開關電源要這樣設計才合理

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開關電源已經成為了我們電路設計當中的主角，甚至可以說已經成為了與行業(yè)發(fā)展密不可分的一部分。與傳統(tǒng)線性電源相比，在某一輸出功率點上線性電源的成本要高于開關電源，常見的開關電源可以分為兩種，隔離與非隔離。

在本篇文章當中，我們將主要對隔離式開關電源的拓撲形式進行探討。所以在下面的文章當中，如果沒有任何特殊的說明，文中提及的電源將均指隔離電源。隔離電源按照結構形式不同，可分為兩大類：正激式和反激式。②啟動備用電源(柴油發(fā)電機組)，待機組運轉正常時，RUSS雙電源開關RLTH，順序閉合發(fā)電機空氣開關、自備電源控制柜內各斷路器。反激式指在變壓器原邊導通時副邊截止，變壓器儲能。原邊截止時，副邊導通，能量釋放到負載的工作狀態(tài)，一般常規(guī)反激式電源單管多正激式指在變壓器原邊導通同時副邊感應出對應電壓輸出到負載，能量通過變壓器直接傳遞。按規(guī)格又可分為常規(guī)正激，半橋、橋式電路都屬于正激電路。

開關電源-PCB布局需要注意的有以下方面

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1：流過大電流的電解電容需要并聯(lián)使用是，應該盡量使用相同規(guī)格電容，要相互靠近，不宜分開。并聯(lián)的電容需要均流，所以要保持相同的阻抗，不同電容阻抗不一樣，總阻抗還跟pcb走線長度，溫度環(huán)境相關，分開使用后很難保證這兩方面參數保持一致。

2：電解電容和薄膜電容（包括安規(guī)電容）等溫度特性不怎么好，持續(xù)高溫情況下會影響穩(wěn)定性跟壽命，這類電容自身一般不怎么發(fā)熱，但是如果貼近或靠近發(fā)熱量大的元件，如功率電感，變壓器，功率MOS，橋堆，功率二極管，大功率電阻等將嚴重影響穩(wěn)定性和壽命。開關電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的PWM開關技術進行創(chuàng)新，實現ZVS、ZCS的軟開關技術已成為開關電源的主流技術，可調開關電源，并大幅提高了開關電源的工作效率。

3：大功率電阻有條件的話盡量豎起來放增加空氣對流，如要橫放，千萬不要讓電阻管體貼著pcb，這樣會影響電阻散熱還可能會烤黃pcb板材。

4：可調電阻等微調元件不要貼近或靠近發(fā)熱量大的元件（如功率變壓器），一方面因為溫度會電阻的阻值和壽命，進而影響可調電路部分精準度，另一方面可調電阻等一般帶有機械部分和塑料部分，這些都是不能耐高溫的，容易老化損害。

5：工作在低溫場合的pcb，特別是面積比較大的時候，必須要在板材無各處盡量均勻的打洞和割槽，不然經過強烈熱脹冷縮之后，pcb會變形甚至銅箔翹起。

6：光耦和控制IC不宜放在變壓器磁芯結合處切線正下方（臥式變壓器尤為嚴重），因為這個地方散磁通和漏磁通很大，影響到光耦所在的反饋回路，容易使電源不穩(wěn)定。

7：貼片電容很容易在生產過程中被壓壞，所以pcb的貼片面盡量貼一下比較高貼片電容要高一點的貼片元件，這是為了保護貼片電容。

8：插件面盡量讓散熱器高度略高于較高的電解電容和磁性元件，并使pcb插件面朝下，貼片面朝上的方式擺放時保持平衡，這樣有利于在生產中保護磁芯不被碰裂，電解電容不被擠扁，并有利于調試和維修焊接。

電源模塊常見異常和解決方法

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輸出電壓過低

電源模塊輸出電壓過低，可能會導致整體系統(tǒng)不能正常工作，如微控制器系統(tǒng)中，負載突然增大，會拉低微控制器供電電壓，容易造成復位。并且電源長時間低電壓工作，電路的壽命會出現極大的折損。

輸出電壓過低的原因：

（1）輸入電壓較低或功率不足

（2）輸出線路過長或過細，造成線損過大

（3）輸入端的防反接二極管壓降過大

（4）輸入濾波電感過大

解決方法：可以通過調整供電或者更換相應的外圍電路來改善。如：調高電壓或換用更大功率輸入電源，調整布線，增大導線截面積或縮短導線長度，減小內阻，換用導通壓降小的二極管，減小濾波電感值或降低電感的內阻。

開關電源的工作原理不同

在典型的開關電源中，交流輸入轉換為高壓直流，每秒開關數萬次。所采用的高頻允許使用更輕巧的變壓器和更小的電容器。一個特殊的電路精準地控制輸出電壓的時間。6：光耦和控制IC不宜放在變壓器磁芯結合處切線正下方（臥式變壓器尤為嚴重），因為這個地方散磁通和漏磁通很大，影響到光耦所在的反饋回路，容易使電源不穩(wěn)定。這些電源不需要線性穩(wěn)壓器，因此幾乎不浪費電能：它們的效率通?？蛇_80%~90%，因此釋放的熱量要少得多。

然而，開關電源比線性電源復雜得多，因此設計起來比較困難。此外，它對元件的要求更高，要求高壓功率晶體管能夠地高速開關。

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