BOSHIDA电源模块 电磁噪声的处理 降低传导差模噪声 要将差模噪声减到最小，需要将差模噪声电流控制在电源内部，一般在输入和输出端之间已经有电容，这是抑制差模噪声的第一道防线。但是，噪声允许的限值非常低，通常需要采用额外的办法。常用办法是将一些不同类型的滤波器串联插入到电源线之间，如图9.10所示，滤波器一般由串联电感和并联电容组成，将它们放置在靠近供电人口处，以减少滤波后的噪声。但是，如图9.
BOSHIDA电源模块 电磁噪声的处理 传导EMI因为EMI的两个主要类别(传导和辐射噪声)差异很大，所以分开讨论首先，需要关注量化传导噪声测量的细节，即如何测量在导体中作为电流传输的高频噪声。 标准化的测量工具变为了标准测量方法，噪声的测量是通过线路阻抗稳定网络来完成的，通常缩写为 LISN。该设备本质上是一个低通滤波器，它允许通过直流(0Hz)到60Hz的频率，同时将高频噪声电流引导到一个50
BOSHIDA电源模块 电磁噪声的处理 EMI规范和限值 当我们试图将EMI性能作为评估一个电源质量的因素时，需要寻找的是一条或是两条耦合路径中产生的可测量的噪声，即通过磁场或电场从电源系统本身发出的辐射能量，或者通过接线流入或流出电源的传导能量。虽然这些连接线可能是输出到负载的连线或连接到电源内的控制线，但我们特别要关注的是连接到原边输入电源的线路。 辐射和传导这两种潜在的噪声源，通常被认为是独
BOSHIDA电源模块 电磁噪声的处理 测量EMI测量EMI的第一个问题是，要寻找的信号是在一个很宽的频率范围内出现的具有特定频率的不确定扰动(信号)。用于此测量的仪器通常是一个频谱分析仪，它能够用窄窗口扫描一个频带。图9.1显示了该器件的简化功能框图。频谱分析仪有很多种功能，但这超出了本文讨论的范围，还有一个关键特征需要注意:检波器的带宽，称为分辨率带宽，RBW。图9.2显示了三种检波器的配置:
BOSHIDA电源模块 闭环反馈控制稳定性的定义 任何电源的首要目标是提供一个稳定、准确的输出电压，它不应该受各种变量的影响。可以通过建立一个高增益系统来实现输出电压跟随参考电压。具体实现是:检测输出电压，并将其反馈值与参考值进行比较，从而生成误差信号。系统的高增益会迫使误差为零(或者至少足够接近零) 但是，要确保整个系统保持稳定仍然是一个挑战，因为我们现在遇到的是一个闭环、高增益的系统，它能对任
BOSHIDA电源模块 开关电源基础 理解EMI 电磁干扰能量辐射的问题通常被认为是相当复杂的，但是导致和消除EMI的基本原理是相对简单的。从根本上说，只需要认识到由于电流和电压的快速变化会产生场，这些场可以是磁场或电场。 磁场会将导体中的变化电流耦合到其他地方而产生感应电压，原理是 e=M*di/dt 其中M是源和受体之间的互感。 类似地，电场将表面上变化的电压耦合到导体中产生感应电流，原理是
BOSHIDA电源模块 开关电源基础 电源启动电路 当供电电源施加到一个复杂的电力系统时，整个过程必须以一种可以预测的顺序进行，这样确保那些为保护功能而设计的电路在受到智能控制之前不能工作。换句话说，在控制电路正常工作之前，主开关必须保持关断状态。 真实的告解:在设计第一个集成式PWM控制芯片时，我们认为已经设计了所有需要的控制功能，并且在经过初步测试后，也似乎证实了我们已取得了成功。但是在向选定
BOSHIDA电源模块 开关电源基础 电压中断电路应对电压或是电流故障的最直接的办法是断开电源线路。曾经使用的是机械式断路器，但由于成本、尺寸和响应时间的限制，他们现在只用于相对较大功率，且系统中没有其他电流保护的场合。 第二种方法是使用熔断丝，当系统中出现过流故障时，会产生过大电流导致熔丝熔断，从而断开电路。现在熔断丝有各种物理尺寸和额定电流可供选择。熔断丝的反应时间可以是“瞬时的”或“慢断型的
