在科技高速發(fā)展的今天,，電子產(chǎn)品也在不斷創(chuàng)新，為我們的生活帶來各種便利,。隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展與創(chuàng)新,，開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地提高技術(shù)。一種是直流開關(guān)電源;另一種是交流開關(guān)電源,。這里主要介紹的只是直流開關(guān)電源，其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源(粗電)，如市電電源或蓄電池電源,，轉(zhuǎn)換成滿足設(shè)備要求的質(zhì)量較高的直流電壓。直流開關(guān)電源的核心是DC/DC轉(zhuǎn)換器,。

    因此直流開關(guān)電源的分類是依賴DC/DC轉(zhuǎn)換器分類的,。也就是說，直流開關(guān)電源的分類與DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類是基本相同的,，DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類基本上就是直 流開關(guān)電源的分類,。

    開關(guān)電源大致由主電路、 控制電路,、檢測(cè)電路,、輔助電源四大部份組成。

    1,、主電路

    沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流,。

    輸入濾波器：其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。

    整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電,。

    逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分。

    輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要,，提供穩(wěn)定可靠的直流電源,。

    2、控制電路

    一方面從輸出端取樣,，與設(shè)定值進(jìn)行比較,，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻,，使輸出穩(wěn)定,，另一方面，根據(jù)測(cè)試電路提供的數(shù)據(jù),，經(jīng)保護(hù)電路鑒別,，提供控制電路對(duì)電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。

    3,、檢測(cè)電路

    提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù),。

    4,、輔助電源

    實(shí)現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動(dòng)，為保護(hù)電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電,。

    下面介紹一些關(guān)于開關(guān)電源經(jīng)典回答,。

    1、開關(guān)電源變壓器如果用銅帶取代漆包線,，其允許通過的電流怎么算?比如說厚度為0.1mm的銅帶,，允許通過的電流怎么算?

    專家：如果開關(guān)電源變壓器用銅帶取代漆包線，銅帶(漆包線)的渦流損耗可以大大將小,，工作頻率可以相應(yīng)提高,，但直流損耗幾乎不變，銅帶允許通過的電流密度一般還是不要超過4.5A/平方毫米,。電流密度等于電流除與以導(dǎo)體的截面積,，導(dǎo)體的截面積等于厚(0.1mm)乘以寬(銅帶的寬度)。

    2,、電源開關(guān)交流回路和整流器的交流回路是最容易產(chǎn)生電磁干擾的嗎?

    專家：開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾最嚴(yán)重的地方是開關(guān)變壓器的初,、次級(jí)線圈組成的電路，但它的干擾會(huì)通過感應(yīng)對(duì)其它電路產(chǎn)生輻射和傳導(dǎo)干擾,，傳導(dǎo)干擾和輻射干擾最嚴(yán)重的地方是電源線,，因?yàn)殡娫淳€很容易成為輻射源的半波振子天線，另外它又與外線路進(jìn)行連接,，很容易把干擾信號(hào)傳輸給其它設(shè)備,。所以在開關(guān)電源的輸入端一定要對(duì)電源線進(jìn)行有效隔離。

    3,、降低變壓器的溫升有什么具體方法?

    專家：降低變壓溫升的方法一個(gè)是降低變壓器磁芯的最大磁通增量(Bm)的取值,，因?yàn)樽儔浩鞔判镜膿p耗(磁滯損耗和渦流損耗)與磁通密度的平方成正比;另一個(gè)是降低開關(guān)電源的工作頻率，因?yàn)樽儔浩鞔判镜膿p耗(磁滯損耗和渦流損耗)與工作頻率成正比;再一個(gè)是降低線圈的損耗,，線圈的損耗(主要是渦流損耗),，線圈的渦流損耗與集膚效應(yīng)損耗也與工作頻率成正比，降低線圈的直流損耗必須降低導(dǎo)線的電流密度,，一般漆包線的電流密度不能超過4.5A/平方毫米,。

    4、反激式開關(guān)電源的占空比是如何變化的?

    專家：反激式開關(guān)電源的占空比主要由輸入電壓和開關(guān)電源管的耐壓來決定,，當(dāng)輸入電壓變化時(shí)占空比也要跟著變化,。例如當(dāng)輸入電壓為AC260V時(shí)，如果電源開關(guān)管的耐壓為650V,，則占空比大為0.306;當(dāng)輸入電壓為AC170V時(shí),，占空比大約為0.5;當(dāng)輸入電壓低于AC170V時(shí)，占空比大于0.5,。但不管輸入電壓這樣變化,，開關(guān)電源都會(huì)通過改變占空比來大到穩(wěn)定(或改變)輸出電壓的數(shù)值,。

    5、正激和反激的區(qū)別主要在哪?

