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电源可靠性的设计

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发表于 2020-10-20 16:14 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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生活当中我们经常会遇到电源坏掉的问题,比如手机适配器、PC电源以及一些小家电的电源。当我们遇到这些问题时总是感叹电源的不可靠,那么我们怎样才能设计出稳定可靠电源呢?下面就让我们一起来总结一下那些影响电源可靠性的因素。0 P  x8 m( a7 k- \" a0 v2 v
  1、电压应力4 {1 B6 \- [3 o
  电源电压应力是保证电源可靠性的一个重要指标。在电源中有许多器件都有规定耐压值,比如:场效应管的Vds和Vgs、二极管的反向耐压、IC的VCC电压以及输入输出电容的耐压。所以我们设计时必须要考虑到器件要承受的电压。再根据电压选择适当器件,再进行实际测试加以验证。但在测试时我们必须测试电源所有工作状态的电压应力,以确保在恶劣的工作状态下也能留出约10%的安全裕量。
: J9 t* m: C9 f) Z! G  2、电流应力1 p  |# b( S  [' H+ P" B/ E; r
  电源电流应力往往与热应力密切相关,比如二极管SK54平均电流为5A,但是它是在满足热应力降额前提下的极限参数。所以我们选择器件时必须要同时满足器件的电流应力与热应力;在满足器件热应力的前提下,选择合适额定电流值的器件方可保证电源可靠性要求。
9 `5 J8 A, f1 j( j  3、反馈环路
) B6 d) b, o: w7 O7 p  反馈环路是电源的重要组成部分,我们设计电源时必须要保证反馈环路的稳定。所以我们设计环路参数时需要保持一定裕度;比如增益裕度一般保持在20db左右,相位裕度保持在45度左右,穿越频率一般设置在开关频率的1/6。再实际测试加以验证环路的稳定性。
5 x9 V: m4 T/ @3 f  o7 F  4、磁性元件的磁饱和- o# ^/ h$ T0 n7 w/ z
  我们在设计反激变压器以及一些储能电感时,设定磁通量Bm尤为关键。由于电源起机和短路保护时磁通量Bm大于稳态工作时的Bm,所以我设定变压器的Bm时需要预留足够的裕度。如图 1所示,磁芯温度为100℃曲线可知Bm=0.35T时磁芯接近饱和,所以出于对电源起机、输出过流和短路等极限情况考虑,铁氧体P4材质的变压器的稳态Bm一般小于0.25T。
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发表于 2020-10-20 16:21 | 只看该作者
但在测试时我们必须测试电源所有工作状态的电压应力,以确保在恶劣的工作状态下也能留出约10%的安全裕量。
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