開關(guān)電源基礎(chǔ)知識課件

開關(guān)電源基本知識

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王福東莞冠日光電科技有限公司開關(guān)電源基本知識

研發(fā)院王福東莞冠日光電科技有限公司1課程介紹開關(guān)電源的發(fā)展方向開關(guān)電源的定義開關(guān)電源主要類型開關(guān)電源模塊簡圖開關(guān)電源VS線性電源各項參數(shù)名詞解析課程介紹開關(guān)電源的發(fā)展方向2開關(guān)電源的發(fā)展方向開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低損耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（Mn-Zn）材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項關(guān)鍵技術(shù)。

開關(guān)電源的發(fā)展方向開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低損耗、3用半導(dǎo)體功率器件做開關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)，同時用自動控制閉環(huán)穩(wěn)定輸出且?guī)в斜Ｗo(hù)環(huán)節(jié)的開關(guān)變換器電路，叫做開關(guān)電源（SwitchingPowerSupply）.開關(guān)電源的定義：用半導(dǎo)體功率器件做開關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)，同時4電源有如人體的心臟，是所有用電設(shè)備的原動力。按電力電子的習(xí)慣稱謂，電力的轉(zhuǎn)換包括：

ACDC：整流

DCAC：逆變

ACAC：交流—交流變換

DCDC：直流—直流變換主要類型：電源有如人體的心臟，是所有用電設(shè)備的原動力。主要類型：5開關(guān)電源模塊簡圖：輸入EMI濾波輸入整流轉(zhuǎn)換器輸出整流閉環(huán)控制保護(hù)電路輸出PWM調(diào)制開關(guān)電源模塊簡圖：輸入EMI濾波輸入整流轉(zhuǎn)換器輸出整6線性電源的主電路如下：開關(guān)電源的主電路如下：開關(guān)電源VS線性電源：線性電源的主電路如下：開關(guān)電源的主電路如下：開關(guān)電源VS線性7開關(guān)電源與線性電源之比較項目線性開關(guān)效率低（25～50℅）高（65～90℅）尺寸大小電路簡單（變壓，整流，穩(wěn)定化）復(fù)雜（整流，轉(zhuǎn)換，波寬控制，整流）穩(wěn)定度高（0.001～0.1℅）普通（0.1～3℅）噪音小大輸入電壓范圍輸入電壓大時，效率降低，不可直流輸入輸入電壓范圍廣成本低普通，有減少趨勢開關(guān)電源與線性電源之比較項目線性開關(guān)效率低（25～50℅）高8輸出紋波工頻紋波（低頻紋波）開關(guān)紋波（高頻紋波）噪聲部分紋波部分輸出紋波工頻紋波（低頻紋波）開關(guān)紋波（高頻紋波）噪聲部分紋波9輸入電壓范圍輸入電壓是指客戶端提供給開關(guān)電源的輸入電壓，即電源能正常工作的電壓。常見的分為AC（交流）和DC（直流）輸入兩種（或AC、DC均可）。對于產(chǎn)品而言，輸入電壓均有范圍，常見的AC輸入的有：180-264Vac；90-132Vac；90-264Vac等；此參數(shù)主要是保證開關(guān)電源在客戶端的設(shè)備上能正常使用。輸入電壓范圍輸入電壓是指客戶端提供給開關(guān)電源的輸入電壓，即電10輸入頻率范圍（Hz）此指標(biāo)主要是能滿足客戶所在國家或地區(qū)的電網(wǎng)的要求。（AC輸入）通常產(chǎn)品的指標(biāo)為：47-63Hz我們國家的電網(wǎng)為：220Vac/50Hz目前普通設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，輸入電網(wǎng)需滿足：(額定)100-240Vac,50/60HZ;范圍值:90-264Vac,47/63HZ.