BOSHIDA电源模块 开关电源磁性元件设计 电磁噪声的处理众所周知，开关电源在降低装置物理尺寸和内部功耗方面具有显著的优势。然而，其快速变化的电压和电流波形富含高频谐波，它们产生的电磁干扰EMI)一直是个严重的问题。因此，电磁兼容性(EMC)的设计要求已经和电源性能同样重要，本章将介绍一些最重要的原理和技术。 虽然EMI和EMC这两个术语经常可以互换使用，但实际上两者是包含关系，EMI是EMC的
智能传感器，将传感器相关数据(传感器型号、量程、K值、B值、编号等)写入电子标签，将电子标签嵌入到传感器内部,读取传感器数据的同时也能显示电子标签的内容，具有自动检测、自动识别、自动计算功能的传感器，为测量工程师的数据获取和数据计算节省了大量的时间，也可以避免计算错误的发生。得益于远距离无电源电子标签技术，把仅有3mm*10mm的电子标签嵌入到振弦传感器中，使四线制振弦传感器具有了ID识别、温度读
稳控科技 CONWIN 振弦传感器工作原理 应变计工作原理 以拉紧的金属钢弦作为敏感元件。由两端的固定块、紧绷的钢弦、铁芯、线圈组成，设备（读数仪）发周期性信号（激励信号），线圈在铁芯的作用下产生周期性的磁力，以致紧绷的钢弦产生振动，切割磁力线，线圈内产生周期性电流，经放大电路传给设备，设备读取到相应的频率变化量，计算出最终频率并显示出来。 应变计工作原理 应变计传感器安装固定在被测物体上（如梁）
BOSHIDA电源模块 开关电源磁性元件设计 了解磁学对于许多电气工程师来说，磁学相关的理论通常晦涩难懂，大家发现。在导体中描述电流流动是相对比较容易的，但是难以直观地想象电流发出的磁场。结果就是，许多磁性元件设计被“外包”给其他部门的“专家”，他们可能是来自于公司内部的另一个部门，或者外部供应商。这些人可能对理论非常精通，但是不了解错综复杂的具体设计和应用场合。 实际上，大多数开关电源设计人员可
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 稳定性的定义任何电源的首要目标是提供一个稳定、准确的输出电压，它不应该受备种变量的影响。可以通过建立一个高增益系统来实现输出电压跟随参考电压。具体实现是:检测输出电压，并将其反馈值与参考值进行比较，从而生成误差信号。系统的高增益会迫使误差为零(或者至少足够接近零)。 但是，要确保整个系统保持稳定仍然是一个挑战，因为我们现在遇到的是一个闭环、高增益的系统，它能对
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 基本拓扑总结理论上还有更多的开关电源电路拓扑可以考虑我们将在后面讨论一些其他的拓扑，但还都是基于这些基本拓扑来扩展讨论。它们都具有广泛的应用潜力，所以有必要在这里进行一下总结。 降压拓扑和正激拓扑(以及其变压器耦合等效电路)比升压或反激式设计的效率更高。 除了升压和 SEPIC 之外的所有拓扑都会对输入电压进行斩波，所以都需输入端滤波器，来减小传导开关噪声。
BOSHIDA电源模块 电源基础知识科普 基本开关变换拓扑请注意，在些特定应用场合， 人们使用这此相同的元器件进行了许业其他的组合。大多数已通过实践证明实用性不强，但在这里有两个拓扑值得一提。 第一个即是组合了Buck 和Boost电路，称之为“Buck 或Boost“变换器，如图4.2所示。该电路将Buck电路的输人端和Boost电路的输出端进行组合，并在中间用一个共用电感结合起来。此种拓扑结构
