開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)介

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開(kāi)關(guān)模式電源（Switch Mode Power Supply，簡(jiǎn)稱SMPS），又稱交換式電源、開(kāi)關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓，透過(guò)不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開(kāi)關(guān)電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備，例如個(gè)人電腦，而開(kāi)關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。開(kāi)關(guān)電源不同于線性電源，開(kāi)關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開(kāi)模式（飽和區(qū)）及全閉模式（截止區(qū)）之間切換，這兩個(gè)模式都有低耗散的特點(diǎn)，切換之間的轉(zhuǎn)換會(huì)有較高的耗散，但時(shí)間很短，因此比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。理想上，開(kāi)關(guān)電源本身是不會(huì)消耗電能的。若倆個(gè)模塊的參數(shù)完全相同時(shí)（較大輸出電壓和輸出阻抗，負(fù)載特性曲線重合），則能實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流均勻分配。電壓穩(wěn)壓是透過(guò)調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時(shí)間來(lái)達(dá)到。相反的，線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過(guò)程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會(huì)消耗電能。開(kāi)關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn)，而且因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開(kāi)關(guān)電源也會(huì)比線性電源的尺寸要小，重量也會(huì)比較輕。若電源的體積及重量是考慮重點(diǎn)時(shí)，開(kāi)關(guān)電源比線性電源要好。不過(guò)開(kāi)關(guān)電源比較復(fù)雜，內(nèi)部晶體管會(huì)頻繁切換，若切換電流尚加以處理，可能會(huì)產(chǎn)生噪聲及電磁干擾影響其他設(shè)備，而且若開(kāi)關(guān)電源沒(méi)有特別設(shè)計(jì)，其電源功率因數(shù)可能不高。

開(kāi)關(guān)電源紋波的測(cè)量

基本要求：

使用示波器AC耦合

20MHz帶寬限制

拔掉探頭的地線

1，AC耦合是去掉疊加的直流電壓，得到準(zhǔn)確的波形。

2，打開(kāi)20MHz帶寬限制是防止高頻噪聲的干擾，防止測(cè)出錯(cuò)誤的結(jié)果。因?yàn)楦哳l成分幅值較大，測(cè)量的時(shí)候應(yīng)除去。

3，拔掉示波器探頭的接地夾，使用接地環(huán)測(cè)量，是為了減少干擾。很多部門(mén)沒(méi)有接地環(huán)，如果誤差允許也直接用探頭的接地夾測(cè)量。但在判斷是否合格時(shí)要考慮這個(gè)因素。

還有一點(diǎn)是要使用50?終端。橫河示波器的資料上介紹說(shuō)，50?模塊是除去DC成分，精準(zhǔn)測(cè)量AC成分。但是很少有示波器配這種專門(mén)的探頭，大多數(shù)情況是使用標(biāo)配100K?到10M?的探頭測(cè)量，影響暫時(shí)不清楚。

上面是測(cè)量開(kāi)關(guān)紋波時(shí)基本的注意事項(xiàng)。如果示波器探頭不是直接接觸輸出點(diǎn)，應(yīng)該用雙絞線，或者50?同軸電纜方式測(cè)量。

在測(cè)量高頻噪聲時(shí)，使用示波器的全通帶，一般為幾百兆到GHz級(jí)別。其他與上述相同。可能不同的公司有不同的測(cè)試方法。歸根到底要清楚自己的測(cè)試結(jié)果。第二要得到客戶認(rèn)可.

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開(kāi)關(guān)電源的工作原理

其實(shí)比較簡(jiǎn)單：當(dāng)晶體管基極為高電平時(shí)，晶體管飽和導(dǎo)通，等效電路如圖3所示，此時(shí)電感L儲(chǔ)存能量，電容C充電。當(dāng)晶體管基極為低電平時(shí)，晶體管截止，等效電路如圖4所示，此時(shí)電感L釋放能量，電容C放電。通常我們的PCB板上還有采樣電路，反饋電路，以此來(lái)調(diào)節(jié)基極控制電壓的占空比，來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的。1：流過(guò)大電流的電解電容需要并聯(lián)使用是，應(yīng)該盡量使用相同規(guī)格電容，要相互靠近，不宜分開(kāi)。同時(shí)，由于負(fù)載和晶體管串聯(lián)，輸出電壓小于輸入電壓，所以又叫降開(kāi)關(guān)電路。對(duì)應(yīng)的并聯(lián)開(kāi)關(guān)電路原理相似，同時(shí)由于晶體管并聯(lián)，電感產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電壓相疊加后作用于負(fù)載，所以輸出電壓會(huì)高于輸入電壓。

開(kāi)關(guān)電源為什么要接地？

接地技術(shù)的引入起初是為了防止電力或電子等設(shè)備遭雷擊而采取的保護(hù)性措施，目的是把雷電產(chǎn)生的雷擊電流通過(guò)避雷針引入到大地，從而起到保護(hù)建筑物的作用。同時(shí)，接地也是保護(hù)人身安全的一種有效手段，當(dāng)某種原因引起的相線（如電線絕緣不良，線路老化等）和設(shè)備外殼碰觸時(shí)，設(shè)備的外殼就會(huì)有危險(xiǎn)電壓產(chǎn)生，由此生成的故障電流就會(huì)流經(jīng)PE線到大地，從而起到保護(hù)作用。隨著電子通信和其它數(shù)字領(lǐng)域的發(fā)展，在接地系統(tǒng)中只考慮防雷和安全已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求了。(8)正反饋電路中的正反饋電阻變大，放電二極管性能變差，正反饋量不足，導(dǎo)致振蕩周期變長(zhǎng)。比如在通信系統(tǒng)中，大量設(shè)備之間信號(hào)的互連要求各設(shè)備都要有一個(gè)基準(zhǔn)‘地’作為信號(hào)的參考地。而且隨著電子設(shè)備的復(fù)雜化，信號(hào)頻率越來(lái)越高，因此，在接地設(shè)計(jì)中，信號(hào)之間的互擾等電磁兼容問(wèn)題必須給予特別關(guān)注，否則，接地不當(dāng)就會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。高速信號(hào)的信號(hào)回流技術(shù)中也引入了“地”的概念。

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