輸入頻率范圍（Hz）此指標(biāo)主要是能滿足客戶所在國家或地區(qū)的電11啟動沖擊電流開關(guān)電源在啟動瞬間，由于電容在開機瞬間會形成一個很大電流的充電過程，這就形成了啟動沖擊電流；其如果過大容易導(dǎo)致橋堆和保險絲等器件燒毀；此指標(biāo)主要是考慮電源在啟動時耐受沖擊電流的能力。一般要求冷機啟動情況下：<30A（220Vac/50Hz）。測試設(shè)備：可編程交流源;精密電子負(fù)載;數(shù)字示波器;電流探頭啟動沖擊電流開關(guān)電源在啟動瞬間，由于電容在開機瞬間會形成一個12最大輸入電流在電源工作時，輸入端回路總會有電流，即我們所說的輸入電流；一般來說，最大輸入電流出現(xiàn)在輸入電壓為下限值時；此項指標(biāo)某些客戶有特殊要求，它的大小受以下幾個因數(shù)的影響：輸出功率、PF值（功率因數(shù)）、輸入電壓和效率等。最大輸入電流在電源工作時，輸入端回路總會有電流，即我們所說的13輸出啟動時間啟動時間是指開關(guān)電源在最大載情況下從電源（直流或交流）輸出到其輸出電壓上升到規(guī)格下限值（或90%Uo）時的那段時間；通常在220Vac輸入時，要求小于1S；在110Vac輸入時，要求小于2S;90Vac輸入時，要求小于3秒。啟動時間可能對客戶系統(tǒng)的時序信號有影響，當(dāng)然啟動時間過長可能會讓客戶認(rèn)為電源出現(xiàn)故障。輸出啟動時間啟動時間是指開關(guān)電源在最大載情況下從電源（直流或14輸出啟動時間啟動時間輸出啟動時間啟動時間15輸出過沖當(dāng)電源啟動時，輸出電壓將上升至某一值V1時經(jīng)電源的反饋回路調(diào)整后至穩(wěn)定輸出電壓值V0，此時的輸出過沖(overshoot)即為（V1-V0）/V0*100%；同理，當(dāng)電源斷開輸出時，也會出現(xiàn)所謂的輸出欠沖（undershoot);此項指標(biāo)主要是考量開關(guān)電源的反饋回路的反應(yīng)速度。測試時應(yīng)兼顧各種輸入條件和負(fù)載條件。輸出過沖當(dāng)電源啟動時，輸出電壓將上升至某一值V1時經(jīng)電源的反16輸出過沖V1V0輸出過沖V1V017保持時間定義是：開關(guān)電源從輸入切斷電源起到其輸出電壓下降到穩(wěn)壓范圍外時（一般是輸出電壓的下限）的時間，單位是mS級。通常標(biāo)準(zhǔn)：220Vac輸入時不小于20mS；110Vac輸入時不小于10mS。（不同的設(shè)備有不同的時間要求，有要求≥16ms，有的則要求在交流輸入120V時≥12ms）此參數(shù)可能影響客戶系統(tǒng)的某些工作特性，如保存數(shù)據(jù)等，也可能涉及到時序性問題。保持時間定義是：開關(guān)電源從輸入切斷電源起到其輸出電壓下降到穩(wěn)18效率效率的定義是指某一電源輸出的總功率與輸入有用功的百分比。此指標(biāo)是檢驗電源的功率使用率，從客戶角度而言，效率高就意味著耗能少，效率低就意味著耗能多；從產(chǎn)品開發(fā)而言，效率低意味著電源本身的功耗大，自身產(chǎn)生的熱能也相應(yīng)增大，這將影響產(chǎn)品的可靠性，也可能進(jìn)而影響客戶系統(tǒng)的可靠度。效率效率的定義是指某一電源輸出的總功率與輸入有用功的百分比。19溫度系數(shù)此指標(biāo)主要是評估開關(guān)電源在其允許的環(huán)境條件（泛指溫度與濕度）下，其輸出的電壓變化率是否滿足要求；影響溫度系數(shù)的因數(shù)主要是開關(guān)電源的元器件在環(huán)境變化后某些參數(shù)的偏移從而引起整機參數(shù)的變化（對于產(chǎn)品而言即輸出電壓）。溫度系數(shù)此指標(biāo)主要是評估開關(guān)電源在其允許的環(huán)境條件（泛指溫度20輸出電流輸出電流是定義某一電源本身的特定參數(shù)；一般定義每路輸出所允許的負(fù)載電流范圍（描述最小電流和最大電流）；如不定義最小電流值，則默認(rèn)為最大電流。此參數(shù)的確定取決于客戶設(shè)備的實際功率。一般而言，建議使用不大于80%Pmax.輸出電流輸出電流是定義某一電源本身的特定參數(shù)；一般定義每路輸21源效應(yīng)源效應(yīng)定義是開關(guān)電源在某一特定環(huán)境溫度條件下，在輸入電壓變化時其提供穩(wěn)定輸出電壓的能力（也稱為：輸入電壓調(diào)整率）。此指標(biāo)主要是考慮到開關(guān)電源可能在不同的輸入電壓的工作環(huán)境，由此引起的輸出電壓不穩(wěn)定情況。