开关电源基本知识介绍

开关电源的相关术语知识开关电源是一种将交流电转换为稳定直流电的电子设备，被广泛应用于各个领域，包括电子设备、通信设备、工业控制等。

了解开关电源的相关术语知识对于理解其工作原理和性能具有重要意义。

下面将介绍一些常用的开关电源术语。

1. 输入电压范围（Input Voltage Range）：指开关电源能够正常工作的输入电压范围。

一般来说，开关电源的输入电压范围比较宽，可以适应不同的电源电压。

2. 输出电压（Output Voltage）：指开关电源转换后的输出直流电电压。

开关电源的输出电压通常可以通过电压调节器进行调节，以满足不同设备的需求。

3. 输出电流（Output Current）：指开关电源输出的电流大小。

输出电流的大小取决于设备的功率需求，一般以安培（A）为单位。

4. 输出功率（Output Power）：指开关电源输出的电功率大小。

输出功率等于输出电压乘以输出电流，以瓦特（W）为单位。

5. 效率（Efficiency）：指开关电源将输入电能转换为输出电能的效率。

开关电源的效率越高，能量转换的损耗就越小，通常以百分比表示。

6. 电流纹波（Ripple Current）：指开关电源输出直流电的纹波大小。

电流纹波的大小影响到设备的稳定性，一般以安培（A）为单位。

7. 电压稳定性（Voltage Stability）：指开关电源输出电压的稳定性能。

电压稳定性好的开关电源可以确保设备稳定运行，避免因电压波动而引起的故障。

8. 过载保护（Overload Protection）：指开关电源在输出电流超过额定值时自动切断输出电路的保护功能。

过载保护可以避免因电流过大而损坏设备。

9. 过压保护（Overvoltage Protection）：指开关电源在输出电压超过额定值时自动切断输出电路的保护功能。

过压保护可以避免因电压过高而损坏设备。

10. 短路保护（Short Circuit Protection）：指开关电源在输出电路短路时自动切断电路的保护功能。

1.空载震荡解决方案如果电路是反激变换器，加假负载是必要的，但对于解决空载振荡没有多大用处，因为假负载不可能很大，会影响正常负载时的效率，假负载加上以后，变换器只是工作在很轻的负载条件下，振荡还是存在的。

其实这种振荡是一种被称为Burst Mode的模式，翻译成中文就是间歇工作模式。

发生这种现象是由于空载/轻载时开关瞬时开通时间过大，造成输出能量太大因此电压过冲也很大，需要较长的时间去恢复到正常电压，因此开关需停止工作一段时间。

对于使用3843系列控制器的开关电源来说，有一个较为有效的解决办法是在锯齿波输出脚和电流检测脚之间接入一个PF级的电容，利用锯齿波下降沿产生的抽流作用将检测到的电流信号中因为门极驱动产生的信号剔除，从而可以使得开关管得到一个最小的开通时间去保持输出，此时电源工作在DCM方式，也可能会出现间歇工作模式，只不过每个开关周期传递到副边的能量很小，因此不会出现振荡现象。

2. 光耦反馈电路设计在单端反激式开关电源（用UC3842）的电压反馈电路中，与TL431配合的光藕,例如p521,它的原边(二极管侧)的电阻如何选取,TL431的阴极电压如何计算,是否还用(1+R1/R2)*Vref,为什么? 光耦的电流传输比大小基本没有什么影响，因为TL431的放大倍数够大了，只要原边电阻足够小，就可在副边产生足够大的电流信号。

至于原边电阻的选择，只能选择一个范围，即TL431的阴极电压从最小值（基准2.5V）到最大值（输出电压减去光耦原边二极管压降）变化，则电阻的选择要求使原边电流在某个范围内变化，反映到原边就是副边的电流最大值要求使得UC3842的1脚能够降到零甚至还能使挂在1脚和基准电压之间的电阻压降就等于基准电压的值。

因此此电阻有一个最大选择值，当然越小直流增益越高了。

选择以后还需要按照电路的工作情况进行调整。

3. 正激变换器和反激变换器单端反激变换器的很重要的特色是变压器充当了电感的作用，即在开关开通时变压器储能，开关关断时变压器将能量释放到副边，因此单端反激变换器的变压器工作在电感类型的工作区，在功率过大时变压器储能也大造成其负荷太重，但并不是说不能工作在100W以上，更不会有100W左右可靠性比正激更好的说法，只是在电源设计中是否合算的问题，而且单端反激变换器在多输出时的电压调整率不如正激。

