开关电源

以下将为大家讲解非隔离型开关电源的三种基本工作方式：降压型、升压型、极性反转型，而其他的都是这三种形式转换而来，例如反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式。

1、降压型电路

如下图为降压型电路。在此电路中，脉宽调制（pwm）电路的输出加到晶体管开关Q1的基极，以控制其导通和截止。

工作过程：

①当开关导通时，输人量可以传递到输出端；

②开关截止时，则被隔断。这种脉冲状的能量传递经变换和滤波形成平滑的电压输出。pwm电路将它的变化转变成能控制开关导通和截止时间之比的pwm信号，达到稳定的目的。

LED开关电源保护设计怎么做？行内人士用4张电路图告诉你

由 cathy 提交于周一, 24 二月 2020 - 17:31

一款好的LED开关电源除了需要稳定、高效、可靠外，电路的各种保护措施也必须精心设计，以避免在复杂环境条件下能够迅速的对电源电路和负载进行有效保护，本文介绍LED开关电源的过电流、过电压、软启动和过热保护电路。

1、过电流保护电路

在直流LED开关电源电路中，为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是，当输出电流超过某一值时，调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。如图1所示，过电流保护电路由三极管BG2 和分压电阻R4、R5组成。电路正常工作时，通过R4与R5的压作用，使得BG2 的基极电位比发射极电位高，发射结承受反向电压。于是BG2 处于截止状态（相当于开路），对稳压电路没有影响。当电路短路时，输出电压为零，BG2 的发射极相当于接地，则BG2 处于饱和导通状态（相当于短路），从而使调整管BG1 基极和发射极近于短路，而处于截止状态，切断电路电流，从而达到保护目的。

什么是功率因数补偿、功率因数校正

功率因数补偿：在上世纪五十年代，已经针对具有感性负载的交流用电器具的电压和电流不同相（图1）从而引起的供电效率低下提出了改进方法（由于感性负载的电流滞后所加电压，由于电压和电流的相位不同使供电线路的负担加重导致供电线路效率下降，这就要求在感性用电器具上并联一个电容器用以调整其该用电器具的电压、电流相位特性。例如：当时要求所使用的40W日光灯必须并联一个4.75μF的电容器）。用电容器并连在感性负载，利用其电容上电流超前电压的特性用以补偿电感上电流滞后电压的特性来使总的特性接近于阻性，从而改善效率低下的方法叫功率因数补偿（交流电的功率因数可以用电源电压与负载电流两者相位角的余弦函数值cosφ表示）。

开关电源功率电路分析要点：

1.电容的电压不能突变，电感的电流不能突变；
2.流经电容的电流平均值为零，电感两端电压的平均值为零；
3.理想变压器电压与匝数成比且同名同极性，电流与匝数成反比且点进点出；
4.电容恒流充电的公式为C*ΔU=I*T，电感恒压储能的公式为L*ΔI=U*T；
5.变压器与电感的伏秒积必须平衡。

首先先了解这些东西，然后再去分析，切入点首先要对，不能说拿着图就瞎分析，追求个大概，这种看似比一般人知道稍微多点，又不能定量分析的状态很常见。就好比在学校，除了学霸，学渣的另外一种存在，叫做学酥，表面看起来很学霸，但一碰就掉渣渣。

碎片化的学习是无效的，有时间的话，建议大家多做思维导图，构建好知识体系。

开关电源与IC控制器的PCB设计分析

由 cathy 提交于周一, 23 十二月 2019 - 10:16

01、前言

我们电子产品往往60%以上-可靠性方面的问题都出现在电子线路板的PCB设计上；工作及性能良好的PCB需要相关的理论及实践经验；我在产品的设计实践中经常碰到各种各样的问题；比如电子线路板不能通过系统EMS的测试标准，测试关键器件IC的功能引脚时出现高频噪声的问题，电路功能IC引脚检测到干扰噪声进行异常保护等等。通过不断的理论与实践结合；用实战检验我们的理论和实践的差异点！优良的设计跟长期的经验总结是密不可分的！！

