开关电源设计技巧之一：为电源选择正确的工作频率
开关电源频率设置的依据
开关电源频率设置的依据
开关电源的频率设置通常取决于以下几个因素：
1. 国际标准，在全球范围内，电力系统的频率通常是50Hz或
60Hz。
大多数国家和地区都遵循这些标准，因此，开关电源的频率
设置通常会遵循所在国家或地区的标准电网频率。
2. 应用领域，不同的应用领域可能对频率有不同的要求。
例如，一些应用可能需要更高的频率以减小电子设备的体积和重量，而另
一些应用可能需要更低的频率以降低能量损耗。
因此，开关电源的
频率设置可能会根据具体的应用需求进行调整。
3. 设备兼容性，某些设备对输入电源的频率有特定的要求。
开
关电源的频率设置可能需要与特定设备的要求相匹配，以确保设备
可以正常工作并且不会受到损坏。
4. 环境和成本考虑，在某些情况下，频率设置可能受到环境和
成本考虑的影响。
例如，某些频率可能会更容易实现并且成本更低，因此在制定频率设置时可能会考虑这些因素。
总的来说，开关电源的频率设置的依据主要取决于国际标准、应用领域的要求、设备兼容性以及环境和成本考虑。
综合考虑这些因素，制定合适的频率设置可以确保开关电源在特定应用中能够正常工作并且符合相关的标准和要求。
什么是电子元件的工作频率范围如何选择适当的工作频率范围
什么是电子元件的工作频率范围如何选择适当的工作频率范围电子元件的工作频率范围及选择适当的工作频率范围电子元件是现代电子技术中不可或缺的组成部分。
它们在电子设备中起着至关重要的作用，如放大信号、控制电流和电压等。
而工作频率则是电子元件的一个重要参数，决定了元件能够有效工作的频率范围。
本文将讨论什么是电子元件的工作频率范围以及如何选择适当的工作频率范围。
一、电子元件的工作频率范围电子元件的工作频率范围是指该元件能够正常工作的频率区间。
不同类型的电子元件具有不同的工作频率范围。
以下是几种常见的电子元件和它们的工作频率范围：1. 传输线：传输线是一种常见的电子元件，用于传输信号。
其工作频率范围通常由传输线的长度、线径以及材料性质等因素决定。
一般来说，传输线的工作频率范围在几十千赫兹（kHz）至几十吉赫兹（GHz）之间。
2. 电阻器：电阻器是用于控制电路中电流和电压的元件。
它们的工作频率范围通常很广，从直流到几百千赫兹（kHz）。
3. 电容器：电容器用于储存电荷，并能够放电释放能量。
电容器的工作频率范围取决于其尺寸、材料以及电介质的性质。
一般来说，电容器的工作频率范围在几赫兹（Hz）至几百吉赫兹（GHz）。
4. 电感器：电感器用于储存磁场能量，并能够产生感应电压。
其工作频率范围通常从几千赫兹（kHz）到几百吉赫兹（GHz）。
二、选择适当的工作频率范围选择适当的工作频率范围是确保电子元件正常工作的关键。
以下是一些选择适当工作频率范围的考虑因素：1. 应用需求：首先要考虑的是所需的应用场景和工作要求。
不同的应用场景对工作频率的要求不同。
例如，无线通信设备通常需要在较高的频率范围内工作，而家用电器则可以在较低的频率范围内工作。
2. 元件特性：了解电子元件的特性非常重要。
不同的元件类型具有不同的频率响应特性。
例如，某些电容器在高频率下可能会出现损耗，而某些传输线在特定频率范围内可能会出现衰减。
因此，在选择工作频率范围时，需要考虑元件的特性和所需应用的匹配程度。
开关电源工作频率的原理分析
开关电源工作频率的原理分析开关电源是一种高效稳定的电源供应系统，在许多电子设备中得到广泛应用。
在开关电源的设计和使用过程中，工作频率是一个至关重要的参数。
本文将分析开关电源工作频率的原理，并探讨其对性能的影响。
一、开关电源的基本原理开关电源是通过快速开关管将输入电源切换成高频脉冲信号，然后经过滤波、调整和变换等环节，最终得到稳定的输出电压。
这种切换过程会产生开关频率的信号，即工作频率。
二、工作频率的选择原则1. 效率：开关电源的效率在很大程度上取决于工作频率。
较高的工作频率会导致较低的开关损耗，从而提高整个系统的效率。
2. 尺寸：开关频率高的电源可以采用较小的元件，减小整体体积。
尤其在微型电子设备中，对尺寸的要求较高。
3. 抗干扰能力：工作频率的选择还应考虑系统对外界干扰的抗性。
合适的工作频率可以减小电源对周围环境电磁波的敏感程度，提高系统的抗干扰能力。
三、开关电源工作频率的影响因素1. 电感元件：工作频率越高，电感元件的体积越小。
同时，高频信号会导致电感元件产生更大的功率损耗，因此需要选择工作频率适中的电感元件来平衡体积和损耗的关系。
2. 开关管：开关管具有较大的开关频率响应能力，但频率过高会产生更大的导通压降和开关损耗。
因此，在选择开关管时，需综合考虑频率响应和损耗的权衡。