开关电源基础知识
1. 你知道开关电源到底是啥玩意儿吗？就好比家里的电灯开关，一按就亮，开关电源也是这样控制电流的呀！比如手机充电器就是个典型的开关电源。

2. 开关电源的工作原理复杂吗？其实也没那么难理解啦！就像人吃饭消化提供能量一样，它把电处理好给设备供能呢！像电脑主机里的电源就是这样工作的。

3. 开关电源有哪些重要的组成部分呢？嘿，这就像搭积木，每个部分都不可或缺呀！像变压器，不就像个大力士在帮忙变魔法嘛！比如一些电器里的变压器。

4. 开关电源的效率能有多高呢？哇塞，那可高得很呢！就如同跑步冠军一样，快速又高效地完成任务！像一些高效节能的灯具用的就是高效率的开关电源。

5. 开关电源的稳定性重要不？当然啦，这可关系重大呀！就好像走钢丝，得稳稳当当的才行呢！像一些精密仪器就需要稳定的开关电源来保障。

6. 开关电源的体积能做很小吗？能呀，小得惊人呢！就像小魔术一样把大东西变小了。

像现在很多便携设备里的电源就超小的。

7. 开关电源在生活中有多常见呢？哎呀，那可太常见啦！简直无处不在呀！像电视、冰箱，到处都有它的身影呢！
8. 开关电源的质量怎么判断呢？这可得好好研究研究呀！就像挑水果，得看外表又得看内在。

比如有些电源用起来就特别靠谱。

9. 开关电源未来会发展成啥样呢？那可不好说呀，也许会像科幻电影里一样厉害呢！说不定以后的电源都超级智能啦！
10. 学习开关电源基础知识有趣吗？当然有趣啦！就像探索一个神秘的世界一样让人兴奋呢！等你了解了就知道啦！。

TI开关电源基础知识目录1. 内容概览 (3)1.1 电源的重要性 (4)1.2 开关电源的概述 (5)2. 开关电源的工作原理 (6)2.1 开关型转换器的基本结构 (7)2.2 电流连续和电压连续型转换器 (8)2.3 开关频率的选择 (10)3. 开关电源的类型 (11)3.1 反激式转换器 (12)3.2 正激式转换器 (14)3.3 桥式转换器 (14)3.4 半桥转换器 (16)3.5 推挽转换器 (17)4. 开关电源的设计流程 (18)4.1 系统级设计 (19)4.2 输入和输出电压的选择 (20)4.3 开关频率和占空比的确定 (21)4.4 主开关和滤波器的选择 (22)5. 关键组件和工作原理 (24)5.1 主开关 (26)5.2 次级侧整流二极管 (27)5.3 输入和输出滤波电感 (28)5.4 输出滤波电容器 (29)5.5 反馈网络 (31)6. 设计举例与案例分析 (31)6.1 反激式转换器设计实例 (33)6.2 正激式转换器设计实例 (34)6.3 桥式转换器设计实例 (35)6.4 半桥转换器设计实例 (37)6.5 推挽转换器设计实例 (39)7. 电源效率与负载调整率 (40)7.1 效率计算 (42)7.2 负载调整率 (43)8. 开关电源的设计注意事项 (43)8.1 EMI抑制措施 (45)8.2 热管理 (46)8.3 电磁兼容性与安全 (47)8.4 封装与稳定 (49)9. 现代开关电源技术 (50)9.1 软开关技术 (52)9.2 多相电源 (53)9.3 高频转换器技术 (54)9.4 变频技术 (55)9.5 数字控制技术 (56)10. 测试与调试 (58)10.1 工作频率和占空比的测试 (59)10.2 输出电压和波形的测试 (60)10.3 效率和负载调整率的测试 (61)10.4 EMI和噪声测试 (63)11. 结论与展望 (64)11.1 开关电源的发展趋势 (65)11.2 未来研究方向 (66)1. 内容概览开关电源作为现代电子设备中不可或缺的组成部分，以其高效、节能、小巧等特点赢得了广泛的应用。

dcdc电源电路基础知识DC/DC基本知识DC/DC是开关电源芯片。

开关电源，指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关（MOSFET等）进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容（感）里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。

