开关电源设计各项指标定义详解
开关电源参数规格的定义与判定
产品有输出短路保护功能 (设计时短路输入功率参考判定标准)
判定符合标准
Pout≤30W; 短路时输入功率≤5W
备注
输入功率为跳动时,取最大与 最小输入功率的平均值(温升 30W<Pout≤60W; 短路时输入功率≤8W 符合安规标准和元件应力满足 60W<Pout; 短路时输入功率≤12W 应力标准).
11>. 输出过流保护
规格定义
产品有输出过流保护功能,过载过程中变 压器不应有饱和现象,温度应符合安规要 求,MOS/肖特基的电流与电压应力不可超 出规格值的100%.(输出电流<2A时,OCP需 在1.2-2.0倍额定输出负载;输出电流≥ 2A时,OCP点需满足规格值+0.5A以上到额 定负载的1.8倍范围).
备注
需满足>±0.2KV以上为合格依 据(极限测试)
28>. EFT
规格定义
Line to Neutral: ±1KV
判定符合标准
Line to Neutral: ±1KV以上为合格.
备注
29>. MTBF
规格定义
≥50000Hrs(25℃) (MIL-STD-217F)
判定符合标准
≥80000Hrs
备注
30>. 元件应力
1. DIODE:
额定电压(最大值)
额定电流(平均值) 50% 50% 50% 50% 额定电流(平均值) 50% 额定电流 额定电流 50% 50% 50%
额定规格 150℃ 125℃ 150℃ 150℃ 额定规格 150℃ 105℃ 100℃ 150℃ 130℃ 130℃
40℃操作环境允许值 120℃ 110℃ 120℃ 125℃ 40℃操作环境允许值 120℃ 90℃ 100℃ 120℃ 40℃操作环境允许值 110℃ 110℃ 40℃操作环境允许值 100℃ 120/80℃ 95℃ 100℃ 40℃操作环境允许值 120℃ 120℃ 100℃ 120℃
开关电源有哪些技术指标？
开关电源有哪些技术指标？开关电源的性能指标可分为输入、输出、保护、显示和指示功能、系统功能、电气绝缘和电磁兼容等：1.开关电源的电气性能指标。
①输入特性：输入电压类型及电压范围，电网频率，谐波失真。
②输出特性：额定输出电压，额定输出电流，稳压精度（电压调整率和负载调整率），瞬态响应，输出纹波电压及纹波电流，输出噪声电压。
③电气绝缘。
开关电源的电气绝缘是安全指标中的重要内容，出厂的开关电源必须经过电气绝缘试验，才能够投入市场使用。
交流输入端对直流输出端的电气绝缘测试、漏电流测试。
④控制方式及控制功能：电压型控制方式，电流型控制方式，外部关断功能，远程遥控功能，数控功能。
⑤保护功能：开关电源必须有完善的保护措施，常有的保护是过流保护、短路保护、过压保护、放反接的极性保护和过热保护等。
必要时还可增加输入、输出电压及电流监视器，保护继电器，报警器，自动/手动复位电路等。
有条件的还应对样机进行电磁兼容性试验。
2.机械性能指标。
体积、重量等。
3.环境工作条件。
环境温度、存储温度、相对湿度、高度、散热条件（自然冷却、风扇冷却）等。
4.可靠性指标。
可靠性指标通常用平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures,MTBF）来表示。
MTBF一般应大于100000小时。
开关电源中的输入、输出、保护、电气绝缘和电磁兼容是电源的基本要求，显示和指示功能、系统功能是通信的特殊要求。
在一般电源规范中，还有电源工作的环境条件、结构尺寸和质量等，由此决定电源的冷却和结构设计以及元器件的选择。
电源设计者必须充分研究以上条件，设计过程自始至终贯彻技术规范，并且充分考虑研制的开关电源的生产成本和制造方法，所设计的开关电源才能获得成功。
因此，产品设计不同于理论研究，这里电路先进是远远不够的。
产品应当采用成熟的先进电路技术，最低的生产成本，包括器件、制造、结构、劳动力、设备等，直至维护成本，同时要达到最高的可靠性。
开关电源设计地各项指标概念和定义
第一部分：电源指标的概念、定义一．描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。
1．绝对稳压系数。
A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量U0△与输入电网变化量Ui△之比。
既： K=U0/Ui△△。
B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量Uo△与输出电网Ui的相对变化量Ui△之比。
