开关电源知识了解

1、开关电源知识了解电源是一切设备的心脏，没有电源，电子设备就不行能工作。虽然市面上有无数介绍的书籍，但仍然缺少迅速入门及阅历总结类的资料，所以，尽管资料丰盛，但还是有无数人不知道怎样利用。固然这篇文档只是入门介绍，深化讨论还要看其他专着。从电网得到的沟通电或由电池取得的直流电是随环境温度、时光和负载所变幻的，它们不能挺直成为电子设备所需的内部电源。电子设备因为要完成许多高级的功能，对其供电电源的精度随环境的变幻，动态响应能力，还有无数其他的指标都有十分高的要求。将电网或电池的一次电能转换为符合电子设备要求的二次电能，这样的变换设备就是我们这里要讲的电源。随着片状电子元件、表面安装技术及大规模的进

2、展，电子产品越来越小型化、轻型化，如何缩小电源的体积减轻分量，提高电源的转换效率，增加对电网的适应性，是人们致力于讨论的重点。一个比较好的解决计划是：以轻便的高频取代粗笨的工频变压器，采纳脉冲调制技术的直流-直流变换器型，即我们马上就要讲到的开关电源。开关电源具有管耗小、效率高、稳压范围宽及体积小、分量轻等优点，目前已在各种电子仪器和设备、航空和宇宙飞翔器、放射机、电子计算机、通讯设备和电视机、录放像机等中得到了广泛应用。开关电源按变换方式可分为以下四大类：1、ac/dc 开关电源2、dc/dc 开关电源3、dc/ac4、ac/ac 变频器目前只将前面两类称为开关电源，将后面两类分离称为逆变器

3、和变频器。开关电源按应用方式可分为以下三大类：1、外置电源与设备分开放置的或电源系统，如：通信用一次电源模块和系统电力操作电源模块和系统手机电池充电器笔记本电脑的adapter各类手提设备、便携设备的电池充电器等等2、内置电源放在设备内部的电源模块或电源系统，如：计算机内部的silverbox和vrm家电（如：一般电视机、等离子电视机、液晶电视机）内部的供电电源工业控制设备内部的电源仪器中用法的电源通信设备内部的电源模块和系统复印机、传真机、打印机等的内部电源等等3、板上电源放在设备内单板上的电源模块，如：标准砖类电源（全砖、半砖、1/4砖、1/8砖）非隔离pol（point of load

4、负载点）变换器vrm（voltage regulator module电压调整模块）和vrd（voltage regulator down）小功率smd电源sip和dip电源等等开发一个开关电源产品所需要的基本技能：1、熟悉组成开关电源的全部元器件2、把握各种元器件的电气性能和符号3、会自己制作各种磁芯元件4、会正确装配电源中的各个部分5、了解电源各项指标的意义并把握如何测试的办法6、会用法仪器对装配后的电源举行正确的调试，优化和折中7、会对获得的试验结果举行分析，并举行总结8、会从不同渠道不断地学习电源学问并能够和别人沟通开发一个开关电源产品所需要的专业理论学问：1、有源pfc的拓扑分析，控

5、制与设计2、dc/dc功率变换器的拓扑与稳态分析3、开关电源的功率级参数设计4、开关电源的控制与动态分析5、开关电源的小信号分析与设计6、开关电源的大信号分析与设计7、开关电源的emi分析与设计8、开关电源的热分析与设计9、开关电源的容差分析与设计10、开关电源的各种庇护技术11、开关电源的同步整流技术12、开关电源的模块均流控制技术有些技术很成熟了，只要查表或者用法现成电路或专用芯片就可以做好。emi比较困难，由于元件特性会变幻。开关电源变压器设计开关电源变压器是开关电源中的核心部件，作用有三：磁能转换、电压变换和绝缘隔离。因为开关变压器的工作频率很高，因此它的体积和分量比工频变压器大为缩小

6、，同时变压器的分布参数亦不能忽视。设计时需要考虑磁芯材料挑选，磁芯与线圈的结构，绕制工艺等。开关电源变压器工作于高频状态，分布参数有漏感、分布和趋肤效应。普通按照开关电源电路设计的要求提出漏感和分布电容限定值，在变压器的线圈结构设计中实现，而趋肤效应则作为挑选导线规格的条件之一。开关电源变压器的工作状态与开关型功率变换器的电路形式有关，普通按照功率大小，用法要求，采纳不同形式的功率变换器。不同的电路形式，开关电源变压器工作状态也不同，对开关电源变压器也提出了不同的设计要求。变换器形式有：双极性（推挽式、全桥式、半桥式），单端正激式，单端反激式等。开关电源变压器中用法的是软磁材料。比如：铁氧体材

7、料。铁氧体材料很简单加工成各种外形，可按照开关变压器的电路类型、用法要求、功率等级、经济指标等选用合适的磁芯外形。磁芯型号主要有：ee、ei、ec、etd、g、gk、h、hq、uy、uf、pm、rm。每种型号又有无数尺寸规格可以挑选。开关电源变压器参数计算：漏感计算、分布电容计算、穿透深度（导线挑选）、沟通计算、电流有效值。开关电源变压器设计设计内容：1、磁芯规格2、匝数与导线规格3、损耗与温升4、导线结构：多股线或扁平线5、绕组结构：多层或分段饶制6、端空设计：按绝缘电位设计端空设计条件：1、电路形式：给出变换器的形式，输入输出电路及所用元器件2、工作频率或周期3、变换器输入最高、最低电压4、输出电压和电流5、开关管最大导通时光6、开关管导通电压降及整流正向电压降7、隔离电位8、要求的漏感或分布电容9、温升要求10、磁芯外形11、工作环境条件设计参数确实定：1、磁感应强度b和电流密度j磁感应强度b、变压器铜耗pm、电流密度j2、变压器和线圈的结构参数铜线占空系数、平均匝长、变压器表面积、磁芯结构常数铁氧体材料的开关电源变压器采纳标准化设计，通过查表的办法简化工作量。包含了如下信息：变换器类型工作频率变压器温升磁芯规格技术指标直流功率、增量磁感、剩余磁感、电流密度、电压