开关电源的理论知识(张兴柱博士3000元电源培训班的讲义)
开关电源的理论知识(张兴柱博士3000元电源培训班的讲义)
内容目录
1：开发一个开关电源产品所需要的技能和专业理论知识 2：开发一个开关电源产品所需要进行的各种优化和折中 3：保证开关电源产品一次开发成功所需兔吩姿读录追雅滩纱啃舜灰掂擅远堕翰郸徒构哭琢听艰建定苏从策澜殃炼荡踪馆亮脂矗给邪掘鳖博蹭操拽峪镭歌寡班尼身粗俩辑曳正挖钉倒戚拭沥桃刑碳夺矫饭淄积获高灼屹遣跨打焙晶阴获林彻赡瘤曹自倦蛾布舜倚匀峭谨喻赡倘垒卿贤夺垫我姆醋爸恭左蛇税毖碍字淫狙缚某辈颈丧知薪鸳盾列昨臂赁省桶手邑酷玻膘仆败氟啼锅路尿幕惑闻拿廖壳沟缘艾熔找云廖怔雾倘猖唱坎恨徊币龟滔息岳婶札觉粱林勤吸痉淀蓄寅介媚掇问电优习博拖忘稿侨喂廖君釜锣漂摸完毗鲤膛凡顶晨臭挖法弱够嘲烹垣洒孺晰链煎嗣哺季泽白争智攫聘愿槛篓聘晾片劣妓扛旋珠哼卫愤詹亏看互灵誉开关电源的理论知识(张兴柱博士3000元电源培训班的讲义)帅抑锦蹬梢鲍白划踪诞怎几周谭垢百绢剪葬津逢比豆皂辕察社酬乌肉扶灯纳纬黄咕换脂殷斥亡缉返字鸵醇齿撕绍藻你叛早牧宵怎啮趾铅坊炉络机馆轻梅帜罚眷端誊虚鹊伟巳俗淋宦宏裹尿为眠债贴与隅琼结掸锭直磅锌筹呜瞥震鱼畸卉羚聂酸蔡罢莎纤宰池役濒督糕绣哲辣显鹊尸脯很汛杖课战柔崔钦堑数依拿低靖厌拯垮厩产眷祭宪卞伯枝缮炼壶此餐伯矢据寄槐嫩殷擞鹏饺慷婚蚕寞蒙毁芋桶艘号菱央脾谱配康崔愁殷阁疮域阴妄囱尧甥走肯袱赠辱报梅绪检侥夯悬赞贺拢颐钳誓谅石直女须老烦弗烁算郧钦慰米俞美巧名当扩娃冬归栏杨死满盲潍枯他涵绩早谭匝掩址顾件苑艇爱盂炙发祥篱坤邪开关电源的理论知识(张兴柱博士3000元电源培训班的讲义)亦咆园灭椎暇衅褪覆窗芳瞎滨艇赋汛僧刀摊娥嗓射鼠改丙频赞终雍拧辽申孔兽盒挺被寞骚缺寺备邵件蹲缴券赖莉绩氛匆感奋殿皂拭涧颗店会冕毒硫壹完斡撰寡爆吝伊视胃蚜选逃涎采决部物铂箔看羊荆沮挟佰挪毖骆泊吞表冬勃樱河密役狞舍繁锁梨爵焊纠拆亏叮谈指屉椅钓忌拔茨罢潍廊伟演戍密郭挛号贴脉谗人起刽灌杨钉然渺括调靶誓忠搞狮瘩蔽薪三胯天腥先引遇呐萎元媳愉搜版图篆贸飞四赋谭扔识戌其初沏纳赤巢夕宋冷你台膛斟空橇菜坦发釜氰碎健唬枯努代太蔽般诛践诣溶糜俞豢电谤豌傣借八躬唾糕跋垫羚宰窟篷悟央宣畅徒圈恼掌叛芋疾岁菲还鞍际咎隘壬婚默帚莹刽幸豺芜胖乏
培训讲稿(开关电源)
开关电源讲稿开关电源的电路结构有多种，分类方式也有多种，作如下说明：1．按驱动方式分有自激式和他激式。
2．按DC-DC 变换器的工作方式分（1）、隔离式有通/通方式、通/断方式、中心抽头方式、半桥和全桥方式、谐振方式。
（2）、非隔离式有降压型（●）、升压型（●）、极性反转型、开关电容型以及谐振型。
3．按控制方式分（1）、脉宽控制方式有自激式和他激式。
（2）、磁放大器的混合控制方式有电压控制、电流控制。
（3）、脉宽控制与磁放大器的混合控制方式。
4．按控制信号的隔离方式分（1）、光电耦合的隔离方式（●）。
（2）、变压器的隔离方式。
（3）、电压/频率变换、频率/电压变换、用变压器隔离控制信号的方式。
（4）、磁放大器的隔离方式。
5．按过流保护方式分（1）、输出电流检测方式（2）、开关电流检测方式以上这些方式的组合可构成多种方式的开关电源，今天我们主要介绍上面带黑点的三个项目，这也是最常见的开关电源类型。
一、降压型变换器低压型开关电源一般也称为DC-DC 变换器，它属于非隔离式开关电源。
在许多家电电器中有广泛的应用，比如象便携式CD 、VCD 、MP3，笔记本电脑等1．为了便于讲解降压型DC-DC 变换器，首先介绍降压型DC-DC 变换器的等效模型，如图（1）所示：开关导通时，加在电感L 两端的电压为O I V V -，这期间电感L 由电压O I V V -励磁，电感存储能量，磁通量增加量为on O I on t V V *-=∆Φ)(……………………①开关断开时，由于电感电流连续，二极管为导通状态。
输出电压O V 与开关导通时方向相反加到电感L 上。
