绪论电源基本知识介绍
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2020/6/19
问题的解答2
共模噪声： 两条共电线端一起与大地（参考地）公共端之间出现的
电磁噪声，对于某些医疗器械要求电源线与大地公共端之 间地回路电流是要严格控制的，一般不允许在火线与地之 间有超过0.01uF的电容，这在许多安全标准中都有规定。 保险丝：
为了最佳的保护，电源输入处使用的保险丝应取最小的 额定值，此值应该在最低电源输入电压时能可靠承受浪涌 电流和电源的最大工作电流 ，一般取额定功率0.6-0.7。 浪涌限制 一般用晶闸管、负温度系数的热敏电阻等。
2020/6/19
从设计的角度设计电源
问题提出：你作为一名电源工程师设计一 款手机充电器（IN：90V，OUT： 12V3A），你将怎样考虑设计此电源呢？
（大约思考15分钟的时间，可以讨论） 在能满足技术指标的情况下，选择自己熟
悉的元件（KA3844B、UC2845、 TOP221~227等）； 输出负载（留有5%的余量、纹波控制在 1%以下）；
择的？ 浪涌限制一般采用哪些元器件？
2020/6/19
问题的解答1
“离线”开关电源： 直接由交流电源供电，不用体积庞大的
50-60Hz低频隔离变压器，而线形电源通 常采用这种变压器。 差模噪声：
涉及任何两个电源端和输出端之间的高频 电磁噪声的分量，如在火线与中线输入端 之间或在正极与负极输出端之间可以测得 。
这里的：Vo=（（Ton+Toff）/Toff）*Vin 又因Ton+Toff=T，
升压电路（Boost）
2020/6/19
Boost电路原理说明
Q导通时，输入电压Vin全部加在电感上，这时IL=IC，IC 是线性增长的，同时在L上储存能量，R全靠C放电；
Q截止时，L磁能转换为自感电压，电压的极性与原来电 流方向相同，这时L上的电压为左负右正，L上的自感电压 和Vin相加为输出电压Vo，所以Vo高于Vin，这个高电压 经D一部分为R供电，另一部分为C充电，当在导通时再补 给L，这里的D是阻碍C的输出电压给Q短路烧坏Q，这里 的C在设计时要求大点，用CLC滤波，纹波更小。
2020/6/19
开关电源设计参数
开关电源的重要参数： ➢ Vinmin：电源运行时输入最低电压；
如：AC90~265V 这里Vinmin = 90V 。
➢ Vinman：电源运行时输入最高电压；
如：AC90~265V 这里Vinman = 265V 。
➢ 噪声和纹波：附加在直流输出信号上的交流电压和高频 尖峰的峰值，通常为mv级。
➢ 占空比：在高频开关电源中，开关元件的导通时间和变 换器的工作之比。
➢ ESR：等效串联电阻，它表示电解电容呈现的电阻值的 总合，ESR越小，性能越好。
2020/6/19
开关电源的术语
1、电压调整率：输入电压变化时，输出电压的变化率， 即 电压调整率 = （（最高输出电压Voutmax-最低输出 电Voutmin）/ 额定输出电压Vout） x 100%
2020/6/19
三种最长用的电源电路
降压电路（Buck）；
2020/6/19
Buck电路原理的分析
左边的Vin经S变成矩形波，并由DLC滤波 器输出；
当S导通时，电流经S、L到负载，输出平均 直流电压Vo；
当S截至时，D上负下正，是由L感应的电 压所至，由于没有能量补充，所以电感IL是 下降的；
半桥、全桥等； 产品的工作环境：
主要考虑温度、湿度和灰尘等（例如 销往海南的电源和销往黑龙江的就不一样， 一个是注意温度和湿度，另一个要注意温 度和干燥防尘）； 产品的保护方面考虑。
2020/6/19
从设计的角度设计电源
对噪声抑制的控制电路，采用共模（高频 150K以上，高导磁）还是差模（150K 以下，磁通密度大）；
进行估算
功率的大小、变压器和骨架的大小、选择合理的功率元器件；
设计原理图 搭建简单模块电源中的单元电路： 试验： 确定物理机构
散热片、PCB板、风扇；
对EMI/RFI进行测试（改板和设计的可能） 产品加工生产