如在國內(nèi)的邊遠(yuǎn)地區(qū)或農(nóng)村地區(qū)，電網(wǎng)的供電穩(wěn)定程度較差。源效應(yīng)源效應(yīng)定義是開關(guān)電源在某一特定環(huán)境溫度條件下，在輸入電22開關(guān)電源基礎(chǔ)知識課件23負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng)定義為開關(guān)電源在某一環(huán)境條件下，在輸出負(fù)載變化時其提供穩(wěn)定的輸出電壓的能力。這個指標(biāo)主要滿足客戶系統(tǒng)的負(fù)載條件變化時開關(guān)電源輸出電壓的穩(wěn)定性必須滿足客戶設(shè)備工作的要求。負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng)定義為開關(guān)電源在某一環(huán)境條件下，在輸出負(fù)載變24開關(guān)電源基礎(chǔ)知識課件25穩(wěn)壓精度綜合開關(guān)電源在不同環(huán)境條件、不同輸入電壓、不同的負(fù)載條件下，其提供穩(wěn)定輸出電壓的能力；該指標(biāo)其實是將源效應(yīng)、負(fù)載效應(yīng)和溫度系數(shù)等綜合起來。穩(wěn)壓精度綜合開關(guān)電源在不同環(huán)境條件、不同輸入電壓、不同的負(fù)載26輸出紋波輸出紋波可能會影響到客戶系統(tǒng)工作時的穩(wěn)定性，當(dāng)紋波問題過大時造成客戶系統(tǒng)當(dāng)機或丟失數(shù)據(jù)的情況時有發(fā)生。紋波的大小按照1%V0來定義，但一般而言，紋波均定義不大于100mV除非客戶有特殊要求。輸出紋波輸出紋波可能會影響到客戶系統(tǒng)工作時的穩(wěn)定性，當(dāng)紋波問27輸出噪聲紋波的測試⑴輸出紋波和噪聲是指疊加在輸出直流電壓上的交流成分，其中紋波是疊加在輸出直流上開關(guān)頻率的偕波分量，而噪聲電壓是在與開關(guān)頻率無關(guān)的非周期的分量。測試紋波和噪聲應(yīng)在規(guī)定的帶寬內(nèi)測試，一般用20MHz帶寬，超20MHz帶寬的示波器可選用20MHz的帶寬限制，一般用mVp-p表示，測量應(yīng)采用靠測法（如圖）即去掉探頭上的地線夾和測試鉤，直接用探頭靠在電源模塊的輸出引針上，這樣可以避免空間輻射超成影響，還可以避免將共模信號疊加在真正要測試的差摸信號上。輸出噪聲紋波的測試28⑵另一種方法是用雙絞線測量。適用于便裝式電源的測量。輸出紋波和噪聲在測量時應(yīng)采用模擬示波器選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，掃描速度?yīng)低于0.5秒，測量峰峰值雜音電壓。⑵另一種方法是用雙絞線測量。適用于便裝式電源的測量。29動態(tài)負(fù)載響應(yīng)一個額定電壓輸出的電源，具備反饋控制回路，能夠?qū)⑵漭敵鲭妷壕S持穩(wěn)定，但由于實際上反饋控制回路有一定的頻寬，限制了開關(guān)電源對負(fù)載電流變化的反應(yīng)?？蛻粝到y(tǒng)的負(fù)載電流一般是變化的，所以動態(tài)負(fù)載響應(yīng)測試確保了電源在負(fù)載變化時不會出現(xiàn)輸出呈現(xiàn)不穩(wěn)定、失控或振蕩現(xiàn)象。動態(tài)負(fù)載響應(yīng)一個額定電壓輸出的電源，具備反饋控制回路，能夠?qū)?0保護(hù)功能輸入保護(hù)：根據(jù)模塊電源時間的工作環(huán)境及用戶對可靠性的要求，可以選擇輸入保護(hù)電路，以提高電源系統(tǒng)的可靠性，輸入保護(hù)電路由保險絲、反極性保護(hù)二極管、輸入電容、瞬態(tài)抑制二極管組成，常用的輸入保護(hù)電力如圖所示。保護(hù)功能輸入保護(hù)：根據(jù)模塊電源時間的工作環(huán)境及用戶對可靠性的31設(shè)置在電源模塊輸入端的保險絲提供安全保護(hù)，一般保險絲規(guī)格可選取1.5-2倍的額定輸入電流，如果模塊工作在一個相當(dāng)寬電壓范圍，保險絲應(yīng)該選擇2倍的最大輸入電流。是否選擇一個快速熔斷的保險絲取決于具體的應(yīng)用。一般來說一個普通的保險絲能提供足夠的保護(hù)，但在熱備份的應(yīng)用中，我們推薦使用快速保險絲，以防失效的模塊將輸入母線短路。①保險絲②輸入電容

