經典指南：你真的了解開關電源嗎？

來源：ADI論壇  作者：秩名2014年06月30日 10:22

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[導讀] 電源是一切電子設備的心臟，沒有電源，電子設備就不可能工作。雖然市面上有很多介紹開關電源的書籍，但仍然缺少快速入門及經驗總結類的資料，所以，盡管資料豐富，但還是有很多人不知道怎樣利用。當然這篇文檔只是入門介紹，深入研究還要看其他專著。

關鍵詞：開關電源

　　“我想DIY開關電源，要具備哪些理論知識、實踐技能和工程素質啊？”

　　“如何從給定的設計規格設計出開關電源？具體步驟是什么？”

　　“開關電源中的電感、變壓器怎么自己制作？控制芯片如何選型？”

　　“如何選擇磁芯外形、變頻器類型、工作頻率、計算各種參數呢？”

　　“如何進行優化和折中？”

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　　電源是一切電子設備的心臟，沒有電源，電子設備就不可能工作。雖然市面上有很多介紹開關電源的書籍，但仍然缺少快速入門及經驗總結類的資料，所以，盡管資料豐富，但還是有很多人不知道怎樣利用。當然這篇文檔只是入門介紹，深入研究還要看其他專著。

　　從電網得到的交流電或由電池取得的直流電是隨環境溫度、時間和負載所變化的，它們不能直接成為電子設備所需的內部電源。電子設備由于要完成許多高級的功能，對其供電電源的精度隨環境的變化，動態響應能力，還有很多其他的指標都有非常高的要求。將電網或電池的一次電能轉換為符合電子設備要求的二次電能，這樣的變換設備就是我們這里要講的電源。

　　隨著片狀電子元件、表面安裝技術及大規模集成電路的發展，電子產品越來越小型化、輕型化，如何縮小電源的體積減輕重量，提高電源的轉換效率，增強對電網電壓的適應性，是人們致力于研究的重點。

　　一個比較好的解決方案是：以輕巧的高頻變壓器取代笨重的工頻變壓器，采用脈沖調制技術的直流--直流變換器型穩壓電源，即我們馬上就要講到的開關電源。

　　開關電源具有管耗小、效率高、穩壓范圍寬及體積小、重量輕等優點，目前已在各種電子儀器和設備、航空和宇宙飛行器、發射機、電子計算機、通訊設備和電視機、錄放像機等中得到了廣泛應用。

　　開關電源按變換方式可分為以下四大類：

　　1、AC/DC 開關電源

　　2、DC/DC 開關電源

　　3、DC/AC 逆變器

　　4、AC/AC 變頻器

　　目前只將前面兩類稱為開關電源，將后面兩類分別稱為逆變器和變頻器。

　　開關電源按應用方式可分為以下三大類：

　　1、外置電源

　　與設備分開放置的電源模塊或電源系統，如：

　　---通信用一次電源模塊和系統

　　---電力操作電源模塊和系統

　　---手機電池充電器

　　---筆記本電腦的Adapter

　　---各類手提設備、便攜設備的電池充電器等等

　　2、內置電源

　　放在設備內部的電源模塊或電源系統，如：

　　---計算機內部的SilverBox和VRM

　　---家電（如：普通電視機、等離子電視機、液晶電視機）內部的供電電源

　　---工業控制設備內部的電源

　　---儀器中使用的電源

　　---通信設備內部的電源模塊和系統

　　---復印機、傳真機、打印機等的內部電源等等

　　3、板上電源

　　放在設備內單板上的電源模塊，如：

　　---標準磚類電源（全磚、半磚、1/4磚、1/8磚）

　　---非隔離POL（Point of Load 負載點）變換器

　　---VRM（Voltage regulator module電壓調節模塊）和VRD（Voltage regulator down）

　　---小功率SMD電源

　　---SIP和DIP電源等等

　　開發一個開關電源產品所需要的基本技能：

　　1、認識組成開關電源的所有元器件

　　2、掌握各種元器件的電氣性能和電路符號

　　3、會自己制作各種磁芯元件

　　4、會正確裝配電源中的各個部分

　　5、了解電源各項指標的意義并掌握如何測試的方法

　　6、會使用儀器對裝配后的電源進行正確的調試，優化和折中

　　7、會對獲得的實驗結果進行分析，并進行總結

　　8、會從不同渠道不斷地學習電源知識并能夠和別人交流

　　開發一個開關電源產品所需要的專業理論知識：

　　1、有源PFC的拓撲分析，控制與設計

　　2、DC/DC功率變換器的拓撲與穩態分析

　　3、開關電源的功率級參數設計

　　4、開關電源的控制與動態分析

　　5、開關電源的小信號分析與設計

　　6、開關電源的大信號分析與設計

　　7、開關電源的EMI分析與設計

　　8、開關電源的熱分析與設計

　　9、開關電源的容差分析與設計

　　10、開關電源的各種保護技術

　　11、開關電源的同步整流技術

　　12、開關電源的模塊均流控制技術

　　有些技術很成熟了，只要查表或者使用現成電路或專用芯片就可以做好。EMI比較困難，因為元件特性會變化。

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本文導航

• 第 1 頁：經典指南：你真的了解開關電源嗎？

• 第 2 頁：ATX電源

• 第 3 頁：開關電源設計舉例

• 第 4 頁：如何做好開關電源設計

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