開源電源資料

電源相關(guān)資料介紹—智慧微斷/開關(guān)電源電子研發(fā)部：沈立峰1、電源類產(chǎn)品簡單介紹2、電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)介紹3、智慧微斷系列-電源產(chǎn)品介紹4、反激式開關(guān)電源方案設(shè)計講解、分析一、電源產(chǎn)品種類介紹分類10W以內(nèi)：家用筒燈，部分充電器、電能表，工業(yè)網(wǎng)關(guān)等

方案多數(shù)為-線性電源、阻容降壓、隔離變壓器、小功率開關(guān)電源100W以內(nèi)：家用吸頂燈，空氣凈化器，智慧型斷路器★，變頻器電源等方案多數(shù)為-buck電源，反激式開關(guān)電源200W以內(nèi)：手機充電器，液晶電視，示波器等500W以內(nèi)：電腦、機房服務(wù)器(單臺)500W以上：多為商用，工業(yè)用。電源輸出模式：輸出電流為恒定輸出電壓取決于燈珠數(shù)量

特點：電壓型負(fù)載LED驅(qū)動器藍牙耳機充電倉手機充電器藍牙耳機特點：①充電倉不兼容快充模式，一般輸入在5V0.5~0.8A

②充電倉輸出一般在50mA,即藍牙耳機大約為50mAh數(shù)顯式儀表特點：國家明確功耗要求＜5W15VA變頻器電源特點：多路輸出，電氣距離設(shè)計要求敏感電腦充電器服務(wù)器電源二、開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電源非開關(guān)電源開關(guān)電源隔離非隔離隔離非隔離工頻變壓器+整流線性電源阻容降壓反激電源正激電源LLC諧振電源BUCKBOOSTBUCK-BOOST√√√★√√工頻變壓器+整流T1:工頻變壓器BR1:整流二極管C1:儲能+濾波電容R1:負(fù)載優(yōu)點：①方案設(shè)計簡單，故障率低

②低頻-以50Hz的形式做能量傳遞，無傳導(dǎo)/輻射問題

缺點：①帶載能力由鐵芯尺寸決定，尺寸較大

②無法做寬范圍電壓輸入，普遍為220V±20%

③輸出電壓精度差，受負(fù)載大小影響→無反饋環(huán)

④工頻變壓器價格高電磁交換原理線性電源阻容降壓C1:安規(guī)電容-X電容、CBB電容R1:泄流電阻BR1:整流二極管C2:儲能+濾波電容R2:負(fù)載電容在交流電下的容抗特性Xc=1/2πfcI=V/Xc穩(wěn)壓管優(yōu)點：①方案設(shè)計簡單，成本低，故障率低

②低頻

缺點：①恒流輸出方案，不適用于動態(tài)負(fù)載。→過流發(fā)熱問題

②無法做寬范圍電壓輸入，普遍為220V±20%

③只適用于小功率

優(yōu)點：①方案設(shè)計簡單，成本低，體較小，故障率低

②低頻

缺點：①恒流輸出方案，不適用于動態(tài)負(fù)載?！^流發(fā)熱問題

②無法做寬范圍電壓輸入

③只適用于小功率

④效率低

★反激式開關(guān)電源原邊反饋PSR副邊反饋SSR核心器件：開關(guān)電源芯片(反激)

功率MOS管

變壓器431、光耦→反饋環(huán)電磁交換原理高頻開關(guān)模式60~90KHz交→直→交→直（傳遞）

優(yōu)點：①輸入電壓范圍寬85~300Vac,向上1000V+均可

②覆蓋功率范圍寬，0~200W

③輸出電壓/電流精度相對較高

④相同功率下，體積相對較小

⑤完全電氣隔離缺點：①設(shè)計方案相對較復(fù)雜

②由高速開關(guān)模式帶來的傳導(dǎo)/輻射問題，需增加電路/成本解決正激式開關(guān)電源核心器件：相較于反激式，在輸出側(cè)增加了儲能電感優(yōu)點：①輸入電壓范圍寬85~300Vac,向上1000V+均可

②覆蓋功率范圍寬，200~400W

③輸出電壓/電流精度相對較高④完全電氣隔離缺點：①設(shè)計方案相對較復(fù)雜

②由高速開關(guān)模式帶來的傳導(dǎo)/輻射問題，需增加電路/成本解決

LLC諧振電源核心器件：開關(guān)電源芯片(LLC)