在模塊的輸入端應(yīng)加裝一只電解電容，這個電容有兩個作用；1）吸收模塊輸入端的電壓尖峰；2）在輸入母線上出現(xiàn)瞬間電壓跌落時，給模塊提供一定時間的維持電壓。設(shè)置在電源模塊輸入端的保險絲提供安全保護(hù)，一般保險絲規(guī)格可選32③反極性保護(hù)

為了防止模塊在輸入極性接錯，在輸入端安裝一只二極管，這只二極管可串在輸入回路，對低電壓輸入電源，可并聯(lián)在輸入回路（如圖接法）。如果使用瞬抑制二極管作為瞬態(tài)過壓保護(hù)，則省略串聯(lián)二極管，同樣可起到反極性保護(hù)的作用。③反極性保護(hù)為了防止模塊在輸入極性接錯，在輸入端安裝一只二33輸出保護(hù)輸出保護(hù)一般有：過流、過壓、短路等保護(hù)；電源具備保護(hù)功能的作用是：一是保護(hù)客戶端的設(shè)備；二是保護(hù)電源本身，避免其損壞。輸出保護(hù)34工作環(huán)境工作環(huán)境主要包括了溫度和濕度。每個電源都有其特殊的使用環(huán)境。溫度越高或越低和濕度越大，工作環(huán)境也就越惡劣。電源的使用環(huán)境也會對設(shè)計開發(fā)時選用器件有影響，即工作環(huán)境越惡劣，選用的器件的可靠性也就越高，就是說成本也就越高。另外使用在比較惡劣的工作環(huán)境下，應(yīng)考慮降額使用。工作環(huán)境工作環(huán)境主要包括了溫度和濕度。35電磁兼容電磁兼容（EMC）目前越來越受到重視，新開發(fā)產(chǎn)品均嚴(yán)格按照EMC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)設(shè)計。產(chǎn)品在滿足自身的EMC要求同時，也應(yīng)作為客戶端的一個配件與客戶系統(tǒng)相配合并滿足其EMC標(biāo)準(zhǔn)要求。電磁兼容電磁兼容（EMC）目前越來越受到重視，新開發(fā)產(chǎn)品均嚴(yán)36電磁兼容電磁兼容包括有EMS和EMI兩項。EMS目前在能測試的項目有：ESD（靜電放電）、EFT（電快速脈沖群）、LightningSurge（雷擊浪涌）和DipsandVariation（電壓暫降和瞬變）四項；EMI電磁干擾方面，目前能測試為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。電磁兼容電磁兼容包括有EMS和EMI兩項。37根據(jù)客戶的不同電壓，采用壓敏電阻、氣體放電和TVS，TVS動作速度非?？欤_(dá)ps極（10-12ps），但其通流量不達(dá)，應(yīng)將其放在后級。壓敏電阻和氣體放電的通流量可以做得很大。但速度較慢只有us（10-6us）。為了讓高能量得浪涌電壓盡量在壓敏電阻、氣體放電管上，建議在壓敏電阻和氣體放電與TVS之間放一級電感，用電感阻擋一些時間，高能量得浪涌電壓盡量從壓敏電阻、氣體放電管泄放。氣體放電管是一種負(fù)阻元件，一旦導(dǎo)通只有幾十伏得降壓，故應(yīng)與壓敏電阻配合使用。二級間的阻滯電感可與EMC輸入級的電感共用。所有壓敏器件、元件的動作電壓按下面公式計算：