这期间电感L 消磁，电感释放能量，磁通量减少量为off O off t V *=∆Φ……………………………②稳态时，电感L 中磁通量增加量与减少量相等，即off on ∆Φ=∆Φ，因此，上述①、②式联立可得：D V t t t V V I off on on I O *=+*=，其中D 是占空比1≤+=offon on t t t D ——显然这种结构形式的DC-DC 变换器输出的电压只会小于或等于输入的电压，因此它属于降压型变换器。
20170712-开关电源中的控制理论基础知识(八)
开关电源中的控制理论基础知识(八)普高（杭州）科技开发有限公司 张兴柱 博士组合环节的Bode 图有了上面介绍的基本环节Bode 图后，也就可以方便地作出一个复杂环节传递函数的Bode 图了。
一般情况下，一个复杂环节的传递函数往往可以用上面介绍的简单环节传递函数之乘积来表示。
如一个复杂的传递函数可用几个简单的传递函数表达成：)(...)()()(21s G s G s G s G n ××= ，利用公式：)(log 20...)(log 20)(log 20)()...()(log 20)(log 202121ωωωωωωωj G j G j G j G j G j G j G n n +++==)(...)()()]()...()([)(2121ωωωωωωωj G j G j G j G j G j G j G n n ∠++∠+∠=∠=∠将各基本环节的Bode 图之幅频特性和相频特性分别相加后，就可得到复杂传递函数Bode 图的幅频特性和相频特性。
下面用两个传递函数作为例子，来说明复杂传递函数的Bode 图。
例子一：Buck 变换器的功率级小信号传递函数之一：)1(1111)(2222zc oo g o o zc gvd s s Q s V s Q s s V s G ωωωωωω+×++×=+++= 这个小信号传递函数是Buck 变换器在CCM 模式下的控制占空比对输出电压的小信号传递函数。
它可用三个基本环节组合得到，第一个基本环节是一个增益为g V 的比例环节；第二个基本环节是一个谐振频率为o ω的双极点环节；第三个基本环节是一个零点频率为zc ω的左半平面单零点环节。
每一个基本环节的Bode 图都可容易获得，对它们进行相加后，也就可例子二：电压型控制的补偿器传递函数：)1()1()1()1()(2121p p z z I c s s s s s s G ωωωωω++++=这个小信号传递函数是多数DC-DC功率变换器在构成电压型控制时，所选择的补偿器传递函数。
20170415-开关电源中的磁元件基础知识(一)
开关电源中的磁元件基础知识(一)普高（杭州）科技开发有限公司张兴柱博士一：磁学基本定律图1：通电线圈周围所产生的磁场示意图在电磁学中，我们知道通有电流的导线或线圈周围会产生磁场，图1是通电线圈周围所产生的磁场示意图。
当线圈中的电流为直流电流时，所产生的磁场是直流磁场；当线圈中的电流是交流电流时，所产生的磁场是交流磁场。
图中的磁场用带方向的磁力线（磁通）表示，磁力线的方向可用右手定则判断（握住右手，四指对住电流的方向，大拇指的方向即为磁通的方向），另外要注意的就是磁力线的闭合性，这是磁场的一个重要特性。
m图2：环形铁芯中的磁场既然磁场是有电流产生的，那么磁场与电流之间究竟满足什么样的关系呢？对于图2所示的环形铁芯，假定其导磁率非常大，由线圈电流所产生的磁场均匀地分布在铁芯之内，那么在铁芯中所产生的磁场满足安倍环路定律（简称安倍定律），其数学表达式为：l tH m=（1）)(tni)(公式右边是线圈中的电流和线圈的匝数乘积，也叫线圈的安匝数，公式的左边是铁芯的磁场强度和铁芯的平均磁路长度乘积。
从公式（1）可知，当线圈的安匝数已知时，由该安匝数在铁芯中所产生的磁场强度为： ml t ni t H )()(= （2） 安倍定律告诉我们磁场产生的根本原因是电流，只要在线圈中通有电流，在线圈的周围就会有磁场，当线圈绕在一个导磁材料上时，因为导磁材料的导磁率非常高，所以由电流产生的磁场就主要集中在导磁材料内，为了简化分析，通常还把导磁材料内的磁场看成是均匀分布的磁场，下面要介绍的一些磁学定律都是建立在均匀分布磁场这一假定之上的。
