关于开关电源设计时的基本问题解答
有关开关电源设计中遇到的问题经验所谈（共五则范文）
有关开关电源设计中遇到的问题经验所谈（共五则范文）第一篇：有关开关电源设计中遇到的问题经验所谈借鉴下NXP的这个TEA1832图纸做个说明。
分析里面的电路参数设计与优化并做到认证至量产。
在所有的元器件中尽量选择公司仓库里面的元件，和量大的元件，方便后续降成本拿价格。
贴片电阻采用0603的5%，0805的5%，1%，贴片电容容值越大价格越高，设计时需考虑。
1、输入端，FUSE选择需要考虑到I2T参数。
保险丝的分类，快断，慢断，电流，电压值，保险丝的认证是否齐全。
保险丝前的安规距离2.5mm以上。
设计时尽量放到3mm以上。
需考虑打雷击时，保险丝I2T是否有余量，会不会打挂掉。
2、这个图中可以增加个压敏电阻，一般采用14D471,也有采用561的，直径越大抗浪涌电流越大，也有增强版的10S471,14S471等，一般14D471打1KV,2KV雷击够用了，增加雷击电压就要换成MOV+GDT了。
有必要时，压敏电阻外面包个热缩套管。
3、NTC，这个图中可以增加个NTC,有的客户有限制冷启动浪涌电流不超过60A,30A，NTC的另一个目的还可以在雷击时扛部分电压，减下MOSFET的压力。
选型时注意NTC的电压，电流，温度等参数。
4、共模电感，传导与辐射很重要的一个滤波元件，共模电感有环形的高导材料5K,7K,0K,12K,15K，常用绕法有分槽绕，并绕，蝶形绕法等，还有UU型，分4个槽的ET型。
这个如果能共用老机种的最好，成本考虑，传导辐射测试完成后才能定型。
5、X电容的选择，这个需要与共模电感配合测试传导与辐射才能定容值，一般情况为功率越大X电容越大。
6、如果做认证时有输入L,N的放电时间要求，需要在X电容下放2并2串的电阻给电容放电。
7、桥堆的选择一般需要考虑桥堆能过得浪涌电流，耐压和散热，防止雷击时挂掉。
8、VCC的启动电阻，注意启动电阻的功耗，主要是耐压值，1206的一般耐压200V,0805一般耐压150V，能多留余量比较好。
设计开关电源应注意些什么
把储能滤波电容器进行充电的时间全部拼凑在一起时，储能滤波电容器按正弦曲线进行充电的电压波形。
储能滤波电容器充满电后，由于整流二极管的作用，它不可能向变压器的次级线圈放电，因此，T6以后的正弦曲线不可能再继续发生。
在实际应用中，储能滤波电容器不可能刚好用6个工作周期就可以把电压被充电到最大值，一般都要经过好十几个周期后，储能滤波电容器两端的电压才能被充电到最大值。
例如：设变压器次级线圈的电感量为10微亨，储能滤波电容的容量为1000微法，由此可求得：ω = 10000，或F = 1592Hz，T = 628微秒，四分之一周期为157微秒；设开关电源的工作频率为40kHz，D = 0.5，由此可求得，T = 2 5微秒，半个周期为12.5微秒；最后我们可以求得，需要经过12.5 6个工作周期，即314微秒后，储能滤波电容才能充满电。
由于负载电流会对储能滤波电容充电产生分流，使电容充电速度变慢；另外，反激式开关电源的占空比一般都小于0.5，会使变压器次级线圈输出电流产生断流，如果把这些因素全部都考虑进去，储能滤波电容充满电所需要的时间要比上面计算结果大好几倍。
另外，反激式开关电源的占空比是根据输出电压的高低不断地改变的。
在进行开关电源电路设计的时候，一定要注意，开关电源在输入电源刚接通时候，由于开关电源刚开始工作的时候，储能滤波电容器刚开始充电，电路会产生过渡过程；在输入电源刚接通的瞬间，储能滤波电容器两端的电压很低，输出电压也很低，通过取样控制电路的作用，可能会使工作开关的占空比很大，从而会使变压器铁心饱和，电源开关管过流或过压而损坏。
电容器进行充电时电压上升率会降低，同时在开关接通期间，因电容器要向负载放电，电容器两端的电压也会下降。
储能滤波电容进行充电时，电容两端的电压是按正弦曲线的速率变化，而储能滤波电容进行放电时，电容两端的电压是按指数曲线的速率变化。
当开关接通时，由于变压器次级线圈输出电压极性相反使整流二极管反偏截止，储能滤波电容开始对负载放电。
关于开关电源常见问题的思考
问题一:我们小功率用到最多的反激电源，为什么我们常常选择65K或者100K作为开关频率？有哪些原因制约了？或者哪些情况下我们可以增大开关频率？或者减小开关频率？开关电源为什么常常选择65K或者100K作为开关频率，有的人会说IC厂家都是生产这样的IC，当然这也有原因。
每个电源的开关频率会决定什么？应该从这里去思考原因。
还会有人说频率高了EMC不好过，一般来说是这样，但这不是必然，EMC与频率有关系，但不是必然。