    專家：正激式開關(guān)電源是電源開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)候,，電源向負(fù)責(zé)提供功率輸出,，而關(guān)斷的時(shí)候沒有功率輸出。反激式開關(guān)電源正好相反,，電源開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)只向變壓器存儲(chǔ)能量,，沒有給負(fù)載提供功率輸出，僅在電源開關(guān)管關(guān)斷時(shí)才向負(fù)載提供輸出,。正激式開關(guān)電源輸出電壓是取整流輸出電壓的平均值,，反激式開關(guān)電源輸出電壓是取整流輸出電壓的半波平均值,，兩種電壓輸出的相位正好相反,。

    6、能具體講講環(huán)路設(shè)計(jì)嗎?

    專家：反饋環(huán)路的增益,，既不是越大越好,，也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時(shí),，輸出電壓會(huì)圍繞著平均值來回跟蹤,，輸出電壓上下波動(dòng)很厲害，增益越高,，波動(dòng)的幅度就越大,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時(shí)，輸出電壓又會(huì)不穩(wěn)定,，因?yàn)殡妷焊櫜坏轿?，?huì)存在一個(gè)滯后誤差。

    為了使輸出電壓穩(wěn)定,，但又不發(fā)生振蕩,，一般都把反饋環(huán)路分成三個(gè)回路來組成，一個(gè)回路用來決定微分增益的大小,，另一個(gè)回路用來決定積分增益的大小,，還有一個(gè)是決定直流增益的大小。這樣做的目的是,，在誤差信號(hào)很小的時(shí)候,，環(huán)路增益很大，而在誤差小號(hào)很大的時(shí)候環(huán)路增益又會(huì)變小,，即誤差放大器的增益是動(dòng)態(tài)的,。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個(gè)反饋環(huán)路的增益，就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定,，又不出現(xiàn)振蕩,。

    7,、反激電源開關(guān)MOS如何降到最低?特別是在硬開關(guān)條件下。

    專家：降低占空比,，但占空比太低,，電源的工作效率大大降低，電壓調(diào)整范圍也會(huì)減小,。

    8,、銅箔損耗占電源損耗比例約為多少?

    專家：非常小，如果銅箔損耗大,，銅箔的溫升會(huì)很高,，如果超過80度，銅箔的油漆會(huì)發(fā)黃,。但也只相當(dāng)于一個(gè)1～3瓦左右的金屬膜電阻在同樣溫升時(shí)的損耗,。

    9、驅(qū)動(dòng)波形大小波問題是什么原因引起的??我有款電源,，在低壓AC85-120V的時(shí)候輸出驅(qū)動(dòng)都很正常,，，當(dāng)電壓變?yōu)?20-150V的時(shí)候,，驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)大小波,，輸出電流明顯下降。當(dāng)電壓再次提升到150V-265V的時(shí)候,，驅(qū)動(dòng)波形的頻率完全不對(duì)頭了,，輸出也不對(duì)了。

    專家：如果你的驅(qū)動(dòng)電路采用電容或變壓器輸出,，會(huì)出現(xiàn)這種情況,，因?yàn)殡娙莼蜃儔浩鱾鬏敳ㄐ?信號(hào)時(shí))，信號(hào)中不能含有直流分量,，如果含有直流分量,，輸出波形將出現(xiàn)嚴(yán)重失真，只有驅(qū)動(dòng)電路的輸出波形,，其占空比為0.5時(shí),，輸出波形才不會(huì)產(chǎn)生失真，而占空比過大或過小,，都會(huì)出現(xiàn)失真,。

    10、想問下關(guān)于整流橋的選擇,，不同的功率選怎么樣的整流橋?還有就是我做了一款30W的電源,，用了3A700V的整流橋，發(fā)現(xiàn)整流橋很燙，沒幾分鐘溫度就大約有60多度了,。這個(gè)引起整流橋發(fā)燙的原因有哪些?