急：S=Uo/△Uo / Ui/△Ui2. 电网调整率。
它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。
3. 电压稳定度。
负载电流保持为额定围的任何值，输入电压在规定的围变化所引起的输出电压相对变化Uo/Uo△（百分值），称为稳压器的电压稳定度。
二．负载对输出电压影响的几种指标形式。
1．负载调整率（也称电流调整率）。
在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。
2．输出电阻（也称等效阻或阻）。
在额定电网电压下，由于负载电流变化IL△引起输出电压变化Uo△，则输出电阻为Ro=|Uo/IL|△△欧。
三．纹波电压的几个指标形式。
1．最大纹波电压。
在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。
2．纹波系数Y（%）。
在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既y=Umrs/Uo x100%3．纹波电压抑制比。
在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。
这里声明一下：噪声不同于纹波。
纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。
开关电源指标
开关电源的性能指标可分为输入、输出、保护、显示和指示功能、系统功能、电气绝缘和电磁兼容等：1. 开关电源的电气性能指标。
①输入特性：输入电压类型及电压范围，电网频率，谐波失真。
②输出特性：额定输出电压，额定输出电流，稳压精度（电压调整率和负载调整率），瞬态响应，输出纹波电压及纹波电流，输出噪声电压。
③电气绝缘。
开关电源的电气绝缘是安全指标中的重要内容，出厂的开关电源必须经过电气绝缘试验，才能够投入市场使用。
交流输入端对直流输出端的电气绝缘测试、漏电流测试。
④控制方式及控制功能：电压型控制方式，电流型控制方式，外部关断功能，远程遥控功能，数控功能。
⑤保护功能：开关电源必须有完善的保护措施，常有的保护是过流保护、短路保护、过压保护、放反接的极性保护和过热保护等。
必要时还可增加输入、输出电压及电流监视器，保护继电器，报警器，自动/手动复位电路等。
有条件的还应对样机进行电磁兼容性试验。
2. 机械性能指标。
体积、重量等。
3. 环境工作条件。
环境温度、存储温度、相对湿度、高度、散热条件（自然冷却、风扇冷却）等。
4. 可靠性指标。
可靠性指标通常用平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures,MTBF ）来表示。
MTBF 一般应大于100000小时。
开关电源中的输入、输出、保护、电气绝缘和电磁兼容是电源的基本要求，显示和指示功能、系统功能是通信的特殊要求。
在一般电源规范中，还有电源工作的环境条件、结构尺寸和质量等，由此决定电源的冷却和结构设计以及元器件的选择。
电源设计者必须充分研究以上条件，设计过程自始至终贯彻技术规范，并且充分考虑研制的开关电源的生产成本和制造方法，所设计的开关电源才能获得成功。
因此，产品设计不同于理论研究，这里电路先进是远远不够的。
产品应当采用成熟的先进电路技术，最低的生产成本，包括器件、制造、结构、劳动力、设备等，直至维护成本，同时要达到最高的可靠性。
这样的产品才能够生存。
开关电源指标参数
开关电源指标参数一．描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。
绝对稳压系数。
A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△U i之比。
既：K=△U0/△Ui。
B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。
即：S=△Uo/Uo / △Ui/Ui电网调整率。
它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。
电压稳定度。
负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo（百分值），称为稳压器的电压稳定度。
二．负载对输出电压影响的几种指标形式。
负载调整率（也称电流调整率）。
在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。
