开关电源中的几个难点问题

张兴柱博士

（2008年10月完成）

世纪电源网https://www.360docs.net/doc/8f8607617.html,

问题清单

01：开关电源的带宽是不是越高越好?

02：为什么PFC的带宽要控制在10~20Hz?

03：用UC3842~45控制的开关电源,其限流点为什么会随输入电压变化? 04：开关电源的带容性负载能力是不是越大越好?

05：在峰值电流控制中,当占空比大于0.5时,为什么要加斜波补偿电路? 06：两个完全稳定的开关电源,组成系统时,为什么会产生振荡?

07：MOSFET并联时为什么经常出现炸机现象?

08：开关电源中的拍频现象是怎么产生的?如何克服?

09：为什么开关电源中的干扰会对电源会产生致命的影响?

10：为什么开关电源中的电性能,热性能和EMI性能是互相关联的?

11：为什么高频功率变压器对电源的性能有非常大的影响?

12：MOSFET的最大占空比应如何设计,才能获得最佳的电源性能? 13：如何才能保证大占空比下的隔离驱动电路绝对可靠?

14：大占空比下电流取样电路的去磁如何实现?

15：同步整流驱动对开关电源的效率是怎么影响的? 16：…………………

…………………..

因报告时间所限,本次只给大家介绍清单中的前面六个问题它们可归结为开关电源动态方面的难点问题

问题一：开关电源的带宽是不是越高越好?

3)：开关电源带宽的高低对开关电源的影响

(1)：从开关电源的稳定性看,带宽越低,电源越容易稳定：

--- 对PCB布板要求降低；

--- 补偿电路的抗高频干扰能力增强；

--- 相位裕量增加；

(2)：从开关电源的动态指标看,带宽越高,电源的动态性能越好；

--- 可提高对输入低频纹波的抑制能力；

--- 可提高对输出负载电流变化的抑制能力；

(3)：在满足同样动态指标时,带宽高的开关电源,会有更高的功率

密度和更低的成本：

--- 带宽越高,其低频处的闭环音频隔离度就越小,输出端的低频率纹波就越小,在输出纹波一样时,输入端的滤波电容就越小；同样的

道理在负载跳变所引起的输出电压变化一样时,输出端的滤波电

容就越小；

(4)：提升开关电源的带宽,对开关电源的性价比非常有利,但受许

多因素牵制:

--- 开发人员的水平；

--- 合理的总体方案；

--- PCB布板要求的提高等等．

４)：开关电源的带宽是不是越高越好？

答案：是

因为只有不断提高开关电源的带宽，才能保证你的开关电源产品

更有竞争力，才能更好地满足客户的要求．

问题二：为什么PFC的带宽要控制在10~20Hz?

问题三：用UC3842~45控制的开关电源,其限流点

为什么会随输入电压变化?

开关电源设计的一般注意事项

开关电源设计的一般注意事项 1、布局：【1】脉冲电压连线尽可能短；【2】其中输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管连接线.脉冲电流环路尽可能小；【3】如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负.输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器；【4】电路中X电容要尽量接近开关电源输入端；【6】输入线应避免与其他电路平行，应避开。Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端；【7】共摸电感应与变压器保持一定距离，以避免磁偶合，如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽，以上几项对开关电源的EMC性能影响较大；【8】输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子，可影响电源输出纹波指标；【9】两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容. 发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间，条件允许可将其放置在进风口；【10】控制部分要注意：高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路，在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号电路，特别是电流控制型电路，处理不好易出现一些想不到的意外，其中有一些技巧，现以3843电路举例见图(1)图一效果要好于图二，图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺，由于干扰限流点比设计值偏低，图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路；【11】开关管驱动电阻要靠近开关管，可提高开关管工作可靠性，这和功率MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关；【12】关于反激电源的占空比，原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5，否则环路不容易补偿。 3、线间距：随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高，一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题，完全能够满足大多数应用场合。考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺，一般双面板最小线间距设为0.3mm，单面板最小线间距设为0.5mm，焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔，最小间距设为0.5mm，可避免在焊接操作过程中出现“桥接”现象，这样大多数制板厂都能够很轻松满足生产要求，并可以把成品率控制得非常高，亦可实现合理的布线密度及有一个较经济的成本。

开关电源检验规范.