    專家：整流二極管的選擇主要是根據(jù)流過整流二極管的電流大小和耐壓還有工作頻率這三個(gè)參數(shù)來決定,，進(jìn)行電路參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，流過整流二極管的電流一般只能取標(biāo)稱值(25℃時(shí))的三分之一,，因?yàn)榱鬟^整流二極管的工作溫度可能會(huì)上升到80℃以上,。如果整流二極管的導(dǎo)通和關(guān)斷速度很低，它在電壓反向的情況下還會(huì)導(dǎo)通一段時(shí)間,，即反向電流非常大,，這樣整流二極管也會(huì)發(fā)熱。你的整流橋發(fā)熱可能屬于后一種情況,。

    11,、反饋環(huán)路設(shè)計(jì)以及補(bǔ)償如何入手?還望老師耐心解答。

    專家：反饋環(huán)路的增益,，既不是越大越好,，也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時(shí),，輸出電壓會(huì)圍繞著平均值上下波動(dòng),，增益越高,，波動(dòng)的幅度就越大,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時(shí)，輸出電壓又會(huì)不穩(wěn)定,。為了使輸出電壓穩(wěn)定,，但又不發(fā)生振蕩，一般都把反饋環(huán)路分成三個(gè)回路來組成,，一個(gè)回路用來決定微分增益的大小,，另一個(gè)回路用來決定積分增益的大小，還有一個(gè)是決定直流增益的大小,。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個(gè)反饋環(huán)路的增益,，就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定，又不出現(xiàn)振蕩,。

    12,、最近在做DC TO DC效率有點(diǎn)低，怎樣解決呢?

    專家：把工作頻率降低,，或把電源開關(guān)管換成一個(gè)高速開關(guān)管,，另外還可以把變壓器的體積加大，把最大磁通密度(Bm)的取值降低,，即把開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)增加,，因?yàn)殚_關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗與工作頻率成正比，與最大磁通密度增量的平方成正比。

    13,、您是怎么計(jì)算最小直流電壓的?我看了好幾個(gè)版本一直找不到最合適的,。

    專家：這里我不太明白你說的“最小直流電壓”是指哪方面?如果是開關(guān)電源的最小輸入直流電壓，一般可根據(jù)最低輸入交流電壓換算得來,，比如,，最低輸入交流電壓為AC100V(有效值)，則換算為最低直流輸入電壓大約為120V(取平均值),，因?yàn)檎鳛V波后最大值為140V,，最低值為100V，取平均值就是120V,。

    如果最小直流電壓為晶體管自激式開關(guān)電源的正反饋電壓,，則此電壓最好選為晶管導(dǎo)通時(shí)工作電壓的2倍，而留1倍作為可調(diào)整的余量用,。如果最小直流電壓為場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的最小工作電壓,，則此工作電壓最低不能小于16V，因?yàn)?，大功率?chǎng)效應(yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動(dòng)電壓都在12V以上(最好為20V),。

    14、我做的反激式變壓器電源輸出側(cè)有毛刺,，且毛刺的頻率和原邊開關(guān)頻率一樣,，怎么消除毛刺呢?

    專家：在次級(jí)整流與濾波電容之間串了一個(gè)小電感，但電感流過直流時(shí)不能飽和,，這種電感的磁回路不能用封閉式的,，必須要留有很大的氣隙。

    15,、反激式電源開關(guān)頻率如何優(yōu)化選擇? VOR反激電壓如何優(yōu)化設(shè)置,，在什么情況下最合適?謝謝!匝比如何 最優(yōu)化計(jì)算?

    專家：反激式開關(guān)電源工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源的工作效率和體積大小有關(guān)，而開關(guān)電源的工作效率又主要與開關(guān)電源管,、開關(guān)變壓器的損耗(磁滯損耗和渦流損耗)有關(guān),，這兩者的損耗均與頻率成正比。開關(guān)電源管的損耗主要由開通損耗(導(dǎo)通時(shí)間損耗)和關(guān)斷損耗(關(guān)斷時(shí)間損耗)組成,，開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間越長(zhǎng),，這兩個(gè)損耗就越大。

    一般大功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間都比小功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多,，所以大功率開關(guān)電源的工作頻率一般都取得比較低,。在考慮開關(guān)電源的工作效率時(shí)，如果從開關(guān)電源的體積和成本等方面考慮,，最好選工作效率為80%左右較為合適,，此時(shí)，開關(guān)電源管的損耗大約占總損耗的50%，開關(guān)變壓器的損耗大約占總損耗的30%,，其余電路的損耗大約占總損耗的20%,。開關(guān)變壓器的匝數(shù)比與輸入輸出電壓的比值有關(guān)，與開關(guān)電源的占空比有關(guān),。

    16,、初期峰值電流IP 和反激電壓VOR 以及最優(yōu)化的反激電源占空比 如何設(shè)定，謝謝!

