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    應用案例

    超寬電壓電源解決方案

    超寬電壓電源解決方案
    • 主要應用領域:AC-DC,DC-DC,電池供電, 儀器儀表,工業控制
    • 關鍵詞:超寬電壓電源

    詳細描述

    關鍵詞摘要:非隔離 寬電壓輸入范圍 高耐壓降壓 蓄電池降壓 超寬電壓輸入 DC-DC轉換器 AC-DC變換器 儀器儀表電源 工業控制輔助電源 寬電壓電源模塊

    設計特色:

    超寬輸入電壓范圍(12-265 VAC 13-400VDC)

    極高能效

        效率高達65%

    極低的功耗:典型待機功耗小于6mW(@帶載100uA)

     

    應用領域:

    輸入電壓范圍變化極寬的蓄電池供電場合(動力車系統、光伏系統、UPS不間斷電源、EPS應急電源、光伏逆變器、風光互補控制器、動力電池保護板、BMS電池管理系統等的DC-DC轉換供電模塊);

    工業電器的供電控制(特別是寬電壓輸入范圍的工業控制所用的輔助電源,比如儀器儀表,智能電表,自動化儀表,定時器,工控設備等);

    家用電器的供電控制(比如WIFI插座、電飯煲、洗碗機及其它白色家電);

    其它非隔離供電的應用,比如夜間照明燈、LED驅動、電表及住宅加熱控制器等。

     

    設計概述:

    在某些特殊的應用場合里,需要電源系統在很寬的電壓范圍內都能正常工作,如光伏系統、UPS等,尤其在工業現場,電網的電壓往往受用電負載的變化而變動,特別是負載較大時情況尤其嚴重,

    另外現場環境的干擾尖峰也會疊加在輸入電壓上一起進入電源電路,致使在惡劣環境下正常供電的電源芯片或其它的元件極其容易損壞。

     

    本文所設計的超寬范圍輸入電壓的轉換器電源可在輸入10265VAC(13-400VDC)的范圍內正常工作(有較寬的輸入電壓,對外部電壓有較大的容限,以保證外部供電電源出現較大波動時不會損壞系統,

    同時要有穩定的輸出電壓以及一定帶負載能力,以保證整個系統能夠穩定的工作),適用于全球電壓范圍的交流市電又可使用蓄電池(24V,36V,48V,96V,240V,360V....等等)供電。同時也為產品

    任意采用110V電壓或220電壓,還是使用蓄電池電壓均可直接使用提供了方便,能夠適用于世界各國的供電電壓,包括日本的100VAC、歐洲的230VAC甚至美國的120/208VAC, 以及蓄電池供電電壓(24V,36V,48V,96V,240V,360V....等等)。

     

    工作原理:

    本設計使用微功耗寬電壓DC-DC電源模塊和4-5個外圍零件來實現一個5V、200mA(或者12V、120mA)

    超寬輸入電壓范圍(10-265VAC,13-400VDC)電源。此類電源的應用包括工業控制所用的輔助電源。

     

    1.   超寬電壓輸入的 DC/DC 降壓型轉換器

    一些動力車系統及某些工業場合,常需要寬輸入電壓的直流輔助電源,1所示的電路為一個典型的輸出為5V、180mA的非隔離降壓電源。它通常應用于輸入電壓變化很大的蓄電池()供電場合,

    比如動力車系統、光伏系統、UPS不間斷電源、EPS應急電源、光伏逆變器、風光互補控制器、動力電池保護板、BMS電池管理系統等的DC-DC轉換供電模塊。

     

    2. 超寬電壓輸入的 AC/DC 降壓型轉換器

    2所示的電路為一個典型的輸出為12 V、150 mA的非隔離電源。它通常應用于工業電器的控制(比如儀器儀表,定時器,工控設備等)和家用電器的控制(比如WIFI插座、電飯煲、洗碗機及其它

    白色家電)。此電路還適合于其它非隔離供電的應用,比如夜間照明燈、LED驅動、電表及住宅加熱控制器等。

     

    電源模塊

     

    元件選擇:

         R1限流電阻,具體需根據輸入電壓范圍與輸出電流而定.

           C1濾波電容,建議使用0.47uF~100uF電解電容,具體需根據輸入電壓范圍與輸出電流而定.

           C2選用47uF/25V電解電容。

           C3輸出濾波電容,建議使用47uF~220uF.

           Z1 對于12V以下輸出模塊Max不超過12V;對于12V輸出模塊Max不超過15V.

