开关电源基本知识
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9
最大输入电流
在电源工作时,输入端回路总会有电流,即我们所 说的输入电流;
一般来说,最大输入电流出现在输入电压为下限值 时;
此项指标某些客户有特殊要求,它的大小受以下几 个因数的影响:输出功率、PF值(功率因数)、输 入电压和效率等。
10
输出开机时间
启动时间是指开关电源在最大载情况下从电源(直 流或交流)输入到其输入电压上升到规格下限值 (或90%U)时的那段时间;
启动冲击(浪涌)电流
开关电源在启动瞬间,由于电容在开机瞬间会形成 一个很大电流的充电过程,这就形成了启动冲击电 流;其如果过大容易导致桥堆和保险丝等器件烧毁;
此指标主要是考虑电源在启动时耐受冲击电流的能 力。一般要求冷机启动情况下:<30A (30W以下) 或70A(30 W以上)----(220Vac/50Hz)。
该指标其实是将源效应、负载效应和温度系数等综 合起来。
22
输出纹波
输出纹波可能会影响到客户系统工作时的稳定性, 当纹波问题过大时造成客户系统当机或丢失数据的 情况时有发生,针对LED电源而言,纹波会使LED 有轻微闪烁。
纹波的大小按照1%V0来定义,但一般而言,纹波越 小越好,除非客户有特殊要求。
输入电压范围广 普通,有减少趋势
5
输入电压范围
输入电压是指客户端提供给开关电源的输入电压, 即电源能正常工作的电压。常见的分为AC(交流) 和DC(直流)输入两种(或AC、DC均可)。
对于产品而言,输入电压均有范围,常见的AC输入 的有:176Vac~264Vac;90Vac ~132Vac; 90Vac~264Vac等;而常见DC输入的有:36VDC ~72VDC等。
4
开关电源与线性电源之比较
项目
效率 尺寸 电路
稳定度 纹波 输入电压范围
成本
线性
பைடு நூலகம்
开关
低(25~50℅) 大
高(65 ~90 ℅) 小
简单(变压,整流, 复杂(整流,转换,
稳定化)
波宽控制,整流)
高(0.001 ~ 0.1 ℅)普通(0.1 ~3 ℅ )
小
大
输入电压大时,效 率降低,不可直流 输入
低
此参数可能影响客户系统的某些工作特性,如保存 数据等,也可能涉及到时序性问题。
15
保持时间
保持时间
16
效率
效率的定义是指某一电源输出的总功率与输入有用 功的百分比。
此指标是检验电源的功率使用率,从客户角度而言, 效率高就意味着耗能少,效率低就意味着耗能多; 从产品开发而言,效率低意味着电源本身的功耗大, 自身产生的热能也相应增大,这将影响产品的可靠 性,也可能进而影响客户系统的可靠度。
17
温度系数
此指标主要是评估开关电源在其允许的环境 条件(泛指温度与湿度)下,其输出的电压 变化率是否满足要求;
影响温度系数的因数主要是开关电源的元器 件在环境变化后某些参数的偏移从而引起整 机参数的变化(对于产品而言即输出电压)。
18
输出电流
输出电流是定义某一电源本身的特定参数;一般定 义每路输出所允许的负载电流范围(描述最小电流 和最大电流);如不定义最小电流值,则默认为最 大电流值的10% 。
开关电源产品基本知识
开关电源产品的技术、应用
电 源 事 业 部2012年12月
1
开关电源——开关电源是相对线性电源说的。他在输入端直 接将交流电整流变成直流电,再在高频震荡电路的作用下, 用开关管控制电流的通断,形成高频脉冲电流。在电感(高 频变压器)的帮助下,输出稳定的低压直流电。由于变压器 的磁芯大小与他的工作频率的平方成反比,频率越高铁心越 小。这样就可以大大减小变压器,使电源减轻重量和体积。 因为高频可以减少转换损耗,使这种电源的效率比线性电源 高很多。这样就节省了能源。
13
输出过冲
V1 V0
14
Shenzhen Huntkey Power Technology Co., Ltd.
