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1、SPS产品基本知识开关电源产品的技术、应用、销售定制电源事业部 丁欣 2007年8月2日深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司1v开关电源开关电源是相对线性电源说的。他在输入端直 接将交流电整流变成直流电，再在高频震荡电路的作用下， 用开关管控制电流的通断，形成高频脉冲电流。在电感（高 频变压器）的帮助下，输出稳定的低压直流电。由于变压器 的磁芯大小与他的工作频率的平方成反比，频率越高铁心越 小。这样就可以大大减小变压器，使电源减轻重量和体积。 因为高频可以减少转换损耗，使这种电源的效率比线性电源 高很多。这样就节省了能源。v开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）脉冲幅度调制（ P
2、FM）和混合调制构成。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部2线性电源的主电路如下：开关电源的主电路如下：Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部3开关电源的发展方向v开关电源的发展方向是高频、高可靠、
3、低损耗、低 噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄 的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造 商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别 是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn -Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大 磁通密度（Bs）下获得高的磁性能，而电容器的小 型化也是一项关键技术。 Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部4开关电源与线性电源之比较Shenzhen
4、 Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部项目线性开关效率低（2550）高（65 90 ）尺寸大小电路简单 （变压 ，整流 ，稳定化）复杂（整流，转换 ，波宽控制，整流 ） 稳定度高（0.001 0.1 ）普通（0.1 3 ）纹波小 大输入电压 范围输入电压 大时，效 率降低，不可直流 输入输入电压 范围广成本低普通，有减少趋势5输入电压范围v输入电压是指客户端提供给开关电源的输入电压， 即电源能正常工作的电压。常见
5、的分为AC（交流） 和DC（直流）输入两种（或AC、DC均可）。v对于产品而言，输入电压均有范围，常见的AC输入 的有：176Vac264Vac；90Vac 132Vac； 90Vac264Vac等；而常见DC输入的有：36VDC 72VDC等。v此参数主要是保证开关电源在客户端的设备上能正 常使用。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd. 深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部6输入频率范围（Hz）v此指标主要是能满足客户所在国家或地
6、区的 电网的要求。（AC输入）v通常产品的指标为：47Hz63Hzv我们国家的电网为：220Vac/50HzShenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部7启动冲击电流v开关电源在启动瞬间，由于电容在开机瞬间会形成 一个很大电流的充电过程，这就形成了启动冲击电 流；其如果过大容易导致桥堆和保险丝等器件烧毁 ；v此指标主要是考虑电源在启动时耐受冲击电流的能 力。一般要求冷机启动情况下：30A （ 220Va
7、c/50Hz）。v测试设备：可编程交流源; 精密电子负载; 数字示波 器; 电流探头Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部8启动电压v指在某一电压输入时，电源能启动，此电压称为启 动电压；v启动电压在通常的要求是：在工作温度范围内，所 有负载范围内不得出现荡机或无输出现象。v启动电压一般比标称的输入电压范围中的下限电压 值小。这主要是涉及到一个设计余量的问题。Shenzhen Shenzhen H
8、untkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部9最大输入电流v在电源工作时，输入端回路总会有电流，即我们所 说的输入电流；v一般来说，最大输入电流出现在输入电压为下限值 时；v此项指标某些客户有特殊要求，它的大小受以下几 个因数的影响：输出功率、PF值（功率因数）、输 入电压和效率等。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd Power Technology Co.,
9、 Ltd深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部10输出启动时间Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd Power Technology Co., Ltd深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部启动时间11输出启动时间v启动时间是指开关电源在最大载情况下从电源（直流或交流 ）输入到其输入电压上升到规格下限值（或90%U）时的那 段时间；v通常在220Vac输入时，要求小于1S；在110Vac输入时，要 求小于2S。v启动时间可能对客户系统的时序信号有影响，当然启动时
10、间 过长可能会让客户认为电源出现故障。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部12输出过冲v当电源启动时，输出电压将上升至某一值V1时经电 源的反馈回路调整后至稳定输出电压值V0，此时的 输出过冲(overshoot)即为（V1-V0）/V0*100%；同 理，当电源断开输出时，也会出现所谓的输出欠冲 （undershoot);v此项指标主要是考量开关电源的反馈回路的反应速 度。v测试时应兼顾各种输
11、入条件和负载条件。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部13输出过冲Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部V0V114保持时间Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Powe
12、r Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部保持时间15保持时间v定义是：开关电源从输入切断电源起到其输出电压 下降到稳压范围外时（一般是输出电压的下限）的 时间，单位是mS级。v通常标准：220Vac输入时不小于20mS；110Vac输 入时不小于10mS。v此参数可能影响客户系统的某些工作特性，如保存 数据等，也可能涉及到时序性问题。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Tech
13、nology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部16效率v效率的定义是指某一电源输出的总功率与输入有用 功的百分比。v此指标是检验电源的功率使用率，从客户角度而言 ，效率高就意味着耗能少，效率低就意味着耗能多 ；从产品开发而言，效率低意味着电源本身的功耗 大，自身产生的热能也相应增大，这将影响产品的 可靠性，也可能进而影响客户系统的可靠度。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉
14、驰源科技有限公司 定制部定制部17温度系数v此指标主要是评估开关电源在其允许的环境 条件（泛指温度与湿度）下，其输出的电压 变化率是否满足要求；v影响温度系数的因数主要是开关电源的元器 件在环境变化后某些参数的偏移从而引起整 机参数的变化（对于产品而言即输出电压） 。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部18输出电流v输出电流是定义某一电源本身的特定参数；一般定 义每路输出所允许的负载电流范围（描
15、述最小电流 和最大电流）；如不定义最小电流值，则默认为最 大电流值的10% 。v此参数的确定取决于客户设备的实际功率。一般而 言，建议使用不大于80%Pmax.Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部19源效应v源效应定义是开关电源在某一特定环境温度条件下 ，在输入电压变化时其提供稳定输出电压的能力（ 也称为：输入电压调整率）。v此指标主要是考虑到开关电源可能在不同的输入电 压的工作环境，由此引起的
16、输出电压不稳定情况。 如在国内的边远地区或农村地区，电网的供电稳定 程度较差。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部20负载效应v负载效应定义为开关电源在某一环境条件下，在输 出负载变化时其提供稳定的输出电压的能力。v这个指标主要满足客户系统的负载条件变化时开关 电源输出电压的稳定性必须满足客户设备工作的要 求。Shenzhen Shenzhen HuntkeyHuntkey Power Technology Co., Ltd. Power Technology Co., Ltd.深圳市航嘉驰源科技有限公司深圳市航嘉驰源科技有限公司 定制部定制部21稳压精度v综合开关电源在不同环境条件、不同输入电压、不 同的负载条件下，
