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[導讀]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(guī)格設計出開關電源?具體步驟是什么?”  &

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???”

  “如何從給定的設計規(guī)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(yōu)化和折中?”

  ……

  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(huán)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(huán)境的變化,動態(tài)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(guī)模集成電路的發(fā)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(wěn)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(wěn)壓范圍寬及體積小、重量輕等優(yōu)點,目前已在各種電子儀器和設備、航空和宇宙飛行器、發(fā)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(yè)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(jié)模塊)和VRD(Voltage regulator down)

  小功率SMD電源

  SIP和DIP電源等等

  開發(fā)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(yōu)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(fā)一個開關電源產品所需要的專業(yè)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(wěn)態(tài)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(tài)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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