Vz≧Vin×1.414

×

(1＋20﹪)eg:Vin=220Vac輸入回路，Vz≧370V。在交流電壓波動較大的地區(qū)還可取得大一些。根據(jù)客戶的不同電壓，采用壓敏電阻、氣體放電和TV38關(guān)于感性負(fù)載和啟動電流如用戶采用電源模塊驅(qū)動感性如電動機、電磁閥等，那么應(yīng)當(dāng)注意感性負(fù)載會產(chǎn)生感生電動勢，造成電源模塊的誤動作?？稍谳敵黾壖右恢欢O管，將感生電動勢隔離。如圖：如果采用電源模塊驅(qū)動感性如電動機，除應(yīng)注意感生電動勢外，還需注意電動機的啟動電流。一般來講電動機的啟動電流是正常工作標(biāo)稱值的6-8倍，電源模塊的保護(hù)電路可靠而靈敏，會因過流保護(hù)不能啟動，須適當(dāng)加大電源容量并在訂貨時予以說明關(guān)于感性負(fù)載和啟動電流如用戶采用電源模塊驅(qū)動感性39關(guān)于可靠性可靠性精確定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。通?？梢杂闷骄鶡o故障時間MTBF來表示。MTBF是MeanTimeBetweenFailures的簡寫。指兩次相連故障間的平均工作時間，而不是指產(chǎn)品報廢（失效）的時間有兩種計算方法：一是用長時間大量的統(tǒng)計數(shù)字來計算，二是用MILHDBK-217F2，國軍標(biāo)為GJB299標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法來計算，即MTBF=1／λ，計算方法非常煩瑣。最關(guān)鍵是求得λ得值，λ得值與以下幾項內(nèi)容有關(guān)：1）環(huán)境溫度2）使用環(huán)境3）元件的數(shù)量4）元器件的等級5）降額的冗余度關(guān)于可靠性可靠性精確定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完40其中1-2項與客戶使用有關(guān)。3-5項由生產(chǎn)廠家掌握，產(chǎn)品在計算MTBF時環(huán)境溫度取25℃，使用環(huán)境為“一般地面環(huán)境”。如客戶在使用環(huán)境過高，工作環(huán)境過于嚴(yán)酷會直接影響λ的值，從而降低MTBF的值。為保證MTBF達(dá)到要求，在產(chǎn)品設(shè)計上依據(jù)GJB/Z35采用冗余、降額方法，元器件采購方面采用高等級產(chǎn)品，并按照GJB128A、GJB548A進(jìn)行老化、篩選，電路結(jié)構(gòu)上盡量簡捷，在保證功能的前提下，盡量減少器件的數(shù)目，以提高平均無故障時間MTBF。綜上所述MTBF會因客戶在使用方法、使用環(huán)境溫度的不同而有一定的變化。其中1-2項與客戶使用有關(guān)。3-5項由生產(chǎn)廠家掌握，產(chǎn)品在計41謝謝大家！

2011年11月15日謝謝大家！2011年11月15日42開關(guān)電源基本知識

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研發(fā)院王福東莞冠日光電科技有限公司43課程介紹開關(guān)電源的發(fā)展方向開關(guān)電源的定義開關(guān)電源主要類型開關(guān)電源模塊簡圖開關(guān)電源VS線性電源各項參數(shù)名詞解析課程介紹開關(guān)電源的發(fā)展方向44開關(guān)電源的發(fā)展方向開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低損耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（Mn-Zn）材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項關(guān)鍵技術(shù)。

開關(guān)電源的發(fā)展方向開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低損耗、45用半導(dǎo)體功率器件做開關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)，同時用自動控制閉環(huán)穩(wěn)定輸出且?guī)в斜Ｗo(hù)環(huán)節(jié)的開關(guān)變換器電路，叫做開關(guān)電源（SwitchingPowerSupply）.開關(guān)電源的定義：用半導(dǎo)體功率器件做開關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)，同時46電源有如人體的心臟，是所有用電設(shè)備的原動力。按電力電子的習(xí)慣稱謂，電力的轉(zhuǎn)換包括：

