解析多输入选择的电源设计原理

出处：spacewind 发布于：2011-08-27 19:50:50

　　现场通讯设备等的这些系统在主电源被切断时也还需要备用电源维持系统的工作。下图所示为一个既能利用交流电源，也能利用12V 或 24V 汽车电源，还可以在 48V 备用电源下工作的电源。电子系统必须能在各种电源情况下工作，如全世界通用的交流（85-264V rms）或是汽车电源，

　　对于利用交流电的情况，通用交流输入从前端模块输入，并进行功率因子校正。该模块将提供高的 48V 输出的高功率转换器馈给负载转换器。当采用交流供电时，48V 转换器还可上调到25V 电压用以给备用电池充电。

　　负载转换器允许输入范围为21至56V （标称值为 36V），可使电源从交流电源或备用电源上接受 48V，或从汽车电源接受 24V。这样的输入范围避免了24V 电池输入时的中间转换，并减少了12V 电池输入时的模块数目。

　　模块数目减少一半

　　如果将12V电池输入直接转换为 24V，则需要6个模块来给负载转换器提供足够的功率。本方案中，将12V电池输入到一个功率为 225W 的转换器阵列（见阳影模块），该阵列的输出为12V，提供的功率为所需功率的一半。

　　这种方法的优点是可将模块数目从6减至3，这样可以降低成本，简化布线和提高可靠性。其次，由于一半的功率从效率为100%的电池提供，可极大提高放率。其次，产生的热量也减少一半，这就简化了热量处理。

　　为了防止返回驱动（backdriving），中间转换器和 24V 电源的输出端要加上二极管保护，二极管要能承受负载电流和电压。48V 备用电池与总线间没有二极管保护，这样用交流供电时可以对其充电。

　　除此以外 DC-DC 转换器还要提供足够的功率给负载。例如，若负载在恶劣时需要 75W，则前面的转换器必须提供 75W 和耗散的功率，在多数情况下，大约要提供 90W 的功率、效率为 83%。

　　DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。在电路类型分类上属于斩波电路。它表示的是直流电源，诸如干电池或车载电池之类。家庭用的100V电源是交流电源（AC）。若通过一个转换器能将一个直流电压（3.0V）转换成其他的直流电压（1.5V或5.0V），我们称这个转换器为DC-DC转换器，或称之为开关电源或开关调整器。汽车电源，这些系统在主电源被切断时也还需要备用电源维持系统的工作。下图所示为一个既能利用交流电源，也能利用12V 或 24V 汽车电源，还可以在 48V 备用电源下工作的电源。