開關(guān)電源基礎(chǔ)知識普及

我們知道從輸出來分類可以將開關(guān)電源分為兩大類：直流開關(guān)電源和交流開關(guān)電源；但是他們大體上由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部分組成。因?yàn)殡娫丛�器件屬于消耗品，這就導(dǎo)致了電源是有一定的壽命，所以我們在使用一定時間后，或多或少都會出現(xiàn)一些異常現(xiàn)象，那一些簡單的有些同學(xué)就可以自己簡單的解決掉，但是對于牽扯到技術(shù)性問題的，很多時候都無從入手，這個時候就需要了解電源的各種部分的作用，下面就簡單的介紹一些常識：
        主電路沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。
        輸入濾波器：其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。
        整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。
        逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分。
        輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。
        控制電路：從輸出端取樣，與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。
        檢測電路：提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。
        輔助電路：實(shí)現(xiàn)電源的軟件（遠(yuǎn)程）啟動，為保護(hù)電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。
        開關(guān)電源變壓器如果用銅帶取代漆包線，其允許通過的電流計算：如果開關(guān)電源變壓器用銅帶取代漆包線，銅帶（漆包線）的渦流損耗可以大大減小，工作頻率可以相應(yīng)提高，但直流損耗幾乎不變，銅帶允許通過的電流密度一般還是不要超過4.5A/平方毫米。電流密度等于電流除與以導(dǎo)體的截面積，導(dǎo)體的截面積等于厚（0.1mm）乘以寬（銅帶的寬度）。
        電源開關(guān)交流回路和整流器的交流回路產(chǎn)生電磁干擾最嚴(yán)重的地方是開關(guān)變壓器的初、次級線圈組成的電路，但它的干擾會通過感應(yīng)對其它電路產(chǎn)生輻射和傳導(dǎo)干擾，傳導(dǎo)干擾和輻射干擾最嚴(yán)重的地方是電源線，因?yàn)殡娫淳�很容易成為輻射源的半波振子天線，另外它又與外線路進(jìn)行連接，很容易把干擾信號傳輸給其它設(shè)備。所以在開關(guān)電源的輸入端一定要對電源線進(jìn)行有效隔離。
        降低變壓溫升的方法一個是降低變壓器磁芯的最大磁通增量（Bm）的取值，因?yàn)樽儔浩鞔判镜膿p耗（磁滯損耗和渦流損耗）與磁通密度的平方成正比；另一個是降低開關(guān)電源的工作頻率，因?yàn)樽儔浩鞔判镜膿p耗（磁滯損耗和渦流損耗）與工作頻率成正比；再一個是降低線圈的損耗，線圈的損耗（主要是渦流損耗），線圈的渦流損耗與集膚效應(yīng)損耗也與工作頻率成正比，降低線圈的直流損耗必須降低導(dǎo)線的電流密度，一般漆包線的電流密度不能超過4.5A/平方毫米。
        反激式開關(guān)電源的占空比主要由輸入電壓和開關(guān)電源管的耐壓來決定，當(dāng)輸入電壓變化時占空比也要跟著變化。例如當(dāng)輸入電壓為AC260V時，如果電源開關(guān)管的耐壓為650V，則占空比大約為0.306；當(dāng)輸入電壓為AC170V時，占空比大約為0.5；當(dāng)輸入電壓低于AC170V時，占空比大于0.5。但不管輸入電壓這樣變化，開關(guān)電源都會通過改變占空比來達(dá)到穩(wěn)定（或改變）輸出電壓的數(shù)值。
        正激式開關(guān)電源是電源開關(guān)管導(dǎo)通的時候，電源向負(fù)責(zé)提供功率輸出，而關(guān)斷的時候沒有功率輸出。反激式開關(guān)電源正好相反，電源開關(guān)管導(dǎo)通時只向變壓器存儲能量，沒有給負(fù)載提供功率輸出，僅在電源開關(guān)管關(guān)斷時才向負(fù)載提供輸出。正激式開關(guān)電源輸出電壓是取整流輸出電壓的平均值，反激式開關(guān)電源輸出電壓是取整流輸出電壓的半波平均值，兩種電壓輸出的相位正好相反。
        反饋環(huán)路的增益，既不是越大越好，也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時，輸出電壓會圍繞著平均值來回跟蹤，輸出電壓上下波動很厲害，增益越高，波動的幅度就越大，嚴(yán)重時會出現(xiàn)振蕩；當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時，輸出電壓又會不穩(wěn)定，因?yàn)殡妷焊�蹤不到位，會存在一個滯后誤差。
        為了使輸出電壓穩(wěn)定，但又不發(fā)生振蕩，一般都把反饋環(huán)路分成三個回路來組成，一個回路用來決定微分增益的大小，另一個回路用來決定積分增益的大小，還有一個是決定直流增益的大小。這樣做的目的是，在誤差信號很小的時候，環(huán)路增益很大，而在誤差消耗很大的時候環(huán)路增益又會變小，即誤差放大器的增益是動態(tài)的。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個反饋環(huán)路的增益，就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定，又不出現(xiàn)振蕩。
        反激電源開關(guān)MOS如何降到最低：降低占空比，但占空比太低，電源的工作效率大大降低，電壓調(diào)整范圍也會減小。
        銅箔損耗占電源損耗比例：非常小，如果銅箔損耗大，銅箔的溫升會很高，如果超過80度，銅箔的油漆會發(fā)黃。但也只相當(dāng)于一個1～3瓦左右的金屬膜電阻在同樣溫升時的損耗。
        反饋環(huán)路設(shè)計以及補(bǔ)償如何入手：反饋環(huán)路的增益，既不是越大越好，也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時，輸出電壓會圍繞著平均值上下波動，增益越高，波動的幅度就越大，嚴(yán)重時會出現(xiàn)振蕩；當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時，輸出電壓又會不穩(wěn)定。為了使輸出電壓穩(wěn)定，但又不發(fā)生振蕩，一般都把反饋環(huán)路分成三個回路來組成，一個回路用來決定微分增益的大小，另一個回路用來決定積分增益的大小，還有一個是決定直流增益的大小。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個反饋環(huán)路的增益，就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定，又不出現(xiàn)振蕩。
        反激式變壓器電源輸出側(cè)有毛刺，且毛刺的頻率和原邊開關(guān)頻率一樣，怎么消除毛刺：在次級整流與濾波電容之間串了一個小電感，但電感流過直流時不能飽和，這種電感的磁回路不能用封閉式的，必須要留有很大的氣隙。
        反激式電源開關(guān)頻率如何優(yōu)化選擇：反激式開關(guān)電源工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源的工作效率和體積大小有關(guān)，而開關(guān)電源的工作效率又主要與開關(guān)電源管、開關(guān)變壓器的損耗（磁滯損耗和渦流損耗）有關(guān)，這兩者的損耗均與頻率成正比。開關(guān)電源管的損耗主要由開通損耗（導(dǎo)通時間損耗）和關(guān)斷損耗（關(guān)斷時間損耗）組成，開關(guān)電源管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間越長，這兩個損耗就越大。