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米乐m6网页入口:你真的了解开关电源吗?

  时间:2022-12-01 19:39:51 | 来源:米乐m6平台网址 作者:M6米乐官网



  电源是悉数电子设备的心脏,没有电源,电子设备就不或许作业。虽然市道上有许多介绍开关电源的书本,但仍然短少快速入门及经历总结类的资料,所以,虽然资料丰厚,但仍是有许多人不知道怎样运用。当然这篇文档仅仅入门介绍,深入研讨还要看其他专著。

  从电网得到的沟通电或由电池获得的直流电是随环境温度、时刻和负载所改变的,它们不能直接成为电子设备所需的内部电源。电子设备因为要完结许多高档的功用,对其供电电源的精度随环境的改变,动态呼应才干,还有许多其他的目标都有十分高的要求。将电网或电池的一次电能转化为契合电子设备要求的二次电能,这样的改换设备便是咱们这儿要讲的电源。

  跟着片状电子元件、表面装置技能及大规模集成电路的开展,电子产品越来越小型化、轻型化,怎么缩小电源的体积减轻分量,进步电源的转化功率,增强对电网电压的适应性,是人们致力于研讨的要点。

  一个比较好的处理方案是:以轻盈的高频变压器替代粗笨的工频变压器,选用脉冲调制技能的直流--直流改换器型稳压电源,即咱们立刻就要讲到的开关电源。

  开关电源具有管耗小、功率高、稳压规模宽及体积小、分量轻等长处,现在已在各种电子仪器和设备、航空和世界飞行器、发射机、电子核算机、通讯设备和电视机、录放像机等中得到了广泛使用。

  有些技能很成熟了,只需查表或许运用现成电路或专用芯片就可以做好。EMI比较困难,因为元件特性会改变。

  一个十分简单找到的开关电源便是PC机里用的ATX电源了。拆开电源可以看到里边的结构:

  3、沟通互感滤波(对高于50HZ高次谐波滤波,防止对后边电路的高频搅扰)

  9、开关鼓励脉冲构成电路(集成电路TL494和LM339比较器,开关振动稳压操控,操控开关管)

  POW_OK信号(在AT电源中及部分电源板上称P.G信号)为微机开机自检发动信号,为了防止开机时各路输出电路时序不定,CPU或各部件未进入初始化状况形成作业过错及忽然停电时,硬盘磁头来不及移至着陆区形成盘片划伤,微机电源中均设置了POW_OK信号。

  PS_ON#信号:ATX电源最主要的特色便是,它不选用传统的市电开关来操控电源是否作业,而是选用“+5VSB、PS_ON#”的组合来完结电源的敞开和封闭,只需操控 “PS_ON#”信号电平的改变,就能操控电源的敞开和封闭。电源中的S-ON操控电路承受PS_ON#信号的操控,当“PS_ON#”小于1V伏时敞开电源,大于4.5伏时封闭电源。主机箱面上的触发按钮开关(非确定开关)操控主板的“电源监控部件”的输出状况,一起也可用程序来操控“电源监控件”的输出,如在WIN9X平台下,宣布关机指令,使“PS_ON#”变为+5V,ATX电源就主动封闭。

  +5VSB:待机电源,上电后一向存在,该输出连接到ATX主板的“电源监控部件”,作为它的作业电压,使操作系统可以直接对电源进行办理。经过此功用,完结长途开机,完结电脑唤醒功用。

  ATX电源需求短接PS_ON#和COM(即ATX主板电源接口的14脚和15脚短接)才干发动(此刻电源散热电扇滚动)。

  开关电源变压器是开关电源中的核心部件,效果有三:磁能转化、电压改换和绝缘阻隔。因为开关变压器的作业频率很高,因而它的体积和分量比工频变压器大为缩小,一起变压器的散布参数亦不能疏忽。规划时需求考虑磁芯资料挑选,磁芯与线圈的结构,绕制工艺等。

  开关电源变压器作业于高频状况,散布参数有漏感、散布电容和电流趋肤效应。一般依据开关电源电路规划的要求提出漏感和散布电容限定值,在变压器的线圈结构规划中完结,而趋肤效应则作为挑选导线标准的条件之一。

  开关电源变压器的作业状况与开关型功率改换器的电路方式有关,一般依据功率巨细,运用要求,选用不同方式的功率改换器。不同的电路方式,开关电源变压器作业状况也不同,对开关电源变压器也提出了不同的规划要求。

  改换器方式有:双极性(推挽式、全桥式、半桥式),单规矩激式,单端反激式等。

  开关电源变压器中运用的是软磁资料。比方:铁氧体资料。铁氧体资料很简单加工成各种形状,可依据开关变压器的电路类型、运用要求、功率等级、经济目标等选用适宜的磁芯形状。磁芯类型主要有:EE、EI、EC、ETD、G、GK、H、HQ、UY、UF、PM、RM。每种类型又有许多尺度标准可以挑选。

  开关电源变压器参数核算:漏感核算、散布电容核算、穿透深度(导线挑选)、沟通电阻核算、电流有效值。

  当咱们规划完结一个开关电源今后,仅仅大致完结了其功用和目标,还需求进行各种优化。

  在选定功率级拓扑后,可运用前面的常识和稳态作业点挑选对功率参数进行优化,使得:

  在这些优化中,最重要的是功率变压器的优化,其变比,其绕法都会直接影响其他功率元器材的挑选和整个功率级的功率及功率密度。合理地挑选功率开关器材和它们的驱动电路及吸收电路,对功率级的功能也很重要。

