关于电源的基础知识深度解析

我们知道从输出来分类可以将开关电源分为两大类：直流开关电源和交流开关电源，但是他们大体上由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。

因为电源元器件属于消耗品，这就导致了电源是有一定的寿命，所以我们在使用一定时间后，或多或少都会出现一些异常现象，那一些简单的有些同学就可以自己简单的解决掉，但是对于牵扯到技术性问题的，很多时候都无从入手，这个时候就需要了解电源的各种部分的作用，下面就简单的介绍一些常识：

01主电路冲击电流限幅

限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。

02输入滤波器

其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。

03整流与滤波

将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。

04逆变

将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。

05输出整流与滤波

根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。

06控制电路

从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。

07检测电路

提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。

08辅助电路

实现电源的软件（远程）启动，为保护电路和控制电路（PWM等芯片）工作供电。

09开关电源变压器如果用铜带取代漆包线，其允许通过的电流计算

如果开关电源变压器用铜带取代漆包线，铜带（漆包线）的涡流损耗可以大大将小，工作频率可以相应提高，但直流损耗几乎不变，铜带允许通过的电流密度一般还是不要超过4.5A/平方毫米。电流密度等于电流除与以导体的截面积，导体的截面积等于厚（0.1mm）乘以宽（铜带的宽度）。

电源开关交流回路和整流器的交流回路产生电磁干扰最严重的地方是开关变压器的初、次级线圈组成的电路，但它的干扰会通过感应对其它电路产生辐射和传导干扰，传导干扰和辐射干扰最严重的地方是电源线，因为电源线很容易成为辐射源的半波振子天线，另外它又与外线路进行连接，很容易把干扰信号传输给其它设备。所以在开关电源的输入端一定要对电源线进行有效隔离。

降低变压温升的方法一个是降低变压器磁芯的最大磁通增量（Bm）的取值，因为变压器磁芯的损耗（磁滞损耗和涡流损耗）与磁通密度的平方成正比；另一个是降低开关电源的工作频率，因为变压器磁芯的损耗（磁滞损耗和涡流损耗）与工作频率成正比；再一个是降低线圈的损耗，线圈的损耗（主要是涡流损耗），线圈的涡流损耗与集肤效应损耗也与工作频率成正比，降低线圈的直流损耗必须降低导线的电流密度，一般漆包线的电流密度不能超过4.5A/平方毫米。

反激式开关电源的占空比主要由输入电压和开关电源管的耐压来决定，当输入电压变化时占空比也要跟着变化。例如当输入电压为AC260V时，如果电源开关管的耐压为650V，则占空比大为0.306；当输入电压为AC170V时，占空比大约为0.5；当输入电压低于AC170V时，占空比大于0.5。但不管输入电压这样变化，开关电源都会通过改变占空比来大到稳定（或改变）输出电压的数值。

正激式开关电源是电源开关管导通的时候，电源向负责提供功率输出，而关断的时候没有功率输出。反激式开关电源正好相反，电源开关管导通时只向变压器存储能量，没有给负载提供功率输出，仅在电源开关管关断时才向负载提供输出。正激式开关电源输出电压是取整流输出电压的平均值，反激式开关电源输出电压是取整流输出电压的半波平均值，两种电压输出的相位正好相反。

反馈环路的增益，既不是越大越好，也不是越小越好。当反馈环路的增益过高时，输出电压会围绕着平均值来回跟踪，输出电压上下波动很厉害，增益越高，波动的幅度就越大，严重时会出现振荡；当反馈环路的增益过低时，输出电压又会不稳定，因为电压跟踪不到位，会存在一个滞后误差。

为了使输出电压稳定，但又不发生振荡，一般都把反馈环路分成三个回路来组成，一个回路用来决定微分增益的大小，另一个回路用来决定积分增益的大小，还有一个是决定直流增益的大小。这样做的目的是，在误差信号很小的时候，环路增益很大，而在误差小号很大的时候环路增益又会变小，即误差放大器的增益是动态的。仔细调节这三个反馈环路的增益，就可以实现开关电源既稳定，又不出现振荡。

10反激电源开关MOS如何降到最低

降低占空比，但占空比太低，电源的工作效率大大降低，电压调整范围也会减小。

11铜箔损耗占电源损耗比例

非常小，如果铜箔损耗大，铜箔的温升会很高，如果超过80度，铜箔的油漆会发黄。但也只相当于一个1～3瓦左右的金属膜电阻在同样温升时的损耗。

12反馈环路设计以及补偿如何入手

反馈环路的增益，既不是越大越好，也不是越小越好。当反馈环路的增益过高时，输出电压会围绕着平均值上下波动，增益越高，波动的幅度就越大，严重时会出现振荡；当反馈环路的增益过低时，输出电压又会不稳定。为了使输出电压稳定，但又不发生振荡，一般都把反馈环路分成三个回路来组成，一个回路用来决定微分增益的大小，另一个回路用来决定积分增益的大小，还有一个是决定直流增益的大小。仔细调节这三个反馈环路的增益，就可以实现开关电源既稳定，又不出现振荡。

13反激式变压器电源输出侧有毛刺，且毛刺的频率和原边开关频率一样，怎么消除毛刺

在次级整流与滤波电容之间串了一个小电感，但电感流过直流时不能饱和，这种电感的磁回路不能用封闭式的，必须要留有很大的气隙。

14反激式电源开关频率如何优化选择

反激式开关电源工作频率的选择主要与开关电源的工作效率和体积大小有关，而开关电源的工作效率又主要与开关电源管、开关变压器的损耗（磁滞损耗和涡流损耗）有关，这两者的损耗均与频率成正比。开关电源管的损耗主要由开通损耗（导通时间损耗）和关断损耗（关断时间损耗）组成，开关电源管的导通时间和关断时间越长，这两个损耗就越大。
编辑：lyn