开关电源普通元器件设计选用解读.ppt

开关电源元器件选用 无论是哪种变换器，也不论是哪一类型的开关电源，所使用的元器件都是开关晶体管（MOS管）、电阻、电容、电感及磁性材料。设计好元器件，是决定开关电源质量的关键。 二极管 普通型二极管（普通整流/整流二极管）： 一般用在信号的传输，在模拟电路中主要起钳位抑制作用，它具有良好的高频开关特性，反向恢复时间小(trr)，整流的二极管，价格比较便宜（如1N4001~4007等），其特征为； 用于1KHz以下的整流器中； 反向恢复时间长，〉5us； 正向压降低，正向电流大，反向电压高； 二极管 稳压二极管 稳压二极管又叫齐纳二极管（zener diod），具有单向导电性，它工作在电压反向击穿状态。当反向电压达到并超过稳定电压时，反向电流突然增大，而二极管两端的电压恒定，这就是稳压。 稳压二极管主要参数： 1）稳定电压Vz，这也是根据设计人员的需要选用； 2）稳定电流Iz； 3）温度系数at（温度越高，稳压误差越大）； 如1N6001B（11V稳压管）， Vz=11V， Iz=5mA， at =0.088。 二极管 2、快恢复二极管（适合输出大电压，小电流）： 反向恢复时间较短，〈5us； 正向压降高（1~2V），反向耐压高达1200V以上； 3、肖特基二极管（适合输出小电压，大电流）： 正向压降低（0.4~0.8V）； 反向恢复时间短（10~40ns）； 反向耐压低，〈150V，漏电流大（反向）。 二极管参数说明 名词：什么是反向恢复过程？ 由于二极管中的PN结（电荷的影响），当处在正向导通状态下的二极管施加反向电压，二极管不能立即转为截至状态，只有等存储的电荷完全复合后，二极管才能呈现高阻状态，这一过程叫二极管恢复过程。 瞬态电压抑制器 瞬态电压抑制器（Transient Voltage Suppressor ，TVS）是稳压二极管，是一种电压保护器； 在电路中响应速度快，体积小，价格低，它是用硅材料制作的。 它分为单、双向两种，其主要指标：反向击穿电压Vb、脉冲电流、恢复时间，如反向电压达不到可选用2~3个串联起来。 如P6KE200：Vb=200V,Pp=600W,Ir=6mA。 电容 电容主要分为 1、陶瓷电容，其主要特点为： 1）绝缘性能好、绝缘电阻很高，可供高压电路使用； 2）耐热性好，在500~600度下能正常工作； 3）可做成小容量的电容，高频特性好； 2、薄膜电容，一般是用聚苯乙烯、聚四氟乙烯、 聚丙烯和聚碳酸酯等材料做成，其主要特点为： 1）耐压范围宽，为30~15kv； 2）绝缘电阻很高，一般大于1011欧，所以漏电流很小； 3）损耗角正切值大，在高频电路中一般不用 金属化聚苯乙烯电容； 4）精度高，0.3%~0.1%。 5）温度系数小，性能稳定，抗酸碱耐潮湿。 电容 电容的主要作用有哪些？ 抑制噪声，尖峰吸收，滤波，储能。 输入电容的设计： C=I×t/ΔV 这里的C：电容值（F）； I：负载电流（A）； t：电容提供电流的时间（s）； ΔV：允许的纹波电压（V）。 举例：计算50W开关电源的输入滤波电容的值，输入交流电压为110V，50Hz。 举例电容计算 计算负载电流： 以最坏的情况效率η 为70%，输入功率为： Pin = Pout/η = 50/0.7 = 71.5W 对于输入直流电压： Vin = Vac×1.2×1.4 = 110×1.2×1.4 = 186V 所以负载直流电流： I = P/Vin =71.5/186 = 0.38A 一般输入允许的纹波电压为20~40V，这里我们取30V，电容要维持电压电平的时间为半周期，也就是60Hz为10ms，则有： C = 0.38×（10×10-3）/30 = 126（uF） 电解电容特别说明 滤波时电解电容容量大一些，可有效的减少直流电压纹波。 可根据公式计算得到的数值稍低一些 5~10W 4.7~10UF 10~50W 2~3UF/W 50~100W 2.5~3.5UF/W 怎样选用滤波电容 ? 许多人都知道滤波电容在电源中起的作用，但在开关电源输出端用的滤波电容上，与工频电路中选用的滤波电容并不一样，在工频电路中用作滤波的普通电解电容器，其上的脉动电压频率仅有100赫芝，充放电时间是毫秒数量级，为获得较小的脉动系数，需要的电容量高达数十万微法，因而一般低频用普通铝电解电容