其输出的功率或电压的能力与占空比（由开关导通时间与整个开关的周期的比值）有关。

开关电源可以用于升压和降压。

我们常用的DC-DC产品有两种。

一种为电荷泵（Charge Pump），一种为电感储能DC-DC转换器。

本文详细讲解了这两种DC/DC产品的相关知识。

目录一. 电荷泵1. 工作原理2. 倍压模式如何产生3. 电荷泵的效率4. 电荷泵的应用5. 电荷泵选用要点二. 电感式DC/DC1. 工作原理（BUCK）2. 整流二极管的选择3. 同步整流技术4. 电感器的选择5. 输入电容的选择6. 输出电容的选择7. BOOST 与BUCK的拓扑结构一. 电荷泵电荷泵为容性储能DC-DC产品，可以进行升压，也可以作为降压使用，还可以进行反压输出。

电荷泵消除了电感器和变压器所带有的磁场和电磁干扰。

1. 工作原理电荷泵是通过外部一个快速充电电容（Flying Capacitor），内部以一定的频率进行开关，对电容进行充电，并且和输入电压一起，进行升压（或者降压）转换。

最后以恒压输出。

在芯片内部有负反馈电路，以保证输出电压的稳定，如上图Vout ，经R1,R2分压得到电压V2，与基准电压VREF做比较，经过误差放大器A，来控制充电电容的充电时间和充电电压，从而达到稳定值。

电荷泵可以依据电池电压输入不断改变其输出电压。

例如，它在1.5X或1X的模式下都可以运行。

当电池的输入电压较低时，电荷泵可以产生一个相当于输入电压的1.5倍的输出电压。

而当电池的电压较高时，电荷泵则在1X模式下运行，此时负载电荷泵仅仅是将输入电压传输到负载中。

这样就在输入电压较高的时候降低了输入电流和功率损耗。

2. 倍压模式如何产生以1.5x mode为例讲解：电压转换分两个阶段完成。

一.专业词语解释磁感应强度:磁感应强度（magnetic flux density），描述磁场强弱和方向的基本物理量。

是矢量，常用符号B表示。

磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。

在物理学中磁场的强弱使用磁感强度（也叫磁感应强度）来表示，磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱。

反射电压Vor:变压器次边绕组正向感应电压使整流管导通,对负载放电.由于次边绕组有电流流过,在原边相反方向,形成电压Vor,此为反激电压.反激电压和原边漏感形成的电压尖峰包括直流电压叠加在开关关上.副边电压非原边Vor感应,而应是次边导通感应到原边的!!在选择MOS时，通常看到的公式是：Vdss>Vor+Vmargin+Vdcmax+Vspike或者Vdss>Vor+vmargin+Vdcmax，其中Vmargin是余量，Vspike漏感引起的尖峰电压. 等效串联电阻（ESR）：ESR是等效“串联”电阻，意味着，将两个电容串联，会增大这个数值，而并联则会减少之。

理论上，一个完美的电容，自身不会产生任何能量损失，但是实际上，因为制造电容的材料有电阻，电容的绝缘介质有损耗，各种原因导致电容变得不“完美”。

这个损耗在外部，表现为就像一个电阻跟电容串联在一起，所以就起了个名字叫做“等效串联电阻”。

电流连续模式（CCM）：在开关管开通TON期间，变压器储能，在主开关关断toff期间，变压器释放磁能并输出给负载。

当一个开关周期Ts结束时，变压器的储能并没有完全释放到零，则可以认为反激式转化器工作于CCM模式。

电流断续模式（DCM）：在一个开关周期内变压器初级绕组和次级绕组交替有电流流过，反之，开关周期结束，变压器储能完全释放，则变压器工作于DCM模式。

DCM为电流断续模式,CCM为电流连续模式,在对纹波要求较高时可以考虑用CCM模式.但DCM模式的转换效率更高些属于能量完全转换,但同时纹波较CCM要高.铜损：绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。

•开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！成本很低．如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种，隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有.开关电源的工作原理是:1。

交流电源输入经整流滤波成直流;2。

通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;3。

开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载;4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西，过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源ATX电源的主要组成部分EMI滤波电路：EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰,在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。

一级EMI电路：交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路,这是一块独立的电路板，是交流电输入后所经过的第一组电路，这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。

二级EMI电路：市电进入电源板后先通过电源保险丝，然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波，然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路.保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件，而限流电阻含有金属氧化物成分，能限制瞬间的大电流，减少电源对内部元件的电流冲击.桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电，再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。

