經(jīng)典指南:你真的了解開(kāi)關(guān)電源嗎?

開(kāi)關(guān)電源

　　“我想DIY開(kāi)關(guān)電源，要具備哪些理論知識(shí)、實(shí)踐技能和工程素質(zhì)?。?rdquo;

　　“如何從給定的設(shè)計(jì)規(guī)格設(shè)計(jì)出開(kāi)關(guān)電源？具體步驟是什么？”

　　“開(kāi)關(guān)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(jì)算各種參數(shù)呢？”

　　“如何進(jìn)行優(yōu)化和折中？”

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　　電源是一切電子設(shè)備的心臟，沒(méi)有電源，電子設(shè)備就不可能工作。雖然市面上有很多介紹開(kāi)關(guān)電源的書(shū)籍，但仍然缺少快速入門(mén)及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)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(dāng)然這篇文檔只是入門(mén)介紹，深入研究還要看其他專著。

　　從電網(wǎng)得到的交流電或由電池取得的直流電是隨環(huán)境溫度、時(shí)間和負(fù)載所變化的，它們不能直接成為電子設(shè)備所需的內(nèi)部電源。電子設(shè)備由于要完成許多高級(jí)的功能，對(duì)其供電電源的精度隨環(huán)境的變化，動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，還有很多其他的指標(biāo)都有非常高的要求。將電網(wǎng)或電池的一次電能轉(zhuǎn)換為符合電子設(shè)備要求的二次電能，這樣的變換設(shè)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(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子產(chǎn)品越來(lái)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(zhuǎn)換效率，增強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)電壓的適應(yīng)性，是人們致力于研究的重點(diǎn)。

　　一個(gè)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(diào)制技術(shù)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(kāi)關(guān)電源。

　　開(kāi)關(guān)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(diǎn)，目前已在各種電子儀器和設(shè)備、航空和宇宙飛行器、發(fā)射機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備和電視機(jī)、錄放像機(jī)等中得到了廣泛應(yīng)用。

　　開(kāi)關(guān)電源按變換方式可分為以下四大類：

　　1、AC/DC 開(kāi)關(guān)電源

　　2、DC/DC 開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)電源，將后面兩類分別稱為逆變器和變頻器。

　　開(kāi)關(guān)電源按應(yīng)用方式可分為以下三大類：

　　1、外置電源

　　與設(shè)備分開(kāi)放置的電源模塊或電源系統(tǒng)，如：

　　通信用一次電源模塊和系統(tǒng)

　　電力操作電源模塊和系統(tǒng)

　　手機(jī)電池充電器

　　筆記本電腦的Adapter

　　各類手提設(shè)備、便攜設(shè)備的電池充電器等等

　　2、內(nèi)置電源

　　放在設(shè)備內(nèi)部的電源模塊或電源系統(tǒng)，如：

　　計(jì)算機(jī)內(nèi)部的SilverBox和VRM

　　家電（如：普通電視機(jī)、等離子電視機(jī)、液晶電視機(jī)）內(nèi)部的供電電源

　　工業(yè)控制設(shè)備內(nèi)部的電源

　　儀器中使用的電源

　　通信設(shè)備內(nèi)部的電源模塊和系統(tǒng)

　　復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)等的內(nèi)部電源等等

　　3、板上電源

　　放在設(shè)備內(nèi)單板上的電源模塊，如：

　　標(biāo)準(zhǔn)磚類電源（全磚、半磚、1/4磚、1/8磚）

　　非隔離POL（Point of Load 負(fù)載點(diǎn)）變換器

　　VRM（Voltage regulator module電壓調(diào)節(jié)模塊）和VRD（Voltage regulator down）

　　小功率SMD電源

　　SIP和DIP電源等等

　　開(kāi)發(fā)一個(gè)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品所需要的基本技能：

　　1、認(rèn)識(shí)組成開(kāi)關(guān)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(hào)

　　3、會(huì)自己制作各種磁芯元件

　　4、會(huì)正確裝配電源中的各個(gè)部分

　　5、了解電源各項(xiàng)指標(biāo)的意義并掌握如何測(cè)試的方法

　　6、會(huì)使用儀器對(duì)裝配后的電源進(jìn)行正確的調(diào)試，優(yōu)化和折中

　　7、會(huì)對(duì)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并進(jìn)行總結(jié)

　　8、會(huì)從不同渠道不斷地學(xué)習(xí)電源知識(shí)并能夠和別人交流

　　開(kāi)發(fā)一個(gè)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品所需要的專業(yè)理論知識(shí)：

　　1、有源PFC的拓?fù)浞治?，控制與設(shè)計(jì)

　　2、DC/DC功率變換器的拓?fù)渑c穩(wěn)態(tài)分析

　　3、開(kāi)關(guān)電源的功率級(jí)參數(shù)設(shè)計(jì)

　　4、開(kāi)關(guān)電源的控制與動(dòng)態(tài)分析

　　5、開(kāi)關(guān)電源的小信號(hào)分析與設(shè)計(jì)

　　6、開(kāi)關(guān)電源的大信號(hào)分析與設(shè)計(jì)

　　7、開(kāi)關(guān)電源的EMI分析與設(shè)計(jì)

　　8、開(kāi)關(guān)電源的熱分析與設(shè)計(jì)

　　9、開(kāi)關(guān)電源的容差分析與設(shè)計(jì)

　　10、開(kāi)關(guān)電源的各種保護(hù)技術(shù)

　　11、開(kāi)關(guān)電源的同步整流技術(shù)

　　12、開(kāi)關(guān)電源的模塊均流控制技術(shù)

　　有些技術(shù)很成熟了，只要查表或者使用現(xiàn)成電路或?qū)Ｓ眯酒涂梢宰龊?。EMI比較困難，因?yàn)樵匦詴?huì)變化。