3. 输出滤波：工作频率的选择还涉及输出滤波电容的大小。
频率过高会导致输出滤波电容变得更小，从而可能引起输出电压波动或噪声。
四、常见的工作频率范围开关电源的工作频率通常分为几个常见的范围，包括：1. 低频范围（20 kHz以下）：适用于需要高功率输出和承受重载的应用，如电感加热、电动工具等。
2. 中频范围（20 kHz至100 kHz）：适用于一般的电子设备，如计算机、通信设备等。
在这个频率范围内，可以实现较高的效率和尺寸优势。
3. 高频范围（100 kHz以上）：适用于追求小型化和高效率的应用，如笔记本电脑、手机等微型电子设备。
开关电源频率设置的依据
开关电源频率设置的依据全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：开关电源频率对电源性能和稳定性具有重要影响，通常选择的频率有50Hz、60Hz和400Hz等。
那么怎样确定开关电源的频率呢？下面我们就来一起探讨一下关于开关电源频率设置的依据。
开关电源频率的选择受到电源负载特性的影响。
不同的负载对频率的要求也不同，有些负载对频率要求较高，有些则对频率变化不敏感。
对于一些高精度的电子设备，如医疗设备、工业自动化设备等，通常需要选择较高频率的开关电源，以避免频率变化对设备性能造成影响。
而对于一些一般家用电器，如电视机、冰箱等，对频率的要求相对较低，可以选择一般的50Hz或60Hz频率。
开关电源频率的选择还受到变压器设计的影响。
变压器、尤其是高频变压器的设计与开关电源频率密切相关。
在设计变压器时，需要考虑到频率对铁芯损耗、铜损、开关管的工作频率等因素的影响。
一般来说，开关频率越高，变压器的尺寸和重量也会减小，效率更高。
在选择开关电源频率时，需要综合考虑变压器设计的因素。
开关电源频率的选择还与电源系统的稳定性和抗干扰能力有关。
通常情况下，高频率的开关电源具有更好的抗干扰能力，能够提高系统的稳定性。
因此在一些对稳定性和抗干扰性能要求较高的应用中，如军事装备、航空航天等领域，通常会选择高频率的开关电源。
开关电源频率的选择还受到电网标准的影响。
不同地区的电网标准可能不同，有的地区使用50Hz的电网，有的地区使用60Hz的电网。
在选择开关电源频率时，需要根据所处地区的电网标准来进行调整。
开关电源频率的选择受到多种因素的影响，包括电源负载特性、变压器设计、系统稳定性和抗干扰能力等。
在进行频率选择时，需要综合考虑以上因素，并根据具体应用需求进行选择，以确保系统工作稳定、高效。
希望以上内容能够帮助大家更好地了解开关电源频率设置的依据。
第二篇示例：开关电源是一种将输入电源转换为稳定输出电压的电源设备，其频率设置是影响其工作性能和效率的重要因素之一。
开关电源工作频率的原理分析
开关电源工作频率的原理分析第一篇：开关电源工作频率的原理分析开关电源工作频率的原理分析一、开关电源的原理和发展趋势第一节高频开关电源电路原理高频开关电源由以下几个部分组成：图12-1(一)主电路从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。
3、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，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。
4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
(二)控制电路一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
(三)检测电路除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
(四)辅助电源提供所有单一电路的不同要求电源。
第二节开关控制稳压原理图12-2 开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。
可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。
图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。
电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。
在AB间的电压平均值EAB可用下式表示：EAB=TON/T*E式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期（即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和）。
