我們已經(jīng)看到了有各種不同的噪聲，波動(dòng)或干擾源可能會(huì)影響工業(yè)應(yīng)用中使用的交流電源的質(zhì)量。原則上講，沒有任何一種功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠有效且均等地抵消所有這些類型的功率衰減源，因此，分析最廣泛用于其實(shí)現(xiàn)的不同拓?fù)涓鼮榉奖恪o源濾波器由與輸入端成一直線的電感和跨線的電容器組成，可以消除交流輸入電壓中的高頻成分，在所有方面均充當(dāng)?shù)屯V波器。但是，無源濾波器的降噪效果有限，因此，在工業(yè)環(huán)境中，無源濾波器會(huì)被有源技術(shù)替代（或隨附）。通常用于降噪的另一種方法是基于使用恒壓變壓器。與以前的解決方案相比，優(yōu)點(diǎn)在于更好的降噪，高度的負(fù)載隔離以及針對(duì)線路噪聲，電壓波動(dòng)，電壓尖峰，短時(shí)斷電和掉電的保護(hù)。即使在整個(gè)周期的電源電壓中斷的情況下，這種解決方案也能夠產(chǎn)生完美的正弦波，無噪聲和無瞬態(tài)的交流輸出信號(hào)。總諧波失真（THD）表示評(píng)估功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)質(zhì)量的相關(guān)指標(biāo)?？梢葬槍?duì)電流和電壓計(jì)算的THD指數(shù)定義為諧波的均方根值與標(biāo)稱（RMS）信號(hào)電平之比。從工程學(xué)的角度來看，THD測量中只有前五個(gè)或六個(gè)諧波有效。因此，在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，如果僅包含二次諧波和三次諧波，則不會(huì)有誤差，因?yàn)楦唠A項(xiàng)的幅度通常會(huì)大大降低。基于恒壓變壓器的解決方案可顯著降低諧波分量，THD值平均低于10％。此外，鐵磁諧振變壓器提供了高電隔離性和一流的保護(hù)水平，可防止共模噪聲。另一個(gè)常用的解決方案是基于多抽頭，三屏蔽隔離變壓器的抽頭開關(guān)調(diào)節(jié)器。如果只包含二次諧波和三次諧波，則不會(huì)有錯(cuò)誤，因?yàn)楦唠A項(xiàng)的幅度通常會(huì)大大降低。基于恒壓變壓器的解決方案可顯著降低諧波分量，THD值平均低于10％。此外，鐵磁諧振變壓器提供了高電隔離性和一流的保護(hù)水平，可防止共模噪聲。另一個(gè)常用的解決方案是基于多抽頭，三屏蔽隔離變壓器的抽頭開關(guān)調(diào)節(jié)器。如果只包含二次諧波和三次諧波，則不會(huì)有錯(cuò)誤，因?yàn)楦唠A項(xiàng)的幅度通常會(huì)大大降低?；诤銐鹤儔浩鞯慕鉀Q方案可顯著降低諧波分量，THD值平均低于10％。此外，鐵磁諧振變壓器提供了高電隔離性和一流的保護(hù)水平，可防止共模噪聲。另一個(gè)常用的解決方案是基于多抽頭，三屏蔽隔離變壓器的抽頭開關(guān)調(diào)節(jié)器。鐵氧體變壓器可提供高電隔離性，并具有一流的保護(hù)水平，可防止共模噪聲。另一個(gè)常用的解決方案是基于多抽頭，三屏蔽隔離變壓器的抽頭開關(guān)調(diào)節(jié)器。鐵氧體變壓器可提供高電隔離性，并具有一流的保護(hù)水平，可防止共模噪聲。另一個(gè)常用的解決方案是基于多抽頭，三屏蔽隔離變壓器的抽頭開關(guān)調(diào)節(jié)器。