保持时间
定义是:开关电源从输入切断电源起到其输出电压 下降到稳压范围外时(一般是输出电压的下限)的 时间,单位是mS级。
通常标准:220Vac输入时不小于20mS;110Vac输 入时不小于10mS。
20
负载效应
负载效应定义为开关电源在某一环境条件下,在输 出负载变化时其提供稳定的输出电压的能力。
这个指标主要满足客户系统的负载条件变化时开关 电源输出电压的稳定性必须满足客户设备工作的要 求。
21
稳压精度
综合开关电源在不同环境条件、不同输入电压、不 同的负载条件下,其提供稳定输出电压的能力;
当电源启动时,输出电压将上升至某一值V1时经电 源的反馈回路调整后至稳定输出电压值V0,此时的 输出过冲(overshoot)即为(V1-V0)/V0*100%;同 理,当电源断开输出时,也会出现所谓的输出欠冲 (undershoot);
此项指标主要是考量开关电源的反馈回路的反应速 度。
测试时应兼顾各种输入条件和负载条件。
通常在220Vac输入时,要求小于1S;在100Vac输 入时,要求小于3S。。
启动时间可能对客户系统的时序信号有影响,当然 启动时间过长可能会让客户认为电源出现故障。
11
Shenzhen Huntkey Power Technology Co., Ltd..
输出开机时间
开机时间
12
输出过冲
开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)脉冲幅度调制 (PFM)和混合调制构成。
2
线性电源的主电路如下: 开关电源的主电路如下:
3
开关电源的发展方向
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低损耗、低 噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄 的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制造 商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别 是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体 (Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率 和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容 器的小型化也是一项关键技术。
此参数的确定取决于客户设备的实际功率。一般而 言,建议使用不大于80%Pmax.
19
源效应
源效应定义是开关电源在某一特定环境温度条件下, 在输入电压变化时其提供稳定输出电压的能力(也 称为:输入电压调整率)。
此指标主要是考虑到开关电源可能在不同的输入电 压的工作环境,由此引起的输出电压不稳定情况。 如在国内的边远地区或农村地区,电网的供电稳定 程度较差。
23
输出纹波
工频纹波(低频纹波)
开关纹波(高频纹波)
噪声部分 纹波部分
深圳市XXX股份有限公司 电源部
24
测试设备:可编程交流源; 精密电子负载; 数字示波 器; 电流探头
8
启动电压
指在某一电压输入时,电源能启动,此电压称为启 动电压;
启动电压在通常的要求是:在工作温度范围内,所 有负载范围内不得出现荡机或无输出现象。
启动电压一般比标称的输入电压范围中的下限电压 值小。这主要是涉及到一个设计余量的问题。
此参数主要是保证开关电源在客户端的设备上能正 常使用。
6
输入频率范围(Hz)
此指标主要是能满足客户所在国家或地区的 电网的要求。(AC输入)
通常产品的指标为:47Hz~63Hz 我们国家的电网为:220Vac/50Hz
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Shenzhen Huntkey Power Technology Co., Ltd.
最大输入电流
在电源工作时,输入端回路总会有电流,即我们所 说的输入电流;
一般来说,最大输入电流出现在输入电压为下限值 时;
此项指标某些客户有特殊要求,它的大小受以下几 个因数的影响:输出功率、PF值(功率因数)、输 入电压和效率等。
10
输出开机时间
启动时间是指开关电源在最大载情况下从电源(直 流或交流)输入到其输入电压上升到规格下限值 (或90%U)时的那段时间;
启动冲击(浪涌)电流
开关电源在启动瞬间,由于电容在开机瞬间会形成 一个很大电流的充电过程,这就形成了启动冲击电 流;其如果过大容易导致桥堆和保险丝等器件烧毁;
此指标主要是考虑电源在启动时耐受冲击电流的能 力。一般要求冷机启动情况下:<30A (30W以下) 或70A(30 W以上)----(220Vac/50Hz)。
该指标其实是将源效应、负载效应和温度系数等综 合起来。
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输出纹波
输出纹波可能会影响到客户系统工作时的稳定性, 当纹波问题过大时造成客户系统当机或丢失数据的 情况时有发生,针对LED电源而言,纹波会使LED 有轻微闪烁。
纹波的大小按照1%V0来定义,但一般而言,纹波越 小越好,除非客户有特殊要求。
输入电压范围广 普通,有减少趋势
5
输入电压范围
输入电压是指客户端提供给开关电源的输入电压, 即电源能正常工作的电压。常见的分为AC(交流) 和DC(直流)输入两种(或AC、DC均可)。
对于产品而言,输入电压均有范围,常见的AC输入 的有:176Vac~264Vac;90Vac ~132Vac; 90Vac~264Vac等;而常见DC输入的有:36VDC ~72VDC等。
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开关电源与线性电源之比较
项目
效率 尺寸 电路
稳定度 纹波 输入电压范围
成本
线性
பைடு நூலகம்
开关
低(25~50℅) 大
高(65 ~90 ℅) 小
简单(变压,整流, 复杂(整流,转换,
稳定化)
波宽控制,整流)
高(0.001 ~ 0.1 ℅)普通(0.1 ~3 ℅ )
小
大
输入电压大时,效 率降低,不可直流 输入
低
此参数可能影响客户系统的某些工作特性,如保存 数据等,也可能涉及到时序性问题。
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保持时间
保持时间
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效率
效率的定义是指某一电源输出的总功率与输入有用 功的百分比。
