經(jīng)典指南:你真的了解開關(guān)電源嗎?

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

　　“如何從給定的設計規(guī)格設計出開關(guān)電源？具體步驟是什么？”

　　“開關(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、計算各種參數(shù)呢？”

　　“如何進行優(yōu)化和折中？”

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　　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(guān)電源的書籍，但仍然缺少快速入門及經(jīng)驗總結(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(wǎng)得到的交流電或由電池取得的直流電是隨環(huán)境溫度、時間和負載所變化的，它們不能直接成為電子設備所需的內(nèi)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(wǎng)或電池的一次電能轉(zhuǎn)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(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子產(chǎn)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(zhuǎn)換效率，增強對電網(wǎng)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(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關(guān)電源。

　　開關(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，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(guān)電源按變換方式可分為以下四大類：

　　1、AC/DC 開關(guān)電源

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

　　開關(guān)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(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(nèi)置電源

　　放在設備內(nèi)部的電源模塊或電源系統(tǒng)，如：

　　計算機內(nèi)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(nèi)部的供電電源

　　工業(yè)控制設備內(nèi)部的電源

　　儀器中使用的電源

　　通信設備內(nèi)部的電源模塊和系統(tǒng)

　　復印機、傳真機、打印機等的內(nèi)部電源等等

　　3、板上電源

　　放在設備內(nèi)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(diào)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(guān)電源產(chǎn)品所需要的基本技能：

　　1、認識組成開關(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

　　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(diào)試，優(yōu)化和折中

　　7、會對獲得的實驗結(jié)果進行分析，并進行總結(jié)

　　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(guān)電源產(chǎn)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(guān)電源的功率級參數(shù)設計

　　4、開關(guān)電源的控制與動態(tài)分析

　　5、開關(guān)電源的小信號分析與設計

　　6、開關(guān)電源的大信號分析與設計

　　7、開關(guān)電源的EMI分析與設計

　　8、開關(guān)電源的熱分析與設計

　　9、開關(guān)電源的容差分析與設計

　　10、開關(guān)電源的各種保護技術(shù)

　　11、開關(guān)電源的同步整流技術(shù)

　　12、開關(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，因為元件特性會變化。