什么是开关电源?

EEcha

DC/DC是开关电源么？

kathy_xie

dc/dc分好几种，用的最多的LDO和Switch mode。LDO是线性的，一般是电阻分压得到期望的电压值，而Switch mode就是指一般的开关电源。开关电源一般有两个MOSFET组成，分为上桥，下桥，两个MOSFET在不同时段导通，配合LC电路达到电压的转换。开关电源可以用于升压和降压。[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

EEcha

多谢2楼指点。请问开关频率是怎么控制的和怎么确定频率的呢？

liyj

通过改变占空比应该就可以改变频率

SWu

开关电源，指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关（BJT, MOSFET,IGBT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。分隔离（正激，反激，桥式等）和非隔离（升压、降压、升降压等）。[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

rush_go

回4楼：不明白，好象没有关系啊

kathy_xie

<P>频率一般都是由控制芯片决定，在选择芯片时一般频率越高则效率越高，但是也会引起EMI的问题。一般频率的选择与输入输出电压和开关的导通时间有关。Fsw=vout/(ton*vin)</P><P>在下对于频率的选择也有一定的困惑，期待高手指点。</P><P>另外还有一个占空比的问题。一般情况下开关的占空比要根据实际电路中的输入输出来决定。比如，一个降压的开关电路的VIN=19V,VOUT=5V,那么占空比为VOUT/VIN=5/19,约为1/4。根据不同类型的开关电路，占空比的计算也是不一样的。</P>[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

SWu

<P>EMI 不仅仅由过高频率引起,及若低的Fsw 在你的使用频率附近就会影响. 另外, EMI 的根源是电路偶合&lt;电场/磁场&gt;.要注意PCB 的走向和器件的摆布.</P><P>手机类的升压&lt;电感式&gt;电路, 占空比DC=(Vout-Vin)/Vin.</P>

deakcheng

<P>学到不少东西，谢谢！</P>

lihaichuan

<P>       凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变成另一形态的主电路叫开关变称器电路；转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称开关电源。  开关电源的特点是在稳压的过程中有一个交流逆变，既不管输入是DC还是AC 都要先转换成AC，所以对输入电压的要求很宽100-250AC，缺点是对纹波要求高的电路或设备不太使用。因无需传统的变压器所以体积小，现在市场上的手机充电器大部分是开关电源电路。</P>

chieto

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>SWu</I>在2006-6-5 22:32:00的发言：</B>

<P>EMI 不仅仅由过高频率引起,及若低的Fsw 在你的使用频率附近就会影响. 另外, EMI 的根源是电路偶合&lt;电场/磁场&gt;.要注意PCB 的走向和器件的摆布.</P>
<P>手机类的升压&lt;电感式&gt;电路, 占空比DC=(Vout-Vin)/Vin.</P></DIV>