输出电阻（也称等效内阻或内阻）。
没用在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为Ro=|△Uo/△IL| 欧。
三．纹波电压的几个指标形式。
最大纹波电压。
在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。
纹波系数Y（%）。
在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既y=Umrs/Uo x100%纹波电压抑制比。
在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。
这里声明一下：噪声不同于纹波。
纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。
纹波噪声是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的2%以下。
SMPS性能指标定义
一．描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。 1. 绝对稳压系数。 A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变 化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。既： K=△U0/△Ui。 B． 相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压 Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。 即： S=△Uo/Uo / △Ui/Ui 2. 电网调整率。 它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。 3. 电压稳定度。 负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo（百 分值），称为稳压器的电压稳定度。 二．负载对输出电压影响的几种指标形式。 1. 负载调整率（也称电流调整率）。 在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝 对变化量表示。 2. 输出电阻（也称等效内阻或内阻）。 在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为
这是交流稳压器特有的。是指输出波形不是正 波形，产生波形畸变，称为畸变。 十三．噪声。 按30HZ——18kHZ的可听频率规定，这对开关电源的转换频率不成问题，但对带风扇的电源要根据需要加以规 定。 十四．输入噪声。 为使开关电源工作保持正常状态，要根据额定输入条件，按由允许输入外并叠加于工业用频率的脉冲状电压 （0——peak）制定输入噪声指标。一般外加脉冲宽度为100——800us，外加电压1000V。 十五．浪涌。 这是在输入电压，以1分钟以上的间隔按规定次数加一种浪涌电压，以避免发生绝缘破坏、闪络、电弧等异常 现象。通信设备等规定的数值为数千伏，一般为1200V。 十六．静电噪声。 指在额定输入条件下，外加到电源框体的任意部分时，全输出电路能保持正常工作状态的一种重复脉冲状的静 电。一般保证5——10KV以内。 十七．稳定度。 允许使用条件下，输出电压最大相对变化△Uo/Uo 。 十八．电气安全要求（GB 4943-90）。 1． 电源结构的安全要求。 1） 空间要求。UL、CSA、VDE安全规范强调了在带电部分之间和带电部分与非带电金属部分之间的表面、空 间的距离要求。UL、CSA要求：极间电压大于等于250VAC的高压导体之间，以及高压导体与非带电金属部分 之间（这里不包括导线间），无论在表面间还是在空间，均应有0.1英寸的距离；VDE要求交流线之间有3mm 的徐变或2mm的净空隙；IEC要求：交流线间有3mm的净空间隙及在交流线与接地导体间的4mm的净空间 隙。另外，VDE、IEC要求在电源的输出和输入之间，至少有8mm的空间间距。
大功率开关电源设计
大功率开关电源设计1. 引言大功率开关电源是一种能够稳定输出高功率电能的电源系统。
它在工业、通信、医疗等领域得到广泛应用。
本文将介绍大功率开关电源的设计原理、关键性能指标和具体设计步骤。