想象我们的电源开关频率提高了，直接带来的影响是什么?当然是MOS开关损耗增大，因为单位时间开关次数增多了。
如果频率减小了会带来什么？开关损耗是减小了，但是我们的储能器件单周期提供的能量就要增多，势必需要的变压器磁性要更大，储能电感要更大了。
选取在65K到100K就是一个比较合适的经验折中，电源就是在折中合理化折中进行。
假如在特殊情形下，输入电压比较低，开关损耗已经很小了，不在乎这点开关损耗吗，那我们就可以提高开关频率，起到减小磁性器件体积的目的。
问题二：LLC中为什么我们常在二区设计开关频率？一区和三区为什么不可以？有哪些因素制约呢？或者如果选取一区和三区作为开关频率会有什么后果呢？LLC的原理是利用感性负载随开关频率的增大而感抗增大，来进行调节输出电压的，也就是PFM调制。
并且MOS管开通损耗ZVS比ZCS小，一区是容性负载区，自然不可取。
那么三区，开关频率大于谐振频率，这个仍是感性负载区，按道理MOS实现ZVS没有问题，确实如此。
但是我们不能忽略副边的输出二极管关断。
也就是原边MOS管关断时，谐振电流并没有减小到和励磁电流相等，实现副边整流二极管软关断。
这也是我们通常也不选择三区的原因。
我们不能只按前人的经验去设计，而要知道只所以这样设计是有其必然的道理的！调节K值控制好轻载到满载开关频率变化范围满足达到二区的条件。
K值越小开关频率变化范围越小，当然效率也会低些，这需要折中考虑！一般K值在3到7也是这个原因。
电力电子技术中的开关电源稳定性问题解决
电力电子技术中的开关电源稳定性问题解决在电力电子技术领域中，开关电源的稳定性问题一直是一个关注的焦点。
开关电源的稳定性直接影响着整个电力系统的可靠性和效果。
本文将探讨电力电子技术中开关电源稳定性问题的解决方法。
一、开关电源的稳定性问题概述开关电源作为一种常用的电力电子设备，具有高能效、小体积和可调性强等特点，被广泛应用于各个领域。
然而，由于其整流环节存在的开关行为和功率因素调节等原因，导致开关电源在工作过程中容易产生一些稳定性问题。
例如输出电压波动大、远离设定值、负载响应能力差等。
二、稳定性问题的原因分析1. 开关动作不精确：开关电源的稳定性问题往往与开关件的精度有关。
开关电源在开关过程中既要迅速切换又要保持较高的精度，若开关动作不准确，就会导致输出电压波动。
2. 电路参数变化：开关电源的电路参数可能会随着温度变化、元器件老化等因素而发生变化。
这些参数的变化可能导致开关电源的输出电压产生波动或偏离设定值。
3. 输入电源的干扰：开关电源在工作时，输入电源可能会受到外界干扰，如电磁辐射、电压波动等。
这些干扰可能会传导到开关电源输出端，引起输出电压的不稳定性。
三、解决开关电源稳定性问题的方法1. 优化开关设计：通过改进开关电源的设计，提高开关件的精度和动作准确性，减小开关动作带来的波动。
可以采用高精度的开关元器件，优化控制算法，提升开关电源的稳定性。
2. 对电路参数进行补偿调节：通过对开关电源的电路参数进行实时监测和测量，利用反馈控制算法对电路参数进行补偿调节，使得开关电源在工作过程中能够自动适应参数变化，提高稳定性。
3. 增加滤波电路：在开关电源输出端加入滤波电路，能够有效地滤除输入电源的干扰信号和谐波成分。
滤波电路的设计应考虑到频域特性和干扰的消除效果，以提高开关电源的稳定性。
4. 提高工作温度范围和负载适应能力：开关电源在设计中考虑到工作温度范围和负载变化的适应能力，使其在不同工况下能够保持较好的稳定性。
开关电源设计中应注意的问题及解决方法
维普资讯
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开关 电源设计 中应注 意的 问题及解决方法
参 考 文 献
１黄俊 ，王兆安．电力 电子变流 技术．北京：机械工业 出版社 ，１ ９ ９３ ２ 张立，赵 永健 ．现代 电力 电子技术．北京：科学 出版社 ，１９ ９０
Ｑｕ ｓ ｏ ｓ ｎ ｌｔ ｎ ｅｓ ｔｈｎ ｏ ｒ ｕ ｐｙｄ ｓ ｎ ｅｔ ｎ ｄｓ ｕｉ ｓ ｎｔ ｃ ｉｇｐ ｗｅ ｐ ｌ ｅｉ ｓ ｉ ａ ｏ ｏ ｉ ｈ ｗｉ ｓ ｇ
导通 ，将 限流 电阻 旁路 。也 可 采用 ＭＯＳ Ｅ Ｆ Ｔ或 Ｉ Ｔ串联 在 电路 中作 为 限流元 件 ，通过 将 串联元 件缓 ＧＢ 慢 开通 限制 启动 时 的 浪涌 电流 。
４输 出滤波器 中 电容 器的等效 串联 电阻
开关 电源输出滤波器 中的滤波 电容并非理想元件 ， 可等效为理 想 电容器与电阻的串联 （ 如图 ２ 所示 ） 。在开关频率较高时，这一 等效串联电阻是造成输 出电压纹波 的主要因素 。 负载阶跃变化时输
