工程师必懂:考验开关电源性能的“七个”概念!

时间:2019-4-1 分享到:

从事电子行业工作多年的你,对于下面这些开关电源性能的几个概念,你都了解吗?跟着小编一起看看吧!

一:纹波与噪声

纹波

■开关电源的输出并不是真正恒定的,输出存在着周期性的抖动,这些 抖动看上去就和水纹一样,称为纹波。

▶纹波可以是电压或电流纹波。

■通常用2个参数来描述纹波:

▶最大纹波电压:纹波的峰峰值。

▶纹波系数:交流分量的有效值与直流分量之比。

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纹波产生的原因

■开关电源的纹波来自2个地方:

▶低频纹波:来自AC输入的周期,电源对输入的抑制比不是完美的,当输入 变化,输出也会变化。

▶高频纹波:来自开关切换的周期,开关电源不是线性连续输出能量,而是 将能量组成一个个包来传输,因此会存在和开关周期相对应的纹波。

■如果是线性电源,是没有开关纹波的,只有低频纹波。

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纹波的影响

■最大纹波会决定输出的峰值,本来输出是稳定的某个电压或电流,由 于纹波的影响,使得输出的峰值比平均值高,这可能会损坏负载。

▶比如,对LED来说,过高的电流会减少LED的寿命。

■过大的纹波系数会使得输出的能量不均衡平滑,从而偏离了直流输出 这个要求。

▶比如,对LED来说,过大的纹波系数会使得LED亮度变化,造成闪烁。

■如果开关电源用来驱动电池,LED灯这种负载,低频纹波的影响更大, 如果是驱动IC这种高速型负载,高频纹波的影响更大。

纹波与噪声

■纹波是由于AC周期或开关周期引起的输出抖动,而噪声是随机耦合到 输出上的高频信号,是不一样的。

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二:调整率

调整率

■电源在使用时,有两个明显变化的外部条件:输入和负载。好的电源 应该在输入和负载发生变化时,依然能维持恒压或恒流。

■将输入或负载变化时,输出偏离额定输出的程度称为调整率,比如输 入在最大最小值之间变化,测量输出的偏差比率,为一个百分比,比 如5%,就称为调整率为±5% 。

■注意区分调整率和纹波,纹波是输出的动态特征,而调整率是让电源 工作在极限外部条件下,输出的极限偏差。

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调整率类型

■输入调整率

▶其他条件不变,调节输入时,输出的偏差,对于AC电源来说,是以AC线的 有效电压作为变化区间,比如以180~264作为上下限来变化。

▶有时还会调节AC的频率,来看输出是否有偏差,比如从47~63Hz区间。

■负载调整率

▶其他条件不变,调节负载时,输出的偏差。

■综合调整率

▶同时调节输入和负载,找出最差的偏差。

三:恒流

LED恒流驱动

■为什么照明用LED都是电流驱动?

▶LED是二极管,而二极管的PN结的正向导通阻抗是负温度系数,随着温度 的升高,二极管正向导通阻抗降低。

▶如果用恒压源驱动LED,随着LED工作,温度开始升高,温度升高后,正 向导通阻抗降低,由于I=U/R,电流升高,且由于功率P=U*I,功率也增加, LED发热更厉害,进一步刺激温度升高,陷于恶性循环,直到LED损坏。

▷ 恒压源驱动时,温度和电路是一对正反馈。

▶所以照明LED都是恒流驱动,如果是非照明,LED几乎没有温升,此时可 以用恒压驱动。

恒流精度

■恒流精度和其他电影的恒压效果一样,体现在几个方面。

▶当负载发生变化时,电源输出的电流的恒定程度。

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