文档介绍：开关电源的分类和结构形式
什么是开关电源?
所谓AC/DC就是交流变换为直流; AC/AC就是交流变交流,即为DC/AC称为逆变,DC/DC就是直流变交流后又变为直流;
凡是用半导体功率器件作为开关,将一种电源形态的电路变换成另一种形态的电路,叫开关变换,以自动控制稳定输出并有各种保护环节电路的电源,叫开关电源(Switching Power Supply)。
2017/7/17
开关电源设计参数
开关电源的重要参数:
Vinmin:电源运行时输入最低电压;
如:AC90~265V 这里Vinmin = 90V 。
Vinman:电源运行时输入最高电压;
如:AC90~265V 这里Vinman = 265V 。
噪声和纹波:附加在直流输出信号上的交流电压和高频尖峰的峰值,通常为mv级。
占空比:在高频开关电源中,开关元件的导通时间和变换器的工作之比。
ESR:等效串联电阻,它表示电解电容呈现的电阻值的总合,ESR越小,性能越好。
2017/7/17
开关电源的术语
1、电压调整率:输入电压变化时,输出电压的变化率,即
电压调整率= ((最高输出电压Voutmax-最低输出电Voutmin)/ 额定输出电压Vout) x 100%
2、负载调整率:负载电流从半载到额定负载时,输出电压的变化率,即
负载调整率= (V满– V半)/ V额× 100%
3、效率:电源的输出功率与输入功率的百分比,即
效率= Pout / Pin × 100%
2017/7/17
模块化设计的方法
选择合适的技术和拓扑形式
比较熟悉的原则(包括IC、拓扑方式、控制电路、变压器和骨架);
进行估算
功率的大小、变压器和骨架的大小、选择合理的功率元器件;
设计原理图
搭建简单模块电源中的单元电路:
试验:
确定物理机构
散热片、PCB板、风扇;
对EMI/RFI进行测试(改板和设计的可能)
产品加工生产
2017/7/17
从市场的角度设计电源
电源方案的选择:
采用何种工作方式反激、正激、推挽、半桥、全桥等;
产品的工作环境:
主要考虑温度、湿度和灰尘等(例如销往海南的电源和销往黑龙江的就不一样,一个是注意温度和湿度,另一个要注意温度和干燥防尘);
产品的保护方面考虑。
2017/7/17
从设计的角度设计电源
对噪声抑制的控制电路,采用共模(高频150K以上,高导磁)还是差模(150K以下,磁通密度大);
结构空间的选择:
主要考虑体积小、形状不同(怪异)、元器件摆放位置的差异、散热的需求、耐压安规的需求。
保护电路:过压、过流、欠压、提示等;
电源的拓扑形式。
2017/7/17
电源的基本概念问题
什么是“离线”开关电源?
什么是差模噪声?什么是共模噪声?
我们在设计电源时,输入保险丝是怎样选择的?
浪涌限制一般采用哪些元器件?
2017/7/17
问题的解答1
“离线”开关电源:
直接由交流电源供电,不用体积庞大的50-60Hz低频隔离变压器,而线形电源通常采用这种变压器。
差模噪声:
涉及任何两个电源端和输出端之间的高频电磁噪声的分量,如在火线与中线输入端之间或在正极与负极输出端之间可以测得。
2017/7/17
问题的解答2
共模噪声:
两条共电线端一起与大地(参考地)公共端之间出现的电磁噪声,对于某些医疗器械要求电源线与大地公共端之间地回路电流是要严格控制的,,这在许多安全标准中都有规定。
保险丝:
为了最佳的保护,电源输入处使用的保险丝应取最小的额定值,此值应该在最低电源输入电压时能可靠承受浪涌电流和电源的最大工作电流,-。
浪涌限制
一般用晶闸管、负温度系数的热敏电阻等。
2017/7/17
电源在产品中占重要角色
电源是各种电子设备中不可或缺的一部分,它是各种电压和电流的源泉。首先只有电源正常工作,才能谈上其他设备正常工作。
优秀合格的电源,可以避免其他电子设备的干扰(保护自己被干扰);
良好的电源在任何设备中都不会干扰其他设备(保护干扰其它设备);
防止自身的干扰(相互)。
2017/7/17