姓名：仝啟龍 ? 學(xué)號：17101223413
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【嵌牛導(dǎo)讀】
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新懒鉴，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新钾腺。目前几莽，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備肴裙，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式趾唱。
【嵌牛鼻子】直流開關(guān)電源，交流開關(guān)電源
【嵌牛提問】什么是直流開關(guān)電源蜻懦？什么是交流開關(guān)電源甜癞？
【嵌牛正文】
現(xiàn)代開關(guān)電源有兩種：一種是直流開關(guān)電源；另一種是交流開關(guān)電源宛乃。
這里主要介紹的只是直流開關(guān)電源悠咱，其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源（粗電），如市電電源或蓄電池電源征炼，轉(zhuǎn)換成滿足設(shè)備要求的質(zhì)量較高的直流電壓析既。直流開關(guān)電源的核心是DC/DC轉(zhuǎn)換器。
因此直流開關(guān)電源的分類是依賴DC/DC轉(zhuǎn)換器分類的谆奥。也就是說眼坏，直流開關(guān)電源的分類與DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類是基本相同的，DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類基本上就是直 流開關(guān)電源的分類酸些。
開關(guān)電源大致由主電路宰译、 控制電路檐蚜、檢測電路、輔助電源四大部份組成囤屹。
1熬甚、主電路
沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流逢渔。
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)肋坚。
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交流電肃廓，這是高頻開關(guān)電源的核心部分智厌。
輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源盲赊。
2铣鹏、控制電路
一方面從輸出端取樣，與設(shè)定值進(jìn)行比較哀蘑，然后去控制逆變器诚卸，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定绘迁，另一方面合溺，根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別缀台，提供控制電路對電源進(jìn)行各種保護(hù)措施棠赛。
3、檢測電路
提供保護(hù)電路中正在運行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)膛腐。
4睛约、輔助電源
實現(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）工作供電哲身。
下面介紹一些關(guān)于開關(guān)電源經(jīng)典回答辩涝。
1、開關(guān)電源變壓器如果用銅帶取代漆包線勘天，其允許通過的電流怎么算怔揩？比如說厚度為0.1mm的銅帶，允許通過的電流怎么算误辑？
專家解答：如果開關(guān)電源變壓器用銅帶取代漆包線沧踏，銅帶（漆包線）的渦流損耗可以大大將小，工作頻率可以相應(yīng)提高巾钉，但直流損耗幾乎不變翘狱，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)體的截面積砰苍，導(dǎo)體的截面積等于厚（0.1mm）乘以寬（銅帶的寬度）潦匈。
2阱高、電源開關(guān)交流回路和整流器的交流回路是最容易產(chǎn)生電磁干擾的嗎？
專家解答：開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾最嚴(yán)重的地方是開關(guān)變壓器的初茬缩、次級線圈組成的電路赤惊，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)重的地方是電源線凰锡，因為電源線很容易成為輻射源的半波振子天線未舟，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)備掂为。所以在開關(guān)電源的輸入端一定要對電源線進(jìn)行有效隔離裕膀。
3、降低變壓器的溫升有什么具體方法勇哗？
