正處于本科三年級(jí)的我，在黑龍江的一所學(xué)校里，眼看明年就要畢業(yè)了。更加緊張的氣氛和心情由之而來(lái)。2013年7月到現(xiàn)在，已經(jīng)有半年了，這半年里，接觸最多的就是開關(guān)電源了，暑期參加了一個(gè)老師的培訓(xùn)班，對(duì)開關(guān)電源有了些了解，同時(shí)，也在老師的指導(dǎo)下，我們也做過BUCK,BOOST,BUCK-BOOST,FLYBACK，正激，推挽，半橋，APFC（當(dāng)然圖紙都是老師給好的，一個(gè)一個(gè)元件給我們講，分析各個(gè)元件的作用）。當(dāng)時(shí)的我，做出來(lái)的實(shí)驗(yàn)效果后，是那么的欣喜。我們沒有EMI,也沒有過熱保護(hù)，沒有一些產(chǎn)品該有的東西，我們?cè)诶蠋煹呐嘤?xùn)班里，更多的是這個(gè)圖中的R,L,C以及二極管，MOS，變壓器的計(jì)算與選擇。我知道每一個(gè)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)者都有著不同的思路與方法，裕量這方面就取得完全不同。首先，我要感謝我的老師，是他讓我了解了開關(guān)電源，沒有他的20多天的授課，我不可能接觸到這么多的知識(shí)。但是，我要青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，不能辜負(fù)老師對(duì)我的培養(yǎng)。其次，對(duì)于學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化的我，大一就忙人際關(guān)系，學(xué)生會(huì)到是玩的挺開心，大二的時(shí)候，學(xué)了單片機(jī)，AT89S52，STM8，挺好玩的，包括智能循跡遙控小車，搖搖棒一些電子制作。大二的暑期，我決定了，我要給自己定一個(gè)方向，沿著這個(gè)方向走下去！于是我選擇了開關(guān)電源。最后，我應(yīng)該需要大家的幫助，在這里提前感謝大家。因?yàn)槲矣X得我的理論知識(shí)還不夠扎實(shí)，閱讀與自學(xué)的能力應(yīng)該提高。于是我選擇了做一個(gè)事情：學(xué)習(xí)這本《精通開關(guān)電源設(shè)計(jì)》王志強(qiáng)等譯。因?yàn)槲也攀鑼W(xué)淺，所以，每天我都會(huì)去學(xué)，每天不懂得問題，我都會(huì)發(fā)出來(lái)，希望大家可以一起討論去解決。也希望我自學(xué)的這個(gè)過程，也可以給許多剛開始入門開關(guān)電源的朋友帶來(lái)些經(jīng)驗(yàn)與啟發(fā)。
精通開關(guān)電源設(shè)計(jì) 自學(xué)筆記與探討
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1.2.2 線性調(diào)整器
低壓降調(diào)整器，英文縮寫LDO，一般認(rèn)為最小壓降約為200mV或者更低才能稱為L(zhǎng)DO。而傳統(tǒng)線性調(diào)整器的壓降通常約為2V，還有一種中間類型稱為準(zhǔn)LDO，其壓降介于兩者之間，約為1V。
線性調(diào)整器的優(yōu)點(diǎn)在于非常安靜，沒有噪聲，也沒有電磁干擾（EMI）。
通常，開關(guān)調(diào)整器在輸入和輸出端都需要接濾波器來(lái)減小噪聲，因?yàn)檫@些噪聲與鄰近設(shè)備相互干擾，并可能引起故障。開關(guān)變換器仍需要接入電感和定容組合的濾波器，有時(shí)甚至需要更多級(jí)濾波器來(lái)進(jìn)一步衰減噪聲。
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@SKY丶輝煌
1.2.2線性調(diào)整器低壓降調(diào)整器，英文縮寫LDO，一般認(rèn)為最小壓降約為200mV或者更低才能稱為L(zhǎng)DO。而傳統(tǒng)線性調(diào)整器的壓降通常約為2V，還有一種中間類型稱為準(zhǔn)LDO，其壓降介于兩者之間，約為1V。線性調(diào)整器的優(yōu)點(diǎn)在于非常安靜，沒有噪聲，也沒有電磁干擾（EMI）。通常，開關(guān)調(diào)整器在輸入和輸出端都需要接濾波器來(lái)減小噪聲，因?yàn)檫@些噪聲與鄰近設(shè)備相互干擾，并可能引起故障。開關(guān)變換器仍需要接入電感和定容組合的濾波器，有時(shí)甚至需要更多級(jí)濾波器來(lái)進(jìn)一步衰減噪聲。
在這里想問一下各位大神，你們見到的，最多的是幾級(jí)的濾波器？小弟只見過兩級(jí)。