1、目的通过进行相关的测试检验评估，确保产品符合安规及品质要求。 2、适用范围适用于本公司所开发/设计的所有开关电源产品。 3、检验所用仪器与设备检验所需的设备均须为校验合格的设备，其精度必须高于测试所要求的精度至少一位。 4、检验试验的一般条件 4.1 检验试验的环境要求如无特殊要求，则试验应在下列环境条件下进行：环境温度：20 ~ 30℃；相对湿度：35% ~ 75%；大气压力：70 ~ 106KPa。 4.2 检验方法各检验项目内有检验方法，具体的检验操作方法参考《检验作业指导书》。 5、检验基本原则及判定准则 5.1 检验基本原则 5.1.1 以《检验规范》、《产品规格书》依据，以测试数据为准则。 5.1.2 检验过程中若发现问题比较严重且比较多，需立即停止并及时向上级汇报。 5.1.3 检验过程中，若抽样产品出现问题，但不影响测试的正常进行，则需测完样机的全部项目。 5.2 不合格项目分类 5.2.1 致命问题安规测试不合格；导致电源损坏的所有项目。 5.2.2 严重问题技术指标未达到规格的要求；抗干扰性指标未达到规格要求。 5.2.3 一般问题测试中指标的裕量不足。 5.2.4 讨论问题研究性测试未合格项目；产品规格书中未界定的项目。修改记录版次修订日期批准审核编写唐恿 2012.3.3

6、检验试验项目说明：以下检验方法，参照IEC 、GB 、CE 、UL 等标准的通用检验方法；检验项目以产品规格书规定的为准，产品规格书有要求的项目为必检项目，产品规格书未要求的项目可不检验；检验条件如果产品规格书有规定,则以产品规格书为准；当客户对检验项目和检验方法等有特别要求时，以客户的要求为准。输入全电压范围是指输入由最低输入电压到最高输入电压连续调节，但数据只需记录最低输入电压，额定输入电压，最高输入电压的情况。输出全负载范围是指输出负载由最小负载到额定负载连续调节，但数据只需记录最小负载，半载，额定负载的情况。高温低温分别指产品的工作温度或存储温度的上限和下限。输入电源的频率要求为最小输入电压时47Hz （当设备能力达不到47 Hz 时按设备能达到的最小频率输入）、最大输入电压时63Hz 、额定高电压输入时为50 Hz 、额定低电压输入时为60 Hz 。检验试验范围包含但不限于以下项目： 6.1 电气性能测试：空/负载输入输出电压、负载输入输出电压/电流/功率、效率、纹波&噪声、功率因素、动态响应、开机时间、异常保护，耐压绝缘、漏电、接地、老化、温升等测试。 6.2 环境适应性检验：高温、低温启动，高温、低温ON/OF 循环冲击，高温、低温储存等试验。 6.3 机械检验：外观要求、尺寸测量、标记检查，跌落、振动、模拟运输等试验。 6.4 重要元器件检验：变压器、电感、场效应管、输出整流二极管、桥堆、滤波电容、X 电容、Y 电容等重要元器件的型号、规格、厂商、生产批号的检验。 6.1 电气性能测试： 6.1.1 空载输入功率测试说明：参照产品Spec.，测试空载输入功率须在Spec.标示范围内，同时也需符合下表的限值（输入115V/60Hz 和(或)230V/50Hz 两种模式下测试）：输出功率标称值Po(W) 空载输入功率限值(W) 0 ＜ Po ＜ 60 1 MAX. 60 ≤ Po ≤ 200 3 MAX. 测试方框图: 图1 测试方法： 1. 先如图1 布置好测试电路。 2. 产品输入额定电压&频率。 3. 电源输出处于空载状态。 4. 读取电参数测量仪上输入功率，此时功率为空载输入功率。判定标准：空载输入功率超标：严重问题 6.1.2 空载输出电压测试说明： AC 电源电参数测量仪待测试电源电子负载

介绍一下开关电源布板注意事项

介绍一下开关电源布板注意事项来源：开关电源时间：2016-05-20 09:27 浏览：163 次

作为PCB工程师，在Lay PCB，应重点注意那些事项？ 1、电源进来之后，先到滤波电容，从滤波电容出来之后，才送给后面的设备。因为PCB上面的走线，不是理想的导线，存在着电阻以及分布电感，如果从滤波电容前面取电，纹波就会比较大，滤波效果就不好了。 2、线条有讲究：有条件做宽的线决不做细，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角。地线应尽量宽，最好使用大面积敷铜，这对接地点问题有相当大的改善。 3、电容是为开关器件(门电路)或其它需要滤波/退耦的部件而设置的，布置这些电容就应尽量靠近这些元部件，离得太远就没有作用了。 Lay PCB（电源板）时，结合安规要求，重点注意那些事项？ 1、交流电源进线，保险丝之前两线最小安全距离不小于6MM，两线与机壳或机内接地最小安全距离不小于8MM。 2、保险丝后的走线要求：零、火线最小爬电距离不小于3MM。 3、高压区与低压区的最小爬电距离不小于8MM，不足8MM或等于8MM的。须开2MM的安全槽。 4、高压区须有高压示警标识的丝印，即有感叹号在内的三角形符号；高压区须用丝印框住，框条丝印须不小于3MM 5、高压整流滤波的正负之间的最小安全距离不小于2MM 简述设计、开发流程。 1、根据设计制作原理图 2、在原理图编译通过后，就可以产生相应的网络表了 3、制作物理边框(Keepout Layer) 4、元件和网络的引入 5、元件的布局元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响，是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则：⑴放置顺序先放置与结构有关的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类，这些器件放置好后用软件的ＬＯＣＫ功能将其锁定，使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件，如发热元件、变压器、IC等。最后放置小器件。⑵注意散热元件布局还要特别注意散热问题。对于大功率电路，应该将那些发热元件