ACDC：整流

DCAC：逆變

ACAC：交流—交流變換

DCDC：直流—直流變換主要類型：電源有如人體的心臟，是所有用電設(shè)備的原動力。主要類型：47開關(guān)電源模塊簡圖：輸入EMI濾波輸入整流轉(zhuǎn)換器輸出整流閉環(huán)控制保護(hù)電路輸出PWM調(diào)制開關(guān)電源模塊簡圖：輸入EMI濾波輸入整流轉(zhuǎn)換器輸出整48線性電源的主電路如下：開關(guān)電源的主電路如下：開關(guān)電源VS線性電源：線性電源的主電路如下：開關(guān)電源的主電路如下：開關(guān)電源VS線性49開關(guān)電源與線性電源之比較項目線性開關(guān)效率低（25～50℅）高（65～90℅）尺寸大小電路簡單（變壓，整流，穩(wěn)定化）復(fù)雜（整流，轉(zhuǎn)換，波寬控制，整流）穩(wěn)定度高（0.001～0.1℅）普通（0.1～3℅）噪音小大輸入電壓范圍輸入電壓大時，效率降低，不可直流輸入輸入電壓范圍廣成本低普通，有減少趨勢開關(guān)電源與線性電源之比較項目線性開關(guān)效率低（25～50℅）高50輸出紋波工頻紋波（低頻紋波）開關(guān)紋波（高頻紋波）噪聲部分紋波部分輸出紋波工頻紋波（低頻紋波）開關(guān)紋波（高頻紋波）噪聲部分紋波51輸入電壓范圍輸入電壓是指客戶端提供給開關(guān)電源的輸入電壓，即電源能正常工作的電壓。常見的分為AC（交流）和DC（直流）輸入兩種（或AC、DC均可）。對于產(chǎn)品而言，輸入電壓均有范圍，常見的AC輸入的有：180-264Vac；90-132Vac；90-264Vac等；此參數(shù)主要是保證開關(guān)電源在客戶端的設(shè)備上能正常使用。輸入電壓范圍輸入電壓是指客戶端提供給開關(guān)電源的輸入電壓，即電52輸入頻率范圍（Hz）此指標(biāo)主要是能滿足客戶所在國家或地區(qū)的電網(wǎng)的要求。（AC輸入）通常產(chǎn)品的指標(biāo)為：47-63Hz我們國家的電網(wǎng)為：220Vac/50Hz目前普通設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，輸入電網(wǎng)需滿足：(額定)100-240Vac,50/60HZ;范圍值:90-264Vac,47/63HZ.輸入頻率范圍（Hz）此指標(biāo)主要是能滿足客戶所在國家或地區(qū)的電53啟動沖擊電流開關(guān)電源在啟動瞬間，由于電容在開機瞬間會形成一個很大電流的充電過程，這就形成了啟動沖擊電流；其如果過大容易導(dǎo)致橋堆和保險絲等器件燒毀；此指標(biāo)主要是考慮電源在啟動時耐受沖擊電流的能力。一般要求冷機啟動情況下：<30A（220Vac/50Hz）。測試設(shè)備：可編程交流源;精密電子負(fù)載;數(shù)字示波器;電流探頭啟動沖擊電流開關(guān)電源在啟動瞬間，由于電容在開機瞬間會形成一個54最大輸入電流在電源工作時，輸入端回路總會有電流，即我們所說的輸入電流；一般來說，最大輸入電流出現(xiàn)在輸入電壓為下限值時；此項指標(biāo)某些客戶有特殊要求，它的大小受以下幾個因數(shù)的影響：輸出功率、PF值（功率因數(shù)）、輸入電壓和效率等。最大輸入電流在電源工作時，輸入端回路總會有電流，即我們所說的55輸出啟動時間啟動時間是指開關(guān)電源在最大載情況下從電源（直流或交流）輸出到其輸出電壓上升到規(guī)格下限值（或90%Uo）時的那段時間；通常在220Vac輸入時，要求小于1S；在110Vac輸入時，要求小于2S;90Vac輸入時，要求小于3秒。啟動時間可能對客戶系統(tǒng)的時序信號有影響，當(dāng)然啟動時間過長可能會讓客戶認(rèn)為電源出現(xiàn)故障。輸出啟動時間啟動時間是指開關(guān)電源在最大載情況下從電源（直流或56輸出啟動時間啟動時間輸出啟動時間啟動時間57輸出過沖當(dāng)電源啟動時，輸出電壓將上升至某一值V1時經(jīng)電源的反饋回路調(diào)整后至穩(wěn)定輸出電壓值V0，此時的輸出過沖(overshoot)即為（V1-V0）/V0*100%；同理，當(dāng)電源斷開輸出時，也會出現(xiàn)所謂的輸出欠沖（undershoot);此項指標(biāo)主要是考量開關(guān)電源的反饋回路的反應(yīng)速度。測試時應(yīng)兼顧各種輸入條件和負(fù)載條件。輸出過沖當(dāng)電源啟動時，輸出電壓將上升至某一值V1時經(jīng)電源的反58輸出過沖V1V0輸出過沖V1V059保持時間定義是：開關(guān)電源從輸入切斷電源起到其輸出電壓下降到穩(wěn)壓范圍外時（一般是輸出電壓的下限）的時間，單位是mS級。通常標(biāo)準(zhǔn)：220Vac輸入時不小于20mS；110Vac輸入時不小于10mS。（不同的設(shè)備有不同的時間要求，有要求≥16ms，有的則要求在交流輸入120V時≥12ms）此參數(shù)可能影響客戶系統(tǒng)的某些工作特性，如保存數(shù)據(jù)等，也可能涉及到時序性問題。保持時間定義是：開關(guān)電源從輸入切斷電源起到其輸出電壓下降到穩(wěn)60效率效率的定義是指某一電源輸出的總功率與輸入有用功的百分比。此指標(biāo)是檢驗電源的功率使用率，從客戶角度而言，效率高就意味著耗能少，效率低就意味著耗能多；從產(chǎn)品開發(fā)而言，效率低意味著電源本身的功耗大，自身產(chǎn)生的熱能也相應(yīng)增大，這將影響產(chǎn)品的可靠性，也可能進(jìn)而影響客戶系統(tǒng)的可靠度。效率效率的定義是指某一電源輸出的總功率與輸入有用功的百分比。