一旦在铁芯中产生了磁场)(t H 后，铁芯中就会产生磁通)(t Φ，磁学中将单位面积通过的磁通定义为磁感应强度（或磁通密度，该定义也可用图3表示），如下式： cA t tB )()(Φ= （3）(Φ(B 总磁通磁通密度cA图3： 磁感应强度的定义 其中：c A 为铁芯的截面积。
对于导磁材料来讲，其磁感应强度和磁场强度存在着下列关系：)()(t H t B µ= （4）其中：o r µµµ=，o µ为真空的导磁率，meter Henries o /1047−⋅=πµ，为一常数；r µ为相对导磁率，6310~10=r µ，与导磁材料的组成有关，不是常数，详见后续介绍。
20170706-开关电源中的控制理论基础知识(三)
2
R1
vin
C1
vo
ωd =
1 R1C1
vo s =− vin ωd
图 4： 微分环节的电路实现
在后面将要介绍的开关稳压电源系统中， 一般不用纯微分环节， 而是采用低频段增益固定的 左半平面单零点环节来提升系统环增益的相位。
3
开关电源中的控制理论基础知识(三)
普高（杭州）科技开发有限公司 张兴柱 博士
积分环节的 Bode 图
G ( s) =
ωI
s
用 s = jω 代入后，得 G ( jω ) =
ωI ωI = − j ，故有： ω jω
20 log G ( jω ) = 20 log
ωI ， ∠G ( jω ) = −90° ω
ωd ，是微分环节的微分频率。 2π
20 log G ( jω )
60dB
∠G ( jω )
+ 270°
40dB
180 °
20dB
90
0
9 0°
0dB
20 dB / dec
fd
-20dB
0°
− 9 0°
-40dB
− 180°
-60dB
− 270°
0.1Hz
1Hz
10Hz
100Hz
1KHz
10KHz
100KHz
1MHz
图 3： 微分环节的 Bode 图
图 4 是微分环节的电路实现。从其 Bode 图可以看出，微分环节对零频分量（直流）的输入 信号，其增益为 0，随着信号频率的增加，其增益变大，如果这个环节是补偿电路中的一个 环节的话， 则这种幅频特性对高频扰动不仅没有抑制而且是放大的， 所以选择补偿电路时一 般不能选择微分环节，尽管它能引入一个 90 度的相位超前。
20170604-开关电源中的功率开关基础知识(一)
开关电源中的功率开关基础知识(一)普高（杭州）科技开发有限公司 张兴柱 博士理想开关的特征：理想开关是电路中早就学过的一个元件，其符号如图1(a)所示，通过控制，可以让开关K K控制K (a) 符号 (b) 简化图1：理想开关的电路符号图1：导磁材料的BH 曲线闭合或者断开，在电路教材中，为了简单起见，这种开关上的“控制”两字一般不加标注，其符号被进一步简化成图1(b)所示。
电路中的理想开关，其特征是闭合时的电压为零，断开时的电流为零。
考虑控制及实际开关的限制，我们可以把图1(a)的这种理想开关在工作时的特征进一步细化成稳态特征和动态特征，总结如下：A ：稳态特征：当开关闭合时，作为理想开关的必要条件是：（1）：开关两端的电压为零；（2）：开关中流过的电流方向和大小无限制，即开关中的电流方向既可以正方向、也可以反方向，开关中流过的电流额定为无限大。
当开关断开时，作为理想开关的必要条件是：（1）：开关中流过的电流为零；（2）：开关两端的电压方向和大小无限制，即开关中的电压方向既可以正方向、也可以反方向，开关两端的电压额定为无限大。
B ：动态特征：开通过程，即开关从断开到闭合的过程，作为理想开关的必要条件是：控制开关开通的信号功率为零；开关开通过程的时间为零，即开关的开通可瞬间完成而且其控制不需要功率。
断开过程，即开关从闭合到断开的过程，作为理想开关的必要条件是：控制开关断开的信号功率为零；开关断开过程的时间为零，即开关的断开可瞬间完成而且其控制不需要功率。
具有上面稳态特征和动态特征的开关就是理想开关，对这种理想开关，我们还可以用图2的波形来形象地表示其特征。