2. 设计原理大功率开关电源的设计原理基于切换电路的工作方式。
开关电源通过快速开关电路的状态，控制输入电压在输出端之间的传递。
这种工作方式能够实现高效能的电能转换和稳定的输出。
3. 关键性能指标大功率开关电源的性能主要体现在以下几个关键指标上：3.1 输出功率输出功率指的是开关电源可以稳定输出的最大功率。
设计大功率开关电源时，需要根据具体应用需求确定所需的输出功率。
3.2 效率效率是指输入功率与输出功率之间的比值。
大功率开关电源的设计需考虑如何提高电能的转化效率，以达到节能的目的。
3.3 稳定性稳定性是指开关电源在不同输入电压、负载变化等工况下输出电压的波动程度。
大功率开关电源应具备良好的稳定性，以确保输出电压的可靠性和稳定性。
3.4 输出电压纹波输出电压纹波是指输出电压在工作周期内的变化量。
较小的输出电压纹波意味着电源输出更加稳定，能够满足特定应用的要求。
3.5 开关频率开关频率是指开关电源进行切换的速率。
高频开关电源具有更高的效率和较小的元件体积，但也带来了更大的电磁干扰和更高的开关成本。
4. 设计步骤设计大功率开关电源的步骤如下：4.1 确定输出功率和电压根据实际应用需求，确定所需的输出功率和电压。
4.2 选择变换器拓扑结构根据设计要求和特定应用，选择合适的变换器拓扑结构，如Boost、Buck、Buck-Boost等。
4.3 计算元件参数根据选定的拓扑结构和设计要求，计算出所需的元件参数，包括电感、电容、开关管等。
4.4 电路仿真与验证使用相关电路仿真软件对设计的电路进行验证和优化，确保其满足设计要求和性能指标。
4.5 PCB布局和布线将设计好的电路布局在PCB上，并进行合理的布线，避免信号干扰和功率损耗。
开关电源的技术指标及术语
开关电源的技术指标及术语一、输入特性：1. 输入电压相数对AC／DC、AC／AC型变换器，一般都是采用单相二线和三相三线，也有采用单相三线或三相四线式的。
该供电方除供给电源的相数外，还要标明包括漏电流规格在内的输入线的使用条件，例如单相三线或三相四线中的一线和中线及供电系统的接地条件等。
2. 输入电压范围A.交流输入中国及欧洲的供电电压是AC220V，美国是ACl20V，日本有ACl00V和AC200V。
不同的国家和地区有差异，变动范围一般是±10％，考虑配电线路和各国不同的电源情况，其改变范围多为-15％到+10％，但在我国农村及边远地区，供电条件要恶劣得多，要考虑为±20％。
如至尊金格600W电源输入电压范围为176-264V，电压范围广能应对恶劣条件。
3. 输入频率工业用额定频率有50Hz和60Hz。
开关电源对频率变动范围等特性影响不大，多为47到63Hz。
作为特殊标准，船舶及飞机等用的是400Hz。
4. 输入电流开关电源输入电流的最大值发生于输入电压的下限和输出电压电流的上限，因此要标明该条件下的有效输入电流。
额定输入电流是指输入电压和输出电压、电流在额定条件下的电流。
三相输入时各相电流会发生失衡现象，应取其平均值。
5. 输入冲击电流接通电源时交流回路的最大瞬时电流值。
受输入功率限制，100W以下为20A～30A；100W～400W为30A一50A；400w以上大于50A。
6. 功率因数a.前级不带Pfc电路，功率因数=I cosa/Li.输入基波电流L:非正弦波电流有效值cosa：位移因数b.前级带PFC电路功率因数=Volo/VNLNVo.输出电压DC lo：输出电流DCVn.输入电压AC Ln：输入电流AC由干AC—Dc、AC—AC型开关电源的输入部分大多采用整流加电容滤波的方式，因此输入电流的波形为脉冲状而不是正弦波，因而其功率因数只有0.6左右。
采用了功率因数补偿(无源或有源)后，功率因数可达0．93—0．99。
开关电源设计中的主要参数名称
P O额定输出功率η 整机效率Is 次级绕组电流I PRI 初级绕组电流I R初级绕组脉动电流I R=I p*K RP(比值关系)K RP初级绕组电流比例因素K RP=I R/I pIp 初级绕组峰值电流Ip=I R/K RP(比值关系) Ip=I AVG/(1-0.5K RP)*Dmax(数值)I RMS初级绕组有效值电流Dmax 最大占空比Dmax=U OR/U OR+U Imin-U DS(on)*100%U Imin最低直流电压(一般取90V)C XT初级绕组的分布电容C D次级绕组的分布电容C OSS输出电容值U DS漏-源峰值脉冲U OR初级绕组感应电压L PO初级绕组漏感L SO次级绕组漏感I AVG输入电流平均值I AVG=P o/η*U IminB M最大磁通密度B