2020/6/19
从市场的角度设计电源
电源方案的选择： 采用何种工作方式反激、正激、推挽、
开关电源的分类和结构形式
什么是开关电源？ 所谓AC/DC就是交流变换为直流； AC/AC
就是交流变交流，即为改变频率； DC/AC称 为逆变，DC/DC就是直流变交流后又变为直 流；
凡是用半导体功率器件作为开关，将一种电 源形态的电路变换成另一种形态的电路，叫 开关变换，以自动控制稳定输出并有各种保 护环节电路的电源，叫开关电源 （Switching Power Supply）。
2020/6/19
电源在产品中占重要角色
电源是各种电子设备中不可或缺的一部分， 它是各种电压和电流的源泉。首先只有电 源正常工作，才能谈上其他设备正常工作。
优秀合格的电源，可以避免其他电子设备 的干扰（保护自己被干扰）；
良好的电源在任何设备中都不会干扰其他 设备（保护干扰其它设备）；
防止自身的干扰（相互）。
2、负载调整率：负载电流从半载到额定负载时，输出 电压的变化率，即 负载调整率 = （V满 – V半）/ V额 × 100%
3、效率：电源的输出功率与输入功率的百分比，即 效率 = Pout / Pin × 100%
2020/6/19
模块化设计的方法
选择合适的技术和拓扑形式
比较熟悉的原则（包括IC、拓扑方式、控制电路、变压器和骨架）；
所以：Vo=（Ton/T）×Vin=D × Vin
2020/6/19
计算Buck电路L公式
Buck的公式很多我们只是列出一种工程师 常用的公式： L=(5(Vin-VouБайду номын сангаас)*Vout*T)/Vin*Iout 这里的Vin和Iout是输入电压和输出电流 的额定值。
2020/6/19
Boost电路原理图
结构空间的选择： 主要考虑体积小、形状不同（怪异）、
元器件摆放位置的差异、散热的需求、耐 压安规的需求。 保护电路：过压、过流、欠压、提示等； 电源的拓扑形式。
2020/6/19
电源的基本概念问题
什么是“离线”开关电源？ 什么是差模噪声？什么是共模噪声？ 我们在设计电源时，输入保险丝是怎样选
问题的解答2
共模噪声： 两条共电线端一起与大地（参考地）公共端之间出现的
电磁噪声，对于某些医疗器械要求电源线与大地公共端之 间地回路电流是要严格控制的，一般不允许在火线与地之 间有超过0.01uF的电容，这在许多安全标准中都有规定。 保险丝：
为了最佳的保护，电源输入处使用的保险丝应取最小的 额定值，此值应该在最低电源输入电压时能可靠承受浪涌 电流和电源的最大工作电流 ，一般取额定功率0.6-0.7。 浪涌限制 一般用晶闸管、负温度系数的热敏电阻等。
2020/6/19
从设计的角度设计电源
问题提出：你作为一名电源工程师设计一 款手机充电器（IN：90V，OUT： 12V3A），你将怎样考虑设计此电源呢？
（大约思考15分钟的时间，可以讨论） 在能满足技术指标的情况下，选择自己熟
悉的元件（KA3844B、UC2845、 TOP221~227等）； 输出负载（留有5%的余量、纹波控制在 1%以下）；
择的？ 浪涌限制一般采用哪些元器件？
2020/6/19
问题的解答1
“离线”开关电源： 直接由交流电源供电，不用体积庞大的
50-60Hz低频隔离变压器，而线形电源通 常采用这种变压器。 差模噪声：
涉及任何两个电源端和输出端之间的高频 电磁噪声的分量，如在火线与中线输入端 之间或在正极与负极输出端之间可以测得 。
这里的：Vo=（（Ton+Toff）/Toff）*Vin 又因Ton+Toff=T，
升压电路（Boost）
2020/6/19
Boost电路原理说明
Q导通时，输入电压Vin全部加在电感上，这时IL=IC，IC 是线性增长的，同时在L上储存能量，R全靠C放电；
Q截止时，L磁能转换为自感电压，电压的极性与原来电 流方向相同，这时L上的电压为左负右正，L上的自感电压 和Vin相加为输出电压Vo，所以Vo高于Vin，这个高电压 经D一部分为R供电，另一部分为C充电，当在导通时再补 给L，这里的D是阻碍C的输出电压给Q短路烧坏Q，这里 的C在设计时要求大点，用CLC滤波，纹波更小。
