嵌入式仪器中的大功率电源设计方法

时间:2017-02-19 09:14来源:未知 作者:admin 点击:
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嵌入式仪器的开发有着自身独到的特点,尽管这种仪器的核心是电路,但是其稳定性和空间利用效率等因素却是考量嵌入式仪器的更重要的指标。一个嵌入式仪器一般情况下都会有直流电源模块,有些仪器需要大功率的电源来完成一些类似于发射大电压、大电流等特定工作,而这种仪器的应用环境又限制了电源部分的体积和质量不能过大,这就为它的电源设计提高了难度。
嵌入式仪器一般体积小、质量轻、一体化程度高,通过人力即可进行搬运,因此即时所需电源的功率较大,也不能采用类似于大电源箱外接电荷泵等方式进行供电,一般会选择以专门的一块PCB电路板作为电源子模块,再在仪器中寻找空间放置几个储能电容,这样就能够胜任大功率的工作了。
一般情况下,功能较为复杂的大功率直流电源模块需要由以下几个部分组成:直流电压输入模块、电源逆变桥路、电能调理模块、变压器、通断控制模块、微控制器核心控制模块以及过载保护模块等等。可以由锂电池或者铅酸电池作为电压输入,然后利用电力电子器件形成逆变桥路,以便实现基于变压器的DC/DC变换功能。根据系统所需电压的不同,经过变换的电压通过调理模块得到稳定恒压的效果。通断控制则根据是否实现自动化来选择用电力电子器件还是更容易实现程控的继电器。
在实现了所有所需功能的前提下,过载保护是另一个至关重要的环节,如果一个仪器的直流电源模块因为过载而出现故障甚至烧毁、爆炸,那么就会对整个嵌入式系统造成非常严重的损害,可能核心的部件就会被毁坏。所以,电源电路的耐压、载流能力一定要达到要求,并且配备保险丝、稳压器件等设备,同时还要注意散热性能,以防意外的发生。
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