發布日期：2022-04-20 點擊率：20
開關電源是常用電源類型之一，對于開關電源，電子相關專業的朋友相對更為了解。為了增進大家對開關電源的認識，本文將對開關電源、開關電源設計技巧予以介紹。如果你對開關電源抑或是對本文即將闡述的內容具有興趣，不妨繼續往下閱讀哦。
一、開關電源
開關電源不同于線性電源，開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式(飽和區)及全閉模式(截止區)之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節省能源，產生廢熱較少。理想上，開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。相反的，線性電源在產生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區，本身也會消耗電能。開關電源的高轉換效率是其一大優點，而且因為開關電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。
若電源的高效率、體積及重量是考慮重點時，開關電源比線性電源要好。不過開關電源比較復雜，內部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會產生噪聲及電磁干擾影響其他設備，而且若開關電源沒有特別設計，其電源功率因數可能不高。
二、開關電源設計技巧
開關電源的特征就是產生強電磁噪聲，若不加嚴格控制，將產生極大的干擾。下面介紹的技術有助于降低開關電源噪聲，能用于高靈敏度的模擬電路。
1 電路和器件的選擇
一個關鍵點是保持dv/dt和di/dt在較低水平,有許多電路通過減小dv/dt和/或di/dt來減小輻射，這也減輕了對開關管的壓力，這些電路包括ZVS(零電壓開關)、ZCS(零電流開關)、共振模式.(ZCS的一種)、SEPIC(單端初級電感轉換器)、CK(一套磁結構，以其發明者命名)等。
減小開關時間并非一定就能引起效率的提高，因為磁性元件的RF振蕩需要強損耗的緩沖，最終可以觀察到不斷減弱的回程。使用軟開關技術，雖然會稍微降低效率，但在節省成 本和濾波/屏蔽所占用空間方面有更大的好處。
2 阻尼
為了保護開關管免受由于寄生參數等因素引起的振蕩尖峰電壓的沖擊常需要阻尼，阻尼器連到有問題的線圈上，這也可以減小發射。
阻尼器有多種類型：從EMC角度看，RC阻尼器通常在EMC上是最好的，但比其他的發熱多一些。權衡各方面的利弊，在緩沖器中應謹慎使用感性電阻。
3 散熱器
散熱器與集電極或TO247功率器件的漏極之間有50pF的電容，因此可以產生很強的發射。僅僅直接地把散熱片連到機殼，這只是把噪聲引向大地，很可能不能減小總體發射水平。
較好的做法是：把它們連到一恰當的電路結點——一次整流輸出端，但要注意安全要求。具有屏蔽作用的絕緣隔離片可以連接到開關管上，把它們屏蔽內層接至一次整流端，散熱片要么懸浮要么連到機殼。
散熱片也可以通過電容連到有危險電壓的線上，電容的引線和PCB軌線構成的電感可能會與電容 “諧振”，這可對解決某些特殊頻率上的問題特別有效。應該在樣機上多次試驗，最終找到散熱片的最佳安裝方法。
4 整流器件
用于一次電源上的整流器和二次整流器，因為其反向電流，可以引起大量的噪聲，最好使用快速軟開關型號的器件。
5 磁性元件有關問題及解決方案
特別需注意的是電感和變壓器的磁路要閉合。例如，用環形或無縫磁芯，環形鐵粉芯適合于存儲磁能的場合，若在磁環上開縫，則需一個完全短路環來減小寄生泄漏磁場。
初級開關噪聲會通過隔離變壓器的線圈匝間電容注入到次級，在次級產生共模噪聲，這些噪聲電流難以濾除，而且由于流過路徑較長，便會產生發射現象。
一種很有效的技術是將次級地用小電容連接到初級電源線上，從而為這些共模電流提供一條返回路徑，但要注意安全，千萬別超出安全標準標明的總的泄漏地電流，這個電容也有助于次級濾波器更好的工作。
線圈匝間屏蔽(隔離變壓器內)可以更有效地抑制次級上感應的初級開關噪聲。雖然也曾有過五層以上的屏蔽，但三層屏蔽更常見。靠近初級線圈的屏蔽通常連到一次電源線上，靠近次級線圈的屏蔽經常連到公共輸出地(若有的話)，中間屏蔽體一般連到機殼。在樣機階段最好反復實驗以找到線圈匝間屏蔽的最好的連接方式。
以上便是此次小編帶來的“開關電源”相關內容，通過本文，希望大家對開關電源設計技巧具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續關注我們網站哦，小編將于后期帶來更多精彩內容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!
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