2020/6/19
开关电源设计参数
开关电源的重要参数： ➢ Vinmin：电源运行时输入最低电压；
如：AC90~265V 这里Vinmin = 90V 。
➢ Vinman：电源运行时输入最高电压；
如：AC90~265V 这里Vinman = 265V 。
➢ 噪声和纹波：附加在直流输出信号上的交流电压和高频 尖峰的峰值，通常为mv级。
➢ 占空比：在高频开关电源中，开关元件的导通时间和变 换器的工作之比。
➢ ESR：等效串联电阻，它表示电解电容呈现的电阻值的 总合，ESR越小，性能越好。
2020/6/19
开关电源的术语
1、电压调整率：输入电压变化时，输出电压的变化率， 即 电压调整率 = （（最高输出电压Voutmax-最低输出 电Voutmin）/ 额定输出电压Vout） x 100%
2020/6/19
三种最长用的电源电路
降压电路（Buck）；
2020/6/19
Buck电路原理的分析
左边的Vin经S变成矩形波，并由DLC滤波 器输出；
当S导通时，电流经S、L到负载，输出平均 直流电压Vo；
当S截至时，D上负下正，是由L感应的电 压所至，由于没有能量补充，所以电感IL是 下降的；
半桥、全桥等； 产品的工作环境：
主要考虑温度、湿度和灰尘等（例如 销往海南的电源和销往黑龙江的就不一样， 一个是注意温度和湿度，另一个要注意温 度和干燥防尘）； 产品的保护方面考虑。
2020/6/19
从设计的角度设计电源
对噪声抑制的控制电路，采用共模（高频 150K以上，高导磁）还是差模（150K 以下，磁通密度大）；
进行估算
功率的大小、变压器和骨架的大小、选择合理的功率元器件；
设计原理图 搭建简单模块电源中的单元电路： 试验： 确定物理机构
散热片、PCB板、风扇；
对EMI/RFI进行测试（改板和设计的可能） 产品加工生产
2020/6/19
从市场的角度设计电源
电源方案的选择： 采用何种工作方式反激、正激、推挽、
开关电源的分类和结构形式
什么是开关电源？ 所谓AC/DC就是交流变换为直流； AC/AC
就是交流变交流，即为改变频率； DC/AC称 为逆变，DC/DC就是直流变交流后又变为直 流；
凡是用半导体功率器件作为开关，将一种电 源形态的电路变换成另一种形态的电路，叫 开关变换，以自动控制稳定输出并有各种保 护环节电路的电源，叫开关电源 （Switching Power Supply）。
2020/6/19
电源在产品中占重要角色
电源是各种电子设备中不可或缺的一部分， 它是各种电压和电流的源泉。首先只有电 源正常工作，才能谈上其他设备正常工作。
优秀合格的电源，可以避免其他电子设备 的干扰（保护自己被干扰）；
良好的电源在任何设备中都不会干扰其他 设备（保护干扰其它设备）；
防止自身的干扰（相互）。
2、负载调整率：负载电流从半载到额定负载时，输出 电压的变化率，即 负载调整率 = （V满 – V半）/ V额 × 100%
3、效率：电源的输出功率与输入功率的百分比，即 效率 = Pout / Pin × 100%
2020/6/19
模块化设计的方法
选择合适的技术和拓扑形式
比较熟悉的原则（包括IC、拓扑方式、控制电路、变压器和骨架）；
所以：Vo=（Ton/T）×Vin=D × Vin
2020/6/19
计算Buck电路L公式
Buck的公式很多我们只是列出一种工程师 常用的公式： L=(5(Vin-VouБайду номын сангаас)*Vout*T)/Vin*Iout 这里的Vin和Iout是输入电压和输出电流 的额定值。
2020/6/19
Boost电路原理图
结构空间的选择： 主要考虑体积小、形状不同（怪异）、
元器件摆放位置的差异、散热的需求、耐 压安规的需求。 保护电路：过压、过流、欠压、提示等； 电源的拓扑形式。
2020/6/19
电源的基本概念问题
什么是“离线”开关电源？ 什么是差模噪声？什么是共模噪声？ 我们在设计电源时，输入保险丝是怎样选