功率MOS管：半橋2個，全橋4個

變壓器：2路電感→一次漏感Lr，勵磁電感Lm

諧振電容：Cr431、光耦→反饋環(huán)優(yōu)點：①輸入電壓范圍寬85~300Vac,向上1000V+均可

②電源效率高→高頻下，實現(xiàn)零電壓/零電流開關(guān)

③功率大，400W以上

④傳導(dǎo)/輻射性能好缺點：①電路復(fù)雜，設(shè)計難度大

②成本高

BUCK階段1：K閉合后，D關(guān)斷，電流流經(jīng)L，L是儲能濾波電感，它的作用是在K接通的Ton期間限制大電流通過，防止輸入電壓Ui直接加到負(fù)載R上，對R進行電壓沖擊，同時把電感電流IL轉(zhuǎn)化成磁能進行能量存儲；與R并聯(lián)的C是儲能濾波電容，如此R兩端的電壓在Ton期間是穩(wěn)定的直流電壓。階段2：在K關(guān)斷的Toff期間，L將產(chǎn)生反電動勢，流過電感IL由反電動勢eL的正極流出，通過負(fù)載R，再經(jīng)過續(xù)流二極管D，最后回到反電動勢eL的負(fù)極。由于C的儲能穩(wěn)壓，Toff期間的輸出電壓Uo也是穩(wěn)定的直流電壓。K閉合時，L兩端有壓降，意味著Uo<Ui，BUCK電路一定是降壓電路。BOOST階段1：K閉合后，Ui開始對L充電，流過L的電流iL開始增加，同時電流在L中也要產(chǎn)生反電動勢eL，C向R放電，形成穩(wěn)定電壓Uo。階段2：在K由接通轉(zhuǎn)為關(guān)斷的時候，為了保持勵磁不變，L也會產(chǎn)生反電動勢eL。eL反電動勢的方向與開關(guān)K關(guān)斷前的方向相反，但與電流的方向相同，在控制開關(guān)K兩端的輸出電壓uo等于輸入電壓Ui與反電動勢eL之和。在開關(guān)關(guān)斷Toff期間，K關(guān)斷，L把電流iL轉(zhuǎn)化成反電動勢，與輸入電壓Ui串聯(lián)疊加，通過整流二極管D繼續(xù)向負(fù)載R提供能量，R兩端形成穩(wěn)定電壓輸出Uo=Ui+EI。BOOST輸出電壓高于輸入電壓，是一個升壓電路BUCK-BOOST階段1：當(dāng)K閉合導(dǎo)通時，Ui開始對L充電，流過L的電流iL開始增加，同時電流在L中也要產(chǎn)生磁場階段2：在K由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷的時候，L會產(chǎn)生反電動勢，使電流繼續(xù)流動，并通過整流二極管D進行整流，再經(jīng)C儲能濾波，然后向負(fù)載R提供電流輸出。

控制開關(guān)K不斷地反復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷過程，在負(fù)載R上就可以得到一個負(fù)極性的電壓輸出。三、智慧微斷-電源產(chǎn)品介紹TeB7EP-STeB7EP-SYTeB7EP-MTeB7EPTeB7EP-DCTeB7EP-220V輸入：100~250Vac輸出：12V2.5A方案:PI電源芯片TOP258PN(內(nèi)置700Vmos)+外置散熱片TeB7EP-380V輸入：220~430Vac輸出：12V2.5A方案:芯朋微電源芯片PN8275+外置ST-1200V(外置散熱片)TeB7EP-S/SY輸入：90~300Vac輸入：90~300Vac輸出：12V2.5A輸出：12V1A方案:MPS電源芯片HF0310+外置850Vmos方案:華源電源芯片HYC3605

輸出側(cè)—同步整流特點：帶浪涌電流保護功能TeB7EP-M輸入：90~300Vac輸出：12V2.5A方案:華源電源芯片HYC3605

輸出側(cè)—同步整流特點：采用平面磁變壓器，變壓器高度＜10mm

產(chǎn)品整體厚度為18mm.

