工程師必知：教你熟透開關(guān)電源設(shè)計(jì)的各種元器件

 設(shè)計(jì)開關(guān)電源并不是如想象中那么簡單，特別是對剛接觸開關(guān)電源研發(fā)的童鞋來說，他的外圍電路就很負(fù)責(zé)，其中使用的元器件種類繁多，性能各異。要想設(shè)計(jì)出性能高的開關(guān)電源就必須弄懂弄通開關(guān)電源中各元器件的類型及主要功能。本文將總結(jié)出這部分知識。 開關(guān)電源外圍電路中使用的元器件種類繁多，性能各異，大致可分為通用元器件、特種元器件兩大類。開關(guān)電源中通用元器件的類型及主要功能如下：

一、 電阻器：

1. 取樣電阻—構(gòu)成輸出電壓的取樣電路，將取樣電壓送至反饋電路。

2. 均壓電阻—在開關(guān)電源的對稱直流輸入電路中起到均壓作用，亦稱平衡電阻。

3. 分壓電阻—構(gòu)成電阻分壓器。

4. 泄放電阻—斷電時(shí)可將電磁干擾(EMI)濾波器中電容器存儲的電荷泄放掉。

5. 限流電阻—起限流保護(hù)作用，如用作穩(wěn)壓管、光耦合器及輸入濾波電容的限流電阻。

6. 電流檢測電阻—與過電流保護(hù)電路配套使用，用于限制開關(guān)電源的輸出電流極限。

7. 分流電阻—給電流提供旁路。

8. 負(fù)載電阻—開關(guān)電源的負(fù)載電阻(含等效負(fù)載電阻)。

9. 最小負(fù)載電阻—為維持開關(guān)電源正常工作所需要的最小負(fù)載電阻，可避免因負(fù)載開路而導(dǎo)致輸出電壓過高。 10. 假負(fù)載—在測試開關(guān)電源性能指標(biāo)時(shí)臨時(shí)接的負(fù)載(如電阻絲、水泥電阻)。

11. 濾波電阻—用作LC型濾波器、RC型濾波器、π型濾波器中的濾波電阻。

12. 偏置電阻—給開關(guān)電源的控制端提供偏壓，或用來穩(wěn)定晶體管的工作點(diǎn)。

13. 保護(hù)電阻—常用于RC型吸收回路或VD、R、C型鉗位保護(hù)電路中。

14. 頻率補(bǔ)償電阻—例如構(gòu)成誤差放大器的RC型頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

15. 阻尼電阻—防止電路中出現(xiàn)諧振。

二、 電容器：

1. 濾波電容—構(gòu)成輸入濾波器、輸出濾波器等。

2. 耦合電容—亦稱隔直電容，其作用時(shí)隔斷直流信號，只讓交流信號通過。

3. 退藕電容—例如電源退藕電容，可防止產(chǎn)生自激振蕩。

4. 軟啟動(dòng)電容—構(gòu)成軟啟動(dòng)電路，在軟啟動(dòng)過程中使輸出電壓和輸出電流緩慢地建立起來。

5. 補(bǔ)償電容—構(gòu)成RC型頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

6. 加速電容—用于提高晶體管的開關(guān)速度。

7. 振蕩電容—可構(gòu)成RC型、LC型振蕩器。

8. 微分電容—構(gòu)成微分電路，獲得尖脈沖。

9. 自舉電容—用于提升輸入級的電源電壓，亦可構(gòu)成電壓前饋電路。

10. 延時(shí)電容—與電阻構(gòu)成RC型延時(shí)電路。

11. 儲能電容—例如極性反轉(zhuǎn)式DC/DC變換器中的泵電容。

12. 移相電容—構(gòu)成移相電路。

13. 倍壓電容—與二極管構(gòu)成倍壓整流電路。

14. 消噪電容—用于濾除電路中的噪聲干擾。

15. 中和電容—消除放大器的自激振蕩。

16. 抑制干擾的電容器—在EMI濾波器中，可分別濾除串模和共模干擾。

17. 安全電容—含X電容和Y電容。

18. X電容—能濾除由一次繞組、二次繞組耦合電容器產(chǎn)生的共模干擾，可為從一次側(cè)耦合到二次側(cè)的干擾電流提供回流路徑，防止該電流通過二次側(cè)耦合到大地。

19. Y電容—能濾除電網(wǎng)之間串模干擾，常用于EMI濾波器中。

三、 電感器：

1. 濾波電感—構(gòu)成LC型濾波器。

2. 儲能電感—常用于降壓式或升壓式DC/DC變換器電路中。

3. 振蕩電感—構(gòu)成LC型振蕩器。

4. 共模電感—亦稱共模扼流圈，常用于EMI濾波器中，對共模干擾起到抑制作用。

5. 串模電感—亦稱串模扼流圈，它采用單繞組結(jié)構(gòu)，一般串聯(lián)在開關(guān)電源的輸入電路中。

6. 頻率補(bǔ)償電感—構(gòu)成LC型、LCR型頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

四、 變壓器：

1. 工頻變壓器—對交流電源進(jìn)行變壓與隔離，再經(jīng)過整流濾波后給DC/DC變換器(即開關(guān)穩(wěn)壓器)供電。

2. 高頻變壓器—對高頻電源進(jìn)行儲能、變壓和隔離，適用于無工頻變壓器的開關(guān)電源中。

五、 二極管：

1. 整流二極管—低頻整流、高頻整流。

2. 續(xù)流二極管—常用于降壓式DC/DC變換器中;若在繼電器、電機(jī)等的繞組兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，即可為反電動(dòng)勢提供泄放回路，避免損壞驅(qū)動(dòng)管。

3. 鉗位二極管—構(gòu)成VD、R、C型鉗位電路，吸收尖峰電壓，對MOSFET功率場效應(yīng)管起保護(hù)作用。

4. 阻塞二極管—鉗位保護(hù)電路中的二極管，亦稱為阻尼二極管。

5. 保護(hù)二極管—用于半波整流電路中，在負(fù)半周時(shí)給交流電提供回路。

6. 隔離二極管—可實(shí)現(xiàn)信號隔離。

7. 抗飽和二極管—將二極管串聯(lián)在功率開關(guān)管的基極上，可降低功率開關(guān)管的飽和深度，提高關(guān)斷速度。

六、 整流橋—將交流電壓變?yōu)槊}動(dòng)直流電壓，送至濾波器。整流橋可由四只整流二極管構(gòu)成，亦可采用成品整流橋。

七、 穩(wěn)壓管—構(gòu)成簡易穩(wěn)壓電路;接在開關(guān)電源的輸出端，用來穩(wěn)定空載時(shí)的輸出電壓;由穩(wěn)壓管、快恢復(fù)二極管和阻容元件構(gòu)成一次側(cè)鉗位保護(hù)電路;構(gòu)成過電壓保護(hù)電路。

八、 晶體管—用作PWM調(diào)制器的功率開關(guān)管;構(gòu)成恒壓/恒流輸出式開關(guān)電源的電壓控制和電流控制環(huán)路;構(gòu)成截劉輸出型開關(guān)電源的截流控制環(huán);構(gòu)成開關(guān)穩(wěn)壓器的通/斷控制、欠電壓、過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)等電路。

九、 場效應(yīng)晶體管—MOSFET用作PWM調(diào)制器或開關(guān)穩(wěn)壓控制器的功率開關(guān)管。

十、 運(yùn)算放大器—構(gòu)成外部誤差放大器、電壓控制環(huán)和電流控制環(huán)等。