开关电源知识大家都知道，通信设备一般采用直流电源供电（那么，直流电是怎样得来的呢？它与交流电有什么关系）。

目前，应用最广泛的、提供直流电的设备是开关电源。

高频开关电源与相控整流器相比较，具有效率高、可靠性高、精度高、具有智能化管理功能、体积小重量轻和更换扩容方便等优点。

开关电源种类繁多、特点各异，我们公司使用的开关电源有艾默生、中达、中兴等。

一、开关电源的分类：按开关电源容量大小分为大、中、小系统；按开关电源系统组成分为三柜、两柜、独立架系统，其中三柜系统由交流配电柜、直流配电柜和整流架组成，两柜系统的交流和直流配电集成在一个柜子中，独立架系统即交流、直流、整流三者集成于一个柜子中。

诸位所接触到的开关电源一般为独立架系统。

独立架开关电源系统的组成：交流配电单元、整流单元（高频整流模块）、直流配电单元、监控模块。

二、开关电源系统组成1．交流配电单元：一般由交流开关、交流供电线路、交流防雷器件等组成。

作用是引入一路或两路三相交流电或单相交流电（接入网点基本上是使用单相电，模块局有的采用三相电<如安庄子、西花园、棉纺厂>、有的采用单相电）。

经交流输入空开（过流、短路保护）、交流侧防雷器（抑制雷击冲击电压或浪涌过电压），分配给整流模块。

2．整流模块：进行AC/DC变换，输出稳定的直流电。

3．直流配电单元：一般由正负铜排、保险<熔断器>、直流空开、保护地、工作地、直流防雷组成，作用是向负载供电及电池充放电。

4．监控模块：一般由电源板、信号采样电路板、（信号）控制电路板、CPU板、通讯板、显示板、信号指示灯等组成。

蓄电池组1直流负载1直流负载2直流负载3直流负载4蓄电池组2三、 开关电源的工作过程将工频交流电压滤波后整流升压变为直流高压，再以一定的开关频率调制成特定的高频交流，然后整流滤波为所需直流电压。

（通过控制器调整占空比使输出电压保持稳定。

）逆变控制电路线路滤波的作用：将交流电源中的尖峰等杂波过滤，给开关电源提供良好的交流 电；防止本机产生的尖峰等杂音进入电网。

开关电源知识一、开关电源的功能：把市电变换成所需的直流电压如DC48V、DC220V。

二、开关电源的用途：输出48V的用在通信行业，如交换机、传输机、光端机等；输出220V的用在电力行业，如变电站、发电厂等。

三、开关电源的原理：市电半桥/全桥整流滤波（DC450V）高频电源隔离变压器脉冲调制斩波器滤波DC输出。

四、开关电源的组成部分及功能1、交流配电部分：把市电分成几路给几个整流模块；防雷功能；配电功能。

2、整流模块×N：把市电转换成直流电源，传到汇流排。

3、控制器：1）显示功能：市电电压、电流整流模块输出电压、电流系统输出电压及各分路电流蓄电池充放电电压、电流2）控制功能：市电过、欠压报警点的设置系统输出过、欠压报警点的设置整流模块输出电压（均充、浮充）的设置电池低电压报警点的设置电池保护电压点的设置3）报警功能：市电过、欠压报警系统输出过、欠压报警输出分路开关断开报警电池低电压报警电池低电压保护报警4、直流配电屏：把所有模块的输出连接到汇流排，再由汇流排分出N路给负载；分出两路给电池组充电；分出1-2路应急照明。

五、开关电源的操作步骤1、闭合主输入开关（确定输入市电正常）；2、逐次闭合整流模块开关（确定各整流模块输出电压正常）；3、闭合控制器开关；4、确定汇流排上电压工作正常后，闭合负载开关（熔丝）；5、闭合电池开关（熔丝）。

六、更换整流模块步骤1、断开X号整流模块输出开关；2、断开X号整流模块输入开关；3、拔出信号线；4、抽出X号整流模块；5、插入外号整流模块；6、闭合外号整流模块输入开关（确认其输出正常）；7、接好信号线（确认其输出正常）；8、闭合外号整流模块输出开关。

七、分析1、怀疑X号直流模块故障①确定输入端电压正常（是）；②调换X、Y直流模块位置；③确定X、Y模块状态（X正常怀疑见④，Y正常X不正常见⑤，X、Y都不正常⑥）④ X号槽位故障；⑤ X号模块故障；⑥ X号模块和槽位都有故障。

