开关电源设计的一般考虑

在设计开关电源之前，应当仔细研究要设计的电源技术要求。现以一个通信电源模块的例子来说明设计要考虑的问题。该模块的技术规范如下：

1 电气性能

除非另外说明,所有参数是在输入电压为220V,交流50Hz以及环境温度25℃下测试和规定的.

表1.1

1.1 输入

电压：单相交流额定电压有效值220V±20%
频率：频率范围 45-65Hz
电流：在满载运行时,输入220V,小于8A。在264V时,冲击电流不大于18A
效率：负载由50％－100％为表2.1值
功率因数：大于0.90,负载在50％以上,大于0.95
谐波失真：符合IEC 555-2要求
启动延迟：在接通电源3秒内输出达到它的额定电平
保持时间：输入176V有效值,满载,大于10mS

1.2 输出

电压：在满载时,输出电压设定在表1值的±0.2％
电流：负载电流从零到最大值(参看表1)，过流保护开始是恒流,当电压降低到一定值得时,电流截止.
稳压特性：负载变化由零变到100％, 输入电压由176V变到264V最坏情况下输出电压变化不超过200mV.
瞬态响应： 在没有电池连接到输出端时,负载由10％变化到100％,或由满载变化的10％,恢复时间应当在2mS之内.最大输出电压偏摆应当小于1V.
静态漏电流：当模块关断时,最大反向泄漏电流小于5mA.
温度系数：模块在整个工作温度范围内≤±0.015％.
温升漂移：在起初30秒内,±0.1％
输出噪音：输出噪音满足通信电源标准,衡重杂音＜2mV.

1.3 保护

输入：输入端保护保险丝定额为13A.
输出过压：按表1.1设置过压跳闸电压,输出电压超过这个电平时,将使模块锁定在跳闸状态.通过断开交流输入电源使模块复位.
输出过流：过流特性按表1.1的给定值示于图1.过流时,恒流到60％电压,然后电流电压转折下降.(最后将残留与短路相同的状态)
输出反接：在输入反接时,在外电路设置了一个保险丝烧断(＜32A/ 55V)
过热：内部检测器禁止模块在过热下工作，一旦温度减少到正常值以下,自动复位.

1.4 显示和指示功能

输入监视：输入电网正常显示.
输出监视：输出电压正常显示.(过压情况关断).
限流指示：限流工作状态显示.
负载指示： 负载大于低限电流显示.
继电器：输入和输出和输入正常同时正常显示。
输出电流监视：负载从10％到100％,指示精度为±5％.
遥控降低：提供遥控调节窗口.

1.5 系统功能

电压微调：为适应电池温度特性,可对模块的输出电压采取温度补偿.
负载降落：为适应并联均流要求，应能够调节外特性。典型电压降落0.5％,使得负载从零到增加100％,输出电压下降250mV.
遥控关机：可实现遥控关机。

1.6 电气绝缘

下列试验对完成的产品100％试验。

1.在L(网)和N(中线)之间及其它端子试验直流电压为6kV.

2.在所有输出端和L,N及地之间试验直流2.5kV.这检查输出和地之间的绝缘.

3.下列各点分别到所有其它端子试验直流100V：
电压降低(11和12脚)
继电器接点(14,15和16脚)
状态选择-输入,输出和电流限制(3,4,5和6脚)

4.地连续性-以25A,1 分钟检查,确认安全接地的阻抗小于0.1Ω.

1.7 电磁兼容

符合邮电部通信电源标准.

2 机械规范

尺寸：略
重量： 略
安装方向： 模块设计安装方向是面板垂直放置,使空气垂直通过模块.
通风和冷却： 模块的顶部和底部都有通风槽,使空气流通过模块,经过散热器.因此在系统中应当没有阻碍地对流冷却模块,并应强迫冷却装置使冷却空气经过模块自由流通.

3 环境条件

环境温度： 在0～55℃温度范围内满功率工作.在模块下50mm处模块的入口测量温度.
存储温度：－40～+85℃
湿度：5％～80％,不结冰.
高度： -60m～2000m工作;-60m～10000m不工作.

4 可靠性

MTBF大于100000小时.
这些要求包括：输入电源，输入电压的类型－交流还是直流。交流电源的频率和电压变化范围，整流滤波方式，是否有功率因数要求？如果是直流电源，是直流发电机，还是蓄电池、抑或其它直流变换器？是电流源还是电压源？它们的变化范围和纹波大小。输出电压（电流）大小和调节范围，稳压（或稳流）精度，输出有几路？输出电流（或输出功率），输出纹波电压要求，是否需要限流？瞬态响应要求。负载特性：蓄电池，还是荧光灯，还是电机？这些电气性能之外，是军用还是民用？EMC要求，环境温度。体积与重量要求。是否需要遥控，遥测或遥调？是否需要提供自检测，如此等等。设计出的电源必须满足这些要求。

1.1 主电网电源

如果你购进国外电气设备，不管青红皂白就去插上电源，弄不好就可能烧坏设备电源。因此，要安全使用国外设备，要知道国外电网电源的种类和相关标准。如果你设计的产品是提供出口，也必须了解该地区的电