原裝西門子單電機模塊6SL3121-1TE21-0AA4 原裝西門子單電機模塊6SL3121-1TE21-0AA4 
SINAMICS S120 單電機模塊 輸入：600V DC 輸出:3AC 400V,9A 結(jié)構(gòu)形式：書本尺寸 外部風冷 優(yōu)化的脈沖圖形和 支持擴展 安全集成功能 包含 DRIVE-CLiQ 電纜 

電源模塊是什么

電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器，其特點是可為集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器 (DSP)、微處理器、存儲器、現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數(shù)字或模擬負載提供供電。一般來說，這類模塊稱為負載點 (POL) 電源供應系統(tǒng)或使用點電源供應系統(tǒng) (PUPS)。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點甚多，因此模塊電源廣泛應用于交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。

電源模塊的幾大指標

電源模塊是一種負反饋的穩(wěn)壓系統(tǒng)，其性能指標分為靜態(tài)指標和動態(tài)指標。

靜態(tài)指標輸出電壓精度：衡量模塊的實際輸出電壓與標稱的輸出電壓的差異性。

電壓調(diào)整率(源效應)：衡量模塊在不同輸入電壓的情況下輸出電壓的變化情況。

電流調(diào)整率(負載效應)：衡量模塊在不同輸出電流的情況下輸出電壓的變化情況。

交叉調(diào)整率：衡量模塊某一路的輸出功率的變化對其他路輸出電壓的影響情況，僅對于雙路或多路模塊。

溫度漂移：衡量模塊在不同環(huán)境溫度的情況下輸出電壓的變化情況。

輸出電壓紋波：衡量模塊的輸出直流電壓上的交流電壓成分的大小。

效率：衡量電源模塊在實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換和功率傳輸?shù)耐瑫r自身的損耗情況。

動態(tài)指標啟動過沖和啟動時間：衡量電源模塊在加電啟動時輸出電壓的建立過程或穩(wěn)定過程的情況。

負載階躍響應：衡量模塊在負載階躍變化的情況下輸出電壓的變化情況。衡量的指標主要有過沖或跌落的幅值以及恢復時間的長短。

電源模塊的分類

按現(xiàn)代電力電子的應用領域，我們把電源模塊劃分如下：

綠色電源模塊

高速發(fā)展的計算機技術帶領人類進入了信息社會，同時也促進了電源模塊技術的迅速發(fā)展。八十年代，計算機全面采用了開關電源，*完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進入了電子、電氣設備領域。

計算機技術的發(fā)展，提出綠色電腦和綠色電源模塊。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個人電腦和相關產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源，根據(jù)美國環(huán)境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規(guī)定，桌上型個人電腦或相關的外圍設備，在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦，就符合綠色電腦的要求，提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目 前效率為75%的200瓦開關電源而言，電源自身要消耗50瓦的能源。

開關電源模塊

通信業(yè)的迅速發(fā)地推動了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領域中，通常將整流器稱為一次電源，而將直流-直流(DC-DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標稱值為48V的直流電源。當前在程控交換機用的一次電源中，傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關電源取代，高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi)，實現(xiàn)高效率和小型化。近幾年，開關整流器的功率容量不斷擴大，單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。

因通信設備中所用集成電路的種類繁多，其電源電壓也各不相同，在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊，從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓，這樣可大大減小損耗、方便維護，且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上，對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加，通信電源容量也將不斷增加。

變換器

DC-DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制，同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應的性能，并同時收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關電源)， 同時還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC-DC變換器已商品化，模塊采用高頻PWM技術，開關頻率在500kHz左右，功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，要求電源模塊實現(xiàn)小型化，因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結(jié)構(gòu)，當前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊，功率密度有較大幅度的提高。

UPS

不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流，經(jīng)轉(zhuǎn)換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量，另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關來實現(xiàn)。

現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件，電源的噪聲得以降低，而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術的引入，可以實現(xiàn)對UPS的智能化管理，進行遠程維護和遠程診斷。

目前在線式UPS的大容量已可做到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速，已經(jīng)有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

變頻器電源

變頻器電源主要用于交流電機的變頻調(diào)速，其在電氣傳動系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要，已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓，然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器， 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出，電源輸出波形近似于正弦波，用于驅(qū)動交流異步電動機實現(xiàn)無級調(diào)速。

上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期，日本東芝公司將交流變頻調(diào)速技術應用于空調(diào)器中。至1997年，其占有率已達到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào)，96年引進生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器，逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點。預計到2000年左右將形成高潮。變頻空調(diào)除了變頻電源外，還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機電機。優(yōu)化控制策略，精選功能組件，是空調(diào)變頻電源研制的進一步發(fā)展方向。

焊機電源模塊

高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源，代表了當今焊機電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化，這種電源更有著廣闊的應用前景。

逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流，IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波，經(jīng)高頻變壓器耦合， 整流濾波后成為穩(wěn)定的直流，供電弧使用。

由于焊機電源的工作條件惡劣，頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中，因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為關鍵的問題，也是用戶關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關控制器，通過對多參數(shù)、多信息的提取與分析，達到預知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的，進而提前對系統(tǒng)做出調(diào)整和處理，解決了當前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A，負載持續(xù)率60%，全載電壓60~75V，電流調(diào)節(jié)范圍5~300A，重量29kg。