电源模块的开关频率你了解多少
电源模块的开关频率你了解多少摘要：开关电源工作频率是根据什么选择的？选择它需要考虑哪些因素？这些问题在设计电路时有成为你的关注点吗？下面就分享一下选择工作频率的几点要素。
作为电子工程师在器件选型时，你是不是遇到过“选择困难症”。
我来给你诊断一下病因，一是由于自己不够清楚自己的真实需求，二是一些性能参数不够熟悉，没有比较专业的指引。
同样电源工程师在选择主控IC时，由于厂家众多，参数选择也多种多样，从而很难选择出适合自己应用的电源IC。
图1 开关电源开关频率波形电源的开关频率选择没有说选择一个最好的开关频率，而是选择最适合自己应用的就可以了。
目前市场上大多数的AC-DC开关电源使用的开关频率都在50K~135K之间，此频率范围能满足大部分应用场合的需求。
下面就来探讨一下AC-DC电源选择开关频率时遇到的一些问题：1、为什么一般不会选择低于50K的开关频率我们知道一般开关频率选择越低开关损耗会随之变小，但是另一方面功率器件体积会随开关频率的减小而增大，不利于小型化。
开关电源工作时磁芯会由于开关器件的开关而产生抖动，同时人耳能听到的频率段大概为：20~20000Hz，为了尽量避免产生能听到的噪音，我们一般会将频率选择的远离20KHz。
2、选择高于135K开关频率的AC-DC控制IC的弊端电子与电气设备在测试其电磁骚扰发射时，都要测试其电源端的传导骚扰电压的发射。
尽管不同标准测试的频段不一样，但大多数产品测试频段为150K~30M。
从测试频率下限可以看出，开关电源的工作频率越是靠近150K，其传导骚扰越难处理。
图2 开关电源传导骚扰测试3、哪些特殊应用场合对电源开关频率有要求在有些特殊场合，电路工作对电源的开关噪声比较敏感。
如电力载波、无线通讯、无线识别等场合。
下面来讨论一下电力载波应用场合对电源的要求。
目前电力载波主要应用在智能家居、远程抄表系统、远程路灯控制系统中，同时我国电力线载波频率使用范围为9KHz～500KHz，载波频带带宽为4KHz。
技巧一为电源选择正确工作频率
技巧一：为电源选择正确的工作频率为电源选择最佳的工作频率是一个复杂的权衡过程，其中包括尺寸、效率以及成本。
通常来说，低频率设计往往是最为高效的，但是其尺寸最大且成本也最高。
虽然调高频率可以缩小尺寸并降低成本，但会增加电路损耗。
接下来，我们使用一款简单的降压电源来描述这些权衡过程。
我们以滤波器组件作为开始。
这些组件占据了电源体积的大部分，同时滤波器的尺寸同工作频率成反比关系。
另一方面，每一次开关转换都会伴有能量损耗；工作频率越高，开关损耗就越高，同时效率也就越低。
其次，较高的频率运行通常意味着可以使用较小的组件值。
因此，更高频率运行能够带来极大的成本节约。
图1.1显示的是降压电源频率与体积的关系。
频率为100 kHz时，电感占据了电源体积的大部分（深蓝色区域）。
如果我们假设电感体积与其能量相关，那么其体积缩小将与频率成正比例关系。
由于某种频率下电感的磁芯损耗会极大增高并限制尺寸的进一步缩小，因此在此情况下上述假设就不容乐观了。
如果该设计使用陶瓷电容，那么输出电容体积（褐色区域）便会随频率缩小，即所需电容降低。
另一方面，之所以通常会选用输入电容，是因为其具有纹波电流额定值。
该额定值不会随频率而明显变化，因此其体积（黄色区域）往往可以保持恒定。
另外，电源的半导体部分不会随频率而变化。
这样，由于低频开关，无源器件会占据电源体积的大部分。
当我们转到高工作频率时，半导体（即半导体体积，淡蓝色区域）开始占据较大的空间比例。
图1.1 电源组件体积主要由半导体占据该曲线图显示半导体体积本质上并未随频率而变化，而这一关系可能过于简单化。
与半导体相关的损耗主要有两类：传导损耗和开关损耗。
同步降压转换器中的传导损耗与 MOSFET 的裸片面积成反比关系。
MOSFET 面积越大，其电阻和传导损耗就越低。
开关损耗与MOSFET 开关的速度以及MOSFET 具有多少输入和输出电容有关。
这些都与器件尺寸的大小相关。
大体积器件具有较慢的开关速度以及更多的电容。
高频开关电源模块配置原则
高频开关电源模块配置原则一、选择合适的开关频率高频开关电源模块的工作频率通常在几十kHz到几百kHz之间。
选择合适的开关频率有助于提高电源的转换效率和减小体积。
一般来说，较高的开关频率可以减小电感和电容元件的尺寸，但也会增加开关器件和散热器的损耗。
因此，在选择开关频率时需要综合考虑功率需求、尺寸限制和成本等因素。
二、合理选择开关器件开关器件是高频开关电源模块的核心组成部分，直接影响电源的性能和可靠性。
