从设计到维修，全方位学习开关电源

C供电。

　　升压（boost）型原理如下图所示，前半周期Q1导通L1储能，后半周期D1导通L1放能与V1串连向C1供电。

　　极性反转型原理如下图所示，前半周期Q1导通L1储能，后半周期D1导通L1放能向C1供电。

　　若输入电压大于工作电压，则选用降压型，反之选择升压型。若单电源输入，需要+、-电源时选用极性反转型。

　　再说隔离式：若输出功率较小（100W以下）常用反激式；若功率稍大，可选用正激式；再大就要采用半桥或全桥式了。

　　反激式是磁性元件在前半周储能，后半周期传递能量。并关管要承受电源电压与反激电压之和，一般220V整流后要用700V左右的功率管。

　　正激式是在前半周期直接传递能量，后半周期泄放磁场。若磁场泄放不掉，则后面的周期中会因磁饱和而烧毁功率器。

　　全桥式是有4个功率器件，能够让变压器原边电流来回流动，在每半个周期都传递能量，所以能做到较大功率。

　　半桥式是全桥式的简化，它将一个桥臂上的功率器件换成电容，节约了一半数量的功率器件，且功率器件上承受的电压也减半，故降低了成本。

　　升压变换中多采用推挽式，因原边电压较低，绕组匝数少，绕成双原边也不增加多少成本，双绕组又能增加功率，故是广泛采用的方式。

　　　　如何为开关电源选择合适的电感

　　电感是开关电源中常用的元件，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上， 用来平滑电流。电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的 电压尖峰。

　　电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和， 也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。但 是，开关电存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数（或寄生参数），一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式 杂散电容。杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。如果将杂散电容“集中”为一个电容， 则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。

　　当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点：

　　1. 当电感L中有电流I流过时，电感储存的能量为：

　　E＝0.5×L×I2 （1）

　　2. 在一个开关周期中，电感电流的变化（纹波电流峰峰值）与电感两端电压的关系为：

　　V＝（L×di）/dt （2）

　　由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。

　　3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分（安·秒）成正比，电感上的电流与电压的积分（伏·秒）成正比。只要电感电压变化，电流变化率di/dt也将变化；正向电压使电流线性上升，反向电压使电流线性下降。

　　计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要。

　　从图1可以看出，流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成，因为交流分量具有较高的频率，所以它会通过输出电容流入地，产生相应的输出纹波电压dv=di×RESR。这个纹波电压应尽可能低，以免影响电源系统的正常操作，一般要求峰峰值为10mV~500mV

　　纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸，纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%，因此对降压型电源来说，流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。

　　降压型开关电源的电感选择

　　为降压型开关电源选择电感器时，需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大纹波电流、占空比。下面以图2为例说明降压型开关电源电感值的计算，首先假设开关频率为300kHz、输入电压范围12V±10%、输出电流为1A、最大纹波电流300mA。

　　最大输入电压值为13.2V，对应的占空比为：

　　D＝Vo/Vi＝5/13.2＝0.379 （3）

　　其中，Vo为输出电压、Vi为输出电压。当开关管导通时，电感器上的电压为：

　　V＝Vi－Vo＝8.2V （4）

　　当开关管关断时，电感器上的电压为：

　　V＝-Vo－Vd＝-5.3V （5）

　　dt＝D/F （6）

　　把公式2/3/6代入公式2得出：

　　升压型开关电源的电感选择

对于升压型开关电源的电感值计算，除了占空比与电感电压的关系式有所改变外，其它过程跟降压型开关电源的计算方式一样。以图3为例进行计算，假设开关频率为 300kHz、输入电压范围5V±10%、输出电流为500mA、效率为80%，则最大纹波电流为450mA，对应的占