－ － Ｊ
输入滤波器
图 １ 输入滤波器
荡，因此应在输入滤波器 中加入附加 的阻尼元件 ，防止振荡产生。还应使输入滤波器 的谐振频率 比输 出滤波器 的谐振频率低一个数量级，防止两个滤波器之 间相互作用。
２储 能 电容器 的选择
直一直换流器 中的直流连接 电容器 （ 储能 电容器 ）可减小输出电压中的纹波 ，并可在交流系统瞬
开关 电源 的输入 电压增高时，开关 电源的稳压作用使得输 出电压不变 ，即输 出功率不变 ，从而输入功率也不变 ，输入电 流将减小 。因此 ，开关 电源可看作是并联在输入滤波器 中电容 两端的负阻元件 。如不提供足够的阻尼 ，有可能不产生衰减振
电源设计常见问题解答
电源设计常见问题解答
Q1：什幺是待机功耗？
A1：当VCR、DVD以及手机充电器等电器设备插接在墙壁插座中时，即使这些产品处于闲置状态，但却仍然在消耗电能。
消费者通常会认为他们的设备已经关机，而事实上，该设备只是处于待机状态，仍然在消耗着功率。
譬如，当您使用遥控器关闭VCR后，由于VCR内部的电源仍然处于接通状态并为遥控接收器供电，因此VCR仍在待机或睡眠模式下耗费着电能。
尽管遥控接收器消耗的功率微乎其微(大约0.1W)，但由于采用低效技术的电源(如线性电源)不够智能，无法减少待机状态下的功率消耗，结果往往会浪费几瓦的功率。
这就是我们所说的待机功耗。
Q2：什幺是空载功耗？
A2：空载功耗是待机功耗的一个子类。
空载功率是指设备在与负载断开且不执行任何功能时所使用的电能。
例如，插接在墙壁插座上的手机充电器，虽然未与手机相连，但仍会消耗功率。
线性充电器即使在与手机断开连接时，仍可消耗0.8 W到2 W的功率。
Q3：哪些设备使用待机功率？
A3：所有带有外接电源或墙上电源供应器、遥控器或时钟显示的设备均需要待机功率。
严格来说，所有电子产品均需要插接到墙壁插座上，比如电视机、VCR、DVD、洗衣机、手机充电器、照明灯、无绳电话和功能手机、冰箱、有线电视解码器、卫星电视解码器、收音机、计算机、打印机、监视器、传真机、复印机、调制解调器、音频放大器、工业控制装置以及电机控制装置等等。
据估计，全球每年交流到直流的供电量大约为30到40亿瓦。
美国劳伦斯伯克力实验室待机功率(Lawrence Berkeley Lab Standby Power)网。
关于开关电源问题与解答
一、什么是EMI ？（Electromagnetic Interference）电磁干扰，能引起电子设备或系统工作性能下降的各种骚扰统称电磁干扰，通常传播类型可划分为传导型和辐射型。
二、为什么要使用EMI ？工频电源的整流波形畸变产生的噪声与开关波形产生的噪声。
在输入侧泄露出去就表现为传导噪声和辐射噪声，在输出侧泄露出去就表现为纹波。
同时外部噪声会进到电子设备中，而供给负载的电源噪声也会泄露到外部。
若电源线中有噪声电流通过，电源线就相当于天线向空中辐射噪声。
而这些噪声都会影响设备的正常工作。
要想使其得到更广泛的应用，满足电磁兼容性的有关指标，就需要有效地抑制开关电源的干扰。
三、什么是共态噪声和正态噪声？对于单相电源，输入侧有2根交流电源线和一根地线。
在电源输入侧2根交流电源线与地线之间产生的噪声为共态噪声；2根交流电源线之间产生的噪声为正态噪声。
四、X电容和Y电容的作用？X电容用于消除地频正态噪声；Y电容用于消除高频正态和共态噪声。
五、为什么要使用PFC电路？功率因素校正的好处包含:1.节省电费2.增加电力系统容量3.稳定电流六、什么是功率因素校正（PFC）？功率因素指的是有效功率与消耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。
基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。
交换式电源供应器上的功率因素校正器的运作原理是去控制调整交流电电流输入的时间与波形, 使其与直流电电压波形尽可能一致，让功率因素趋近于1。
七、PFC电源供应器是如何帮助节省能源?藉由降低您的电力设备必須传输的电压-电流，以提供一台电源供应器至少所需的供电量。
因为产生较少无用的谐波(只会替交流电运输系统增加不必要的负担)，让电力的消耗減少。
八、什麼是主动式/被动式功率因素校正?(Active/Passive PFC)被动式PFC，使用由电感、电容等組合而成的电路来降低谐波电流，其输入电流为低频的50Hz到60Hz，因此需要大量的电感与电容。
开关电源基础知识问答