M=100*I P*L P/N P*S Jδ 磁芯气隙宽度δ=40ΠS J(N P2/1000L P-1/1000A L)M 铜线安全边距，三重绝缘线M=0I SP次级峰值电流I SP=I P*N P/N SI SRMS次级有效值电流I RI输出滤波电容上的纹波电流Dsm 次级导线最小直径(裸线)DSM 次级导线最大外径（带绝缘层）DSM=b-2M/NsJ 初级绕组的电流密度（一般值为4-10A/mm2）U(BR)S次级整流管最大反向峰值电压U(BR)S=Uo+Umax*Ns/NpU(BR)FB反馈级整流管最大反向峰值电压U(BR)FB=U FB+Umax*N F/N PUo 输出额定电压U FB反馈额定电压N S输出次级绕组匝数Ns=(Uo+U D)*N P*(1-Dam)/V in(min)*DmaxN F反馈绕组匝数N F=Ns*U FB+U F2/Uo+U F1N P初级绕组匝数N P=Ns*U OR/Uo+U F1 ;N P=L P*I P/Ae*BU RI 输出纹波电压U RI=I SP*roI RMS整流桥输入有效值电流I RMS=Po/η*umin*CosφI OM最大输出电流ro 输出电容的等效串联电阻值（可查电容规格）C A导线的电流容量CA=400园密耳/ACosφ 开关电源功率因素（一般为0.5-0.7）I BR整流桥有效电流值I BR≥2I RMSU RM反馈级整流管最大反向工作电压U RM≥1.25U(BR)FBU BR整流桥最大反向击穿电压U BR≥1.25√2*umaxA LG 有气隙的磁芯等效电感A LG=L P/N P2L P初级绕组电感量LP=106*Po/I P2*K RP(1-K RP/2)f(HZ)*Z(1-η)+η/ηZ 损耗分配因素b E 有效骨架宽度b E=d(b-2M)d 初级层数b 骨架宽度n 初、次级的匝数比B AC交流磁通密度B AC=B M*K RP/Z ;B AC=108(Umin-U DS(ON))Dmax/2fS J*N P A L无气隙时的等效电感L 有效磁路长度S J 磁芯有效横截面积μr 无气隙时的相对磁导率μr=A L*1/4Π*S JD PM初级绕组导线的最大外径（带绝缘层）umin 交流输入最小值umax 交流输入最大值Umin 直流输入最小值Umax 直流输入最大值。
开关电源的关键功力指标
开关电源的关键功力指标
1、输入电压范围：当开关电源的输入电压发生变化时，保持输出特性不变的输入电压变化范围。
这个范围越宽，表示电源适应外界的市电变化的能力越强，开关电源的工
作范围就越宽。
它和开关电源内部的误差放大器、取样反馈调节电路的增益及占空比
调节范围有关。
如今开关电源的输入电压变化范围开始做到90V-270V,能够省去许多
电器上的110V/220V转换开关。
2、电压调整率：电压调整率也称为电压稳定度，是在输出电流不变（即负载不变化），而输入的交流工作电压变化时，输出电压的相对变化量。
此项功力指标用来验
证开关电源在最恶劣的电源电压环境下，输出电压的稳定度是否符合需求规格。
3、电流调整率：电流调整率也称负载调整率，是在输入的交流电压为额定值（比如220VAC), 而输出电流从最小值0变到最大值时，输出电压的相对变化量。
此项指标用来验证开关电源适配器在最恶劣的负载环境下，输出电压稳定度是否合乎需求的规格。
4、输出内阻：输出电压的变化量与输出电流的变化量的比值。
这个比值越小，表示
电源输出电压随负载大小的变化越小，稳压效果好。
5、转换效率：电源输出功率与输入功率的比值。
这个比值越高，表示变化效率高，
开关电源的体积越小，可靠性也越高。
如今开关电源的效率可达到90%以上。
6、输出电压的纹波：由于因为开关电源的稳压过程是一个不断取样反馈调节的过程，因此在输出的直流电压上会出现一个叠加的波动的纹波电压，即输出的纹波电压。
开关电源的主要性能指标及其分析
开关电源的主要性能指标及其分析开关电源主要性能指标分为输入参数、输出参数、电磁兼容性能指标和其他标准等４类，它们是开关电源选择和设计制造的依据。
1、输入参数（1）输入电压国内应用的民用交流三相电源电压为３８０Ｖ，单相为２２０Ｖ。
目前，开关电源多采用国际通用电压范围，即单相交流８５～２６５Ｖ，这一范围覆盖了全球各种民用电源标准所限定的电压。
直流输入电压情况较复杂，从２４～６００Ｖ均有可能。
由于输入电压变化范围过宽，在设计开关电源过程中就必须留下较大裕量而造成浪费，因此，变化范围应在满足实际要求的前提下尽可能小。
（2）输入频率我国市电频率为５０Ｈｚ。