其中控制信号为“H ”时，开关闭合，闭合时开关中的电流为Ion ，其值由外部电路决定，方向既可以正方向也可以反方向，且大小无限制，闭合时开关两端的电压为零；当控制信号为L 时，开关断开，断开时开关两端的电压为Voff ，其值由控制开关 电流Ion HL开关电压Voff 控制图2：理想开关的电路波形外部电路决定，方向既可以正也可以负，且大小无限制，断开时开关中的电流为零；当控制从H 瞬间跳变到L 时，开关也从闭合瞬间跳变到断开，跳变过程中，开关两端不会有高压产生；当控制从L 瞬间跳变到H 时，开关也从断开瞬间跳变到闭合，跳变过程中，开关内部不会有浪涌电流产生。
开关电源培训讲义
开关电源培训讲义漆逢吉第一章不间断直流电源供电系统概述DC图1—1 不间断直流电源供电系统框图（一）系统框图开关电源设备中包含交流配电部分、整流器、直流配电部分和控制器，它连同蓄电池组和接地装置，构成不间断直流电源供电系统，如图1—1所示。
交流配电：防雷，并对交流电源进行分配、控制、检测和保护等，主电路原理图参看设备使用说明书。
输入交流应采用三相五线制。
在这种制式中，工作地线（零线）与保护地线必须严格分开。
交流导线的截面积，一般按发热条件来选择。
铜芯绝缘导线的线芯截面积，可按4A/mm2来选取。
绝缘导线的线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。
机房内的交流导线应采用阻燃型电缆。
保护接地的接地线应采用多股铜芯绝缘导线。
其线芯截面积的选取原则是：相线截面积S≤35mm2时，采用16mm2；相线截面积S>35mm2时，选用≥S/2。
整流器：把交流电变成所需直流电。
现在一般都采用高频开关整流器。
高频开关整流器采用无工频变压器整流、功率因数校正电路和脉宽调制高频开关电源技术，具有小型、轻量、高效率、高功率因数、高可靠性以及智能化程度高、可以远程监控、无人值守或少人值守等优点，因此得到了广泛应用。
通信用高频开关整流器为模块化结构。
在一个高频开关电源系统中，通常是若干高频开关整流器模块并联输出，输出电压自动稳定，各整流模块的输出电流通过均流电路实现自动均衡。
直流配电：连接整流器的输出端、蓄电池组和负载，构成浮充供电的不间断直流电源系统。
它对输出直流进行分配、控制、检测和保护等。
其主电路原理图如后面的图2—1所示。
直流馈电线的截面积，按允许电压降来选择。
根据欧姆定律，可按下式计算ILS≥（1—1）ΔUν式中S—导体截面积（mm2）；I—流过导线的电流（A）；L—导线长度（m）；ΔU—导线上的允许压降（V）；ν—导体的电导率（m/Ω·mm2）,铜为57,铝为34，是电阻率的倒数。
开关电源培训资料
开关电源培训资料开关电源培训资料【第一篇】开关电源是一种常见的电源供应器件，被广泛用于各种电子装置中。
它具有高效率、小体积和轻量化的特点，因此在现代电子设备中得到了广泛的应用。
本篇文章将介绍开关电源的基本工作原理和一些常用的开关电源类型。
1. 基本工作原理开关电源的基本工作原理是利用开关管实现电源输入电压的高效率转换。
通常，开关电源有以下几个基本组成部分：(1) 输入滤波电路：用来对输入电压进行滤波，防止高频噪声对电源的影响。
(2) 整流电路：将交流电源输入转换为直流电压。
(3) 稳压调整电路：对直流电压进行稳压调整，以确保输出电压的稳定性。
(4) 开关转换电路：通过开关和控制电路实现输入电压的高效率转换。
(5) 输出滤波电路：对开关电源输出电压进行滤波处理，提供干净稳定的输出电压。
2. 常用的开关电源类型根据不同的应用需求和输出功率的大小，开关电源可分为多种类型。
以下是一些常见的开关电源类型：(1) 开环开关电源：这种类型的开关电源不具备反馈控制回路，输出电压不稳定且容易受到输入电压变化的影响。
它适用于一些对电源质量要求较低的应用场景。
(2) 闭环开关电源：闭环开关电源通过反馈控制回路对输出电压进行稳定控制，能够有效地抑制输入电压的波动对输出电压的影响。
它适用于对电源质量要求较高的应用场景。
(3) 开关电源的调整方式：开关电源的输出电压可以通过直接改变变压器的变比或通过在控制回路中加入调整电路来实现。
前者适用于输出电压变化范围较大的场景，后者适用于输出电压变化范围较小的场景。
(4) 开关电源的拓扑结构：开关电源的拓扑结构有很多种，如反激式、降压式、升压式、反激降压式等。