开关电源基础知识问答作为我们电气电子工程师来说！尤其在电子电路设计当中不可或缺的，是我们都要用到电源！而开关电源对我们电路设计来说又是那么的重要！今天给大家带来开关电源问答！问题一：开关电源为什么常常选择65K或者100K左右范围作为开关频率，有的人会说IC厂家都是生产这样的IC，当然这也有原因。
每个电源的开关频率会决定什么？回答1：应该从这里去思考原因。
还会有人说频率高了EMC不好过，一般来说是这样，但这不是必然，EMC与频率有关系，但不是必然。
想象我们的电源开关频率提高了，直接带来的影响是什么?当然是MOS开关损耗增大，因为单位时间开关次数增多了。
如果频率减小了会带来什么?开关损耗是减小了，但是我们的储能器件单周期提供的能量就要增多，势必需要的变压器磁性要更大，储能电感要更大了。
选取在65K到100K左右就是一个比较合适的经验折中，电源就是在折中合理化折中进行回答2：假如在特殊情形下，输入电压比较低，开关损耗已经很小了，不在乎这点开关损耗吗，那我们就可以提高开关频率，起到减小磁性器件体积的目的问题二：LLC中为什么我们常在二区设计开关频率?一区和三区为什么不可以?有哪些因素制约呢?或者如果选取一区和三区作为开关频率会有什么后果呢?回答1：LLC的原理是利用感性负载随开关频率的增大而感抗增大，来进行调节输出电压的，也就是PFM调制。
并且MOS管开通损耗ZVS 比ZCS小，一区是容性负载区，自然不可取。
那么三区，开关频率大于谐振频率，这个仍是感性负载区，按道理MOS实现ZVS没有问题，确实如此。
但是我们不能忽略副边的输出二极管关断。
也就是原边MOS管关断时，谐振电流并没有减小到和励磁电流相等，实现副边整流二极管软关断。
这也是我们通常也不选择三区的原因。
问题三：当我们反激的占空比大于50%会带来什么?好的方面有哪些?不好的方面有哪些?回答1：反激的占空比大于50%意味着什么，占空比影响哪些因素?第一:占空比设计过大，首先带来的是匝比增大，主MOS管的应力必然提高。
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关于开关电源设计时的基本问题解答
如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数？很多未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理，比如担心开关电源的干扰问题，PCB layout问题，元器件的参数和类型选择问题等。
其实只要了解了，使用开关电源设计还是非常方便的。
一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分，有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去，这样使用就更简单了，也简化了PCB设计，但是设计的灵活性就减少了一些。
开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统，所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。
因此这部分的设计在于保证精确的采样电路，还有来控制反馈深度，因为如果反馈环响应过慢的话，对瞬态响应能力是会有很大影响。
输出部分设计包含了输出电容，输出电感以及MOSFET等等，这些器件的选择基本上就是要满足性能和成本的平衡，比如高的开关频率就可以使用小的电感值（意味着小的封装和便宜的成本），但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗，从而效率降低。
低的开关频率带来的结果则是相反的。
对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的，小的ESR可以减小输出纹波，但是电容成本会增加，好的电容会贵嘛。
开关电源控制器驱动能力也要注意，过多的MOSFET是不能被良好驱动的。
一般来说，开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。
如何调试开关电源电路？有一些经验可以共享给大家：（1）电源电路的输出通过低阻值大功率电阻接到板内，这样在不焊电阻的情况下可以先做到电源电路的先调试，避开后面电路的影响。
（2）一般来说开关控制器是闭环系统，如果输出恶化的情况超过了闭环可以控制的范围，开关电源就会工作不正常，所以这种情况就需要认真检查反馈和采样电路。
特别是如果采用了大ESR值的输出电容，会产生很多的电源纹波，这也会影响开关电源的工作的。