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 开关电源中的变压器电源变压器主要作用有两个: 通过原边侧和副边侧的匝比， 来方便有效地改变电压(或电流），大小: 匝比方程提供高压安全隔离:参见UL标准60950-1. 信息技术设备-安全-第1部分:通用要求等，本书第10章也会介绍到安规标准。 这些功能是通过使将两个或更多个单独的绕组与一个共同的磁芯耦合来实现的。施加到一个绕组的能量通过磁场耦合传递到其他绕
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 开关电源的拓扑结构在讨论拓扑结构之前，更重要的是要认识到，几乎有数百种电路拓扑理论上可用于开关电源，而且这还只是一小部分。现实的情况是，对于任何设计要求来说，就有很多是相互矛盾的，所以需要在各种要求下进行权衡，来确定最佳的电路拓扑。当然，任何一个方案的选择都各有利弊。 例如，如果我们只看成本、体积和效率三个大家最为关心的设计目标，会发现它们往往是相互矛盾的。更
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 功率 MOSFET 工作特性再次可以看到在关断过程中也有类似的四个明显不同的区间，但是它们都很大程度上受到栅极驱动器电路特性的影响。在通常的应用中，栅极驱动电压相对于栅极阈值会提高到较高水平，以便让 MOSFET 充分导通得到最低的RDs(ON)。 这个高驱动电压提供了一个相对较大的驱动电流，其导通时大小由( VDrive-VThreshold) /RGate
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 基本开关变换拓扑在最基本的拓扑形式中，开关变换技术将恒定的功率源转换成一份份可控的能量单元，然后经过滤波将能量重新组合成稳定可用的输出功率。这就是通常所说的DC/DC转换器。我们可以用一对开关管 (二极管可以看作是一个带极性控制的开关)和一个L-C滤波器来实现这个功能。但是，即便只有四个元件，这些元件以不同的方式或是在不同的位置连接，就可以构成多个拓扑结构，以
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 MOSFET结构制造MOSFET器件的挑战在于，需要通过施加在绝缘栅极上电压的影响，将半导体材料的极性反转，从而在源极和漏极之间形成一个导电沟道。现在有几种方法可以实现，通过单元晶胞结构横截面可以很好地说明这个过程，如图3.11所示:可以看到，漏极金属接触在图中右上方的n+区域，并且穿过它到达横向延伸穿过整个单元的n区域。源极金属接触左上方的n+区域和p区域，
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 开关电源控制器如果完整地看一个开关稳压器实物的话，经常可以看到一些大体积尺寸的元件，如功率半导体、电感、滤波电容等。但是，控制电路一般主要包括小信号、低功率元件，这些元件可以非常方便地被集成IC里面，同时这个集成电路还可以包括许多其他控制，而不仅仅只是PWM发生器。因此，真正的开关稳压调节器的原理图如图2.9所示(当然，这里进行了一些合理的简化)。框图右侧的功
BOSHIDA电源模块 开关电源中的基本元件 电容及其分类电阻的应用相对要简单点，因为任何一种类型电阻都可用于各种应用场合，但电容不同，它们有许多独特的类型，并且每种类型都针对不同的应用进行了优化设计。另外，在选择一个电阻时， 大部分设计过程只是选择阻值(以及功率)，主要因为电阻的其他特性对电路的影响不大，所以不需要过多地考虑。另一方面，电容除了基本的电容值之外还具有许多特性，而这此特性在电路设计