此指标是检验电源的功率使用率,从客户角度而言, 效率高就意味着耗能少,效率低就意味着耗能多; 从产品开发而言,效率低意味着电源本身的功耗大, 自身产生的热能也相应增大,这将影响产品的可靠 性,也可能进而影响客户系统的可靠度。
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温度系数
此指标主要是评估开关电源在其允许的环境 条件(泛指温度与湿度)下,其输出的电压 变化率是否满足要求;
影响温度系数的因数主要是开关电源的元器 件在环境变化后某些参数的偏移从而引起整 机参数的变化(对于产品而言即输出电压)。
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输出电流
输出电流是定义某一电源本身的特定参数;一般定 义每路输出所允许的负载电流范围(描述最小电流 和最大电流);如不定义最小电流值,则默认为最 大电流值的10% 。
开关电源产品基本知识
开关电源产品的技术、应用
电 源 事 业 部2012年12月
1
开关电源——开关电源是相对线性电源说的。他在输入端直 接将交流电整流变成直流电,再在高频震荡电路的作用下, 用开关管控制电流的通断,形成高频脉冲电流。在电感(高 频变压器)的帮助下,输出稳定的低压直流电。由于变压器 的磁芯大小与他的工作频率的平方成反比,频率越高铁心越 小。这样就可以大大减小变压器,使电源减轻重量和体积。 因为高频可以减少转换损耗,使这种电源的效率比线性电源 高很多。这样就节省了能源。
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输出过冲
V1 V0
14
Shenzhen Huntkey Power Technology Co., Ltd.
保持时间
定义是:开关电源从输入切断电源起到其输出电压 下降到稳压范围外时(一般是输出电压的下限)的 时间,单位是mS级。
通常标准:220Vac输入时不小于20mS;110Vac输 入时不小于10mS。
20
负载效应
负载效应定义为开关电源在某一环境条件下,在输 出负载变化时其提供稳定的输出电压的能力。
这个指标主要满足客户系统的负载条件变化时开关 电源输出电压的稳定性必须满足客户设备工作的要 求。
21
稳压精度
综合开关电源在不同环境条件、不同输入电压、不 同的负载条件下,其提供稳定输出电压的能力;
当电源启动时,输出电压将上升至某一值V1时经电 源的反馈回路调整后至稳定输出电压值V0,此时的 输出过冲(overshoot)即为(V1-V0)/V0*100%;同 理,当电源断开输出时,也会出现所谓的输出欠冲 (undershoot);
此项指标主要是考量开关电源的反馈回路的反应速 度。
测试时应兼顾各种输入条件和负载条件。
通常在220Vac输入时,要求小于1S;在100Vac输 入时,要求小于3S。。
启动时间可能对客户系统的时序信号有影响,当然 启动时间过长可能会让客户认为电源出现故障。
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Shenzhen Huntkey Power Technology Co., Ltd..
输出开机时间
开机时间
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输出过冲
开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)脉冲幅度调制 (PFM)和混合调制构成。
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线性电源的主电路如下: 开关电源的主电路如下:
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开关电源的发展方向
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低损耗、低 噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄 的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制造 商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别 是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体 (Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率 和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容 器的小型化也是一项关键技术。
此参数的确定取决于客户设备的实际功率。一般而 言,建议使用不大于80%Pmax.
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源效应
源效应定义是开关电源在某一特定环境温度条件下, 在输入电压变化时其提供稳定输出电压的能力(也 称为:输入电压调整率)。
此指标主要是考虑到开关电源可能在不同的输入电 压的工作环境,由此引起的输出电压不稳定情况。 如在国内的边远地区或农村地区,电网的供电稳定 程度较差。
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输出纹波
工频纹波(低频纹波)
开关纹波(高频纹波)
噪声部分 纹波部分
深圳市XXX股份有限公司 电源部
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测试设备:可编程交流源; 精密电子负载; 数字示波 器; 电流探头
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启动电压
指在某一电压输入时,电源能启动,此电压称为启 动电压;
启动电压在通常的要求是:在工作温度范围内,所 有负载范围内不得出现荡机或无输出现象。
启动电压一般比标称的输入电压范围中的下限电压 值小。这主要是涉及到一个设计余量的问题。
此参数主要是保证开关电源在客户端的设备上能正 常使用。
6
输入频率范围(Hz)
此指标主要是能满足客户所在国家或地区的 电网的要求。(AC输入)
通常产品的指标为:47Hz~63Hz 我们国家的电网为:220Vac/50Hz
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Shenzhen Huntkey Power Technology Co., Ltd.