经典指南:你真的了解开关电源吗?

2015-01-24 22:22:04来源: 互联网 关键字:开关电源  指南  经典
 开关电源

  “我想DIY开关电源,要具备哪些理论知识、实践技能和工程素质啊?”

  “如何从给定的设计规格设计出开关电源?具体步骤是什么?”

  “开关电源中的电感、变压器怎么自己制作?控制芯片如何选型?”

  “如何选择磁芯外形、变频器类型、工作频率、计算各种参数呢?”

  “如何进行优化和折中?”

  ……

  电源是一切电子设备的心脏,没有电源,电子设备就不可能工作。虽然市面上有很多介绍开关电源的书籍,但仍然缺少快速入门及经验总结类的资料,所以,尽管资料丰富,但还是有很多人不知道怎样利用。当然这篇文档只是入门介绍,深入研究还要看其他专著。

  从电网得到的交流电或由电池取得的直流电是随环境温度、时间和负载所变化的,它们不能直接成为电子设备所需的内部电源。电子设备由于要完成许多高级的功能,对其供电电源的精度随环境的变化,动态响应能力,还有很多其他的指标都有非常高的要求。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集成电路的发展,电子产品越来越小型化、轻型化,如何缩小电源的体积减轻重量,提高电源的转换效率,增强对电网电压的适应性,是人们致力于研究的重点。

  一个比较好的解决方案是:以轻巧的高频变压器取代笨重的工频变压器,采用脉冲调制技术的直流直流变换器型稳压电源,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、重量轻等优点,目前已在各种电子仪器和设备、航空和宇宙飞行器、发射机、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/AC 逆变器

  4、AC/AC 变频器

  目前只将前面两类称为开关电源,将后面两类分别称为逆变器和变频器。

  开关电源按应用方式可分为以下三大类:

  1、外置电源

  与设备分开放置的电源模块或电源系统,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:普通电视机、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

  仪器中使用的电源

  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 负载点)变换器

  VRM(Voltage regulator module电压调节模块)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、认识组成开关电源的所有元器件

  2、掌握各种元器件的电气性能和电路符号

  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掌握如何测试的方法

  6、会使用仪器对装配后的电源进行正确的调试,优化和折中

  7、会对获得的实验结果进行分析,并进行总结

  8、会从不同渠道不断地学习电源知识并能够和别人交流

  开发一个开关电源产品所需要的专业理论知识:

  1、有源PFC的拓扑分析,控制与设计

  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、开关电源的各种保护技术

  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,只要查表或者使用现成电路或专用芯片就可以做好。EMI比较困难,因为元件特性会变化。

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编辑:探路者 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2015/0124/article_25414.html
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