BOSHIDA电源模块 开关电源中的基本元件 电阻及其分类 在详细介绍设计高性能开关电源(简称SMPS，大家也常称之为开关电源或简单地称之为“变换器”)之前，有必要回顾一下电源中使用到的元器件，了解它们的特性，清楚它们对设计的影响。从表面上看来，电源只是各种各样电子元器件的堆砌，但选择好这些元件往往是设计人员面临的一个重大挑战，也是一项很费精力的工作。电子产品特别是消费电子产品，电源系统设计时总需
BOSHIDA电源模块 开关电源中的基本元件 整流器整流器，现在我们习惯称之为整流二极管，它是一个双端半导体元件。在理想情况下，它在一个方向(正向导通)上能完全流过电流，同时反方向时电流被阻断。因此，它被认为是开关器件，因为当电压极性反向时，它将电流从“接通”切换到“断开”。然而，在实际应用中是非理想的: 一是二极管导通时电压降不为零(虽然接近于零)，二是反向偏置时仍存在一定的漏电流，如图3.8所
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 半导体开关器件BOSHIDA电源模块 电源基础知识 半导体开关器件 半导体开关器件是开关电源的核心器件。它是实现电源功率转换的必要器件，并且已经过几十年的发展，涌现出了各种各样的技术。这些器件多年来一直在发展并且仍在继续不断朝着更好的方向发展，要注意的是，这里所说的任何技术都可能被未来的创新所取代。考虑到这个因素，图3.10是当前的主要的功率变换开关器件的列表
BOSHIDA电源模块 电源基础知识 脉冲宽度调制接下来，我们会看到有很多用来控制开关稳压器功率开关占空比的方法。图2.8描述了最早期的一种控制方式，但现在仍然还在广泛使用，它是一个固定频率的，后边沿脉冲调制技术。 振荡器在这里有两个作用: (1)固定振荡周期来设定开关频率; (2)产生一个线性上升的斜坡电压(锯齿波).很快返回到初始值，同时开启下一个开关周期。 误差放大器产生控制电压，来控制PW
BOSHIDA模块电源 电源基础知识 开关稳压器开关稳压器最简单的形式，即用一个开关取代晶体管控制的可变电阻，它只有两种状态，完全导通或是完全关断。因为它是对输人电压进行斩波，而我们需要一个稳定的输出电压，所以要增加一级输出滤波。但滤波器是仅由储能元件组成的，所以稳压器可以由接近无损耗的元件组成。一个简化的开关稳压器如图2.6所示。 开关管断开时，开关管承受全部的输入电压，而开关管导通时，所有负载
BOSHIDA电源模块 电源基础知识讲解 系统负载系统负载要求，这是对电源设计者提出的最大挑战，同时也是开始设计一个电源之前必须弄明白的事情。随着大量激增的用电系统，本质上是没有标准的用电需求。每个系统都是独一无二的，这也是电源设计很重要的原因。负载用电需求可能包括如下因素( 但绝不是所有的): 需要不同电压的数量 每种电压的额定值以及容差 每个负载的最大、最小额定电流 最大输出功率 功率变化时的
BOSHIDA模块电源 电源基础知识 电压调节 线性(模拟)稳压器系统对于电源的所有要求中，电压调节是最显而易见，通常也是最重要的要求。电压调整率通常定义为一个电源维持输出电压恒定或是保持在规定限值内的能力，这是因为当输人电压或是系统负载电流需求变化时，输出电压总会有一定的波动。 最简单的稳压器形式，是稳压器位于输人电源(电压较高)和负载(电压校低)中间，用来“吸收掉”输人和输出电压的差。它必须要
BOSHIDA模块电源 ACDC电源模块电路设计的步骤下面简单介绍下AC-DC电源模块电路设计的步骤。 1、首先是决定模块电源设计规格，接着一边选择能满足该规格的IC和部件，一边进行设计。除了电路图外，还必须设计基板的线路。之后是进行试作和评估、量产的流程。第二个步骤为选择电源IC，但在设计基板电源时，几乎都会设计成使用电源IC的电路，因此次一个步骤才会是选择电源IC。 负责设计的工程师其工作范围
Copyright © 2005-2023 51CTO.COM 版权所有 京ICP证060544号
