如果您不知道如何及從何處著手,開關(guān)模式電源設(shè)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(yīng)用選擇最適合的電源拓撲,并告知需了解的信息。專為應(yīng)用打造的規(guī)格通??勺鳛樽罴亚腥朦c。此規(guī)格應(yīng)至少包括有關(guān)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(tǒng)解決方案將變得更容易:
您的應(yīng)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(cè)還是次級側(cè)調(diào)壓來實現(xiàn)輸出電壓調(diào)節(jié)?
您的電源是用于直流-直流轉(zhuǎn)換還是交流-直流轉(zhuǎn)換?有關(guān)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(yīng)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(shù)量。您的規(guī)格還應(yīng)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(guī)格中還應(yīng)包括對負載調(diào)節(jié)、瞬態(tài)響應(yīng)和線路調(diào)節(jié)(例如,線路調(diào)節(jié)對汽車起動來說非常重要)等動態(tài)特性的額外要求,因為您可能需要相應(yīng)地調(diào)整功率級以實現(xiàn)目標(biāo)。
您所需的開關(guān)頻率是多少?您是否需要采用頻率抖動功能來降低峰值發(fā)射?您的系統(tǒng)中是否有多個電源?若如此,電源是否需要同步?在汽車應(yīng)用中,常用做法是選擇低于450kHz或高于2.1MHz的開關(guān)頻率,以避免干擾AM頻段。而在大功率應(yīng)用中,您可能需要選擇低開關(guān)頻率以獲得最佳效率。
環(huán)境溫度和工作溫度范圍是多少?設(shè)計用于何種行業(yè)?是否需要汽車或軍用級部件?
對您的電源來說,需主要優(yōu)先考慮的是什么?一般來說,進行電源設(shè)計時,您必須在性能、形狀系數(shù)和成本之間進行權(quán)衡。必須了解其中哪個因素具有最高優(yōu)先級,因為它將直接影響您的設(shè)計質(zhì)量。
電源是否需要滿足效率、電磁干擾(EMI)、功率因數(shù)校正(PFC)方面的某些標(biāo)準(zhǔn)或美國保險商實驗室(UL)的認(rèn)證?是否需要輕負載效率或特定的備用電源電平?
當(dāng)然,并不總是需要所有這些信息。然而,電源規(guī)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(guān)模式電源拓撲結(jié)構(gòu)包括:
降壓。
升壓。
反向降壓升壓。
單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)。
?uk。
Zeta。
反激。
雙開關(guān)反激。
有源鉗位正激。
單開關(guān)正激。
雙開關(guān)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(shè)計器3.0)的支持。
表1總結(jié)了電源規(guī)格最常見的參數(shù)。
| 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(tài)響應(yīng) 負載調(diào)節(jié) 線路調(diào)節(jié) |
| 隔離 |
無 功能 強化 雙向 安全類別 |
| 優(yōu)先級 |
性能 形狀系數(shù) 成本 |
| 開關(guān)頻率 |
范圍 同步 抖動 |
| 標(biāo)準(zhǔn) |
EMI PFC UL 效率 輕負載效率 備用電源 |
表1:有用的規(guī)格參數(shù)總結(jié)
審核編輯:郭婷
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