开关电源

电源并不是一个简单的小盒子，它相当于有源器件的心脏，源源不断的向元器件提供能量。电源的好坏，直接影响到元器件的性能。电源的设计、制造及品质管理等测试需要精密的电子仪器设备来模拟电源供应器实际工作时之各项特性（亦即为各项规格），并验证通过后才能投入使用。

工程师在设计或者测评电源时须知考虑以下要素：

一．描述输入电压影响输出电压几个指标形式
　　
1．绝对稳压系数
　　
A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。即：K=△U0/△Ui。
　　
B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压△Uo的相对变化量△Uo与输出电网 Ui 的相对变化量Ui之比。即：S=△Uo/Uo /△Ui/Ui。
　　
2. 电网调整率

想要设计出一款高性能的开关电源产品，要求开发人员思考如何在折中的基础上优化，在优化的基础上折中，使开发的电源产品达到最佳的性价比。本文就开发一个开关电源产品所需要进行的各种优化和折中进行了深刻分析。

1：开发一个开关电源产品所需要进行的各种优化

1）：功率级参数的优化：

在选定功率级拓扑后，可利用前面的知识和稳态工作点选择，对功率级参数进行优化，使得：

---开关功率器件的损耗最小；

---功率变压器和滤波电感、滤波电容等的体积最小；

---电源整机的功率密度最高；

---功率级的Layout最合理，等等。

在这些优化中，最重要的是功率变压器的优化，其变比，其绕法都会直接影响其它功率元器件的选择和整个功率级的效率及功率密度。合理地选择功率开关器件和它们的驱动电路及吸收电路，对功率级的性能也很重要。

2）：环路参数的优化：

在选定功率级拓扑和控制策略后，可利用前面的知识并在功率级参数优化的基础上，对环路参数进行优化，使得：

---尽量减小闭环电压音频隔离度从而减小PFC滤波电容；

---尽量减小闭环输出阻抗从而减小DC输出滤波电容；

当MEMS惯性测量单元（IMU）用作运动控制系统中的反馈传感器时，你必须了解陀螺仪的噪声情况，因为，它会在所监视的平台上造成不必要的物理运动。

根据具体情况，针对特定MEMS IMU进行早期应用目标噪声估算时需要考虑多个潜在的误差源。在此过程中需要考虑的三个常见陀螺仪特性——其固有噪声、线性振动响应和对准误差。

图 1的简单模型显示了会影响各误差源评估的几个特性：噪声源、传感器响应和滤波。此模型给出了对这些特性进行频谱分析所需的基准。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2017-10/wen_zhang_/100008551-28656-1.pn…; alt=“1” width="600"></center><center>图1.陀螺仪噪声源和信号链</center>

开关电源是一种应用功率半导体器件并综合电力变换技术、电子电磁技术、自动控制技术等的电力电子产品。因其具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、工作稳定、安全可靠以及稳压范围宽等优点，而被广泛应用于计算机、通信、电子仪器、工业自动控制、国防及家用电器等领域。但是开关电源瞬态响应较差、易产生电磁干扰，且EMI信号占有很宽的频率范围，并具有一定的幅度。这些EMI信号经过传导和辐射方式污染电磁环境，对通信设备和电子仪器造成干扰，因而在一定程度上限制了开关电源的使用。

开关电源产生电磁干扰的原因

电磁干扰 (EMI，Electromagneticlnterference)是一种电子系统或分系统受非预期的电磁扰动造成的性能损害。它由三个基本要素组成:干扰源，即产生电磁干扰能量的设备;藕合途径，即传输电磁干扰的通路或媒介;敏感设备，即受电磁干扰而被损害的器件、设备、分系统或系统。基于此，控制电磁干扰的基本措施就是:抑制干扰源、切断祸合途径及降低敏感设备对干扰的响应或增加电磁敏感性电平。

发现这些细节，拯救电路很多人都一样，我们很多工程师在完成一个项目后，发现整个项目大部分的时间都花在“调试检测电路整改电路”这个阶段，也正是这个阶段，很多项目没有办法进行下去，停滞在那边。想要快速完成项目，摆脱实验调试时的烦闷，苦恼不知道问题出在哪里，那就快点了解下面这些电路设计中的细节！

（1）为了获得具有良好稳定性的反馈电路，通常要求在反馈环外面使用一个小电阻或扼流圈给容性负载提供一个缓冲。

（2）积分反馈电路通常需要一个小电阻（约560欧）与每个大于10pF的积分电容串联。

引言

估计很多新手工程师在设计开关电源计算变压器时发现，把电源的开关频率提高后变压器磁芯更加不容易饱和，或者说可以用更小的磁性做出同样功率的电源，甚至在想把开关频率无限制提高来无限制缩小变压器的体积。

但实际上一般开关电源的频率都不会特别高，也不可能使频率无限提高，其中到底有哪些原因？请看下文！

器件限制、损耗、EMI、PCB布局难度提升等问题都是制约开关频率无限提升的因素，下面稍微展开来讲一下！

1、器件的限制

对于一个开关管来说，在实际应用中，不是给个驱动就开，驱动撤掉就关了。它有开通延迟时间（td（on）），上升时间（tr），关断延迟时间（td（off）），下降时间tf，对应的波形如下：

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。设计开关电源并不是如想象中那么简单，特别是对刚接触开关电源研发的童鞋来说，他的外围电路就很负责，其中使用的元器件种类繁多，性能各异。要想设计出性能高的开关电源就必须弄懂弄通开关电源中各元器件的类型及主要功能。本文将总结出这部分知识。开关电源外围电路中使用的元器件种类繁多，性能各异，大致可分为通用元器件、特种元器件两大类。开关电源中通用元器件的类型及主要功能如下：

一、电阻器：