小型化設(shè)計TeB7EP-DC輸入：90~300Vac輸出：12V1A方案:MPS電源芯片MP6002

特點：直流電壓輸入

小型化設(shè)計四、反激式開關(guān)電源講解、分析整體拓?fù)浼軜?gòu)展示核心器件功能、原理分析方案參數(shù)設(shè)計思路淺析電源測試細(xì)節(jié)講解整體拓?fù)浼軜?gòu)展示1.高壓輸入電容：并聯(lián)使用2.漏感尖峰吸收回路：RCD3.電源芯片各引腳功能輸出側(cè)：輸入側(cè)：4.反饋電路設(shè)計：431+光耦5.整流輸出設(shè)計：整流二極管/同步整流整體電流環(huán)路設(shè)計、芯片工作狀態(tài)什么是反激式開關(guān)電源？

是指當(dāng)變壓器的初級線圈正好被直流脈沖電壓激勵時，變壓器的次級線圈沒有向負(fù)載提供功率輸出，而僅在變壓器初級線圈的激勵電壓被關(guān)斷后才向負(fù)載提供功率輸出。什么是開關(guān)損耗？核心器件功能、原理分析1、開關(guān)電源芯片確認(rèn)芯片：1、內(nèi)置Mos-Vds2、開關(guān)頻率3、功率級-Rds4、原邊/副邊反饋5、各引腳工作電平以及對應(yīng)狀態(tài)2、反饋環(huán)路設(shè)計:431+光耦核心器件功能、原理分析開關(guān)電源輸出電壓Uo由R1、R2分壓，正常時得到2.5V的取樣電壓，送到TL431的控制端R。因為R端電流極小，可以忽略。而R1、R2的取值可以按輸出電源Uo與2.5V之比選取，即Uo=2.5*(1+R1/R2)。當(dāng)Uo上升時，R端電壓升高，Ika增大，光耦器發(fā)光二極管電流也增大，通過光耦合器次級控制開關(guān)脈沖的脈寬減小，輸出電壓降低，起到了穩(wěn)定輸出電壓的作用。核心器件功能、原理分析3、變壓器確認(rèn)變壓器：1、骨架型號:腳位數(shù)、引腳間距2、磁芯參數(shù):窗口截面積、窗口有效面積3、感量、繞線工藝、線材參數(shù)方案參數(shù)設(shè)計思路淺析1、明確供電輸入?yún)?shù)，例：90~300Vac，50Hz2、明確供電輸出(負(fù)載)特性，例：分體式智慧微斷電壓為12V,電流有3種狀態(tài)輕載：80mA(單臺微斷MCU工作)滿載：16*80mA(16臺微斷MCU工作)峰值：16*80mA+3A

（16臺微斷微斷MCU工作+1臺分合閘）3、選開關(guān)電源芯片：1、單路輸出，且負(fù)載動態(tài)特性不敏感→原邊反饋（省空間/成本）2、多路輸出，負(fù)載動態(tài)特性敏感→副邊反饋選mos:Vds＞Vin+V反射+V漏感判斷功率能否滿足：①Rds②詢問廠家通常開關(guān)頻率需做到＞60KHz通常需滿足保護功能：過/欠壓保護、過載保護、

短路保護、過溫保護4、選/算變壓器：1、針腳數(shù)滿足方案設(shè)計要求

2、針腳間距滿足電氣距離要求

3、尺寸—磁芯面積滿足：Ae(有效面積)*Aw(窗口面積)≥4、計算占空比、主感量、原/副邊平均/峰值電流、原/副邊匝數(shù)、

線徑粗細(xì)等5、實際調(diào)試、測試電源測試細(xì)節(jié)講解基本性能測試：1、電應(yīng)力測試：關(guān)鍵為Mos管

2、輸入動態(tài)測試：輸入電壓呈周期/非周期性變化時，測量輸出電壓精度3、輸入極限測試：最大/最小輸入時，測試電源帶載能力及各工作點電壓4、負(fù)載調(diào)整率測試：輸入電壓恒定，將負(fù)載從最小到最大做周期/非周期性切換。測試輸出電壓精度。5、功耗、效率測試可靠性能測試：

1、器件溫升測試

2、輸出開路/短路保護測試

3、高/低溫測試

EMC測試：

1、電快速脈沖群測試：模擬在同一供電回路中，多種用電器(或設(shè)備)在工作過程中(如開關(guān)、繼電器等在使用時)產(chǎn)生的瞬態(tài)脈沖群。

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