專家解答：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）的取值昼扛，因為變壓器磁芯的損耗（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)電源的工作頻率欲诺，因為變壓器磁芯的損耗（磁滯損耗和渦流損耗）與工作頻率成正比抄谐；再一個是降低線圈的損耗，線圈的損耗（主要是渦流損耗）扰法，線圈的渦流損耗與集膚效應(yīng)損耗也與工作頻率成正比蛹含，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/平方毫米迹恐。
4挣惰、反激式開關(guān)電源的占空比是如何變化的？
專家解答：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殴边，當(dāng)輸入電壓變化時占空比也要跟著變化憎茂。例如當(dāng)輸入電壓為AC260V時，如果電源開關(guān)管的耐壓為650V锤岸，則占空比大為0.306竖幔；當(dāng)輸入電壓為AC170V時，占空比大約為0.5是偷；當(dāng)輸入電壓低于AC170V時拳氢，占空比大于0.5。但不管輸入電壓這樣變化蛋铆，開關(guān)電源都會通過改變占空比來大到穩(wěn)定（或改變）輸出電壓的數(shù)值馋评。
5、正激和反激的區(qū)別主要在哪刺啦？
專家解答：正激式開關(guān)電源是電源開關(guān)管導(dǎo)通的時候留特，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)電源正好相反蜕青，電源開關(guān)管導(dǎo)通時只向變壓器存儲能量苟蹈，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)載提供輸出右核。正激式開關(guān)電源輸出電壓是取整流輸出電壓的平均值慧脱，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贺喝。
6菱鸥、能具體講講環(huán)路設(shè)計嗎？
專家解答：反饋環(huán)路的增益搜变，既不是越大越好采缚，也不是越小越好针炉。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時挠他，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篡帕，增益越高殖侵，波動的幅度就越大，嚴(yán)重時會出現(xiàn)振蕩镰烧；當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時拢军，輸出電壓又會不穩(wěn)定，因為電壓跟蹤不到位怔鳖，會存在一個滯后誤差茉唉。
為了使輸出電壓穩(wěn)定，但又不發(fā)生振蕩结执，一般都把反饋環(huán)路分成三個回路來組成度陆，一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献幔，還有一個是決定直流增益的大小懂傀。這樣做的目的是，在誤差信號很小的時候蜡感，環(huán)路增益很大蹬蚁，而在誤差小號很大的時候環(huán)路增益又會變小，即誤差放大器的增益是動態(tài)的郑兴。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個反饋環(huán)路的增益犀斋，就可以實現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定，又不出現(xiàn)振蕩情连。
7叽粹、反激電源開關(guān)MOS如何降到最低？特別是在硬開關(guān)條件下。
專家解答：降低占空比球榆，但占空比太低朽肥，電源的工作效率大大降低，電壓調(diào)整范圍也會減小持钉。
8衡招、銅箔損耗占電源損耗比例約為多少？
專家解答：非常小每强，如果銅箔損耗大始腾，銅箔的溫升會很高，如果超過80度空执，銅箔的油漆會發(fā)黃浪箭。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。
9辨绊、驅(qū)動波形大小波問題是什么原因引起的奶栖？？我有款電源门坷，在低壓AC85-120V的時候輸出驅(qū)動都很正常宣鄙，，當(dāng)電壓變?yōu)?20-150V的時候默蚌，驅(qū)動出現(xiàn)大小波冻晤，輸出電流明顯下降。當(dāng)電壓再次提升到150V-265V的時候绸吸，驅(qū)動波形的頻率完全不對頭了鼻弧，輸出也不對了。
專家解答：如果你的驅(qū)動電路采用電容或變壓器輸出锦茁，會出現(xiàn)這種情況攘轩，因為電容或變壓器傳輸波形（信號時），信號中不能含有直流分量蜻势，如果含有直流分量撑刺，輸出波形將出現(xiàn)嚴(yán)重失真，只有驅(qū)動電路的輸出波形握玛，其占空比為0.5時够傍，輸出波形才不會產(chǎn)生失真，而占空比過大或過小挠铲，都會出現(xiàn)失真冕屯。
10、想問下關(guān)于整流橋的選擇拂苹，不同的功率選怎么樣的整流橋安聘？還有就是我做了一款30W的電源，用了3A700V的整流橋，發(fā)現(xiàn)整流橋很燙浴韭，沒幾分鐘溫度就大約有60多度了丘喻。這個引起整流橋發(fā)燙的原因有哪些？