航空、航天及船舶用电源常采用４００Ｈｚ，它们的输入电压通常为单相或三相１１５Ｖ，整流后的脉动频率远高于工频，因而整流后所接滤波电容的电容量可减小很多。
（3）输入相数三相输入的情况下，整流后直流电压约为单相输入时的１．７倍，当开关电源功率大于５ｋＷ时，应选三相输入，以避免引起电网三相间的不平衡，同时可减小主电路的电流，以降低损耗。
功率为３～５ｋＷ时可选单相输入，以降低主电路电压等级，以降低成本。
（4）输入谐波电流和功率因数为保护电网环境、降低谐波污染、提高电能效率，许多国家和地区已出台相应的更高的标准要求（ＩＥＣ６１０００－３系列），对用电装置的输入谐波电流和功率因数做出较严格的规定，因而，输入谐波和功率因数成为开关电源的一个重要指标，也成为设计、应用开关电源产品的一个重点。
但减小谐波电流和提高功率因数会增大电路的复杂程度，增加成本，可靠性也会随着元器件的增加而下降。
因此，应根据实际需要和有关标准来制定指标。
目前单相有源功率因数校正（ＰＦＣ）技术已基本成熟，附加成本也较低，可很容易使输入功率因数达到０．９９以上，输入总谐波电流小于５％。
三相ＰＦＣ技术还不成熟，若要使功率因数达到较高值（如高于０．９９），则需要６开关ＰＷＭ整流电路，其成本很可能会高于后级ＤＣ／ＤＣ变换器成本。
开关电源及其技术指标
开关电源的分类
脉宽调制（PWM）型
通过调节脉冲宽度来控制输出电压和 电流。
脉频调制（PFM）型
通过调节脉冲频率来控制输出电压和 电流。
开关电源的分类
• 混合调制（PWM+PFM）型：同时调节脉冲宽度和频率 来控制输出电压和电流。
开关电源的分类
小功率型
输出功率在100W以下，常用于小型电子设备和仪器。
与线性电源的比较
效率
体积
开关电源的效率通常高于线性电源，因为 其能量转换效率更高。
开关电源的体积较小，而线性电源通常较 大。
成本
可靠性
线性电源的成本通常较低，因为其电路结 构相对简单。
开关电源的可靠性较高，但线性电源在某 些应用中可能更可靠。
05 开关电源的发展趋势与未 来展望
高效率与高功率密度
开关电源及其技术指
目录
• 开关电源概述 • 开关电源的工作原理 • 开关电源的技术指标 • 开关电源的优缺点分析 • 开关电源的发展趋势与未来展望
01 开关电源概述
开关电源的定义与特点
定义
开关电源是一种将电能进行转换 的设备，通过控制开关管通断状 态来调节输出电压和电流。
特点
高效节能、体积小、重量轻、可 靠性高、稳定性好等。
开关电源的响应速度快，能够快速调 节输出电压或电流。
可靠性高
开关电源的电路结构相对简单，因此 其可靠性较高，故障率较低。
缺点分析
噪声较大
对电网有污染
开关电源在开关过程中会产生较大的 电磁噪声，可能干扰其他电子设备。
开关电源在开关过程中会产生谐波电 流，对电网造成一定的污染。
输出电压可能不稳定
在某些情况下，开关电源的输出电压 可能不稳定，需要额外的稳压措施。
开关电源常用性能指标
开关电源常用性能指标 时间:2009-07-23 来源:未知点击: 次一、输出项 1、电压范围表示电源工作在额定范围内，所有同型号电源最终输出的电压范围。
2、负载稳定度，也称负载调整率、电流调整率。
在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。
一、输出项1、电压范围表示电源工作在额定范围内，所有同型号电源最终输出的电压范围。
2、负载稳定度，也称负载调整率、电流调整率。
在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。
3.负载调整率。
负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo（百分值），称为稳压器的电压稳定度。
4、温度系数温度在额定范围内，输出电压的变化率。
4、纹波及噪声(Vp-p)在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。
通常测量时，将带宽设置为20MHz5、效率输出功率比输入功率6、冲击电流。
冲击电流是指输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬间电流。
一般是20A——30A。
7、过流保护。
是一种电源负载保护功能，以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏。
过流的给定值一般是额定电流的110%——130%。
8、过压保护。
是一种对端子间过大电压进行负载保护的功能。
