开关电源电路设计要点与调试--陶显芳

《开关电源电路设计要点与调试--陶显芳》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、开关电源电路设计要点与调试开关电源电路设计要点与调试陶显芳2012.9.151下面是本次技术交流的主要内容下面是本次技术交流的主要内容1.开关电源电路设计需要考虑的几个要素2.常用开关电源3.开关电源典型电路简介单IC开关电源自激式开关电源场效应管开关电源6.开关电源的安全设计7.开关电源调试方法要点希望从事开关电源设计的工程师对此感兴趣2开关电源电路设计♫1.0需要考虑的几个要素31.1开关电源电路设计需要考虑的几个要素1.开关电源的输出功率2.成本3.体积4.工作效率5.工作频率6.输出负载特性7.输

2、入电压特性8.安全与EMC9.可靠性4开关电源输出功率开关电源输出功率的大小，决定开关电源选择什么样的工作方式或电路，从性价比方面来考虑，一般输出功率低于5瓦的开关电源，最好选用反激式单IC开关电源，如FSD200、ICE2A0565等。这些单IC开关电源把驱动电路和电源开关管同封装在一个壳体中，其电路很简单，并且工作频率很高，使滤波电容以及开关变压器的体积都可以做得很小，因此，开关电源的体积做得非常小。单从成本方面考虑，20瓦以下的开关电源，也可以选用晶体管自激式开关电源。这种开关电源电路也很简单，但由

3、于晶体管的导通和截至时间相对比场效应管大很多，因此，这种开关电源一般工作频率不能选得很高，所以体积相应要大一些。随着输出功率增大，自激式开关电源的工作频率也要相应降低，其在成本方面就不再具有优势。输出功率在15～100瓦之间，如果对输出电压负载特性要求不是很高，最好选用带驱动IC的场效应管反激式开关电源。目前市面上出现的大部分都是这种开关电源。5开关电源输出功率和工作频率输出功率在100～150瓦之间，如果对输出电压负载特性要求比较高，最好选用场效应管正激式开关电源，但正激式开关电源需要一个很大的储能滤波

4、电感，并且开关管的耐压相对要求比较高，成本相应也比较高，因此，现在很少人使用。输出功率在120～300瓦之间，如果输入电压比较低，可选用推挽式开关电源；如果输入电压比较高，则可选用场效应管半桥式开关电源；输出功率在300瓦以上的，最好选用全桥式开关电源；输出功率在1000瓦以上的，最好选用IGBT管全桥式开关电源或推挽式开关电源。开关电源的体积很大程度上与输出功率及工作频率有关。输出功率越大，功率器件的体积也同步提升；工作频率越高，储能元器件的体积（开关变压器、滤波电容、滤波电感）就越小，但开关电源的损耗

5、也会随着开关电源的工作频率升高而增加。因为，开关电源变压器的损耗和开关管的损耗都与工作频率有关，电感、电容器的损耗也与工作频率有关。开关管的损耗与工作频率成正比，因此，如果不是对开关电源的体积有特别要求，就不要把开关电源的工作频率取得很高，一般以开关管的损耗不超过总电源损耗的10%来决定开关电源的工作频率。6开关电源与电源开关管在高压大功率场效应管还没有大量在市场上出现之前，开关电源基本上都是采用晶体管作为电源开关管。晶体管与场效应管的工作原理截然不同，晶体管是一个电流控制型器件，作为电源开关管，它需要较

6、大的驱动电流，但控制电压却很低；而场效应管是一个电压控制型器件，作为电源开关管，它需要比较高的控制电压，但驱动电流却很小。由于场效应管需要比较高的控制电压，而驱动电流却很小，因此，场效应管驱动电路的工作电流可以做得非常小，通常只有几个毫安到几十个毫安，只需通过一个电阻与输入电压端连接，就可以给场效应管驱动电路供电。而晶体管的驱动电路需要工作于大电流状态，因此，晶体管驱动电路的供电问题相对难度比较大，这是阻碍晶体管开关电源一直停滞不前的大问题，直到IGBT管诞生以后才基本得到解决。由于晶体管与场效应管工作原

7、理上的区别，采用晶体管为电源开关管的开关电源与采用场效应管为电源开关管的开关电源，两者之间区别越来越大。目前大多数晶体管开关电源都是自激式开关电源，并且输出功率一般都很小。7开关电源的负载特性和输入特性开关电源的负载特性也称输出特性，一般是指开关电源的瞬间负载能力或者调整能力。由于开关电源对负载的响应速度比线性电源差，当负载变化速度太快的时候，其输出电压的反应速度是跟不上负载变化的速度的，此时开关电源的输出电压会出现抖动，甚至变成正反馈，使抖动变得更厉害，这说明开关电源的控制特性已经变得很差。这是由于控制

8、信号的延时时间过长，其输出电压的相位与负载变化的相位在某时刻已经出现反相的缘故。出现这种情况时，应该调整误差放大器的微分和积分的时间常数，以及误差放大器的平均放大倍数（增益）。开关电源的输入特性一般是指开关电源对输入电压的调整率和输入电压的工作范围。大多数开关电源只对输出电压进行取样控制，而对输入电压不进行取样控制，这样的开关电源一般输入电压的调整率都比较差，但由于大多数交流电网的电压都比较稳定，输入电压的调整率差一些对输出电