專家解答：整流二極管的選擇主要是根據(jù)流過整流二極管的電流大小和耐壓還有工作頻率這三個參數(shù)來決定念颈，進(jìn)行電路參數(shù)設(shè)計時泉粉，流過整流二極管的電流一般只能取標(biāo)稱值（25℃時）的三分之一，因為流過整流二極管的工作溫度可能會上升到80℃以上榴芳。如果整流二極管的導(dǎo)通和關(guān)斷速度很低嗡靡，它在電壓反向的情況下還會導(dǎo)通一段時間，即反向電流非常大窟感，這樣整流二極管也會發(fā)熱讨彼。你的整流橋發(fā)熱可能屬于后一種情況。
11柿祈、反饋環(huán)路設(shè)計以及補(bǔ)償如何入手哈误？還望老師耐心解答。
專家解答：反饋環(huán)路的增益谍夭，既不是越大越好黑滴，也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時紧索，輸出電壓會圍繞著平均值上下波動，增益越高菜谣，波動的幅度就越大珠漂，嚴(yán)重時會出現(xiàn)振蕩；當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時尾膊，輸出電壓又會不穩(wěn)定媳危。為了使輸出電壓穩(wěn)定，但又不發(fā)生振蕩冈敛，一般都把反饋環(huán)路分成三個回路來組成待笑，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抓谴，還有一個是決定直流增益的大小暮蹂。仔細(xì)調(diào)節(jié)這三個反饋環(huán)路的增益，就可以實現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定癌压，又不出現(xiàn)振蕩仰泻。
12、最近在做DC TO DC效率有點低滩届，怎樣解決呢集侯？
專家解答：把工作頻率降低，或把電源開關(guān)管換成一個高速開關(guān)管，另外還可以把變壓器的體積加大棠枉，把最大磁通密度（Bm）的取值降低浓体，即把開關(guān)變壓器初級線圈的匝數(shù)增加，因為開關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗與工作頻率成正比辈讶，與最大磁通密度增量的平方成正比汹碱。
13、老師您好荞估，您是怎么計算最小直流電壓的咳促？我看了好幾個版本一直找不到最合適的。
專家解答：這里我不太明白你說的“最小直流電壓”是指哪方面勘伺？如果是開關(guān)電源的最小輸入直流電壓跪腹，一般可根據(jù)最低輸入交流電壓換算得來，比如飞醉，最低輸入交流電壓為AC100V（有效值）冲茸，則換算為最低直流輸入電壓大約為120V（取平均值），因為整流濾波后最大值為140V缅帘，最低值為100V轴术，取平均值就是120V。
如果最小直流電壓為晶體管自激式開關(guān)電源的正反饋電壓钦无，則此電壓最好選為晶管導(dǎo)通時工作電壓的2倍逗栽，而留1倍作為可調(diào)整的余量用。如果最小直流電壓為場效應(yīng)管驅(qū)動電路的最小工作電壓失暂，則此工作電壓最低不能小于16V彼宠，因為，大功率場效應(yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動電壓都在12V以上（最好為20V）弟塞。
14凭峡、老師您好，我做的反激式變壓器電源輸出側(cè)有毛刺决记，且毛刺的頻率和原邊開關(guān)頻率一樣摧冀，怎么消除毛刺呢？
專家解答：在次級整流與濾波電容之間串了一個小電感系宫，但電感流過直流時不能飽和索昂，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笙瑟。
15楼镐、老師您好！反激式電源開關(guān)頻率如何優(yōu)化選擇往枷？ VOR反激電壓如何優(yōu)化設(shè)置框产，在什么情況下最合適凄杯？謝謝！匝比如何 最優(yōu)化計算秉宿？謝謝戒突。
專家解答：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)電源管描睦、開關(guān)變壓器的損耗（磁滯損耗和渦流損耗）有關(guān)膊存，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）組成忱叭，開關(guān)電源管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間越長隔崎，這兩個損耗就越大。
一般大功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間都比小功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間長很多韵丑，所以大功率開關(guān)電源的工作頻率一般都取得比較低爵卒。在考慮開關(guān)電源的工作效率時，如果從開關(guān)電源的體積和成本等方面考慮撵彻，最好選工作效率為80%左右較為合適钓株，此時，開關(guān)電源管的損耗大約占總損耗的50%陌僵，開關(guān)變壓器的損耗大約占總損耗的30%轴合，其余電路的損耗大約占總損耗的20%。開關(guān)變壓器的匝數(shù)比與輸入輸出電壓的比值有關(guān)碗短，與開關(guān)電源的占空比有關(guān)受葛。