常见的开关器件有MOSFET和IGBT。
MOSFET具有开关速度快、损耗小的优点，适用于功率较低的应用；而IGBT具有承受高电压和高电流的能力，适用于功率较高的应用。
在选择开关器件时，需要考虑功率需求、开关速度和导通损耗等因素，以及器件价格和可靠性等因素。
三、合理设计电感和电容元件电感和电容元件在高频开关电源模块中起到滤波和能量存储的作用。
在设计电感时，需要考虑电感值、电流和磁芯材料等因素，以及工作频率和效率等要求。
在设计电容时，需要考虑电容值、工作电压和损耗等因素，以及输出纹波和稳压要求。
合理选择和设计电感和电容元件可以提高电源的稳定性和转换效率。
四、合理设计反馈回路反馈回路在高频开关电源模块中起到稳定输出电压和限制电流的作用。
常见的反馈回路有电压反馈和电流限制回路。
在设计反馈回路时，需要考虑输出电压和电流的精度要求，以及响应速度和稳定性等因素。
合理设计反馈回路可以提高电源的稳定性和可靠性。
五、合理布局和散热设计高频开关电源模块的布局和散热设计对于电源的稳定性和可靠性至关重要。
合理布局可以减小电源模块的干扰和噪声，提高系统的抗干扰能力。
合理散热设计可以降低开关器件的温度，延长器件的寿命。
在布局和散热设计时，需要考虑电源模块的尺寸限制、散热器的选择和安装等因素，以及散热效果和成本等要求。
高频开关电源模块的配置原则包括选择合适的开关频率、合理选择开关器件、合理设计电感和电容元件、合理设计反馈回路，以及合理布局和散热设计。
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开关电源设计技巧之一：为电源选择正确的工作频率
为电源选择最佳的工作频率是一个复杂的权衡过程，其中包括尺寸、效率以及成本。
通常来说，低频率设计往往是最为高效的，但是其尺寸最大且成本也最高。
虽然调高频率可以缩小尺寸并降低成本，但会增加电路损耗。
接下来，我们使用一款简单的降压电源来描述这些权衡过程。
我们以滤波器组件作为开始。
这些组件占据了电源体积的大部分，同时滤波器的尺寸同工作频率成反比关系。
另一方面，每一次开关转换都会伴有能量损耗；工作频率越高，开关损耗就越高，同时效率也就越低。
其次，较高的频率运行通常意味着可以使用较小的组件值。
因此，更高频率运行能够带来极大的成本节约。
图1.1显示的是降压电源频率与体积的关系。
频率为100 kHz时，电感占据了电源体积的大部分（深蓝色区域）。
如果我们假设电感体积与其能量相关，那么其体积缩小将与频率成正比例关系。
由于某种频率下电感的磁芯损耗会极大增高并限制尺寸的进一步缩小，因此在此情况下上述假设就不容乐观了。
如果该设计使用陶瓷电容，那么输出电容体积（褐色区域）便会随频率缩小，即所需电容降低。
另一方面，之所以通常会选用输入电容，是因为其具有纹波电流额定值。
该额定值不会随频率而明显变化，因此其体积（黄色区域）往往可以保持恒定。
另外，电源的半导体部分不会随频率而变化。
这样，由于低频开关，无源器件会占据电源体积的大部分。
当我们转到高工作频率时，半导体（即半导体体积，淡蓝色区域）开始占据较大的空间比例。
图1.1 电源组件体积主要由半导体占据
该曲线图显示半导体体积本质上并未随频率而变化，而这一关系可能过于简单化。
与半导体相关的损耗主要有两类：传导损耗和开关损耗。
同步降压转换器中的传导损耗与 MOSFET 的裸片面积成反比关系。
MOSFET 面积越大，其电阻和传导损耗就越低。
开关损耗与MOSFET 开关的速度以及MOSFET 具有多少输入和输出电容有关。
这
些都与器件尺寸的大小相关。
大体积器件具有较慢的开关速度以及更多的电容。
图1.2 显示了两种不同工作频率 (F) 的关系。
传导损耗 (Pcon) 与工作频率无关，而开关损耗 (Psw F1 和Psw F2) 与工作频率成正比例关系。
因此更高的工作频率 (Psw F2) 会产生更高的开关损耗。
当开关损耗和传导损耗相等时，每种工作频率的总损耗最低。
另外，随着工作频率提高，总损耗将更高。
但是，在更高的工作频率下，最佳裸片面积较小，从而带来成本节约。
实际上，在低频率下，通过调整裸片面积来最小化损耗会带来极高成本的设计。
但是，转到更高工作频率后，我们就可以优化裸片面积来降低损耗，从而缩小电源的半导体体积。
这样做的缺点是，如果我们不改进半导体技术，那么电源效率将会降低。
图1.2 提高工作频率会导致更高的总体损耗
如前所述，更高的工作频率可缩小电感体积；所需的内层芯板会减少。
更高频率还可降低对于输出电容的要求。
有了陶瓷电容，我们就可以使用更低的电容值或更少的电容。
这有助于缩小半导体裸片面积，进而降低成本。
请继续关注下一期内容：驾驭噪声电源。