61溫度系數(shù)此指標(biāo)主要是評估開關(guān)電源在其允許的環(huán)境條件（泛指溫度與濕度）下，其輸出的電壓變化率是否滿足要求；影響溫度系數(shù)的因數(shù)主要是開關(guān)電源的元器件在環(huán)境變化后某些參數(shù)的偏移從而引起整機參數(shù)的變化（對于產(chǎn)品而言即輸出電壓）。溫度系數(shù)此指標(biāo)主要是評估開關(guān)電源在其允許的環(huán)境條件（泛指溫度62輸出電流輸出電流是定義某一電源本身的特定參數(shù)；一般定義每路輸出所允許的負(fù)載電流范圍（描述最小電流和最大電流）；如不定義最小電流值，則默認(rèn)為最大電流。此參數(shù)的確定取決于客戶設(shè)備的實際功率。一般而言，建議使用不大于80%Pmax.輸出電流輸出電流是定義某一電源本身的特定參數(shù)；一般定義每路輸63源效應(yīng)源效應(yīng)定義是開關(guān)電源在某一特定環(huán)境溫度條件下，在輸入電壓變化時其提供穩(wěn)定輸出電壓的能力（也稱為：輸入電壓調(diào)整率）。此指標(biāo)主要是考慮到開關(guān)電源可能在不同的輸入電壓的工作環(huán)境，由此引起的輸出電壓不穩(wěn)定情況。如在國內(nèi)的邊遠(yuǎn)地區(qū)或農(nóng)村地區(qū)，電網(wǎng)的供電穩(wěn)定程度較差。源效應(yīng)源效應(yīng)定義是開關(guān)電源在某一特定環(huán)境溫度條件下，在輸入電64開關(guān)電源基礎(chǔ)知識課件65負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng)定義為開關(guān)電源在某一環(huán)境條件下，在輸出負(fù)載變化時其提供穩(wěn)定的輸出電壓的能力。這個指標(biāo)主要滿足客戶系統(tǒng)的負(fù)載條件變化時開關(guān)電源輸出電壓的穩(wěn)定性必須滿足客戶設(shè)備工作的要求。負(fù)載效應(yīng)負(fù)載效應(yīng)定義為開關(guān)電源在某一環(huán)境條件下，在輸出負(fù)載變66開關(guān)電源基礎(chǔ)知識課件67穩(wěn)壓精度綜合開關(guān)電源在不同環(huán)境條件、不同輸入電壓、不同的負(fù)載條件下，其提供穩(wěn)定輸出電壓的能力；該指標(biāo)其實是將源效應(yīng)、負(fù)載效應(yīng)和溫度系數(shù)等綜合起來。穩(wěn)壓精度綜合開關(guān)電源在不同環(huán)境條件、不同輸入電壓、不同的負(fù)載68輸出紋波輸出紋波可能會影響到客戶系統(tǒng)工作時的穩(wěn)定性，當(dāng)紋波問題過大時造成客戶系統(tǒng)當(dāng)機或丟失數(shù)據(jù)的情況時有發(fā)生。紋波的大小按照1%V0來定義，但一般而言，紋波均定義不大于100mV除非客戶有特殊要求。輸出紋波輸出紋波可能會影響到客戶系統(tǒng)工作時的穩(wěn)定性，當(dāng)紋波問69輸出噪聲紋波的測試⑴輸出紋波和噪聲是指疊加在輸出直流電壓上的交流成分，其中紋波是疊加在輸出直流上開關(guān)頻率的偕波分量，而噪聲電壓是在與開關(guān)頻率無關(guān)的非周期的分量。測試紋波和噪聲應(yīng)在規(guī)定的帶寬內(nèi)測試，一般用20MHz帶寬，超20MHz帶寬的示波器可選用20MHz的帶寬限制，一般用mVp-p表示，測量應(yīng)采用靠測法（如圖）即去掉探頭上的地線夾和測試鉤，直接用探頭靠在電源模塊的輸出引針上，這樣可以避免空間輻射超成影響，還可以避免將共模信號疊加在真正要測試的差摸信號上。輸出噪聲紋波的測試70⑵另一種方法是用雙絞線測量。適用于便裝式電源的測量。輸出紋波和噪聲在測量時應(yīng)采用模擬示波器選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，掃描速度?yīng)低于0.5秒，測量峰峰值雜音電壓。⑵另一種方法是用雙絞線測量。適用于便裝式電源的測量。71動態(tài)負(fù)載響應(yīng)一個額定電壓輸出的電源，具備反饋控制回路，能夠?qū)⑵漭敵鲭妷壕S持穩(wěn)定，但由于實際上反饋控制回路有一定的頻寬，限制了開關(guān)電源對負(fù)載電流變化的反應(yīng)?？蛻粝到y(tǒng)的負(fù)載電流一般是變化的，所以動態(tài)負(fù)載響應(yīng)測試確保了電源在負(fù)載變化時不會出現(xiàn)輸出呈現(xiàn)不穩(wěn)定、失控或振蕩現(xiàn)象。動態(tài)負(fù)載響應(yīng)一個額定電壓輸出的電源，具備反饋控制回路，能夠?qū)?2保護(hù)功能輸入保護(hù)：根據(jù)模塊電源時間的工作環(huán)境及用戶對可靠性的要求，可以選擇輸入保護(hù)電路，以提高電源系統(tǒng)的可靠性，輸入保護(hù)電路由保險絲、反極性保護(hù)二極管、輸入電容、瞬態(tài)抑制二極管組成，常用的輸入保護(hù)電力如圖所示。保護(hù)功能輸入保護(hù)：根據(jù)模塊電源時間的工作環(huán)境及用戶對可靠性的73設(shè)置在電源模塊輸入端的保險絲提供安全保護(hù)，一般保險絲規(guī)格可選取1.5-2倍的額定輸入電流，如果模塊工作在一個相當(dāng)寬電壓范圍，保險絲應(yīng)該選擇2倍的最大輸入電流。是否選擇一個快速熔斷的保險絲取決于具體的應(yīng)用。一般來說一個普通的保險絲能提供足夠的保護(hù)，但在熱備份的應(yīng)用中，我們推薦使用快速保險絲，以防失效的模塊將輸入母線短路。①保險絲②輸入電容

