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盡管本文所討論的原理適用于廣泛的電源設(shè)計(jì),但我們?cè)诖酥魂P(guān)注直流到直流的轉(zhuǎn)換器,因?yàn)樗膽?yīng)用相當(dāng)廣泛,幾乎每一位硬件工程師都會(huì)接觸到與它相關(guān)的工作,說(shuō)不定什么時(shí)候就必須設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器。本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見(jiàn)的折中方案;熱性能、電磁干擾以及與PCB布局和電磁干擾相關(guān)的方案尺寸等。一般為隔離式電源,在初級(jí)和次級(jí)上加Y電容是為了給次級(jí)的共模電流提供一個(gè)回路到初級(jí),減少共模電流對(duì)輸出的影響。文中我們將使用一個(gè)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換器做例子
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開(kāi)關(guān)電源不同于線性電源,開(kāi)關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開(kāi)模式(飽和區(qū))及全閉模式(截止區(qū))之間切換,這兩個(gè)模式都有低耗散的特點(diǎn),切換之間的轉(zhuǎn)換會(huì)有較高的耗散,但時(shí)間很短,因此比較節(jié)省能源,產(chǎn)生廢熱較少。理想上,開(kāi)關(guān)電源本身是不會(huì)消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是透過(guò)調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時(shí)間來(lái)達(dá)到。相反的,線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過(guò)程中,晶體管工作在放大區(qū),本身也會(huì)消耗電能。若倆個(gè)模塊的參數(shù)完全相同時(shí)(較大輸出電壓和輸出阻抗,負(fù)載特性曲線重合),則能實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流均勻分配。開(kāi)關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn),而且因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源工作頻率高,可以使用小尺寸、輕重量的變壓器,因此開(kāi)關(guān)電源也會(huì)比線性電源的尺寸要小,重量也會(huì)比較輕。
隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器在實(shí)現(xiàn)輸出與輸入電氣隔離時(shí),通常采用變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn),由于變壓器具有變壓的功能,所以有利于擴(kuò)大轉(zhuǎn)換器的輸出應(yīng)用 范圍,也便于實(shí)現(xiàn)不同電壓的多路輸出,或相同電壓的多種輸出。在功率開(kāi)關(guān)管的電壓和電流定額相同時(shí),轉(zhuǎn)換器的輸出功率通常與所用開(kāi)關(guān)管的數(shù)量成正比。所以開(kāi)關(guān)管數(shù)越多,DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出功率越大,四管式比兩管式輸出功率大一倍,單管式輸出功率只有四管式的1/4。非隔離式轉(zhuǎn)換器與隔離式轉(zhuǎn)換器的組合,可以得到單個(gè)轉(zhuǎn)換器所不具備的一些特性。我們發(fā)現(xiàn),對(duì)于一個(gè)類似的波形,其上升和下降時(shí)間會(huì)直接影響諧波振幅或傅里葉系數(shù)(In)。
人們?cè)陂_(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開(kāi)發(fā)相關(guān)電力電子器件,320W單組開(kāi)關(guān)電源邊開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)變頻技術(shù),兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開(kāi)關(guān)電源每年以超過(guò)兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類。微型低功率開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源正在走向大眾化,微型化。開(kāi)關(guān)電源將逐步取代變壓器在生活中的所有應(yīng)用,低功率微型開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用要首先體現(xiàn)在,數(shù)顯表、智能電表、手機(jī)充電器等方面。相反的,線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過(guò)程中,晶體管工作在放大區(qū),本身也會(huì)消耗電能?,F(xiàn)階段國(guó)家在大力推廣智能電網(wǎng)建設(shè),對(duì)電能表的要求大幅提高,開(kāi)關(guān)電源將逐步取代變壓器在電能表上面的應(yīng)用。