开关电源的维修-通俗易懂篇很实用

开关电源维修开关电源在工业自动化时代，已经被用于到所有行业，其精密电路板和对电流电源的严格要求，使得开关电源电路板维修成为PCB维修行业中难度比较大的一中常见故障设备。在开关电源维修之前，我们必须了解开关电源的工作原理，电源先将高电压交流电通过全桥二极管整流以后成为高电压的波动直流电，再经过电容滤波以后成为较为平滑的高压直流电。这时，控制电路控制大功率开关管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级。接着，把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使负载工作的低电压强电流的直流电。其中，控制电路是必不可少的部分。它能有效的监控输出端的电压值，并向功率开关管发出信号控制电压上下调整的幅度。在开关电源中，由于电源输入部分工作在高电压、大电流的状态下，故障率最高;其次输出直流部分的整流二极管、保护二极管、大功率开关三极管较易损坏，再就是脉宽调制器的反馈和保护部分。一、在断电情况下首先，在开关电源没通电前，先用万用表测一下高压电容两端的电压先。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障，则大多数情况下，高压滤波电容两端的电压未泄放掉，此电压有300多伏，如果不小心被阁下玉手摸到，一定让你留下难忘的记忆! 由于检修电源要接触到220V高压电，人体一旦接触36V以上的电压就有生命危险。因此，在有可能的条件下，尽量先检查一下在断电状态下有无明显的短路、元器件损坏故障。首先，打开电源的外壳，检查保险丝是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的

PCB板上元件破裂，则应重点检查此元件，一般来讲这是出现故障的主要原因;闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件;问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规的操作，这一点对于维修任何设备都是必须的。在初步检查以后，还要对电源进行更深入地检测。用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，如果电阻值过低，说明电源内部存在短路，正常时其阻值应能达到100千欧以上;电容器应能够充放电，如果损坏，则表现为AC电源线两端阻值低，呈短路状态，否则可能是开关管击穿。然后检查直流输出部分脱开负载，分别测量各组输出端的对地电阻，正常时，表针应有电容器充放电摆动，最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。否则多数是整流二极管反向击穿所致。二、加电检测在通过以上检测后，就可以进行加电测试。这时候才是关键所在，需要有一定的经验、电子基础及维修技巧。一般来讲应重点检查一下电源的输入端，开关三极管，电源保护电路以及电源的输出电压电流等。如果电源启动一下就停止，则该电源处于保护状态下，可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压，如果电压超出规定值，则说明电源的处于保护状态下，应重点检查产生保护的原因。由于接触到高电压，建议没有电子基础的朋友需要小心操作。三、常见故障 1.保险丝熔断一般情况下，保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。由于电源工作在高电压、大电流

开关电源安规详述

开关电源安规详述一．安规申请 1．为什么要申请安规认证？许多国家都要求出口到其国家的特定产品应通过安全认证且印有相应的安全标记，如欧洲的CE Mark认证，中国从2002年5月1日起强制实行的3C认证等。另外，欧洲国家的许多消费者认为仅仅只有CE Mark是不够的（因为厂商可以自我宣称CE Mark），还必须有一个标记如TUVGS、NEMKO等，以确认此产品已经公认的认证机构认证过。可以看出，申请安规认证是进入上述市场所必须的。另外，认证分强制型认证和非强制型认证。强制型认证有CE、3C、PSE（日本）等，非强制型认证有TUVGS、UL等，非强制型认证没有强制的认证要求，但出于保障消费者的信心等原因而申请此认证。 2．安规申请步骤安规申请可分为以下三个步骤：（1）申请前： ?确认产品需要哪种认证、适用哪种安规标准； ?研究相应的安规标准并通过相应的测试和评估来确保产品能够符合此标准； ?联系信用、声誉佳的安规测试机构或实验室； ?从安规测试机构或实验室取得申请表和报价单，商讨认证费用和其它认证事宜； ?准备充足的测试样品、材料和充分的文件；（2）申请中： ?提交申请表、初期费用、测试样品、材料及文件，开始认证程序； ?监测认证进程，出现较小的问题时和测试机构讨论、协商解决； ?出现较大的问题后，需要修改结构或设计时，应立即修改，且相应的文件和测试样品也应立即提交。 ?测试通过后，安规机构首次工厂检查； ?交清所余申请费用，取得测试报告和证书，检查，存档；（3）申请后： ?在产品上打上该认证标记； ?安规机构每年不定期工厂检查； ?当设计有改动时，不管是小改动还是大改动，均须通知安规测试机构并得到其认可，当有大改动时，安规机构会可能要求补做测试。 3．安规申请需准备的文件有：公司与产品的说明文件及产品说明书（如果有）；简单的性能测试文件与产品规格书；重要的元器件与材料的认证书；元器件清单（编号、规格、供应商、UL认证文件）原理图、PCB板图（插件图、焊盘图、走线图）；火牛与线圈的结构图；外壳外观图（如果有），铭牌图（标签图）； 4．安规申请需准备的材料有：开关电源的认证申请需准备的材料有： 8-12个完整的样品；

