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经典指南:你真的了解开关电源吗?

时间:05-30 来源:ADI论坛 点击:

制策略,不同的补偿电路会得到不同的动态性能。有些控制策略或参数对输入端的扰动具有较强的抑制能力,有些则对负载端的扰动具有较强的抑制能力,有的参数对小信号动态稳定性很好,但在大信号下,其可能不稳定,有的参数能满足大信号的要求,但小信号下其会变差,因此,要对大小信号的动态设计进行折中。

  4、高低温下的设计折中

  在一个电源中,因各种参数都是与其工作时的温度有关,所以必须找出一组参数能在全部环境温度范围内满足所有性能指标,这需要做很多折中。

  5、电性能与热性能之间的折中

  在一个电源中,电性能(如电应力和EMI性能)与热性能之间的要求是矛盾的。为了获得好的EMI和低的电应力,希望功率元器件的回路尽量小,但这会使得各元器件之间的热影响更厉害,各元器件的损耗会更大。将各功率元器件之间的回路加大,可减小这种热影响,改善热设计,但因寄生参数的增加,会使器件的电应力增加,效率变低,EMI性能变坏,所以,电源中热与电两个设计是非常需要折中的。

  6、关键部件的折中

  在开关电源中,有一些关键部件,在设计时需要折中。如:功率变压器的设计,对稳态效率性能而言,在变比等已经最优化后,希望其漏感最小,但在实现漏感最小的同时,往往会增加绕组之间的分布电容,这通常会增加共模EMI干扰和降低安全性。

  另外,如驱动能力的折中。为了减小功率开关器件(MOSFET)的开关损耗,希望其开关过程尽量短,这可通过减小门级驱动电阻来实现,但在开关速度提高的同时,往往会增加电源的共模EMI,使得EMI特性变差。

  7、其他折中

  做好一个开关电源,还有很多其他折中要做,总之,因为开关电源是一个在一定边界(由输入电压、负载电流和环境温度组成的长方体)之内,满足规格书要求的功率电子产品,既有功率处理和信息处理,又有热处理,所以,为了做好这样的产品,必须要做很多很多的折中。这要求开发人员了解如何在折中的基础上优化,在优化的基础上折中,使开发的电源产品达到最佳的性价比。

  如何做好开关电源设计

  目前,国内多数电源公司在产品开发中存在怪圈现象:公司业务接了一个单子,时间只有一个月,设计人员赶紧开始,草草设计一周后搞定PCB,然后安装调试,装完就通电,嘿,输出有了,一测试指标,一堆不达标,脑子乱乱的,改进再调,解决了一个问题又冒出一个,每天加班加点,时间过得真快,一个月时限马上到了,工作没完成,请求延期,半年后勉强完成了,累得筋疲力尽,不得喘息,立马又进入下一个项目循环。

  公司由于开发管理不规范,没有任何技术积累;员工由于开发工作不专业,在开发过程中无任何提高。

  从工程师个人角度来说,养成制定个人工作计划,按规范做设计、调试、总结的习惯,是成为资深电源开发人员所必须具备的工程素质。

  按规范做设计的步骤是:

  1、仔细阅读产品的开发规格书

  2、按规范绘制产品的功能结构总框图

  3、用功能结构总框图描述产品的基本功能实现

  4、用功能结构总框图描述产品的正常开关机过程

  5、用功能结构总框图描述产品的故障保护过程

  6、设计功能结构总框图中的各个单元电路并撰写设计总结

  7、绘制出一整套设计图纸

  按规范调试的习惯:

  开发人员要能够养成按规范开发操作步骤开发产品的习惯,那就不会出现很多不必要的反复,就可避免出现前面介绍的那种怪圈,就可以将产品开发工作做得又好又快,同时开发人员还能在很短的时间内提升自己的专业水平,过不了多久,就可以从一个新手上升为资深电源工程师。详细的电源开发操作规范留到课上再说。

  按规范做总结的习惯:

  在按规范进行开发时,每做一个实验后,都要做一份实验总结,产品开发完成后,还要将整个开发工作进行总结。作为开发人员,总结是保证自己技术水平迅速提高的最重要的手段,所以,你想早点成为资深工程师,你就一定要认认真真地做好每一份总结。

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