變壓器的抽頭由微處理器控制的線電壓感測電路自動(dòng)切換。微處理器執(zhí)行抽頭切換，以保持輸出電壓盡可能接近標(biāo)稱線電壓。除了防靜電屏蔽之外，變壓器的低輸出阻抗還確保了出色的瞬態(tài)和降噪效果。數(shù)字控制可提供嚴(yán)格的電壓調(diào)節(jié)，并在一個(gè)周期內(nèi)提供快速而準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)。此類解決方案可用于單相和三相線路電壓。功率調(diào)節(jié)拓?fù)涞倪M(jìn)一步發(fā)展階段是由雙轉(zhuǎn)換系統(tǒng)代表的，雙轉(zhuǎn)換系統(tǒng)首先將AC電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓，并進(jìn)行調(diào)節(jié)（濾波和調(diào)節(jié)），然后轉(zhuǎn)換回完美的正弦交流電壓，實(shí)際上與可能影響輸入的異常無關(guān)。與其他解決方案相比，雙轉(zhuǎn)換電路具有更高的性能，其電壓調(diào)節(jié)精度高達(dá)RMS值的±2％，并執(zhí)行精細(xì)的頻率調(diào)節(jié)（這是基于變壓器的無源解決方案無法實(shí)現(xiàn)的）。除了提供高負(fù)載保護(hù)并減少或消除寄生諧波分量之外，理想的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)還應(yīng)該能夠執(zhí)行功率因數(shù)校正（PFC）。實(shí)際上，無功功率的滯后是導(dǎo)致能量損失的主要因素之一。功率因數(shù)校正的目的是通過與電源并聯(lián)的電容器產(chǎn)生的超前無功功率來補(bǔ)償產(chǎn)生的滯后無功功率，

此外，PFC使工業(yè)公司可以節(jié)省公用事業(yè)無功電費(fèi)。實(shí)際上，公用事業(yè)公司向公司收取的真實(shí)功率因數(shù)很低（它包括無功電流和諧波電流）。具有PFC功能的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入AC網(wǎng)絡(luò)的無功功率進(jìn)行嚴(yán)格控制，將目標(biāo)功率因數(shù)設(shè)置為0.95或更高。

功率調(diào)節(jié)裝置

Analog Devices是模擬，混合信號(hào)和DSP集成電路設(shè)計(jì)和制造的全球領(lǐng)導(dǎo)者，為功率調(diào)節(jié)應(yīng)用提供了廣泛的器件選擇。如前所述，雙轉(zhuǎn)換功率調(diào)節(jié)器需要不同的有源和數(shù)字組件，其中包括一個(gè)DC / DC轉(zhuǎn)換器。ADI公司的高性能直流轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品組合包括幾個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器，它們能夠以升壓（boost），降壓（buck）和反相模式工作，從而產(chǎn)生固定或可調(diào)的輸出電壓。該LT8650S靜音開關(guān)穩(wěn)壓器為同步降壓DC / DC轉(zhuǎn)換器提供了更高的性能水平。結(jié)合了高開關(guān)頻率（2 MHz），高效率和超低EMI，LT8650S是一個(gè)非常緊湊的低EMI電源解決方案。最大輸入電壓范圍為8 V至65 V，使該器件成為需要1 A至15 A輸出電流的各種應(yīng)用的理想解決方案。Silent Switcher系列采用特殊的設(shè)計(jì)和封裝技術(shù)，可在2 MHz時(shí)提供95％的效率，同時(shí)輕松通過CISPR 25 5類峰值EMI限制。內(nèi)部旁路電容器和集成基板進(jìn)一步改善了EMI，并優(yōu)化了高頻電流環(huán)路，從而簡化了PCB布局設(shè)計(jì)。LT8650S（圖1顯示了一個(gè)典型應(yīng)用）是一個(gè)雙通道降壓型穩(wěn)壓器，它從兩個(gè)通道提供高達(dá)4A的連續(xù)電流，并支持每個(gè)通道高達(dá)6A的負(fù)載。該器件還具有非常低的靜態(tài)電流：在沒有負(fù)載的情況下，兩個(gè)通道僅吸收6.2μA的電流。

圖1：LT8650S降壓轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用

兩個(gè)輸出可輕松并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)大電流，從24 V輸入提供72 W（9 V / 8 A）的輸出功率。如圖2所示，滿載時(shí)的效率為95％，具有出色的散熱性能。在室溫下運(yùn)行，IC的最熱部分達(dá)到約75°C，而無需任何主動(dòng)冷卻。

圖2：高輸出電流配置的熱性能

憑借其寬輸入范圍，低靜態(tài)電流和小尺寸（4×6mm 32引腳LQFN封裝），LT8650S雙路同步降壓型穩(wěn)壓器減少了零件數(shù)量和尺寸，同時(shí)為廣泛的應(yīng)用提供了設(shè)計(jì)靈活性。

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