开关电源拓扑结构详解

开关电源拓扑结构详解主回路——开关电源中，功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开入端和负载端。开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。 1. 非隔离式电路的类型：非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。 1.1. 串联式结构串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。例如buck 拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源。上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。其中L是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负

载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感

L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出；D是整流二极管，主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。在控制开关关断期间Toff，储能电感L将产生反电动势，流过储能电感L的电流iL由反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流二极管D的正极，然后从续流二极管D的负极流出，最后回到反电动势eL的负极。对于图1-2，如果不看控制开关T和输入电压Ui，它是一个典型的反г 型滤波电路，它的作用是把脉动直流电压通过平滑滤波输出其平均值。串联式开关电源输出电压uo的平均值Ua为： 1.2. 并联式结构并联——在主回路中，相对于输入端而言，开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输出端负载成并联连接的关系。开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载R靠电容器存储的电能供电；当开关管T关断时，续流二极管D导通，输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后，通过续流二极管D对负载R供电，并同时对电容器C充电。

开关电源布线注意事项

上期我们谈到了布局方面的注意事项，对于layout 工程师来说电源模块布局完成时，布线也就基本已经规划好，布局做好，布线自然水到渠成。如下图1所示原理图：图1 从原理图中我们可以看到a:主电流通道(红色）b：地的区别（电源地、信号地、其他信号地）c：反馈通道（蓝色）d：续流回路。对于上述开关电源的布线的处理时，我们还是有以下事项需要注意：开关管部分: 尽量粗短，一般用铺铜实现，考虑大电流通道。输入输出滤波：注意到电源平面的过孔数目和位置，在滤波电容之后。输入输出的地：用大铜皮连接到一起，多打地孔到平面（开关管特殊要求除外）。

控制电路的地：模拟地，与大电流地分开，单点接地。控制电路的采样：模拟信号，采样点在输出滤波之后，如果有电流采样和电压采样，布成差分线的紧耦合形式，采样线尽量短，减小受干扰的空间。控制电路的调制输出：模拟信号，不要在开关管下走长线，远离大电流的电源和地等区域。下面我们还是借用芯片的datasheet图例来一起看一下开关电源布线的一些注意事项，如下图2所示：图2：某电源芯片layout guide 从datasheet要求来看主要需要我们注意： 1.输入输出回路尽量小满足载流且满足共地。 2.模拟地与大电流地分开，单点接地。 3.反馈信号处理以及芯片散热等。在我们的实际设计应用中对于上述开关电源电路可能会进行优化调整如图3所示原理图，其主要核心部分还是一致，如图3所示是该模块原理图和布线展示的示例：

图3.1：SCH 图3.2：布线展示我们可以从布线展示图中可以看到基本按照layout guide设计，但我们还需要注意以下细节：大电流通道滤波电路孔的位置和数量；输入输出地的铺铜共地连接；采样电路避免受干扰；芯片模拟地与大电流地的区分与单点相连，以及芯片的散热！接着上期的“IPC”PCB设计大赛的开关电源，如下图4原理图和布线展示：图4-1：原理图

【三圈两地】开关电源PCB布板要领

三圈两地，开关电源PCB布板要领 Ref 【作者nc965】有人说关电源的布板反正很麻烦，我同意，因为它是开关电源，不是其他题目是讲“要领”，因此不讲细节，也不是教材，与教材或者他人的理解相左、我也不做过多解释有人说否！细节很重要，决定成败，我说，要领最重要，基本的东西最重要，关键的地方没整对，大方向都错了，谈何细节？因此只捡最重要的讲，其余的自己去琢磨了。要领就6个字：布局，地线，间距。其实前4各字基本上是一层意思，后两个字是另外一层意思，这些是要领，其余的都是细节了。优化图示第一的好与不好，是电容及电感的位置不一样，“C-L-C”π型滤波器不好好（大电流开窗）

