功率調節充當電源和負載之間的接口，在大多數工業應用中，功率調節執行關鍵功能，提供設備保護和輸出波形校正，以防止噪聲，電壓波動，射頻和電磁干擾。

電氣和電子設備在工業上的日益使用導致對電力的需求增加，在這種應用中，電力必須盡可能不受干擾，跌落或不良諧波分量的影響。在工業生產過程中，必須連續不間斷地保證電力供應-設備停機實際上會導致生產力下降，并不可避免地對公司的利潤造成影響。為了減輕這些風險，最普遍采用的解決方案是安裝電源調節系統。該電子設備的任務是監視輸入電壓（配電網絡的三相電壓），以確保所連接的負載受到尖峰，電涌，驟降，接地噪聲，不希望的諧波，以及其他可能中斷功能或損壞敏感電氣和電子設備的現象。工業應用的功率調節系統能夠檢測電源電壓中的任何異常情況。通過在很短的時間內采取適當的糾正措施，可以確保提供定期可靠的三相電源。響應時間非常快（以毫秒為單位），而輸入電壓在380至415 VAC之間時，輸出功率從幾百VA到約1,000 kVA不等。總而言之，功率調節是電源和負載之間的接口，在大多數工業應用中，它起著至關重要的作用，可提供設備保護和輸出波形校正，以防止噪聲，電壓波動，射頻，

功率調節拓撲

我們已經看到了有各種不同的噪聲，波動或干擾源可能會影響工業應用中使用的交流電源的質量。原則上講，沒有任何一種功率調節系統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現的不同拓撲更為方便。無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，在所有方面均充當低通濾波器。但是，無源濾波器的降噪效果有限，因此，在工業環境中，無源濾波器會被有源技術替代（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，優點在于更好的降噪，高度的負載隔離以及針對線路噪聲，電壓波動，電壓尖峰，短時斷電和掉電的保護。即使在整個周期的電源電壓中斷的情況下，這種解決方案也能夠產生完美的正弦波，無噪聲和無瞬態的交流輸出信號。總諧波失真（THD）表示評估功率調節系統質量的相關指標。可以針對電流和電壓計算的THD指數定義為諧波的均方根值與標稱（RMS）信號電平之比。從工程學的角度來看，THD測量中只有前五個或六個諧波有效。因此，在大多數實際應用中，如果僅包含二次諧波和三次諧波，則不會有誤差，因為高階項的幅度通常會大大降低。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水平，可防止共模噪聲。另一個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調節器。如果只包含二次諧波和三次諧波，則不會有錯誤，因為高階項的幅度通常會大大降低。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水平，可防止共模噪聲。另一個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調節器。如果只包含二次諧波和三次諧波，則不會有錯誤，因為高階項的幅度通常會大大降低。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水平，可防止共模噪聲。另一個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調節器。鐵氧體變壓器可提供高電隔離性，并具有一流的保護水平，可防止共模噪聲。另一個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調節器。鐵氧體變壓器可提供高電隔離性，并具有一流的保護水平，可防止共模噪聲。另一個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調節器。

變壓器的抽頭由微處理器控制的線電壓感測電路自動切換。微處理器執行抽頭切換，以保持輸出電壓盡可能接近標稱線電壓。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和降噪效果。數字控制可提供嚴格的電壓調節，并在一個周期內提供快速而準確的調節。此類解決方案可用于單相和三相線路電壓。功率調節拓撲的進一步發展階段是由雙轉換系統代表的，雙轉換系統首先將AC電壓轉換為DC電壓，并進行調節（濾波和調節），然后轉換回完美的正弦交流電壓，實際上與可能影響輸入的異常無關。與其他解決方案相比，雙轉換電路具有更高的性能，其電壓調節精度高達RMS值的±2％，并執行精細的頻率調節（這是基于變壓器的無源解決方案無法實現的）。除了提供高負載保護并減少或消除寄生諧波分量之外，理想的功率調節系統還應該能夠執行功率因數校正（PFC）。實際上，無功功率的滯后是導致能量損失的主要因素之一。功率因數校正的目的是通過與電源并聯的電容器產生的超前無功功率來補償產生的滯后無功功率，

此外，PFC使工業公司可以節省公用事業無功電費。實際上，公用事業公司向公司收取的真實功率因數很低（它包括無功電流和諧波電流）。具有PFC功能的功率調節系統對進入AC網絡的無功功率進行嚴格控制，將目標功率因數設置為0.95或更高。

功率調節裝置

Analog Devices是模擬，混合信號和DSP集成電路設計和制造的全球領導者，為功率調節應用提供了廣泛的器件選擇。如前所述，雙轉換功率調節器需要不同的有源和數字組件，其中包括一個DC / DC轉換器。ADI公司的高性能直流轉換器產品組合包括幾個開關穩壓器，它們能夠以升壓（boost），降壓（buck）和反相模式工作，從而產生固定或可調的輸出電壓。該LT8650S靜音開關穩壓器為同步降壓DC / DC轉換器提供了更高的性能水平。結合了高開關頻率（2 MHz），高效率和超低EMI，LT8650S是一個非常緊湊的低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輸出電流的各種應用的理想解決方案。Silent Switcher系列采用特殊的設計和封裝技術，可在2 MHz時提供95％的效率，同時輕松通過CISPR 25 5類峰值EMI限制。內部旁路電容器和集成基板進一步改善了EMI，并優化了高頻電流環路，從而簡化了PCB布局設計。LT8650S（圖1顯示了一個典型應用）是一個雙通道降壓型穩壓器，它從兩個通道提供高達4A的連續電流，并支持每個通道高達6A的負載。該器件還具有非常低的靜態電流：在沒有負載的情況下，兩個通道僅吸收6.2μA的電流。

圖1：LT8650S降壓轉換器的典型應用

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

圖2：高輸出電流配置的熱性能

憑借其寬輸入范圍，低靜態電流和小尺寸（4×6mm 32引腳LQFN封裝），LT8650S雙路同步降壓型穩壓器減少了零件數量和尺寸，同時為廣泛的應用提供了設計靈活性。

編輯：hfy