一般规定为输出电压的130%——150%。
9、输出欠压保护。
当输出电压在标准值以下时，检测输出电压下降或为保护负载及防止误操作而停止电源并发出报警信号，多为输出电压的80%——30%左右。
10、过热保护。
在电源内部发生异常或因使用不当而使电源温升超标时停止电源的工作并发出报警信号。
其他还有相应时间、失真、噪声等指标，这里不再详细描述。
二、安规（GB 4943-2001）。
开关电源的主要性能指标
开关电源的主要性能指标
稳压电源的性能指标分为两种，一种是特性指标，另一种是质量指标。
1.特性指标：
(1)输人电压及其变化范围。
(2)输出电压U。
及其输出电压调节范围Uomin〜Uomax o(3)额定输出电流lomax(指电源正常工作时的最大工作电流)。
2.质量指标⑴稳压系数S,指在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压U、变化110%时引起输出电压U。
的相对变化量。
(2)电流调整率S、当输人电压及环境温度不变时，输出电流Io 从零变化到最大时，输出电压的相对变化量称为电流调整率。
(3)输出电阻(也称内阻)R。
当输入电压、环境温度一定时，由于负载电流变化引起输出电压变化，把输出电压的变化与输出电流的变化的比，称为输出电阻。
其大小反映了稳压电源带负载能力的大小，R。
值越小，带负载能力越强。
(4)温度系数ST指输人电压、输出电流不变的情况下，稳压电路在周围环境温度变化时所引起的输出电压的变化。
(5)纹波电压和纹波抑制比叠加在输出电压U。
上的交流分量称为纹波电压。
纹波抑制比定义为稳压电路输人纹波电压峰值U ipp与输出纹波电压峰值UOPP之比，用对数表示:201g( Uio/UoPP) (dB)o纹波抑制比表示稳压电路对其输人端引入的交流纹波电压的抑制能力。
⑹效率n指输入、输出为额定值时，其输出功率与输人有效功率之比值。
开关电源及其技术指标
* 通常给出额定值和一定条件下的过载倍数。 * 有稳流要求的电源应指定调节范围。
* 有的电源不允许空载，应指定输出电流下限。
* 在多路输出电源中，有的如果某一路输出电流增加，则 其他路的输出电流会下降，对此要进行说明。
(3) 稳压（稳流）精度
* 通常以正负误差带的形式给出。
铁损、电感的铁损以及吸收电路的损耗。
② 电路中的通态损耗，包括开关器件的导通损耗、变压器的铜 损、电感的铜损以及线路损耗。
③ 其他损耗，包括控制电路损耗、冷却系统的损耗等。
(8) 输入(shūrù)功率因数
* 指在输入电压为额定值、输出功率为额定值时，输入相移功率因
数和畸变因数（失真功率因数）的乘积，即：
场合要求恒压限流、有些场合要求恒流限压等。 * 设计时需要根据输出特性要求来确定主电路和控制电路的形式。
(5) 纹波
* 典型的输出电压纹波波形如下图所示，通常按频带可分为三 类：
①高频噪声，即图中远高于开关频率的尖刺；
②开关频率纹波，指开关频率附近的频率成分，即图中的锯 齿状成分；
③低频纹波，指频率低于开关频率的成分，即低频波动。
SI
U0U1 U0
U0 U0
② 输入电压(diànyā)调整率
A 是指开关电源在输入电压变化、输出负载电流不变时，提供
其稳定输出电压的能力。
B 测试方法：在被测开关电源以额定输入电压及额定负载 状（如况9下0%热U机i ）稳及定高后输，入测电量压（其如输1出10%电U压i 值）U下0，测再量分其别输在出低电输压入U电01压、 U02 ，可按下式计算。
第一章 开关电源及其技术指标
§1.1 开关电源及发展(fāzhǎn)方向
600a整流开关电源技术指标
600a整流开关电源技术指标一、整流开关电源的基本概念整流开关电源，作为一种电力电子装置，主要用于将输入的交流电压转换为稳定的直流电压，以满足各种电子设备、仪器和系统的电源需求。
它在现代电子技术领域中具有广泛的应用，如通信、计算机、家电等行业。
二、整流开关电源的技术指标概述1.转换效率：指整流开关电源将输入的交流电能转换为输出直流电能的效率。
高转换效率有助于降低能耗和减少散热问题。
2.输出电压波动与噪声：衡量整流开关电源输出电压的稳定性和纯净度。
电压波动和噪声会影响负载设备的正常工作，因此需要控制在一定范围内。
3.输出功率：表示整流开关电源能够提供的功率大小，与负载设备的功率需求相匹配。
输出功率越高，所能驱动的负载设备越多。
4.工作温度：整流开关电源在正常运行时，内部会产生一定的热量。
工作温度过高会影响电源的寿命和稳定性，因此需要控制在合理范围内。