开关电源基础知识介绍开关电源基础知识介绍现在电器化中常用的稳压电源有两大类：线性稳压电源和形状型稳压电源。

线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源。

它的优点是成本较低、稳压性能好、输出纹波小，它的缺点是工作效率较低，在中小功率应用场合用得较多。

形状型稳压电源是指开关电源中的调整管工作在截止区和饱和区。

它的工作状态就象普通机械开关一样，当调整管截止时相当开关断开，而调整管饱和导通时相当于开关接通。

这种起着开关作用的三极管我们就把它称为开关管，用开关管来稳定输出电源，我们就把它称为开关型稳压电源。

开关型稳压电源具有体积小、抗干扰能力强、损耗小、效率高、具有保护能力等优点。

计算机及其外部设备中，如计算机、打印机和显示器等都使用开关型稳压电源。

开关电源就其与负载联接的形式不同，可分为并联型和串联型两种。

并联型开关电源与串联型开关电源工作原理基本相同，电压调整范围也差不多。

它们主要区别在于：并联型开关电源，其电压输出端与电网间有开关变压器进行电路上的隔离，因此，机板上除与开关变压器初级相连的部分电路外，其余均不与市电相连，因此并联型号开关电源安全性好，容易与外界接口；而串联型号开关电源由于没有隔离变压器，整机的“地“有可能与电网火线相连，致使整机安全性差，不利于与外界接口。

并联型开关电源电路复杂，对开关管要求高，而串联型开关电源电路相对简单得多，成本也低。

开关电源就其开关管的被激励方式的不同，可分为自激式和他激式两种。

自激式开关电源由开关管、启动电路、反馈电路、稳压电路等组成，这种方式电路简单，稳压精度不高。

他激式开关电源中的开关管的工作状态是通过脉宽调制组件来完成的，这种方式虽然电路复杂，但具有稳压精度高、负载能力强等许多优点，现在电器设备中大多使用它源程序式开关电源。

在他激式开关电源中又可分为电压驱动型和电流驱动型两种。

电压驱动型是指通过电压驱动型脉宽调制组件驱动晶体开关管工作。

电流驱动型芯片有TL494、MC494等，在计算机电源中多使用电压驱动型脉宽调制组件。

DC/DC基本知识DC/DC是开关电源芯片。

开关电源，指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关（MOSFET等）进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容（感）里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。

其输出的功率或电压的能力与占空比（由开关导通时间与整个开关的周期的比值）有关。

开关电源可以用于升压和降压。

我们常用的DC-DC产品有两种。

一种为电荷泵（Charge Pump），一种为电感储能DC-DC转换器。

本文详细讲解了这两种DC/DC产品的相关知识。

目录一. 电荷泵1. 工作原理2. 倍压模式如何产生3. 电荷泵的效率4. 电荷泵的应用5. 电荷泵选用要点二. 电感式DC/DC1. 工作原理（BUCK）2. 整流二极管的选择3. 同步整流技术4. 电感器的选择5. 输入电容的选择6. 输出电容的选择7. BOOST 与BUCK的拓扑结构一. 电荷泵电荷泵为容性储能DC-DC产品，可以进行升压，也可以作为降压使用，还可以进行反压输出。

电荷泵消除了电感器和变压器所带有的磁场和电磁干扰。

1. 工作原理电荷泵是通过外部一个快速充电电容（Flying Capacitor），内部以一定的频率进行开关，对电容进行充电，并且和输入电压一起，进行升压（或者降压）转换。

最后以恒压输出。

在芯片内部有负反馈电路，以保证输出电压的稳定，如上图Vout ，经R1,R2分压得到电压V2，与基准电压VREF做比较，经过误差放大器A，来控制充电电容的充电时间和充电电压，从而达到稳定值。

电荷泵可以依据电池电压输入不断改变其输出电压。

例如，它在 1.5X或1X的模式下都可以运行。

当电池的输入电压较低时，电荷泵可以产生一个相当于输入电压的 1.5倍的输出电压。

而当电池的电压较高时，电荷泵则在1X模式下运行，此时负载电荷泵仅仅是将输入电压传输到负载中。

这样就在输入电压较高的时候降低了输入电流和功率损耗。

2. 倍压模式如何产生以1.5x mode为例讲解：电压转换分两个阶段完成。