－－－－－－－－－－我对于PCB的走向和摆布，具体需要注意哪些东西，高手指点一下

meizhou_ren

<TABLE cellSpacing=1 cellPadding=4 width="100%" border=0><TR><TD vAlign=top><DIV class=subhead twffan="done"><B>开关电源原理和发展方向</B></DIV></TD></TR><TR><TD vAlign=top><DIV class=content twffan="done"><FONT face="arial, helvetica, sans-serif">　1、概况
　　20世纪50年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个世纪的发展过程中，开关电源因具有体小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。
　　开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关，高频化的实现，需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件。发展电力MOSFET、IGBT等新型高速器件，开发高频用的低损磁性材料，改进磁元件的结构及设计方法，提高滤波电容的介电常数及降低其等效串联电阻等方面的工作，对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用。总之，人们在开关电源技术领域里，边开发低损耗回路技术，边开发新型元器件，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数的市场增长率向小型、薄型、高频、低噪声、高可靠方向发展。
　　2．开关电源工作原理
　　开关电源主要是指利用各类新型自关断器件并通过变换技术制成的高频开关式直流稳压电源。它的形式有很多种，其中尤以脉冲宽度调制型（PWM）最为盛行，现在就着重介绍一下此种形式的开关电源。
　　采用PWM技术的开关电源原理结构如图1所示，从电网将能量传递给负载的回路称为主回路，余者称为控制回路。
　　工频电网交流电压经过输入整流滤波电路，得到高纹波未调直流电压，再经功率转换电路，变换成符合要求的矩形波脉动电压，最后经输出整流滤波电路将其平滑成连续的低纹波直流电压。
　　控制回路在提供高压开关T管基极驱动脉冲的同时，需要完成输出电压稳压的控制，而且还必须能对电源或负载提供保护。它通常由检测比较放大电路、电压一脉冲宽度转换电路（V／W电路）、时钟振荡电路、基极驱动电路、过压过流保护电路，以及自用电压源等基本电路构成。
　　对于PWM方式而言，将频率固定的震荡源称为时钟振荡器，这种电源利用检测电路反映输出电压值，通过和给定参考电压比较产生误差信号，再经V／W电路调制脉冲宽度以调节输出电压。例如，由于某种原因（负载电流减小或电网电压上升）使高频变压器副边输出电压的平均值增大，电源输出电压也将随之提高，反馈检测电路将提高了的输出电压和基准电压进行比较，并产生负极性的误差电压，V／W电路根据该误差电压及时减小输出脉宽，这样使输出电压平均值减小。接近原来的数值，从而实现稳压的作用。
　　3．新型开关电源TOPSwitch
　　开关电源的种类很多，现在介绍一种新型的采用TOPSwitch做控制元件的开关电源。TOPSwitch是近几年由PowerIntegrations公司推出的三引脚PWM开关，它在器件结构、电路设计和拓扑结构方面取得了多项突破，成功地把5V电路和高压器件MOSFET集成于一块芯片内，同时还集成了启动偏置、环补偿、过热保护、快速电流极限等功能，使引脚数降为三个，两个用于开关，一个用于反馈控制，仅需一个补偿电容作为外围元件，成本大幅降低。图2为三引脚PWM开关电源原理框图，对于抗负载扰气动要求不太高的系统，检测环节可以省略，只保留反馈绕组N3经整流向补偿电容充电，形成TOPSwitch的反馈电压。
　　具体设计时，应根据电源的容量及性能要求合理选择元器件，图3为利用TOP219设计的一例。
　　TOP219截止时，D－S间的电压为V1与Ni的感应电压之和，D1、VR1组成N1的泄放回路。电路中还可并入R1、C3组成的阻容吸收回路，用以钳制由于漏抗和寄生电容所产生的冲击。C5、L2、C6组成二级滤波电路，将输出电压稳定在15V。7812是集成三端稳压块，输出恒压12V。电路中R5、R6对15V的分压值控制稳压管VR2，通过调节光电管导通电流来调整TOPSwitch的输出波形的占空比，从而调节输出电压的大小。C8、R2为TOP219的补偿电容和电阻，偏置绕阻N4对TOP219起偏压供给和反馈的双重功能。为进一步提高V01的抗负载扰动稳定度，增设了由R3、R4、U1、VR2组成的光耦检测反馈电路，U1的受光三极管起一个光控可变电阻的作用，控制调节偏置N4对C8的充电电流。
　　C1、L1、C9是为减小电磁干扰而设，其模轭流圈L1与C9在组成低通滤波器，抑制共模噪声，轭流圈的泄漏电感与C1形成差分低通滤波器，滤除差模噪声。采用这种滤波措施，能符合世界上大部分机构的电磁干扰要求。
　　经过实践的测试，该电路稳定性好，纹波小，输出15V时，纹波仅为20mV，体积小，重量轻，输出电压可调，是一种性能很好的开关电源。
　　4．开关电源的技术追求和发展趋势
　　开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面。
　　(1)小型化、薄型化、轻量化、高频化??开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积。在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸，而且还能够抑制干扰，改善系统的动态性能，因此高频化是开关电源的主要发展方向。
　　（2）高可靠性??开关电源比连续工作电源使用的元器件多数十倍，因此降低了可靠性。从寿命角度出发，电解电容、光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。所以，要从设计方面着眼，尽可能使用较少的器件，提高集成度，这样不但解决了电路复杂、可靠性差的问题，也增加了保护等功能，简化了电路，提高了平均无故障时间。
　　（3）低噪声??开关电源的缺点之一是噪声大，单纯地追求高频化，噪声也会随之增大。采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声，所以，尽可能降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。
　　（4）采用计算机辅助设计和控制??采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数，使开关电源具有最简结构和最佳工况。在电路中引入微机检测和控制，可构成多功能监控系统，可以实时检测、记录并自动报警等。</FONT></DIV></TD></TR></TABLE>

meizhou_ren

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>chieto</I>在2006-7-4 16:51:00的发言：</B>



－－－－－－－－－－我对于PCB的走向和摆布，具体需要注意哪些东西，高手指点一下</DIV>


对于PCB布板主要是要考虑开关电源的开关频率对周围其他器件及电路的影响，因为开关频率可能会调制到其他信号上。譬如，在一个射频板上，假如开关电源的开关频率为50KHz，如果对电源未作任何处理，而且靠近射频信号走线，那么开关频率就非常可能调制到射频信号上，用频谱议测试时，我们在射频主信号旁边将可能看到两个杂散信号，该杂散信号与射频主信号的间隔为50KHz。故在PCB板布局与走线时，要尽可能的将电源与射频信号分开，可以考虑对结构盒进行隔腔，另外还要加强对电源的滤波，滤波电路尽可能的靠近稳压管的管腿，减小开关频率对其他电路的影响。

lozicheng

都是在说的是什么呢

johnson_zhan

我们的电源分3类，
1， 线性电源 linear power
2，charge pump
3, 开关电源 switching power
开关电源又包括buck, boost,buck-boost,flyback,forward,half-bridge,full-bridge 等等。
在我们使用的电源中，一般都是开关电源，因为线性电源和charge pump所能提供的电流都很小，并且效率比较低。开关电源效率相对比较高！

TERRY0419

DC-DC開關電源應該是指並非都在導通狀態
而只是工作在飽合與截止狀態
與LDO僅在導通狀態工作是不同的唷

changweixu

这么多高手阿