在模塊的輸入端應(yīng)加裝一只電解電容，這個電容有兩個作用；1）吸收模塊輸入端的電壓尖峰；2）在輸入母線上出現(xiàn)瞬間電壓跌落時，給模塊提供一定時間的維持電壓。設(shè)置在電源模塊輸入端的保險絲提供安全保護(hù)，一般保險絲規(guī)格可選74③反極性保護(hù)

為了防止模塊在輸入極性接錯，在輸入端安裝一只二極管，這只二極管可串在輸入回路，對低電壓輸入電源，可并聯(lián)在輸入回路（如圖接法）。如果使用瞬抑制二極管作為瞬態(tài)過壓保護(hù)，則省略串聯(lián)二極管，同樣可起到反極性保護(hù)的作用。③反極性保護(hù)為了防止模塊在輸入極性接錯，在輸入端安裝一只二75輸出保護(hù)輸出保護(hù)一般有：過流、過壓、短路等保護(hù)；電源具備保護(hù)功能的作用是：一是保護(hù)客戶端的設(shè)備；二是保護(hù)電源本身，避免其損壞。輸出保護(hù)76工作環(huán)境工作環(huán)境主要包括了溫度和濕度。每個電源都有其特殊的使用環(huán)境。溫度越高或越低和濕度越大，工作環(huán)境也就越惡劣。電源的使用環(huán)境也會對設(shè)計開發(fā)時選用器件有影響，即工作環(huán)境越惡劣，選用的器件的可靠性也就越高，就是說成本也就越高。另外使用在比較惡劣的工作環(huán)境下，應(yīng)考慮降額使用。工作環(huán)境工作環(huán)境主要包括了溫度和濕度。77電磁兼容電磁兼容（EMC）目前越來越受到重視，新開發(fā)產(chǎn)品均嚴(yán)格按照EMC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)設(shè)計。產(chǎn)品在滿足自身的EMC要求同時，也應(yīng)作為客戶端的一個配件與客戶系統(tǒng)相配合并滿足其EMC標(biāo)準(zhǔn)要求。電磁兼容電磁兼容（EMC）目前越來越受到重視，新開發(fā)產(chǎn)品均嚴(yán)78電磁兼容電磁兼容包括有EMS和EMI兩項。EMS目前在能測試的項目有：ESD（靜電放電）、EFT（電快速脈沖群）、LightningSurge（雷擊浪涌）和DipsandVariation（電壓暫降和瞬變）四項；EMI電磁干擾方面，目前能測試為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。電磁兼容電磁兼容包括有EMS和EMI兩項。79根據(jù)客戶的不同電壓，采用壓敏電