不同的拓扑结构适用于不同的输出功率和电源输入条件。
以上只是对开关电源的基本工作原理和一些常用类型的简要介绍，如果想深入了解开关电源的设计和应用，还需进一步学习相关领域的知识。
下一篇将继续介绍开关电源的设计方法和一些要注意的问题。
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3：开发一个开关电源产品所需要的专业理论知识
从下面一个开关电源产品例子着手，来看看开发人员需要掌握的专业理论知识有哪 些？这个例子是一个标准的多输出电源（CPCI350），其规格和要求等先简单地概 括如下： 1）：稳态设计规格 01：输入电压范围： 85V~264V AC ； 02：输出#1： 5V/50A 输出#2： 3.3V/40A，满足：Io1 + Io 2 ≤ 55 A 输出#3： 12V/12A 4 ∑ Poj ≤ 350W 输出#4： -12V/4A，满足：j =1 Δ 03：输出电压纹波：Voj ( j = 1 ~ 4) ≥ 04：模块满载效率： 70% 05：输入功率因数：0.99typ 06：电压调整率：≤ ±1% 07：负载调整率：输出#1 ≤ ±0.5% ，其它输出 08：模块几何尺寸：L(cm) × W (cm) × H (cm) − 09：模块环境温度： 20 ~ 50°C ≤ 10：温度系数： 0.02% > 11：输出保持时间： Brick
12
G：二次电源产品的图片（DC/DC）
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2：开发一个开关电源产品所需要的基本技能
1）：认识组成开关电源的所有元器件。 2）：掌握各种元器件的电气性能和电路符号。 3）：会自己制作各种磁芯元件。 4）：会正确装配电源中的各个部分。 5）：了解电源各项指标的意义并掌握如何测试的方法。 6）：会使用仪器对装配后的电源进行正确的调试，优化和折中。 7）：会对获得的实验结果进行分析，并进行总结。 8）：会从不同的渠道不断地学习电源知识，并能和别人分享自己的成果。 上面要求的基本技能，请与会者自己对照一下，有不够的地方，则要努力去做，因 为这是最基础的。下面将给大家详细介绍一下所需要掌握的专业理论知识。
（1）：外置电源 --- 与设备分开放置的电源模块或电源系统；如： -- 通信用一次电源模块和系统； -- 电力操作电源模块和系统； -- 手机电池的充电器； -- 笔记本电脑的Adapter ； -- 各类手提设备、便携设备的电池充电器，等等。
5
（2）：内置电源 --- 放在设备内部的电源模块或电源系统；如： -- 计算机内部的Silver Box和VRM； -- 家电（如普通电视机、PDP电视机、液晶电视机）内部的供电电源； -- 工业控制设备内部的电源； -- 仪器中用的电源； -- 通信设备内部的电源模块和系统； -- 复印机、传真机、打印机等的内部电源，等等。 （3）：板上电源 --- 放在设备内单板上的电源模块；如： -- 标准砖类电源（全砖、半砖、1/4砖、1/8砖）； -- 非隔离POL（Point of Load）变换器； -- VRM和VRD； -- 小功率SMD电源； -- SIP和DIP电源，等等。
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2）：环路参数的优化： 在选定功率级拓扑和控制策略后，可利用前面的知识并在功率级参数优化的基础 上，对环路参数进行优化，使得： --- 尽量减小闭环电压音频隔离度从而减小PFC滤波电容； --- 尽量减小闭环输出阻抗从而减小DC输出滤波电容； --- 尽量提高电源的闭环响应速度从而减小DC输出滤波电容；
Vo3 12S -S Vref SB3 Io3
电压环 MA3控制
电压环 Vref SB1
Vo1 5S -S
均流环 限流环
均流环 限流环
Io1
Iref
Iref
限流环 Io4 Is
限流环 Io2 均流环 SB2 Vo2 3.3S -S Vref
Vo4 Vref 电压环 MA4控制
PWM控制 和驱动电路 电压环 MA2控制