第二背面的好与不好，就是回路有分割与没分割的区别！不好好（电感后电容开口）第一张图的π型滤波器的电容在电感之后，第二张图的电容管脚铜皮开缺口（保证电流尽量通过电感上方的电容）。滤波效果差异其实在图中已经标注出来了的；【nc965】仔细看图，没有说输入输出电流流过电容，正因为输入输出是直流，不能流过电容，那么高频开关电路的高频脉冲交流就只能走电容了，因此电容上的脉冲电流特别大。恩，这个图例子举的不错，一要遵循电流的流向，二要出线尽量从电容的根部出来。

输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子，可影响电源输出纹波指标，两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间，条件允许可将其放置在进风口其他讨论是不是太宽了也容易被干扰到，最近做一个案子，把IC地线加粗后低压高温烧机时会出现工作不正常。比如说有些动点（电感与开关管之间）就不宜布的过大【lclbf】看看我画的这个板子，怎么优化自己感觉IT回来面积太大，有没有想到其他好的方法，还有接地和其他回路有没有问题。

开关电源安规要求

安规知识解读以下如未特别说明，安规要求均指GB4943-2001 1、基本绝缘：对防电击提供基本保护的绝缘。 2、加强绝缘：除基本绝缘外施加的独立的绝缘，用于确保基本绝缘一旦失效时仍能防止电击。 3、电气间隙（clearance）：两个导电零部件之间的最短空间距离。 4、爬电距离（creepage distance）：沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间的最短路径。 5、Y1电容可以认为具有加强绝缘的功能。初—次级跨接的电容用Y1 初—地之间可用Y2电容(1.5.7.1) ?工程师设计时常见错误：没有Y1和Y2电容的使用概念，以致初---次级之间也“不知不觉”地用了Y2电容。 6、设备的防电击保护类别： Ⅰ类设备：采用基本绝缘，而且有保护接地导体； Ⅱ类设备：采用双重绝缘，这类设备既不依靠保护接地，也不依靠安装条件的保护措施； Ⅲ类设备：SELV供电，且不会产生危险电压； 7、电源上的铭牌标示 i.电源额定值标志 1）额定电压及电流对具有额定电压范围的设备:

100V—240V; 2.8A 100V—240V; 2.8—1.1A 200V—240V; 1.4A 对多个额定电压: 120/ 220V ; 2.4/1.2A 2)电源的性质符号: 直流——交流~(GB8898-2001) ii.制造厂商名称或商标识别标记 iii.型号 iv.符号“回”，仅对Ⅱ类设备适用。

?工程师设计时常见错误： Ⅱ类设备大标贴没有“回”字符没有LOGO或LOGO与认证证书不是同一公司交流输入性质用“AC”表示，不用“~”表示具有额定电压范围或多个额定电压的设备，电流标示本应是“100V—240V; 2.8—1.1A”或“120/ 220V ; 2.4/1.2A”，错写成“100V—240V; 1.1—2.8A” 或“120/ 220V ; 1.2/2.4A” 8、保护接地和等电位连接端子标示预定要与保护接地导线相连的接线端子应标示符号，该符号不能用于其它接地端子。对保护连接导线的端子不要求标示，

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析个人PC所采用的电源都是基于一种名为―开关模式‖的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC 交流电转化为脉动电压（配图1和2中的―3‖）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的―4‖）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC 直流电输出了（配图1和2中的―5‖）配图1：标准的线性电源设计图

配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是50-60 KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的―开关电源‖其实是―高频开关电源‖的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

开关电源选型注意事项有哪些

开关电源选型注意事项在进行电器电路模块设计或给新产品定型时，有时极少认真考虑配套开关电源的选择，直到发现问题出在开关电源部分，才重新评估这个问题。一、选择开关电源的基本依据电压和电流范围，这是两个最容易确定的指标，只要根据电路的功耗计算出即可。也应考虑测试高、低供电电压极值。大多数固定电源允许输出电压±10%的范围内变化，如果这还不能满足电路要求，可选用输出可调的或允许更大变化范围的电源。如果用该电源给组合式装置供电，则装置所需最大的电流的75%到90%由一个电源提供，不够部分可并接两个或更多电源。二、开关电源的扩展和安全性 1、并联或串联工作当一个电源不能满足所需的电压或电流范围时，可将两个或多个电源(或将同一电源的不同输出)并联或串联起来使用。在这种工作模式下，各电源模块间的稳压和控制电路之间的联系仍然存在，只不过一个电源作为主控方另一个电源作为受控方使用。 2、过载保护因为一个电源要供给不同的电路使用，这些电路的电流的流量可能是未知的，为了避免对电源的损坏，需设置保护电路的范围。几乎所有的电源都具有以下特点：在超出输出范围时，要么输出保持在最大输出值，要么就自行关闭电源。某些程控电源除可用程序