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1.2.4 半導(dǎo)體開關(guān)器件基本類型
NPN型晶體管比PNP型晶體管使用廣泛的原因是價(jià)格低廉。
MOSFET為電壓型控制
BJT為電流型控制
現(xiàn)代MOSFET在其導(dǎo)通和關(guān)斷的轉(zhuǎn)換過程中也需要有一定的門極電流。
BJT通常更適合于大電流裝置，因?yàn)槠鋵?dǎo)通壓降是一常數(shù)，甚至在電流很大時(shí)也不變。這很大程度上降低了開關(guān)損耗，特別是開關(guān)頻率不太高時(shí)效果更明顯。MOSFET的導(dǎo)通壓降與通過的電流成比例，當(dāng)負(fù)載很大時(shí)其導(dǎo)通損耗就很大。
IGBT適合于較低頻率，大電流裝置，其驅(qū)動(dòng)比BJT的要簡(jiǎn)單的很多。
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@SKY丶輝煌
1.1簡(jiǎn)介老師把開關(guān)電源描述成一個(gè)規(guī)模龐大的運(yùn)輸系統(tǒng)，把規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)輸一定量的旅客比作功率。一種使用大型客車，但是相隔時(shí)間長(zhǎng)，另一只就是用小型貨車，相隔時(shí)間很短。這樣就解釋了開關(guān)電源的頻率高的問題，問題形容的生動(dòng)形象。減小能量包的大小，從而減小用來(lái)存儲(chǔ)和傳輸能量的尺寸。
1.2.6通過電抗元件獲得高效率
現(xiàn)代開關(guān)電源效率高的根本原因是電容和電感的有效共同使用。
電容和電感被歸類為電抗元件，因?yàn)樗麄兙哂歇?dú)特的儲(chǔ)能作用，該功能使其不發(fā)生功耗（本身不消耗能量），僅將所獲得的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。
電容儲(chǔ)存的能量成為靜電能量。
電感儲(chǔ)存的能量成為磁能。
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@SKY丶輝煌
1.2.9寄生參數(shù)的影響實(shí)際應(yīng)用中電抗元件的溫升可歸因于其自身固有的低值寄生電阻的熱損耗。電感除了有基本參量電感L外，還有非零直流電阻（DCR），主要來(lái)源于繞組銅線。類似，實(shí)際電容除含有基本參量電容C，也含有少量的等效串聯(lián)電阻（ESR）。器件的正向?qū)▔航狄欢ㄒ饬x上也可看做串聯(lián)寄生電阻產(chǎn)生的導(dǎo)通損耗。
為提高效率，通常應(yīng)最大程度減小所有這些電阻性或電抗性寄生參數(shù)。他們是妨礙變換器達(dá)到100%效率的首要原因。當(dāng)然，要保證其合理性和性價(jià)比。
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@SKY丶輝煌
1.2.10高頻率開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的問題某些損耗隨溫度升高而增加，如MOSFET的導(dǎo)通損耗。鋁電解電容隨溫度升高損耗降低。因?yàn)槠銭SR隨頻率升高而減小。
選擇高開關(guān)頻率的首要原因僅是使變化器能在超過人的聽覺范圍的頻率上工作。
另一原因是最大程度減小電源中器件的體積。電感尺寸與開關(guān)頻率成反比。
限制頻率提高的衛(wèi)衣原因是開關(guān)損耗，開關(guān)損耗與開關(guān)頻率精確成比例。
熱管理是良好的電源設(shè)計(jì)最重要的目標(biāo)之一。
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1.2.11 可靠性，使用壽命和熱管理
熱管理的含義是盡可能吸收電源散發(fā)到四周的熱量，從而降低其溫度。
可靠性按正弦指數(shù)衰減。
溫度沒升高10°C，失效率加倍。
鋁電解電容的內(nèi)部電解液會(huì)隨時(shí)間而揮發(fā)，導(dǎo)致電容失效。
延長(zhǎng)使用壽命與提高可靠性的方方是降低電源中元件的溫度以及電源內(nèi)部環(huán)境溫度。這需要外殼痛風(fēng)性好，在PCB上多裝散熱片，甚至內(nèi)置風(fēng)扇將熱空氣排出，當(dāng)然，也要考慮風(fēng)扇得失效率和使用壽命。
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