如果您不知道如何及從何處著手,開關模式電源設計可能聽起來很神秘,因為有各種各樣的拓撲和控制器類型可供選擇。在本博客系列中,我將介紹如何為您的應用選擇最適合的電源拓撲,并告知需了解的信息。專為應用打造的規格通常可作為最佳切入點。此規格應至少包括有關輸入電壓范圍、輸出電壓和最大負載電流的信息。然而,若您也可以回答以下一些問題,則選擇最合適的拓撲和/或系統解決方案將變得更容易:
您的應用是否需要在輸入和輸出之間使用隔離柵?如果是,您需要達到什么絕緣水平?您想通過初級側還是次級側調壓來實現輸出電壓調節?
您的電源是用于直流-直流轉換還是交流-直流轉換?有關輸入的其他有用信息可包括最大浪涌電流、最大輸入電流和最大容許反射紋波。
您的應用的輸出功率范圍是多少?在許多情況下,此信息有助于減少可用拓撲和控制器的數量。您的規格還應對電源輸出電壓容差、最大容許輸出電壓紋波、平均輸出電流和峰值輸出電流的要求。此外,規格中還應包括對負載調節、瞬態響應和線路調節(例如,線路調節對汽車起動來說非常重要)等動態特性的額外要求,因為您可能需要相應地調整功率級以實現目標。
您所需的開關頻率是多少?您是否需要采用頻率抖動功能來降低峰值發射?您的系統中是否有多個電源?若如此,電源是否需要同步?在汽車應用中,常用做法是選擇低于450kHz或高于2.1MHz的開關頻率,以避免干擾AM頻段。而在大功率應用中,您可能需要選擇低開關頻率以獲得最佳效率。
環境溫度和工作溫度范圍是多少?設計用于何種行業?是否需要汽車或軍用級部件?
對您的電源來說,需主要優先考慮的是什么?一般來說,進行電源設計時,您必須在性能、形狀系數和成本之間進行權衡。必須了解其中哪個因素具有最高優先級,因為它將直接影響您的設計質量。
電源是否需要滿足效率、電磁干擾(EMI)、功率因數校正(PFC)方面的某些標準或美國保險商實驗室(UL)的認證?是否需要輕負載效率或特定的備用電源電平?
當然,并不總是需要所有這些信息。然而,電源規格信息越詳細,選擇最適合的拓撲和性能最佳的組件也就越容易。
最常見的開關模式電源拓撲結構包括:
降壓。
升壓。
反向降壓升壓。
?uk。
Zeta。
反激。
雙開關反激。
有源鉗位正激。
單開關正激。
雙開關正激。
推拉。
Weinberg。
半橋。
全橋。
移相全橋。
這些拓撲均得到TI Power Stage Designer 3.0工具(功率計設計器3.0)的支持。
表1總結了電源規格最常見的參數。
輸入 |
DC/DC或AC/DC 電壓紋波 浪涌電流 |
輸出 |
電壓公差 電壓紋波 平均電流 峰值電流 瞬態響應 負載調節 線路調節 |
隔離 |
無 功能 強化 雙向 安全類別 |
優先級 |
性能 形狀系數 成本 |
開關頻率 |
范圍 同步 抖動 |
標準 |
EMI PFC UL 效率 輕負載效率 備用電源 |
表1:有用的規格參數總結
審核編輯:郭婷
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