设定输出范围外，还能自动设置电源稳定输出的类型。也就是说，当外电路需要的电压或电流超过设置极限时，电源可自动地由恒压源变成恒流源或由值流源变成恒压源。为电源加上保护二极管可以防止误接外接电源的极性造成的损坏。热传感器也可用于防止由于电源持续工作在过载状态或冷却无效而烧坏电源。三、开关电源内部潜在的造成损害的根源 1、脉动与噪声理想的直流电源应提供纯净的直流，然而总有一些干扰存在，比如在开关电源输出端口叠加的脉动电流和高频振荡。这两种干扰再加上电源本身产生的尖峰噪声使电源出现断续和随意的漂移。 2、稳定度当线电压或负载电流变化肘，直流电源的输出电压也会有所起伏。稳压程度由稳压电路的参数决定，参数是指滤波电容的容量和能量释放的速率。如果给电源供电的一个相对恒定的电源，那么只需基本的负载稳压。稳定度的大小一般定义为空载或满载时输出电压的百分比，或电压的变化值。 3、内部阻抗相对较大的电源内阻对负载来讲有两点不利，首先是不利于负载稳压电路工作，更为不利的是负载电流的任何变化都会导致直流电源输出的起伏，这种起伏对测试结果的影响同脉冲与噪声对测试结果造

开关电源PCB设计流程及布线技巧

开关电源PCB设计流程及布线技巧在任何开关电源设计中，PCB板的物理设计都是最后一个环节，如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，造成电源工作不稳定，以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析：一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数－》输入原理网表-》设计参数设置-》手工布局-》手工布线-》验证设计－》复查-》cam输出。二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距，一般情况下将走线间距设为8mil。焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。如图：

三、元器件布局实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声；由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。每一个开关电源都有四个电流回路：（1）电源开关交流回路（2）输出整流交流回路（3）输入信号源电流回路（4）输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电，滤波电容主要起到一个宽带储能作用；类似地，输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量，同时消除输出负载回路的直流能量。所以，输入和输出滤波电容的接线端十分重要，输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源；如果在输入/输出回

开关电源操作规程

开关电源操作规程一、开机方法： 1、启动前，将面板开关置＂待机／时控关＂位置，输出调节旋钮逆时针旋到最小；稳压／稳流＂开关根据用户所需功能置稳压或稳流档。 2、合上空气开关，此时面板上数显表显示．将＂待机＂开关置＂工作＂状态，然后顺时针转动输出调节旋钮．电压和电流显示出相应的数字．二、开关功能： 1、本机具有稳压和稳流功能．当用户置＂稳压＂档时，输出电压在机器额定电流范围内不会有变化，电流会根据负载大小做相应的显示．当用户置＂稳流＂档时输出电流在机器额定电压范围内不会有任何变化，电压表会根据负载大小做出相应显示。 2、当开关置“时控关”“工作”状态时，顺时针旋转输出调节旋钮，电压和电流有相应的显示，此时电源输出：“+”标识为阳极，“—”标识为阴极。 3、当开关置“时控开”“工作”状态时，时间继电器工作。第一时间段为待机时间，此时输出电压电流为零，第一段时间设定值需大于2S，第一段时间到，第二段时间开始工作；第二段时间为反向工作时间，此时输出“+”标识为阴极，“—”标识为阳极，第二段时间到，第三段时间开始工作；第三时间为待机时间，此时输出电压电流为零，第三段时间设定值需大于2S，第三段时间到，第四段时间开始工作；第四段时间为正向工作时间，此时输出“+” 标识为阳极，“—”标识为阴极；第四段时间到报警，输出电压电流为零。 4、将“工作/待机”开关置“待机”后再置“工作”，时间继电器复位；但时间继电器工作时，“工作/待机”开关起暂停作用。三、时间继电器设定步骤

