开关电源

开关电源产品广泛应用于LED照明、仪器仪表、空气净化器、安防监控等领域，是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。

随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

现代开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。

这里主要介绍的只是直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。

因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。

下面介绍一些关于开关电源经典回答。

1、开关电源变压器如果用铜带取代漆包线，其允许通过的电流怎么算？比如说厚度为0.1mm的铜带，允许通过的电流怎么算？

由于开关电源的输入部分工作在高压，大电流的状态下，故障率最高，如高压大电流整流二极管，滤波电容，开关功率管等较易损坏。

其次就是输出整流部分的整流二极管，保护二极管，滤波电容，限流电阻等较易损坏；再就是脉宽调制控制器的反馈部分和保护部分。

下面就对开关电源常见故障产生的原因作一分析及如何排除这些故障的维修方法。

一．保险丝熔断

一般情况下，保险丝熔断说明开关电源的内部电路存在短路或过流的故障。

由于开关电源工作在高电压，大电流的状态下，直流滤波和变换振荡电路在高压状态工作时间太长，电压变化相对大。

电网电压的波动，浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。

重点应检查电源输入端的整流二极管，高压滤波电解电容，开关功率管，UC3842本身及外围元器件等。

检查一下这些元器件有无击穿，开路，损坏，烧焦，炸裂等现象。

维修方法：首先仔细查看电路板上面的各个元件，看是否在这些元件的外表有没有被烧糊,有没有电解液溢出，闻一闻有没有异味。

经看，闻之后，再用万用表进行检查。

引言

PCB Layout是开关电源研发过程中的极为重要的步骤和环节，关系到开关电源能否正常工作，生产是否顺利进行,使用是否安全等问题。

开关电源PCB Layout比起其它产品PCB Layout来说都要复杂和困难，要考虑的问题要多得多，归纳起来主要有以下几个方面的要求：

一、电路要求

1、PCB 中的元器件必须与BOM一致。

2、线条走线必须符合原理图,利用网络联机可以轻做到这一点。

3、线条宽度必须满足最大电流要求,不得小于1mm/1A,以保证线条温升不超过70℃.为了减少电压降有时还必须加宽宽度。

4、为了减小电压降和损耗,视需要在线条上镀锡。

二、安规要求

1、一次侧和二次侧电路要用隔离带隔开,隔离带清晰明确. 靠隔离带的组件,在10N的推力作用下应保持电气距离要求。

2 、隔离带中线要用1mm的丝印虚线隔开,并在高压区标识DANGER / HIGH VOLTAGE。

3、各电路间电气间隙(空间距离)：

1、反复短路测试

测试说明

在各种输入和输出状态下将模块输出短路，模块应能实现保护或回缩，反复多次短路，故障排除后，模块应该能自动恢复正常运行。

测试方法

a、空载到短路：在输入电压全范围内，将模块从空载到短路，模块应能正常实现输出限流或回缩，短路排除后，模块应能恢复正常工作。让模块反复从空载到短路不断的工作，短路时间为1s，放开时间为1s，持续时间为2小时。这以后，短路放开，判断模块是否能够正常工作。

b、满载到短路：在输入电压全范围内，将模块从满载到短路，模块应能正常实现输出限流或回缩，短路排除后，模块应能恢复正常工作。让模块从满载到短路然后保持短路状态2小时。然后短路放开，判断模块是否能够正常工作。

c、短路开机：将模块的输出先短路，再上市电，再模块的输入电压范围内上电，模块应能实现正常的限流或回缩，短路故障排除后，模块应能恢复正常工作，重复上述试验10次后，让短路放开，判断模块是否能够正常工作。

判定标准

某用户在用500MHz带宽的示波器对其开关电源输出5V信号的纹波进行测试时，发现纹波和噪声的峰峰值达到了900多mV（如下图所示），而其开关电源标称的纹波的峰峰值<20mv。虽然用户电路板上后级还有LDO对开关电源的这个输出再进行稳压，但用户认为测得的这个结果过大，不太可信，希望找出问题所在。

问题分析

不忘初“芯”，共筑未来——从2018年8月16日至10月20日，贸泽打造十场精品直播回馈中国客户，9月22日举办的活动为第七场直播，将为大家系统介绍开关电源设计中的元器件应用要点，欢迎各位工程师前来参与。

元器件的应用是近年来广大工程师关注的热门话题，本次我们特邀拥有多年研发经验的郭春明老师为大家带来开关电源设计中的元器件应用要点分析，解决工程师们在工作中遇到的技术痛点和难点，开拓创新思维。

直播时间：2018年9月22日（周六14:00~17:00 ）

培训大纲

1.电阻的应用
2. 电容的应用
3. 二极管的应用
4. 磁珠的应用
5. SR MOSFET 的应用
6. 运放的应用

培训收获

1. 帮助工程师深入讲解开关电源设计中各类元器件的应用要点方面的技术水平及分析解决问题的能力。

在电源设计中我们如何选择电源模块，那么选择的前提是，我们得了解各种电源，了解各种电源的区别，那样我们才可以正确的选择电源模块。

什么是模拟电源

即变压器电源，通过铁芯、线圈来实现。

线圈的匝数决定了两端的电压比。

铁芯的作用是传递变化磁场。

主线圈在50HZ频率下产生了变化的磁场，这个变化的磁场通过铁芯传递到副线圈，在副线圈里就产生了感应电压，于是变压器就实现了电压的转变。

模拟电源的缺点：

线圈、铁芯本身是导体，那么它们在转化电压的过程中会由于自感电流而发热损耗，所以变压器的效率很低，一般不会超过35%。

音响器材功放中变压器的应用，大功率功放需要变压器提供更多的功率输出。

那么，只有通过线圈匝数的增加、铁芯体积的增大来实现，匝数和铁芯体积的增加就会加重其损耗。

所以，大功率功放的变压器必须做的非常大，这样就会导致笨重、发热量大。

什么是开关电源

1、整流桥并联

在小功率设计中，一般很少用到整流桥的并联，但在某些大功率输出的情况下，不想增添新的器件单个整流桥电流又不满足输入功率要求，就需要用到整流桥的并联了，整流桥的并联不能采用两个整流桥各自整流后直流并联的方式，也就是不能采用图1的方式，因为整流桥没有配对，单纯靠自身的V-I特性，一般是无法均流的，这样就会造成两个整流桥发热不一致。而采用图2的方式，通常认为在一个封装内的两个二极管是非常匹配的，是可以均分电流的，所以采用图2的方式就可以实现整流桥的并联了。

2、浮地驱动