快快乐乐跟我学开关电源设计内容.pdf

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1、快快乐乐跟我学开关电源设计“我想DIY开关电源，要具备哪些理论知识、实践技能和工程素质啊？”“如何从给定的设计规格设计出开关电源？具体步骤是什么？”“开关电源中的电感、变压器怎么自己制作？控制芯片如何选型？”“如何选择磁芯外形、变频器类型、工作频率、计算各种参数呢？”“如何进行优化和折中？”......电源是一切电子设备的心脏，没有电源，电子设备就不可能工作。《增值包》用户希望了解目前最流行的开关电源设计制作方法，为此，我们提供此入门文档，完善《增值包》知识库体系，满足用户需求。虽然市面上有很多

2、介绍开关电源的书籍，但仍然缺少快速入门及经验总结类的资料，所以，尽管资料丰富，但还是有很多人不知道怎样利用。当然这篇文档只是入门介绍，深入研究还要看其他专著。从电网得到的交流电或由电池取得的直流电是随环境温度、时间和负载所变化的，它们不能直接成为电子设备所需的内部电源。电子设备由于要完成许多高级的功能，对其供电电源的精度随环境的变化，动态响应能力，还有很多其他的指标都有非常高的要求。将电网或电池的一次电能转换为符合电子设备要求的二次电能，这样的变换设备就是我们这里要讲的电源。随着片状电子元件、表

3、面安装技术及大规模集成电路的发展，电子产品越来越小型化、轻型化，如何缩小电源的体积减轻重量，提高电源的转换效率，增强对电网电压的适应性，是人们致力于研究的重点。一个比较好的解决方案是：以轻巧的高频变压器取代笨重的工频变压器，采用脉冲调制技术的直流--直流变换器型稳压电源，即我们马上就要讲到的开关电源。开关电源具有管耗小、效率高、稳压范围宽及体积小、重量轻等优点，目前已在各种电子仪器和设备、航空和宇宙飞行器、发射机、电子计算机、通讯设备和电视机、录放像机等中得到了广泛应用。开关电源按变换方式可分为

4、以下四大类：1、AC/DC开关电源2、DC/DC开关电源3、DC/AC逆变器4、AC/AC变频器目前只将前面两类称为开关电源，将后面两类分别称为逆变器和变频器。开关电源按应用方式可分为以下三大类：1、外置电源与设备分开放置的电源模块或电源系统，如：---通信用一次电源模块和系统---电力操作电源模块和系统---手机电池充电器---笔记本电脑的Adapter---各类手提设备、便携设备的电池充电器等等2、内置电源放在设备内部的电源模块或电源系统，如：---计算机内部的SilverBox和VRM--

5、-家电(如：普通电视机、等离子电视机、液晶电视机)内部的供电电源---工业控制设备内部的电源---仪器中使用的电源---通信设备内部的电源模块和系统---复印机、传真机、打印机等的内部电源等等3、板上电源放在设备内单板上的电源模块，如：---标准砖类电源(全砖、半砖、1/4砖、1/8砖)---非隔离POL(PointofLoad负载点)变换器---VRM(Voltageregulatormodule电压调节模块)和VRD(Voltageregulatordown)---小功率SMD电源---SI

6、P和DIP电源等等开发一个开关电源产品所需要的基本技能：1、认识组成开关电源的所有元器件2、掌握各种元器件的电气性能和电路符号3、会自己制作各种磁芯元件4、会正确装配电源中的各个部分5、了解电源各项指标的意义并掌握如何测试的方法6、会使用仪器对装配后的电源进行正确的调试，优化和折中7、会对获得的实验结果进行分析，并进行总结8、会从不同渠道不断地学习电源知识并能够和别人交流开发一个开关电源产品所需要的专业理论知识：1、有源PFC的拓扑分析，控制与设计2、DC/DC功率变换器的拓扑与稳态分析3、开关

7、电源的功率级参数设计4、开关电源的控制与动态分析5、开关电源的小信号分析与设计6、开关电源的大信号分析与设计7、开关电源的EMI分析与设计8、开关电源的热分析与设计9、开关电源的容差分析与设计10、开关电源的各种保护技术11、开关电源的同步整流技术12、开关电源的模块均流控制技术有些技术很成熟了，只要查表或者使用现成电路或专用芯片就可以做好。EMI比较困难，因为元件特性会变化。PCB布线也比较讲究，可以参考《快快乐乐跟我学高速PCB设计》一书。这些专业知识如何获得呢？1、参加专业会议2、书本上3

8、、参加培训-------ATX电源-------一个非常容易找到的开关电源就是PC机里用的ATX电源了。拆开电源可以看到里面的构造：1、220V50HZ交流输入2、保险管3、交流互感滤波(对高于50HZ高次谐波滤波，避免对后面电路的高频干扰)4、二极管桥式整流电路5、滤波电容6、开关管7、开关变压器8、辅助电源(为电源监控部件、保护电路、控制电路等电路供电。)9、开关激励脉冲形成电路(集成电路TL494和LM339比较器，开关振荡稳压控制，控制开关管)10、光耦/激励变压器(将激励脉冲送到开关管