开关电源

开关转换时,最大效率与最小电磁干扰如何“兼得”?

开关调节器中的快速开关瞬变是有利的,因为这显著降低了开关模式电源中的开关损耗。尤其是在高开关频率时,可以大幅提高开关调节器的效率。但是,快速开关转换也会带来一些负面影响。开关转换频率在20MHz和200MHz之间时,干扰会急剧增加。这就使得开关模式电源开发人员必须在高频率范围内,在高效率和低干扰之间找到良好的折衷方案。

解释开关电源各种波形的由来

1、单管反激电路基本结构

降低开关电源纹波的三个要素

1、储能电感

储能电感在工作频率下的Q值越大越好。很多人只注意到电感量,其实Q值的影响要大得多,电感量是可以在很大范围内波动的,只要满足要求就可以。

2、滤波电容

如何做好开关电源设计最重要的一步?(二)

在上一篇文章“如何做好开关电源设计最重要的一步?(一)”中,我们讲解了有关开关电源设计中印制电路板的制作、主要电流环路和开关电源内部接地的内容。本文中,我们将讲解开关电源设计中交流电压节点、滤波电容的并联以及开关电源PCB制作的最佳方法。

如何做好开关电源设计最重要的一步?(一)

印制电路板的制作

所有开关电源设计的非常重要的一步就是印制电路板(PCB)的线路设计。如果这部分设计不当,PCB也使电源工作不稳定,发射出过量的电磁干扰(EMI)。设计师的工作就是在理解电路工作过程的基础上,保证PCB设计合理。

这几种电源的特性你很有必要了解一下!

我们在电子电路中,电源是不可缺少的,电源能为电路提供源源不断的能量,在电源的提供能量的作用下,电路才能正常进行工作。

独立电源是实际电源的理想化电路元件模型,能够主动对外电路提供能量或电信号的有源元件,独立电源包括独立电压源和独立电流源。

1、独立电压源

如果一个二端元件接到任意电路中,无论流经它的电流是多少,其两端电压始终保持给定的时间函数us(t)或定值Us,则该二端元件称为独立电压源,简称电压源。

u(t)=us(t)
电压源特性方程

也就是说电压源的两端的电压与外电路无关,电压源的两端电压是由它本身确定的,与流过它的电流也无关。

电压源为恒电压输出,其输出电压不随负载的变化而变化(理论上的定义)。而输出电流,随负载变化而变化。

开关电源输出电感烧毁的5大原因

1、电感与开关电源输出功率不匹配。

线圈直流电阻大,导致满负荷或超负荷输出时,线圈温度持续升高直至烧毁。这种原因可能性有但又不大。

2、电源长时间超负荷运行(可能性较大)。

这将导致电感的线圈电阻损耗(直流)和磁芯涡流损耗(交流)加重,这两种损耗都变成热能,使电感温度快速升高直至烧坏。一般开关电源超负荷50%(即额定输出功率150%)时,保护电路才起作用。电源的额定输出功率,实际上也是极限输出功率,使用时不能超出,而且要留有一定余量。这样才能连续、安全、稳定运行。

3、电感质量有问题。

如果电感磁芯质量不好,当有较大高频交流分量通过电感时,就会在磁芯中产生很大的涡流损耗,使磁芯线圈温度持续升高直至烧坏。

4、第一滤波电容失效。

这将导致整流后的所有脉动交流成份全部加在电感上,使磁芯涡流损耗达到最大,温度快速升高使电感烧坏。此时,输出电压降低,靠负反馈提升电压,这样使输出脉动交流成份更大,磁芯涡流温升更快,导致恶性循环,最后电感烧毁。

5、电感线圈匝间短路。

光耦传输比(CTR)对开关电源的影响

CTR电流传输比(Current transfer ration)是用于描述光耦合器特性的参数,可表示为:

如何防止电源线引起电压波动?这个方案轻松搞定

当采用降压型或线性稳压电源时,一般是将电压调节为设定值来为负载供电。在一些应用中(例如,实验室电源需要采用较长电缆连接各种元件的电子系统),由于互连线上存在各种电压降,因此无法确保在所需位置点始终提供准确的稳压电压。

【详解】开关电源电路选择,方案选择指南(二)

12、拓扑选择

现在从拓扑一般性讨论到特定拓扑,假定你熟悉Buck类变换器,如图5所示。用它代替这一类拓扑,集中在每种拓扑实际的困难,并围绕这些困难解决的可能性。集中在能预先选择最好拓扑,使你不至于花费很多时间设计和调试。

a、Buck变换器

“图5:Buck变换器
图5:Buck变换器

限制

如一般考虑指出的,还要给Buck拓扑预先增加有许多限制

1、虽然一个Buck变换器概念上很清楚没有变压器,只有一个电感,这意味着不可能具有输入与输出隔离。

2、Buck仅能降低输入电压,如果输入小于要求的输出,变换器不能工作。

3、Buck仅有一个输出。如果你要由5V变为3.3V,这是好的。但除非愿意加第二个后继调节器,像线性稳压器,你可以看到在许多多路输出时这样应用的。