DC部分較低工作電壓Vin_min、功率η都已無法改動,所以,電源本身的掉電保持時間無法改動。經過外圍調整,也無法改動產品的Vin_min和η,僅有能調整的是在電源前端再接一級整流濾波,外接的濾波電容與電源內部的輸入濾波電容是并聯關系,等效增加了Cin,增加了掉電保持時間。
如果電源前端加的濾波電容取100uF/400V,則掉電保持時間在之前的基礎上增加165.7ms。如果電源工作在半載條件,則掉電保持時間能夠再增加一倍。