16、老師您好豪椿！ 初期峰值電流IP 和反激電壓VOR 以及最優(yōu)化的反激電源占空比 如何設(shè)定奔坟，謝謝！
專家解答：反激式開關(guān)電源的初搭盾、次級線圈產(chǎn)生的反激電壓的大小均與開關(guān)電源的占空比有關(guān)，以及與輸入電壓有關(guān)婉支，在選擇開關(guān)電源的占空比時鸯隅，必須考慮，初向挖、級線圈產(chǎn)生的反激電壓峰值與工作電壓（輸入電壓）之和不能超過電源開關(guān)管耐壓Bvmax的0.7倍蝌以，根據(jù)此條件（Bvmax）就可以計算反激式開關(guān)電源在最高輸入電壓時的最大占空比Dmax。例如何之，Bvmax為650V的電源開關(guān)管跟畅，在輸入電壓為AC260V時，其占空比只能選為0.306左右溶推。
17徊件、老師您好奸攻！反激式電源開關(guān)頻率如何優(yōu)化選擇？ VOR反激電壓如何優(yōu)化設(shè)置虱痕，在什么情況下最合適睹耐？謝謝！匝比如何 最優(yōu)化計算部翘？
專家解答：反激式開關(guān)電源工作頻率的選擇主要與開關(guān)電源的工作效率有關(guān)硝训，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)新思，這兩者的損耗均與頻率成正比窖梁。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)斷時間越長夹囚，這兩個損耗就越大纵刘。
一般大功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間都比小功率開關(guān)電源管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間長很多，所以大功率開關(guān)電源的工作頻率一般都取得比較低崔兴。在考慮開關(guān)電源的工作效率時彰导，如果從開關(guān)電源的體積和成本等方面考慮，最好選工作效率為80%左右較為合適敲茄，此時位谋，開關(guān)電源管的損耗大約占總損耗的50%，開關(guān)變壓器的損耗大約占總損耗的30%堰燎，其余電路的損耗大約占總損耗的20%。開關(guān)變壓器的匝數(shù)比與輸入輸出電壓的比值有關(guān)秆剪，與開關(guān)電源的占空比有關(guān)。
18仅讽、老師您好，我做的反激式變壓器電源輸出側(cè)有毛刺洁灵，且毛刺的頻率和原邊開關(guān)頻率一樣饱岸，怎么消除毛刺呢？
專家解答：在次級整流與濾波電容之間串了一個小電感苫费，但電感流過直流時不能飽和双抽，這種電感的磁回路不能用封閉式的百框，必須要留有很大的氣隙。
19牍汹、老師您好铐维，您是怎么計算最小直流電壓的？我看了好幾個版本一直找不到最合適的方椎？
專家解答：這里我不太明白你說的“最小直流電壓”是指哪方面？如果是開關(guān)電源的最小輸入直流電壓琳疏，一般可根據(jù)最低輸入交流電壓換算得來闸拿，比如，最低輸入交流電壓為AC100V（有效值）新荤，則換算為最低直流輸入電壓大約為120V（取平均值），因為整流濾波后最大值為140V篱瞎，最低值為100V痒芝，取平均值就是120V。
如果最小直流電壓為晶體管自激式開關(guān)電源的正反饋電壓澄者，則此電壓最好選為晶體管導(dǎo)通時工作電壓的2倍请琳，而留1倍作為可調(diào)整的余量用。如果最小直流電壓為場效應(yīng)管驅(qū)動電路的最小工作電壓俄精，則此工作電壓最低不能小于16V，因為屈留，大功率場效應(yīng)管深度飽和需要的驅(qū)動電壓都在12V以上（最好為20V）测蘑。
20、最近在做DC TO DC效率有點低碳胳，怎樣解決呢沫勿？
專家解答：把工作頻率降低味混，或把電源開關(guān)管換成一個高速開關(guān)管诫惭，另外，還可以把變壓器的體積加大馆衔，把最大磁通密度（Bm）的取值降低怨绣，即把開關(guān)變壓器初級線圈的匝數(shù)增加，因為開關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗與工作頻率成正比减细，與最大磁通密度增量的平方成正比赢笨。
21、問題： 反饋環(huán)路設(shè)計以及補(bǔ)償如何入手茧妒？還望老師耐心解答嘶伟。
專家解答：反饋環(huán)路的增益，既不是越大越好九昧，也不是越小越好。當(dāng)反饋環(huán)路的增益過高時癌别，輸出電壓會圍繞著平均值上下波動蹋笼，增益越高，波動的幅度就越大圾笨，嚴(yán)重時會出現(xiàn)振蕩逊谋；當(dāng)反饋環(huán)路的增益過低時，輸出電壓又會不穩(wěn)定板鬓。為了使輸出電壓穩(wěn)定，但又不發(fā)生振蕩俭令，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瓢湃，另一個回路用來決定積分增益的大小妓柜，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)路的增益藏雏，就可以實現(xiàn)開關(guān)電源既穩(wěn)定作煌，又不出現(xiàn)振蕩。