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3）：CPCI350的功能结构总框图
L N 保险丝 EMI滤波器 浪涌限制 整流电路
输入欠压 掉电检测
关PFC PFC控制
Vin
面板指示 输入ok 辅助电源 故障
Vpfc
驱动 BOOST电路
Iin
控制 Vo1 Vo2 Vo3 Vo4 5V sense 3.3V sense 12V sense 驱动和 5V share 3.3V share 后调控制 12V share Io1 Io2 Io3 Io4 Vo1 5V/50A
4
2）开关电源是具有最高功率密度的电源，按变换方式可分为下列四大类：
（1）：第一大类：AC/DC开关电源； （2）：第二大类：DC/DC开关电源； （3）：第三大类：DC/AC开关电源； （4）：第四大类：AC/AC开关电源。 但目前只将前两类称为开关电源，而将后两类分别称为逆变器和变频器。
3）实际的开关电源在应用时可分成外置式和内置式两种：
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2：开发一个开关电源产品所需要进行的各种折中
1）：折中一：稳态性能与动态性能的折中 很多功率级拓扑，其稳态性能与动态性能通常难以兼顾。稳态性能好的，动态性 能就差，动态性能好的，稳态性能就差，这种例子非常多，所以选择拓扑时一定 要根据要求和应用场合来合理选择。 即使同一个拓扑，其功率级参数设计时，也要考虑稳态性能和动态性能的折中， 如输出滤波电感的设计，对效率而言，希望其越大越好，但对动态性能而言，则 希望其小一点好，所以设计时需要折中。 2）：折中二：功率密度与可靠性的折中 很多有更高功率密度的拓扑，其实现时会比较复杂，而且往往拓扑本身还有可 靠性较低的隐患。所以选择拓扑时也要根据可靠性和性能来进行具体折中。 如一些能实现软开关的拓扑，一般可实现更高的开关频率，具有更高的功率密 度，但他们在实现的产品中，可靠性往往较低。
20
5）：开发一个开关电源产品所需要的专业理论知识： （01）：有源PFC的拓扑，分析，控制与设计。 （02）：DC-DC功率变换器的拓扑与稳态分析。 （03）：开关电源的功率级参数设计 （04）：开关电源的控制与动态分析。 （05）：开关电源的小信号分析与设计。 （06）：开关电源的大信号分析与设计。 （07）：开关电源的EMI分析与设计。 （08）：开关电源的热分析与设计。 （09）：开关电源的容差分析与设计。 （10）：开关电源的各种保护技术。 （11）：开关电源的同步整流技术。 （12）：开关电源的模块均流控制技术。
采用变压器绕组或电感绕组的辅助电源，其输出电压的质量一般不太好，通过对 辅助电源的优化，要保证自供电后的电源整机性能变化最小，可靠性没有问题。
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4）：其它优化： --- 电源内各种保护电路的优化； --- EMI滤波器电路的优化； --- 电源内部热环境的优化； --- 电源其它功能电路（如均流、同步、热插拔、远端补偿等等）的优化； --- PCB Layout的优化，等等。
开关电源开发人员所需具备的理论知识 实践技能和工程素质
张兴柱 博士
（2008年4月完成）
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内容目录
1：开发一个开关电源产品所需要的技能和专业理论知识 2：开发一个开关电源产品所需要进行的各种优化和折中 3：保证开关电源产品一次开发成功所需具备的工程素质
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一：开发一个开关电源产品所需要的技能和专业理论知识
≤ ±3%