我分享一下开关电源与IC控制器PCB设计思路给电子设计爱好者参考。

02、开关电源通过以下的原理示意图分享设计总体原则

开关电源 vs LDO电源的原理

由 526095766_642 提交于周一, 9 十二月 2019 - 15:27

我们来谈谈开关电源和LDO电源的一些原理上，指标上的区别对比，目的是分析它们之间的优缺点，从而找到如何在PCB设计上更好的进行选择使用。本来本人是想从直流电源的种类的选择进行切入，查阅了不少资料，发现对直流电源的分类不太明确，按类型分，按电路结构分，按拓扑分都不太一样。有的把它分为线性型，开关型，可控硅整流型和感应型；有的又把它分为化学电源，线性稳压电源和开关型稳压电源，有的分类干脆就分两种，线性型和开关型。

回到我们熟悉的PCB中，大的分类就比较明确了，主要有线性电源和开关电源，其中线性电源主要使用LDO电源，开关电源就是我们通常说的DC-DC电源。其实严谨来说，线性电源不能等同于LDO电源，LDO电源只是线性电源的其中一种，只不过它具有比较低的调整管压差而得名。

LDO，low dropout regulator，中文是低压差线性稳压器，它内部的一般结构如下图：

常见的π型滤波电路包括两个电容和一个电感，有RC和LC两种类型，一般在输出电流不大的情况下用RC，并且R的取值不能太大，但效果一般不如LC电路。在LC电路里有一个电感，可以根据输出电流大小和频率高低选择电感量的大小，因为电感体积大且成本高，所以目前多数是采用RC滤波电路。

π型滤波电路是一种二级滤波器，作用就是去除不需要的谐波，在直流电源中是减小电流的脉动，使电流更加平滑。RC滤波电路是由两只滤波电容和一个滤波电阻组成，一级电容和前级的输出阻抗构成一级滤波，可以初步滤除交流分量。由于电容对交流纹波来说仍存在阻抗，且前级的阻抗较小，一般经过一级滤波后仍残余有一定的交流分量。在经过R和二级电容组成的二级滤波后，可以再次减小纹波。

医疗设备产业是关系人们生命健康的新兴产业，而开关电源作为医疗设备必不可少的一部分，相比其他的普通电源有更为苛刻的要求。那么医用的开关电源和我们所使用的普通电源的区别到底在哪里呢？

就目前来说，大部分的医用设备都是和医用电源搭配使用的，而到现在为止，电源行业也在不断的快速发展，电源本身的体积相比以前已经大大缩小了，而且外观、体积等方面也越来越适应现在的需求。

因为医疗设备一般都是在特殊的环境中使用，所以对于医用电源的电性要求是非常严格的。例如，必须满足IEC60601-1安规的绝缘和漏电流要求，以及针对电磁兼容的YY0505-2012或其相关标准，而普通的电源是没有这么严格的标准的，当然普通的电源也有相对应的认证要求。另一方面，医疗设备的电磁辐射和电磁辐射防护是医用电源的一个重要参数标准，涉及到电涌和瞬变电流强度、静电放电（ESD），以及射频干扰（RFI）防护能力等。许多医疗应用都涉及RF治疗仪或无创电子手术器械，因此电源必须能抵御干扰，不受影响。此外，对于电源的压力、电流、纹波等一些方面，要求也是非常严格的。

开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰干扰和谐波干扰两种；若按耦合通路来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。

开关调节器中的快速开关瞬变是有利的，因为这显著降低了开关模式电源中的开关损耗。尤其是在高开关频率时，可以大幅提高开关调节器的效率。但是，快速开关转换也会带来一些负面影响。开关转换频率在20MHz和200MHz之间时，干扰会急剧增加。这就使得开关模式电源开发人员必须在高频率范围内，在高效率和低干扰之间找到良好的折衷方案。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-09/wen_zhang_/100045157-80351-1.pn…; alt=“” width="600"></center><center>图1：对开关模式电源进行开关转换，在开关节点处施加输入电压</center>