1、将开关置“时控开”“待机” J0= J1+J2+J3+J4(J0为总时间，J1、J2、J3、J4为分段时间) 2、按二下设置键LOCK指示灯熄灭进入设置状态，程序代码显示0按增加键减少键设置1至4路总延时时间数值，再按启动键选择时基M或S （见表一）。 3、按一下设置键程序代码显示1按增加键减少键设置第1路延时时间，再按启动键选择时基M，S，（见表一），同样步骤在按设置键分别设定2 3 4 路延时时间。（注：第四路无接点输出，数值设置（0000）） 4、设置完毕再按一下设置键储存新设定，将开关置“工作”档。表一： M： 1分--------9999分 S： 1秒--------9999秒：秒秒（程序代码0无此时基）四、注意事项 1、当时间继电器工作时勿将“工作/待机”开关置“待机”后再置“工作”，此动作会造成时间继电器暂停，机器无输出或不换向。将时控开关置“时控关”后再置“时控开”即可，但会影响电镀效果。 2、保护指示灯亮时： ①、检查输入220V交流是否缺相，电压是否高于440V或低于200V； ②、检查风扇是否完好，痛风是否良好； ③、检查正负极是否短路； ④、长时间没用机器时，打开面板，用热吹风吹干（控制板）或把主机放在烘箱烘干（温度≤80℃即可）； 3、当检查一切正常时，关机后重新开机，保护指示灯再次亮时，必须与厂方联系。 4、发现电流很大，电压很低时，检查输出铜牌与槽子之间有无短路现象，若

开关电源安全距离及其相关安全要求

开关电源安全距离及其相关安全要求姓名：XXX 部门：XXX 日期：XXX

开关电源安全距离及其相关安全要求安全距离包括电气间隙（空间距离），爬电距离（沿面距离）和绝缘穿透距离 1、电气间隙：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。电气间隙的决定：根据测量的工作电压及绝缘等级，即可决定距离一次侧线路之电气间隙尺寸要求，见表 3 及表4 二次侧线路之电气间隙尺寸要求见表5 但通常：一次侧交流部分：保险丝前L- N>2.5mm L.NPE（大地） > 2.5mm保险丝装置之后可不做要求，但尽可能保持一定距离以避免发生短路损坏电源。一次侧交流对直流部分》2.0mm 一次侧直流地对大地》2.5mm（一次侧浮接地对大地）一次侧部分对二次侧部分》4.0mm跨接于一二次侧之间之元器件二次侧部分之电隙间隙》0.5mm即可二次侧地对大地》1.0mm!卩可附注：决定是否符合要求前，内部零件应先施于10N力，外壳施以30N力，以减少其距离，使确认为最糟情况下，空间距离仍符合规定。爬电距离的决定：根据工作电压及绝缘等级，查表 6 可决定其爬电距离但通常： (1)、一次侧交流部分：保险丝前L- N>2.5mm L.N大地》2.5mm，

保险丝之后可不做要求，但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。 (2)、一次侧交流对直流部分》2.0mm (3)、一次侧直流地对地》4.0mm如一次侧地对大地 (4)、一次侧对二次侧》6.4mm如光耦、Y电容等元器零件脚间距w 6.4mm要开槽。 (5)、二次侧部分之间》0.5mm即可 (6)、二次侧地对大地》2.0mm以上 (7)、变压器两级间》8.0mm以上 3、绝缘穿透距离：应根据工作电压和绝缘应用场合符合下列规定： --对工作电压不超过50V(71V交流峰值或直流值)，无厚度要求； -- 附加绝缘最小厚度应为0.4mm； -- 当加强绝缘不承受在正常温度下可能会导致该绝缘材料变形或性能降低的任何机械应力时的，则该加强绝缘的最小厚度应为0.4mm。如果所提供的绝缘是用在设备保护外壳内，而且在操作人员维护时不会受到磕碰或擦伤，并且属于如下任一种情况，则上述要求不适用于不论其厚度如何的薄层绝缘材料； -- 对附加绝缘，至少使用两层材料，其中的每一层材料能通过对附加绝缘的抗电强度试验；或者： -- 由三层材料构成的附加绝缘，其中任意两层材料的组合都能通过附加绝缘的抗电强度试验；或者： -- 对加强绝缘，至少使用两层材料，其中的每一层材料能通过对加强绝缘的抗电强度试验；或者： -- 由三层绝缘材料构成的加强绝缘，其中任意两层材料的组合都能

开关电源器件选型

开关电源元器件选型 A:反激式变换器: 1.MOS管:Id=2Po/Vin; Vdss=1.5Vin(max) 2.整流:Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=8Vout 3.缺点:就是输出纹波较大,故不能做大功率(一般≦150W),所以输出电容的容量要大. 4.优点:输入电压范围较宽(一般可做到全电压范围90Vac-264Vac),电路简单. 5.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制. B:正激式变换器: 6.MOS管:Id=1.5Po/Vin; Vdss=2Vin(max) 7.整流:Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=3Vout 8.缺点:成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍比反激复杂. 9.优点:纹丝小,功率可做到0~200W. 10.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制. C:推挽式变换器: 11.MOS管: Id=1.2Po/Vin; Vdss=2Vin(max) 12.整流:Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=2Vout 13.缺点: 成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍复杂.不太合适离线式. 14.优点: 功率可做到100W~1000W.DC-DC用此电路很好! 15.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制. D:半桥式变换器: 16.MOS管: Id=1.5Po/Vin; Vdss=Vin(max) 17.整流: Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=2Vout 18.缺点: 成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍复杂. 19.优点: 功率可做到100W~500W. 20.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制. E:全桥式变换器: 21.MOS管: Id=1.2Po/Vin; Vdss=Vin(max) 22.整流: Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=2Vout 23.缺点: 成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍复杂. 24.优点: 功率可做到400W~2000W以上. 25.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制.