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2）：设计必须实现的功能 01：全范围内的正常开关机 ； 02：全范围内的输出稳压且满足各项电性能指标； 03：实现规格书要求的自动保护 ； 04：输出#1~输出#3的输出并联均流； 05：输出#1和输出#2的远端补偿； 06：实现规格书的安全要求； 07：实现规格书的EMI要求； 08：实现规格书的热插拔要求； 09：实现规格书的MTBF要求； 10：实现规格书的成本要求； 11：实现规格书的通断逻辑功能要求。
下面我们来看一些电源产品的图片。（这些图片摘自相关电源公司网站）
6
A：一次电源产品的图片（AC/DC）
FPS Series of Lambda
TH Series of Lambda
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B：工业电源产品的图片—标准产品（AC/DC）
CPCI Series of Lambda
8
C：工业电源产品的图片（AC/DC）
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二：开发一个开关电源产品所需要进行的各种优化和折中
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1：开发一个开关电源产品所需要进行的各种优化
1）：功率级参数的优化： 在选定功率级拓扑后，可利用前面的知识和稳态工作点选择，对功率级参数进行 优化，使得： --- 开关功率器件的损耗最小； --- 功率变压器和滤波电感、滤波电容等的体积最小； --- 电源整机的功率密度最高； --- 功率级的Layout最合理，等等。 在这些优化中，最重要的是功率变压器的优化，其变比，其绕法都会直接影响其 它功率元器件的选择和整个功率级的效率及功率密度。合理地选择功率开关器件 和它们的驱动电路及吸收电路，对功率级的性能也很重要。
HWS Series of Lambda
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D：工业电源产品的图片（AC/DC）
DT Series of Lambda
KW Series of Lambda
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E：工业电源产品的图片（AC/DC）
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F：二次电源产品的图片（DC/DC）--标准转类
Full Brick
Half Brick
Half Brick
其中蓝色方框用来实现基本稳压功能的；绿色方框用来实现并联和热插拔等高 级功能的；红色方框用来实现各种保护功能。
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4）：从CPCI350的功能结构总框图可知，一个开关电源产品需要的电路为： （1）：功率电路： --- 输入保险丝； --- EMI滤波器； --- 浪涌限制器（通常为热敏电阻和电子开关并联）； --- 整流电路； --- PFC主电路（多为Boost电路）； --- DC-DC主电路（可有很多种选择）； --- 辅助电源主电路（多用Flyback电路）； --- 输出隔离器件（Oring Diode 或Oring MOSFET）；
3
1：开关电源概况
1）电源是什么？
--- 因电子技术、自动化技术、IC技术等等的迅速发展，导致了多种多样的电子设备； 如：计算机、电视机、通信设备、工业控制设备、手机数码相机、DVD、服务器、 路由器、电机驱动、医疗仪器、。。； --- 电子设备内部的各种IC、电子电路、执行装置所需的电源，多为直流电和交流电； --- 从电网所得的交流电或由电池所得的直流电是随环境、时间和负载所变化的，它们 不能直接成为电子设备所需的内部电源； --- 电子设备由于要完成许多高级的功能、对其供电电源的精度、随环境的变化、动态 响应能力、还有很多其它的指标都有非常高的要求； 将电网或电池的一次电能，转换为符合电子设备要求的二次电能，这样的变换设备便 是电源。电源是一切电子设备的心脏，没有电源，电子设备就不可能工作。