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開關電源模塊選型需考慮哪些問題

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時間：2019-10-07 點擊量：1273

開關電源模塊選型沒那么簡單，它需要考慮很多問題，你知道哪些呢？
磁珠、電容、二極管、電阻…都具有類似的潛規(guī)則，只是我們不太注意而已。電源模塊的拓撲結構有多種，反激、正激、推挽、半橋、全橋多種，每種因為其原理的不同，也表現(xiàn)為在某些特性指標方面的優(yōu)越性。

反激開關電源在開關的一個周期中，充電的時段沒有放電，就是因為這個特性，其時間響應特性、紋波特性就很難做到很好，雖然可以通過大的儲能電容協(xié)助解決一點，但原理性缺陷終歸是硬傷。漏感也大等等問題，但其優(yōu)點是電路簡單，成本低，體積小，不必加磁復位繞組，而且輸入電壓范圍比較寬。也正因為此，才有了其占總開關電源市場7成以上的份額。

正激開關電源輸出電壓瞬態(tài)控制特性較好，負載能力較強，但其缺點也同樣顯著，多用一個大儲能濾波電感和一個續(xù)流二極管、體積大、變壓器初級線圈反電動勢電壓高，對開關管的要求較高。
推挽式開關電源電流瞬態(tài)響應速度很高，電壓輸出特性很好，在所有拓撲結構中，是利用率最高的一種開關電源，無漏磁，驅動電路簡單。但其缺點是兩個開關器件需要很高的耐壓值；要有兩組初級線圈，對于小功率輸出的推挽式開關電源是個缺點。若兩個正激式變換器不完全對稱或平衡，經過幾個周期累積的偏磁，會使磁芯進入飽和，導致高頻變壓器勵磁電流過大，甚至損壞開關管。
橋式開關電源輸出功率很大，工作效率很高，開關管的耐壓值要求比較低，變壓器初級線圈只需要一個繞組。缺點是效率低，會出現(xiàn)半導通區(qū)，損耗大。

以上各種問題都是因為其拓撲結構的先天優(yōu)勢和先天缺陷造成的，雖然我們可以將電源模塊當成黑匣子，但這也是我們在選擇電源時要關注的一個點。
另一個是要根據(jù)負載的波動情況來確定，有的負載較穩(wěn)定，有的負載就波動較大，甚至于有的還會有空載、或滿載、或瞬間負載變大、或瞬間負載跌落的情況發(fā)生。負載的類型也是一個影響因素。一般的模塊，其輸出是按照默認為阻性負載而設計的，如果負載是感性或容性負載，都需要作電源模塊內部器件或參數(shù)稍作調整。

開關電源模塊的開關頻率也是需要關注的，他決定了外接電源濾波器濾波參數(shù)（截止頻率、階次）的選擇。紋波與拓撲結構、電容電感的參數(shù)、負載的情況都相關，一個5v電源，紋波做到50mv，單電源的誤差磁珠、電容、二極管、電阻…都具有類似的潛規(guī)則，只是我們不太注意而已。電源模塊的拓撲結構有多種，反激、正激、推挽、半橋、全橋多種，每種因為其原理的不同，也表現(xiàn)為在某些特性指標方面的優(yōu)越性。

反激開關電源在開關的一個周期中，充電的時段沒有放電，就是因為這個特性，其時間響應特性、紋波特性就很難做到很好，雖然可以通過大的儲能電容協(xié)助解決一點，但原理性缺陷終歸是硬傷。漏感也大等等問題，但其優(yōu)點是電路簡單，成本低，體積小，不必加磁復位繞組，而且輸入電壓范圍比較寬。也正因為此，才有了其占總開關電源市場7成以上的份額。

正激開關電源輸出電壓瞬態(tài)控制特性較好，負載能力較強，但其缺點也同樣顯著，多用一個大儲能濾波電感和一個續(xù)流二極管、體積大、變壓器初級線圈反電動勢電壓高，對開關管的要求較高。

推挽式開關電源電流瞬態(tài)響應速度很高，電壓輸出特性很好，在所有拓撲結構中，是利用率最高的一種開關電源，無漏磁，驅動電路簡單。但其缺點是兩個開關器件需要很高的耐壓值；要有兩組初級線圈，對于小功率輸出的推挽式開關電源是個缺點。若兩個正激式變換器不完全對稱或平衡，經過幾個周期累積的偏磁，會使磁芯進入飽和，導致高頻變壓器勵磁電流過大，甚至損壞開關管。
橋式開關電源輸出功率很大，工作效率很高，開關管的耐壓值要求比較低，變壓器初級線圈只需要一個繞組。缺點是效率低，會出現(xiàn)半導通區(qū)，損耗大。

以上各種問題都是因為其拓撲結構的先天優(yōu)勢和先天缺陷造成的，雖然我們可以將電源模塊當成黑匣子，但這也是我們在選擇電源時要關注的一個點。另一個是要根據(jù)負載的波動情況來確定，有的負載較穩(wěn)定，有的負載就波動較大，甚至于有的還會有空載、或滿載、或瞬間負載變大、或瞬間負載跌落的情況發(fā)生。

負載的類型也是一個影響因素。一般的模塊，其輸出是按照默認為阻性負載而設計的，如果負載是感性或容性負載，都需要作電源模塊內部器件或參數(shù)稍作調整。

開關電源模塊的開關頻率也是需要關注的，他決定了外接電源濾波器濾波參數(shù)（截止頻率、階次）的選擇。紋波與拓撲結構、電容電感的參數(shù)、負載的情況都相關，一個5v電源，紋波做到50mv，單電源的誤差就是1%了，對精度要求高的電路，電源的誤差、放大電路的誤差、信號電纜的誤差、AD的舍入誤差，多個誤差累積合并之后，總誤差可就大了。

電源模塊里有無濾波設計、開關電源模塊所在的設備里有無安規(guī)要求（漏電流、絕緣耐壓、濕度要求）、溫升特性、轉換效率、輸入電壓的波動范圍、負載調整率等等，要求的地方還是不少的。就是1%了，對精度要求高的電路，電源的誤差、放大電路的誤差、信號電纜的誤差、AD的舍入誤差，多個誤差累積合并之后，總誤差可就大了。開關電源模塊里有無濾波設計、電源模塊所在的設備里有無安規(guī)要求（漏電流、絕緣耐壓、濕度要求）、溫升特性、轉換效率、輸入電壓的波動范圍、負載調整率等等，要求的地方還是不少的。

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