    注:如果對靜態電流要求相對比較嚴的情況下,建議C1~C3盡量選用漏電流比較小的電容.

     

    電路圖中直流轉換模塊(DC-DC Converter)為超低功耗、超寬電壓范圍輸入的DC-DC電源模塊,具有寬輸入電壓、轉換效率高、體積小、高低溫度特性好、帶負載能力強等特點,參考型號:

    PI-3V3-M4,PI-05V-M4,PE-12V-M4,PI-3V3-B4,PI-05V-B4,PE-12V-B4(詳見選型表)。

     

    特性曲線:

    下面僅以PE-12V-B4組成的寬電壓電源做說明。

     

    1. 輸入電壓VS輸入電流

     

     電源模塊

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    2.輸入電壓VS輸出電流(輸入電壓在低電壓段時的輸出曲線)

    電源模塊

    實際運用表明,以上寬電壓電源設計方案在寬范圍輸入及輸入電壓變化時能夠有效保證輸出電壓穩定,該電源電路具有輸入電壓寬、效率高、輸出穩定等優點,可應用在具有超寬輸入電壓范圍的電源供電系統中。

     

     

     

    【附錄】寬電壓輸入的DC/DC &  AC/DC 降壓型電源轉換器電路

    使用寬范圍輸入的高壓降壓DC-DC電源模塊和4-5個外圍零件來實現一個5V、

    200mA(或者12V、120mA)、超寬輸入電壓范圍(10-265VAC)電源,輕松

    實現全電壓范圍內(36Vac,110Vac,120Vac,220Vac,240Vac.......)

    從市電高壓到直流低壓的優選解決方案。


     

    電源模塊

     

     

    小體積、寬輸入、高耐壓、非隔離、低功耗、降壓型電源模塊選型

    小體積、寬輸入、高耐壓、非隔離、低功耗、降壓型、DC-DC變換器
    序號 型號 輸入電壓(AC)           *需外加整流濾波電路 輸入電壓     (DC) 輸出電壓(DC) 輸出  電流(Max) 轉換效率(Max) 待機功耗(TYP) 應用領域 典型應用產品 備注
    1

    PI-XD108

    20-488V 28V-650V 9.5-22V Adj 200mA 80% 6mW(@Vout=12V帶載200uA) 單火線運用,寬電壓高壓降壓應用。 1)單火線智能開關, 2)超寬電壓輸入AC/DC、DC/DC電源變換器 通用型號
    2 PI-3V3-B4 10V-265V 13V-380V 3.3V 200mA 65% 小于5mW(帶載100uA), 單火線運用,寬電壓高壓降壓應用。 1)單火線智能開關, 2)超寬電壓輸入AC/DC、DC/DC電源變換器 高級全能型(單火|零火通用)
    3 PI-05V-B4 10V-265V 13V-380V 5.0V 200mA 65% 小于5mW(帶載100uA), 單火線運用,寬電壓高壓降壓應用。 1)單火線智能開關, 2)超寬電壓輸入AC/DC、DC/DC電源變換器
    4 PI-05V-D4 10V-265V 13V-380V 5.0V 180mA 65% 小于5mW(帶載100uA), 單火線運用,寬電壓高壓降壓應用。 單火線智能開關-大功率繼電器版本(配合XD-KC024使用)
    5 PE-12V-B4 12V-265V 15V-380V 12V 150mA 65% 小于6mW(帶載100uA), 單火線/非單火線運用,寬電壓高壓降壓應用。 超寬電壓輸入AC/DC、DC/DC電源變換器
    6 PI-3V3-M4 15V-265V 20V-380V 3.3V 180mA 70% 小于50mW(帶載500uA) 非單火線、寬電壓降壓應用。 超寬電壓輸入AC/DC、DC/DC電源變換器 經濟降壓型(零火專用)
    7 PI-05V-M4 15V-265V 20V-380V 5.0V 180mA 70% 小于50mW(帶載500uA) 非單火線、寬電壓降壓應用。 超寬電壓輸入AC/DC、DC/DC電源變換器
    8 PE-12V-M4 15V-265V 20V-380V 12V 150mA 70% 小于50mW(帶載500uA) 非單火線、寬電壓降壓應用。 超寬電壓輸入AC/DC、DC/DC電源變換器
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    標簽:  超寬電壓電源解決方案|寬電壓輸入范圍 寬電壓電源模塊 超寬電壓電源模塊
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