5.可靠性：整流开关电源在长期运行过程中不出现故障的概率。
可靠性越高，电源的稳定性和使用寿命越好。
6.安全性：整流开关电源在设计和制造过程中应具备一定的安全防护措施，如过压、过流、短路等保护功能，确保使用过程中的安全。
三、整流开关电源技术指标的优化策略1.选择高性能的元器件：优化开关电源的转换效率和可靠性。
2.合理布局和散热设计：提高电源的工作温度稳定性和寿命。
3.采用先进的控制策略：降低输出电压波动和噪声。
4.增加保护功能：提高整流开关电源的安全性。
四、应用案例分析以通信基站为例，通信基站对电源的稳定性、可靠性和输出功率有较高要求。
通过选用高性能的整流开关电源，可以实现高效、稳定、安全的供电，满足通信设备的需求。
五、总结与展望整流开关电源技术指标的优化是提高电源性能的关键。
开关电源的详细参数
开关电源的详细参数开关电源是一种常用的电源供应器件，广泛应用于各种电子设备中。
它的主要作用是将输入电源转化为稳定的输出电压，以供电子设备使用。
下面将详细介绍开关电源的几个重要参数。
1. 输入电压范围（Input Voltage Range）：开关电源能够适应的输入电压范围是其一个重要参数。
一般来说，开关电源能够应对的输入电压范围是在标称电压的50%至125%之间。
例如，标称电压为220V的开关电源，输入电压范围将是110V至275V。
2. 输出电压（Output Voltage）：输出电压是开关电源输出的直流电压值，通常用伏特（V）来表示。
不同的应用需要不同的输出电压值。
常见的输出电压有3.3V、5V、12V等。
3. 输出电流（Output Current）：输出电流是开关电源输出的直流电流值，通常用安培（A）来表示。
输出电流需要根据设备的功率需求来选择，以确保设备正常工作。
4. 输出功率（Output Power）：输出功率是开关电源所能提供的输出电流和输出电压的乘积，通常用瓦（W）来表示。
输出功率是设备的总输出能力，需要根据应用的功率需求来选择。
5. 效率（Efficiency）：效率是开关电源输出功率与输入功率之间的比值，通常用百分比表示。
高效率的开关电源能够在输出稳定的同时，减少功率损失和发热。
高效率对于节能和长期运行非常重要。
6. 稳压精度（Voltage Regulation）：稳压精度是指开关电源在负载变化范围内，输出电压的波动程度。
稳压精度越高，输出电压的稳定性越好。
一般来说，稳压精度在1%以内可以满足大多数应用要求。
7. 纹波电压（Ripple Voltage）：纹波电压是指开关电源输出电压中包含的交流成分，通常用毫伏（mV）来表示。
较低的纹波电压可以减少对其他电子元件的干扰，提高设备的可靠性。
8. 启动时间（Startup Time）：启动时间是指开关电源从冷启动到输出电压稳定的时间。
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开关电源设计各项指标定义详解
一. 描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。
1. 绝对稳压系数。
A.绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0 与输入电网变化量△Ui 之比。
既：
K= U0/ Ui 。
B.相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo 的相对变化量△Uo 与输出电网Ui 的相对变化量△Ui 之比。
急：
S= Uo/Uo / Ui/Ui
2. 电网调整率。
它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。
3. 电压稳定度。
负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo(百分值)，称为稳压器的电压稳定度。
二. 负载对输出电压影响的几种指标形式。
1. 负载调整率(也称电流调整率)。
在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。
2. 输出电阻(也称等效内阻或内阻)。
在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL 引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为Ro=| Uo/ IL| 欧。
三. 纹波电压的几个指标形式。