直流電源模塊

大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV，電流達到0.5A以上，功率可達100kW。

自從70年代開始，日本的一些公司開始采用逆變技術，將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻，然后升壓。進入80年代，高頻開關電源技術迅速發(fā)展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件，將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功地應用于高頻高壓電源，取消了高壓變壓器油箱，使變壓器系統(tǒng)的體積進一步減小。

國內(nèi)對靜電除塵高壓直流電源進行了研制，市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷鳎捎萌珮蛄汶娏鏖_關串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓，然后由高頻變壓器升壓，后整流為直流高壓。在電阻負載條件下，輸出直流電壓達到55kV，電流達到15mA，工作頻率為25.6kHz。

濾波器

傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時，將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流，引起諧波損耗和干擾，同時還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象，即所謂“電力公害”，例如，不可控整流加電容濾波時，網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(70~80)%，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置，能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足，是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓，還反饋輸入平均電流; (2)電流環(huán)基準信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。

供電系統(tǒng)

分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)?？刂萍呻娐纷骰静考谜摵图夹g成果，組成積木式、智能化的大功率供電電源，從而使強電與弱電緊密結(jié)合，降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力，提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期，對分布式高頻開關電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術的研究上。八十年代中后期，隨著高頻功率變換技術的迅述發(fā)展，各種變換器拓撲結(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn)，結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術，使中小功率裝置的集成成為可能，從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始，這一方向已成為電力電子學界的研究熱點，論文數(shù)量逐年增加，應用領域不斷擴大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟和維護方便等優(yōu)點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納，也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)理想的供電方式。在大功率場合，如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅(qū)動電源等領域也有廣闊的應用前景。

電源模塊的作用

輸出電壓的調(diào)節(jié)

對有TRIM或ADJ(可調(diào)節(jié))輸出引腳的模塊電源產(chǎn)品，可通過電阻或電位器對輸出電壓進行一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，一般調(diào)節(jié)范圍為±10%。

對TRIM輸出引腳，將電位器的中心與TRIM相連，在所有+S、-S管腳的模塊中，其他兩端分別接+S、-S。沒有+S、-S時，將兩端分別接到相應主路的輸出正負極(+S接+Vin，-S接-Vin)，然后調(diào)節(jié)電位器即可。電位器的阻值一般選用5～10kΩ比較合適。

對ADJ輸出引腳，分為輸入邊調(diào)節(jié)與輸出邊調(diào)節(jié)。輸出邊調(diào)節(jié)與TRIM引腳的調(diào)節(jié)方式一樣。輸入邊調(diào)節(jié)只能上調(diào)輸出電壓，此時將電位器的其中一端與中心相接，另一端接輸入端的地。

輸入保護電路

一般模塊電源產(chǎn)品都有內(nèi)置濾波器，能滿足一般電源應用的要求。如果需要更高要求的電源系統(tǒng)，應增加輸入濾波網(wǎng)絡?？梢圆捎肔C或π型網(wǎng)絡，但應注意盡量選擇較小的電感和較大的電容。

為了防止輸入電源瞬態(tài)高壓損壞模塊電源，建議用戶在輸入端接瞬態(tài)吸收二極管并配合保險絲使用，以確保模塊在安全的輸入電壓范圍之內(nèi)。為了降低共模噪聲，可以增加Y(Cy)電容，一般選擇幾nf高頻電容。R為保險絲，D1為保護二極管，D2為瞬態(tài)吸收二極管(P6KE系列)。

遙控開關電路

模塊電源的遙控開關操作，是通過REM端進行的。一般控制方式有兩種：

REM與-VIN(參考地)相連，遙控關斷，要求VREF<0.4V。REM懸空或與+VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。

REM與VIN相連，遙控關斷，要求VREM<0.4V。REM與+VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。REM懸空，遙控關斷，即所謂“懸空關斷”(-R)。

如果控制要與輸入端隔離，則可以使用光電耦合器作為傳遞控制信號。

電源模塊應用領域

電源模塊主要應用于哪些領域呢?其實在我們生活中也有不少地方會用到它，只是我們不知道而已。北京穩(wěn)固得電子可為以下行業(yè)客戶定制電源模塊：

電力行業(yè)

有線電、無線電、光或其他電磁系統(tǒng)，對電力系統(tǒng)運行、經(jīng)營和管理等活動中會需要電力電源模塊。

醫(yī)療電子

醫(yī)療電子與其他定位于大眾市場及在乎成本的消費電子和其它低價產(chǎn)品應用領域的電子和功率電子不同，醫(yī)療電子要遵守的規(guī)則多得多。由于醫(yī)療電子產(chǎn)量一般相對較低，設計人員必須考慮購買或自制醫(yī)療電源模塊的問題，但一般情況下，設計人員很少考慮自己設計離線功率電源。

儀器儀表

工業(yè)儀表是指氣體、液體渦輪流量計，渦街流量計，電磁流量計等流量計量儀表以及壓力開關、差壓開關等儀器需要供電。

軌道交通

隨著鐵路行業(yè)的不斷發(fā)展，為了提高車載運行的可靠性和提高乘客的舒適性，大量的電子設備被應用于軌道交通中，鐵路電源模塊的需求也會逐漸增加。