    專家：反激式開關(guān)電源的初,、次級(jí)線圈產(chǎn)生的反激電壓的大小均與開關(guān)電源的占空比有關(guān),，以及與輸入電壓有關(guān)，在選擇開關(guān)電源的占空比時(shí),，必須考慮,，初、級(jí)線圈產(chǎn)生的反激電壓峰值與工作電壓(輸入電壓)之和不能超過電源開關(guān)管耐壓Bvmax的0.7倍,，根據(jù)此條件(Bvmax)就可以計(jì)算反激式開關(guān)電源在最高輸入電壓時(shí)的最大占空比Dmax,。例如，Bvmax為650V的電源開關(guān)管,，在輸入電壓為AC260V時(shí),，其占空比只能選為0.306左右。

    17,、反激式電源開關(guān)頻率如何優(yōu)化選擇? VOR反激電壓如何優(yōu)化設(shè)置,，在什么情況下最合適?謝謝!匝比如何 最優(yōu)化計(jì)算?

    專家：反激式開關(guān)電源工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源的工作效率有關(guān)，而開關(guān)電源的工作效率又主要與開關(guān)電源管,、開關(guān)變壓器的損耗(磁滯損耗和渦流損耗)有關(guān),，這兩者的損耗均與頻率成正比。開關(guān)電源管的損耗主要由開通損耗(導(dǎo)通時(shí)間損耗)和關(guān)斷損耗(關(guān)斷時(shí)間損耗)組成,，開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間越長(zhǎng)，這兩個(gè)損耗就越大,。

    一般大功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間都比小功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)很多,，所以大功率開關(guān)電源的工作頻率一般都取得比較低。在考慮開關(guān)電源的工作效率時(shí),，如果從開關(guān)電源的體積和成本等方面考慮,，最好選工作效率為80%左右較為合適，此時(shí),，開關(guān)電源管的損耗大約占總損耗的50%,，開關(guān)變壓器的損耗大約占總損耗的30%，其余電路的損耗大約占總損耗的20%,。開關(guān)變壓器的匝數(shù)比與輸入輸出電壓的比值有關(guān),，與開關(guān)電源的占空比有關(guān)。

    18、我做的反激式變壓器電源輸出側(cè)有毛刺,，且毛刺的頻率和原邊開關(guān)頻率一樣,，怎么消除毛刺呢?

    專家：在次級(jí)整流與濾波電容之間串了一個(gè)小電感，但電感流過直流時(shí)不能飽和,，這種電感的磁回路不能用封閉式的,，必須要留有很大的氣隙。

    19,、您是怎么計(jì)算最小直流電壓的?我看了好幾個(gè)版本一直找不到最合適的?

    專家：這里我不太明白你說的“最小直流電壓”是指哪方面?如果是開關(guān)電源的最小輸入直流電壓,，一般可根據(jù)最低輸入交流電壓換算得來，比如,，最低輸入交流電壓為AC100V(有效值),，則換算為最低直流輸入電壓大約為120V(取平均值)，因?yàn)檎鳛V波后最大值為140V,，最低值為100V,，取平均值就是120V。

    如果最小直流電壓為晶體管自激式開關(guān)電源的正反饋電壓,，則此電壓最好選為晶體管導(dǎo)通時(shí)工作電壓的2倍,，而留1倍作為可調(diào)整的余量用。如果最小直流電壓為場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的最小工作電壓,，則此工作電壓最低不能小于16V,，因?yàn)椋蠊β蕡?chǎng)效應(yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動(dòng)電壓都在12V以上(最好為20V),。

    20,、最近在做DC TO DC效率有點(diǎn)低，怎樣解決呢?

    專家：把工作頻率降低,，或把電源開關(guān)管換成一個(gè)高速開關(guān)管,，另外，還可以把變壓器的體積加大,，把最大磁通密度(Bm)的取值降低,，即把開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)增加，因?yàn)殚_關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗與工作頻率成正比,，與最大磁通密度增量的平方成正比,。

    21、 反饋環(huán)路設(shè)計(jì)以及補(bǔ)償如何入手?還望老師耐心解答,。

    專家：反饋環(huán)路的增益,，既不是越大越好，也不是越小越好,。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時(shí),，輸出電壓會(huì)圍繞著平均值上下波動(dòng),，增益越高，波動(dòng)的幅度就越大,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩;當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時(shí),，輸出電壓又會(huì)不穩(wěn)定。為了使輸出電壓穩(wěn)定,，但又不發(fā)生振蕩,，一般都把反饋環(huán)路分成三個(gè)回路來組成，一個(gè)回路用來決定微分增益的大小,，另一個(gè)回路用來決定積分增益的大小,，還有一個(gè)是決定直流增益的大小。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個(gè)反饋環(huán)路的增益,，就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定,，又不出現(xiàn)振蕩。以上就是開關(guān)電源的一些詳細(xì)的講解,，希望對(duì)我們的研究人員有一定的幫助,。