开关电源PCB制版布线基本要求详解

开关电源PCB排版基本要点作者：瑞士商升特股份有限公司上海代表处周琛发布时间：2006-10-14 10:50 出处：https://www.360docs.net/doc/8f8607617.html, 摘要：开关电源PCB排版是开发电源产品中的一个重要过程。许多情况下，一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作，原因是该电源的PCB排版存在着许多问题．详细讨论了开关电源PC B排版的基本要点，并描述了一些实用的PCB排版例子。关键词：PCB排版；开关电源引言为了适应电子产品飞快的更新换代节奏，产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC／DC适配器，并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作，正确的电源PCB排版就变得非常重要。开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。在数字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列，且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。所以，没计人员需要对开关电源PCB排版基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。 1 开关电源PCB排版基本要点 l.1 电容高频滤波特性图1是电容器基本结构和高频等效模型。电容的基本公式是式(1)显示，减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。

电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到，即当一个电容器工作频率在fo以下时，其阻抗随频率的上升而减小，即当电容器工作频率在fo以上时，其阻抗会随频率的上升而增加，即当电容器工作频率接近fo时，电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。由于它的谐振频率很低，所以只能使用在低频滤波上。钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，因而它的谐振频率会高于电解电容器，并能使用在中高频滤波上。瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小，因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器，所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高，因此，在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性，多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。

第二部分开关电源中磁元件

第二部分开关电源中磁元件第五章变换器中磁芯的工作要求在功率变换中，应用了多种磁性元件：如脉冲、功率变压器，交、直流滤波电感，交、直流互感器，EMC 滤波电感以及谐振和缓冲吸收电感等。但就磁芯工作状态主要分为四种，其代表性功率电路—Buck 变换器滤波电感、正激、推挽变压器和磁放大器中磁元件磁芯就属于这四种工作状态. 5.1 Ⅰ类工作状态－Buck 变换器滤波电感磁芯图5.1(a)所示为输出与输入共地的Buck 变换器的基本电路。输出由R 1和R 2取样，与基准U r 比较、误差放大，然后与三角波比较，输出PWM 信号，去控制功率开关S 的导通时间。假设电路进入稳态，U o 为常数，L 为线性电感。开关S 闭合时，输入电压U i 与输出电压U o 之差加到电感L 上(图5.1(b))，续流二极管D 截止，电感中电流线性增长(图(d))，直至开关打开前，电感存储能量。当开关打开时，电感中电流趋向减少，电感产生一个反向感应电势，试图维持原电流流通方向，迫使二极管D 导通，将电感中的能量传输到输出电容和负载，电感放出能量，电感电流线性下降。电感电流增加量（ΔI =(U i - U o )T on /L ）应当等于减少量（U o T of /L ）,由此得到U o ＝T on U i /T =DU i 。通过改变功率开关的占空度D ，就可以控制每个周期导通期间存储在电感中的能量，从而控制了变换器的输出电压。图 5.1(d)中，电感电流在整个周期内流通（可以过零或反向），电感这种状态称为电流连续状态。电感电流的平均值，即纹波的中心值等于输出电流I o 。当输出电流下降时，电感电流的变化率没有改变，斜坡的中心值在下降。当输出电流达到变化量的一半时，斜坡的起始端达到零(图5.1(d)中虚线三角波)。这种工作状态称为电感电流临界连续。如果再继续减少负载电流，即增大负载电阻，输出电压将要增加。负反馈电路使得功率开关导通时间减少，以保持输出电压稳定。虽然电流变化率不变，电流变化量减少。因此，在下一个导通时间到来之前电感电流已下降到零。电感电流开始断续(图5.2)。此时，为了保持输出电压稳定，占空度随负载电流变化很大。在电感电流断续前，一直保持U o =DU i (D =T on /T －占空度)。由于功率开关导通压降和线圈电阻压降随输出电流减少，导通时间轻微地改变。进入断续以后，U o =DU i 不再成立。 U (b) i (c) t i L (φo (d) 图 5.1 基本Buck 变换器及其波形图 U i 图5.2 电感电流断续波形