开关电源设计的一般考虑

只看该作者 · 2015-11-21 19:39

在设计开关电源之前，应当仔细研究要设计的电源技术要求。现以一个通信电源模块的例子来说
明设计要考虑的问题。该模块的技术规范如下：
电气性能
除非另外说明,所有参数是在输入电压为220V,交流50Hz以及环境温度25℃下测试和规定的.

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1.1 输入
电压：单相交流额定电压有效值220V±20%
频率：频率范围 45-65Hz
电流：在满载运行时,输入220V,小于8A。在264V时,冲击电流不大于18A
效率：负载由50％－100％为表2.1值
功率因数：大于0.90,负载在50％以上,大于0.95
谐波失真：符合IEC 555-2要求
启动延迟：在接通电源3秒内输出达到它的额定电平
保持时间：输入176V有效值,满载,大于10mS

只看该作者 · 2015-11-21 19:41

输出
电压：在满载时,输出电压设定在表1值的±0.2％
电流：负载电流从零到最大值(参看表1)，过流保护开始是恒流,当电压降低到一定值得时,电流截止.
稳压特性：负载变化由零变到100％, 输入电压由176V变到264V最坏情况下输出电压变化不超过200mV.
瞬态响应：在没有电池连接到输出端时,负载由 10％变化到 100％,或由满载变化的 10％,恢复时间应当在 2mS之内.
最大输出电压偏摆应当小于1V.
静态漏电流：当模块关断时,最大反向泄漏电流小于5mA.
温度系数：模块在整个工作温度范围内≤±0.015％.
温升漂移：在起初30秒内,±0.1％
输出噪音：输出噪音满足通信电源标准,衡重杂音＜2mV.

只看该作者 · 2015-11-21 19:42

显示和指示功能
输入监视：输入电网正常显示.
输出监视：输出电压正常显示.(过压情况关断).
限流指示：限流工作状态显示.
负载指示：负载大于低限电流显示.
继电器：输入和输出和输入正常同时正常显示。
输出电流监视：负载从10％到100％,指示精度为±5％.
遥控降低：提供遥控调节窗口

只看该作者 · 2015-11-21 19:42

保护
输入：输入端保护保险丝定额为13A.
输出过压：按表 1.1 设置过压跳闸电压,输出电压超过这个电平时,将使模块锁定在跳闸状态.通过断开交流输入电源
使模块复位.
输出过流：过流特性按表 1.1的给定值示于图 1.过流时,恒流到 60％电压,然后电流电压转折下降.(最后将残留与短路
相同的状态)
输出反接：在输入反接时,在外电路设置了一个保险丝烧断(＜32A/ 55V)
过热：内部检测器禁止模块在过热下工作，一旦温度减少到正常值以下,自动复位.

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电气绝缘
下列试验对完成的产品100％试验。
1.在L(网)和N(中线)之间及其它端子试验直流电压为6kV.
2.在所有输出端和L,N及地之间试验直流2.5kV.这检查输出和地之间的绝缘.
3.下列各点分别到所有其它端子试验直流100V：
电压降低(11和12脚)
继电器接点(14,15和16脚)
状态选择-输入,输出和电流限制(3,4,5和6脚)
4.地连续性-以25A,1 分钟检查,确认安全接地的阻抗小于0.1Ω.

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系统功能
电压微调：为适应电池温度特性,可对模块的输出电压采取温度补偿.
负载降落：为适应并联均流要求，应能够调节外特性。典型电压降落 0.5％,使得负载从零到增加 100％,输出电压下
降250mV.
遥控关机：可实现遥控关机。

只看该作者 · 2015-11-21 19:44

环境条件
环境温度：在0～55℃温度范围内满功率工作.在模块下50mm处模块的入口测量温度.
存储温度：－40～+85℃
湿度：5％～80％,不结冰.
高度： -60m～2000m工作;-60m～10000m不工作.
4 可靠性
MTBF大于100000小时.
这些要求包括：输入电源，输入电压的类型－交流还是直流。交流电源的频率和电压变化范围，整流滤波方式，是否有功率因数要求？如果是直流电源，是直流发电机，还是蓄电池、抑或其它直流变换器？是电流源还是电压源？它们的变化范围和纹波大小。输出电压（电流）大小和调节范围，稳压（或稳流）精度，输出有几路？输出电流（或输出功率），输出纹波电压要求，是否需要限流？瞬态响应要求。负载特性：蓄电池，还是荧光灯，还是电机？这些电气性能之外，是军用还是民用？
EMC 要求，环境温度。体积与重量要求。是否需要遥控，遥测或遥调？是否需要提供自检测，如此等等。设计出的电源必须满足这些要求。

只看该作者 · 2015-11-21 19:44

如果你购进国外电气设备，不管青红皂白就去插上电源，弄不好就可能烧坏设备电源。因此，要安全使用国外设备，要知道国外电网电源的种类和相关标准。如果你设计的产品是提供出口，也必须了解该地区的电网的标准。
首先世界上主电网的交流电源频率在美国是 60Hz，而在中国和欧洲是 50Hz。实际上，频率也有一定的变化范围，电网负荷重的时候，50Hz 可能降低到 47Hz；如果负载很轻时，60Hz 可能上升到63Hz。这是因为带动发电机的发动机转速不可能是没有调节公差的恒速运行。50Hz供电的直流电源必须使用比 60Hz供电更大的滤波元件，供电变压器铁芯更大或线圈匝数更多。
其次电源电压在不同地区也不同：在中国，家用电器和小功率电气设备由单相交流 220V 供电，工业用电是三相 380V。在美国民用电源为 110V（有时是 120V），而家用电器，如洗衣机电源是208V，而工业用电是 480V，但是照明却是 277V，当然也有用 120V的；在欧洲为 230V，而在澳大利亚却是 240V，如此等等。

只看该作者 · 2015-11-21 20:48

规则 4.为减少杂波吸收，门极连线长度降至最低。返回线直接连至 MT1（或阴极）。若用硬线，用螺旋双线或屏蔽线。门极和 MT1 间加电阻 1kΩ或更小。高频旁路电容和门极间串接电阻。另一解决办法，选用 H 系列低灵敏度双向可控硅。