實(shí)用電路 - 基本電子電路:開(kāi)關(guān)電源講解

　　有許多成熟芯片提供Pwm信號(hào)的產(chǎn)生，并提供反饋電壓調(diào)整pwm的占空比，這類(lèi)芯片叫開(kāi)關(guān)電源芯片，是專(zhuān)門(mén)用來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源的。下圖附一個(gè)成熟電路，是筆者在工程中應(yīng)用的。

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　　這個(gè)芯片把三極管集成到芯片內(nèi)部，因此應(yīng)用比較簡(jiǎn)單。因?yàn)樗芴峁┑碾娏骱苄?，是給lcd供電的。+12V后面還有一個(gè)10uF/25V的電容。

　　5：設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源要注意的幾個(gè)問(wèn)題

　　A：注意電感的選擇，應(yīng)參照芯片資料，切忌理解成輸出電流多大就用多大的電感，這是許多新手容易理解錯(cuò)的地方。例如，輸出電流是0.5A，電感可不要選0.5A的哦，要按資料來(lái)選，一般是1A左右。如果電感的電流參數(shù)選小了，會(huì)很熱。二極管也一樣，電流參數(shù)不能按最終輸出電流選。電感值的大小涉及到飽和電流的問(wèn)題，即電流大到一定程度后呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，電流則會(huì)瞬間增大，不再受電流不能突變的約束。因此選擇電感時(shí)，可以比資料的推薦值稍大一些。因?yàn)殡姼械恼`差比較大，市場(chǎng)常見(jiàn)的電感是±20%，所以寧大勿小的原則。買(mǎi)電感時(shí)要注意。

　　B：第1節(jié)的圖里的三極管，從原理易得：其導(dǎo)通電阻越小越好，開(kāi)關(guān)響應(yīng)越快越好。這2個(gè)因素是決定效率的最主要的2個(gè)方面。一般選擇mos管，要注意mos管的導(dǎo)通電阻和柵極寄生電容。芯片的輸出能否驅(qū)動(dòng)得了柵極，如果驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O的能力不夠，應(yīng)使用LM5111等驅(qū)動(dòng)芯片。

　　C：開(kāi)關(guān)電源的噪聲比較大，尤其它是給后續(xù)電路提供電源的，這使得后續(xù)電路的電源從骨子里就帶噪聲。這種噪聲的消除，需要使用濾波電路，必要時(shí)用π型濾波。濾波要消耗電能，這與要達(dá)到的穩(wěn)壓效果成為一對(duì)矛盾，需要工程師權(quán)衡為達(dá)到某效果需要付出多大的濾波消耗。在開(kāi)關(guān)電源后面串聯(lián)線(xiàn)性電源(例如7805等)不能顯著消除噪聲。一味加大電容也不是辦法，噪聲仍然能夠通過(guò)。不要期望既不付出電能消耗，又能消除噪聲。但是串聯(lián)電感器件的濾波電路確實(shí)更加節(jié)省一些。

　　D：開(kāi)關(guān)電源兩端隔離的做法是用3個(gè)線(xiàn)圈共軛，一個(gè)用于自激充能，一個(gè)用于輸出，一個(gè)用于電壓反饋。值得一提的是，這種隔離不能消除開(kāi)關(guān)引起的各種噪聲。噪聲會(huì)沿著共軛電感傳遞，而且噪聲的損耗很小。由于電壓反饋?zhàn)兂煞侵苯拥姆答?，這種電源一般具有較大的誤差，但精度受影響很小，一般都帶輸出電壓調(diào)整。市場(chǎng)常見(jiàn)的模塊電源一般都帶電壓微調(diào)。

　　E：開(kāi)關(guān)電源的地的布線(xiàn)。為了減少噪聲，需給噪聲盡量短的回地路線(xiàn)。第1節(jié)的圖中用了2個(gè)地符號(hào)。這2個(gè)地最終要接在一起，需要注意的是，vout后端有個(gè)電容，在這個(gè)電容的負(fù)端把2個(gè)地接在一起。這樣，開(kāi)關(guān)芯片的噪聲能最大程度的消耗在自己那邊，能大大改善vout的噪聲。

　　F：設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)，功率設(shè)計(jì)要至少保留1倍的余地，例如設(shè)計(jì)5V1A的開(kāi)關(guān)電源，最大功率輸出要能達(dá)到2A。不要按需求設(shè)計(jì)成1A的，那樣會(huì)使pwm占空比接近最大值，電感、mos管等都會(huì)發(fā)熱。一般掌握在穩(wěn)定輸出時(shí)，pwm在50%或稍小為宜。這樣整個(gè)電路工作在一個(gè)“比較舒服”的情況下，噪聲、發(fā)熱等各方面綜合性能都比較好。

　　G：開(kāi)關(guān)電源的保護(hù)。從第1節(jié)的圖可以看出，當(dāng)某種原因造成ctrl電平為常高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電感和三極管燒毀。Ctrl常低還好些，但是vin會(huì)串到vout上，對(duì)后續(xù)電路造成欠壓供電。常用的保護(hù)是在vin前端串聯(lián)一個(gè)過(guò)流保護(hù)器件，它一般是熱保護(hù)，電流過(guò)大會(huì)斷開(kāi)。過(guò)一會(huì)兒又導(dǎo)通。