  在选定功率级拓扑和操控战略后,可运用前面的常识在功率级参数优化的基础上,对环路参数进行优化,使得:

  在环路优化中,最重要的是补偿器参数,调制器参数(如外部斜波补偿含量)和光耦电路参数的优化。其间,电源整机的PCB Layout对环路的影响十分大,只要在好的PCB Layout下面,经过环路各部分参数的优化,才干使电源环增益的带宽尽或许大,然后完结更好的动态功能和更高的功率密度。

  选用变压器绕组或电感绕组的辅佐电源,其输出电压的质量一般不太好,经过对辅佐电源的优化,要确保自供电后的电源整机功能改变最小,可靠性没有问题。

  规划开关电源是个充溢对立的进程,鱼和熊掌不可得兼,需求平衡折中各种目标,这个火候的把握和拿捏需求许多经历。前面谈了优化,现在谈折中,有时反而需求削减优化程度,线、稳态功能与动态功能的折中

  许多功率级拓扑,其稳态功能与动态功能一般难以统筹,稳态功能好,动态功能就差,动态功能好,稳态功能就差。这种比如十分多,所以挑选拓扑时,必定要依据要求和使用场合来合理挑选。

  即便同一个拓扑,其功率级参数规划时,也要考虑稳态功能和动态功能的折中。如:输出滤波器电感的规划,对功率而言,期望其越大越好,但对动态功能而言,则期望其小一点好,所以规划时需求折中。

  许多有更高功率密度的拓扑,其完结时会比较复杂,并且往往拓扑自身还有可靠性较低的危险,所以,挑选拓扑结构时也要依据可靠性和功能来进行具体折中。如一些完结软开关的拓扑,一般可完结更高的开关频率,具有更高的功率密度,但他们在完结的产品中,可靠性往往较低。

  在一个电源中,有许多功能需求满意,运用不同的操控战略,不同的补偿电路会得到不同的动态功能。有些操控战略或参数对输入端的扰动具有较强的按捺才干,有些则对负载端的扰动具有较强的按捺才干,有的参数对小信号动态稳定性很好,但在大信号下,其或许不稳定,有的参数能满意大信号的要求,但小信号下其会变差,因而,要对巨细信号的动态规划进行折中。

  在一个电源中,因各种参数都是与其作业时的温度有关,所以有必要找出一组参数能在悉数环境温度规模内满意一切功能目标,这需求做许多折中。

  在一个电源中,电功能(如电应力和EMI功能)与热功能之间的要求是对立的。为了获得好的EMI和低的电应力,期望功率元器材的回路尽量小,但这会使得各元器材之间的热影响更凶猛,各元器材的损耗会更大。将各功率元器材之间的回路加大,可减小这种热影响,改善热规划,但因寄生参数的添加,会使器材的电应力添加,功率变低,EMI功能变坏,所以,电源中热与电两个规划是十分需求折中的。

  在开关电源中,有一些要害部件,在规划时需求折中。如:功率变压器的规划,对稳态功率功能而言,在变比等现已最优化后,期望其漏感最小,但在完结漏感最小的一起,往往会添加绕组之间的散布电容,这一般会添加共模EMI搅扰和下降安全性。

  别的,如驱动才干的折中。为了减小功率开关器材(MOSFET)的开关损耗,期望其开关进程尽量短,这可经过减小门级驱动电阻来完结,但在开关速度进步的一起,往往会添加电源的共模EMI,使得EMI特性变差。

  做好一个开关电源,还有许多其他折中要做,总归,因为开关电源是一个在必定鸿沟(由输入电压、负载电流和环境温度组成的长方体)之内,满意标准书要求的功率电子产品,既有功率处理和信息处理,又有热处理,所以,为了做好这样的产品,有必要要做许多许多的折中。这要求开发人员了解怎么在折中的基础上优化,在优化的基础上折中,使开发的电源产品到达最佳的性价比。

  现在,国内大都电源公司在产品开发中存在怪圈现象:公司事务接了一个单子,时刻只要一个月,规划人员赶忙开端,草草规划一周后搞定PCB,然后装置调试,装完就通电,嘿,输出有了,一测验目标,一堆不合格,脑子乱乱的,改善再调,处理了一个问题又冒出一个,每天加班加点,时刻过得真快,一个月时限立刻到了,作业没完结,恳求延期,半年后牵强完结了,累得精疲力竭,不得喘息,立马又进入下一个项目循环。

  公司因为开发办理不标准,没有任何技能堆集;职工因为开发作业不专业,在开发进程中无任何进步。

  从工程师个人视点来说,养成拟定个人作业计划,按标准做规划、调试、总结的习气,是成为资深电源开发人员一切必要具有的工程本质。

  开发人员要可以养成按标准开发操作过程开发产品的习气,那就不会呈现许多不必要的重复,就可防止呈现前面介绍的那种怪圈,就可以将产品开发作业做得又好又快,一起开发人员还能在很短的时刻内进步自己的专业水平,过不了多久,就可以从一个新手上升为资深电源工程师。具体的电源开发操作标准留到课上再说。

  在按标准进行开发时,每做一个试验后,都要做一份试验总结,产品开发完结后,还要将整个开发作业进行总结。作为开发人员,总结是确保自己技能水平敏捷进步的最重要的手法,所以,你想早点成为资深工程师,你就必定要仔仔细细地做好每一份总结。



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