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EDA365大咖直播--《用数据说话--HFSS仿真实操案例讲解》
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开关电源的各种元器件你都熟吗?

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    2019-12-2 15:27
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2020-1-21 11:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    x
    本帖最后由 lifree 于 2020-1-21 15:00 编辑
    ' b2 ~/ y% O: k/ N5 ?6 O: s% u
    ' p! B' X$ g2 D  V  T  开关电源的设计对于电源工程师来说是再熟悉不过的了,但设计开关电源并不如想象的那么简单,尤其对刚入行的新手来讲。其外围电路非常复杂,使用的元器件种类也比较繁多,性能各异。要想设计出性能高的开关电源就必须弄懂、弄通开关电源中各元器件的类型及主要功能。开关电源的外围电路中使用的元器件大致可分为通用元器件、特种元器件两大类。小编就将用本文来解析开关电源中各元器件的类型及主要功能。; p4 K! F! }4 \" t7 R

    & b# Q* `, w" A$ m2 |1 a+ m3 }1 z8 j( p
      电阻器
    / y, g/ s$ U) m: g1 A+ b  (1)取样电阻—构成输出电压的取样电路,将取样电压送至反馈电路;
    8 A4 ~1 c; w: w  m/ H  (2)均压电阻—在开关电源的对称直流输入电路中起到均压作用,亦称平衡电阻;( l, b* V) {' N1 n
      (3)分压电阻—构成电阻分压器;
    ) \; t5 y. @9 I+ y9 Y  (4)泄放电阻—断电时可将电磁干扰(EMI)滤波器中电容器存储的电荷泄放掉;
    ; n/ M+ C- n2 ]4 b  (5)限流电阻—起限流保护作用,如用作稳压管、光耦合器及输入滤波电容的限流电阻;. A" A+ z6 }- @9 O! b- X
      (6) 电流检测电阻—与过电流保护电路配套使用,用于限制开关电源的输出电流极限;! [5 ^! h4 y: |( ]/ _- b
      (7)分流电阻—给电流提供旁路;$ u- z0 `6 k- q3 A9 P: i" E; A
      (8)负载电阻—开关电源的负载电阻(含等效负载电阻);1 _0 v: [/ q9 y' k; l( V
      (9)最小负载电阻—为维持开关电源正常工作所需要的最小负载电阻,可避免因负载开路而导致输出电压过高;
    . [( {# b6 l0 a  (10) 假负载—在测试开关电源性能指标时临时接的负载(如电阻丝、水泥电阻);
    ! e9 T- o. w- r* m; j" m2 G  (11)滤波电阻—用作LC型滤波器、RC型滤波器、π型滤波器中的滤波电阻;
    2 L" u! U% ]5 E# m/ f  (12) 偏置电阻—给开关电源的控制端提供偏压,或用来稳定晶体管的工作点;
    5 n( K6 S6 \4 ^' H  (13)保护电阻—常用于RC型吸收回路或VD、R、C型钳位保护电路中;8 A) l# X; |1 p9 I8 Y
      (14) 频率补偿电阻—例如构成误差放大器的RC型频率补偿网络;
    7 ~( w9 A2 r" F8 i/ k$ I  `  (15)阻尼电阻—防止电路中出现谐振。4 o0 S, l( ]9 ]& C/ q7 V/ e

    . q0 ]2 @  v! w# T$ a# p
    ( W# W2 Q' \- Z' Q/ c$ v  电容器: A/ a! ?2 ~0 E7 k$ D
      (1)滤波电容—构成输入滤波器、输出滤波器等;
    7 ~; g2 U1 i( L8 Z  (2) 耦合电容—亦称隔直电容,其作用时隔断直流信号,只让交流信号通过;
    ; `4 q" X- t/ F8 e& a& S  (3) 退藕电容—例如电源退藕电容,可防止产生自激振荡;
    7 r2 k' E1 S4 [: l/ q1 g! _1 }  (4) 软启动电容—构成软启动电路,在软启动过程中使输出电压和输出电流缓慢地建立起来;- L* n* z6 m; A" D6 a  A% w' ^3 r$ Z6 _
      (5) 补偿电容—构成RC型频率补偿网络;
    . i& ^/ s5 N$ C' h5 q  (6)加速电容—用于提高晶体管的开关速度;
    5 r6 i! E6 Y4 x+ j- Z/ {1 f2 X! [$ u/ q  (7)振荡电容—可构成RC型、LC型振荡器;) v7 w  p7 Z/ Y  m  x1 A8 F2 c
      (8) 微分电容—构成微分电路,获得尖脉冲;
    0 U* B; R& Y6 W# o  (9)自举电容—用于提升输入级的电源电压,亦可构成电压前馈电路;$ G6 Y6 f% N* w" [! L6 J- D
      (10)延时电容—与电阻构成RC型延时电路;' Z3 J, e# U( A$ K, ~8 t! |
      (11) 储能电容—例如极性反转式DC/DC变换器中的泵电容;
    4 C9 \7 `! S2 y3 d  (12)移相电容—构成移相电路;8 e- W# x, V7 b0 U- ^
      (13)倍压电容—与二极管构成倍压整流电路;) I( Q0 E; c& Y% J' p* e
      (14) 消噪电容—用于滤除电路中的噪声干扰;1 b1 K9 c% P5 D# B6 m. u' _1 e+ Y
      (15)中和电容—消除放大器的自激振荡;  M3 T* S2 ?  X
      (16)抑制干扰的电容器—在EMI滤波器中,可分别滤除串模和共模干扰;
    ! `8 S8 x/ e, w: J  (17) 安全电容—含X电容和Y电容;
    + \  x  ^" O- A0 G. T8 {; r# _& \  _  (18)X电容—能滤除由一次绕组、二次绕组耦合电容器产生的共模干扰,可为从一次侧耦合到二次侧的干扰电流提供回流路径,防止该电流通过二次侧耦合到大地;
    , k4 Z3 ^8 z  M7 A1 J4 h  (19) Y电容—能滤除电网之间串模干扰,常用于EMI滤波器中。4 [7 w9 z; M2 l0 b0 {* F
    ' F8 [' w# R# z3 R
      y8 l- s. D1 K
      电感器3 Q" q  ]8 {' e) t: k
      (1)滤波电感—构成LC型滤波器;
    $ r9 r6 s  A1 R6 ]$ E  (2)储能电感—常用于降压式或升压式DC/DC变换器电路中;
    1 O/ ~' @+ W7 O0 p  (3)振荡电感—构成LC型振荡器;5 H' C; V7 Q* ~8 J  |: y
      (4)共模电感—亦称共模扼流圈,常用于EMI滤波器中,对共模干扰起到抑制作用;
    / A5 p5 B5 \/ j! Y8 r3 ?, o4 }  (5)串模电感—亦称串模扼流圈,它采用单绕组结构,一般串联在开关电源的输入电路中;
    9 U- a( |4 C5 L1 [5 L  (6)频率补偿电感—构成LC型、LCR型频率补偿网络。5 D9 M! R5 I8 I& i8 W: m/ l6 q

    1 r6 @4 P) a4 x; B3 `  n! j1 W; O) P# i
      变压器. L  h. r% g  U! ^
      (1)工频变压器—对交流电源进行变压与隔离,再经过整流滤波后给DC/DC变换器(即开关稳压器)供电;. r% J  A" t" t' g, |
      (2) 高频变压器—对高频电源进行储能、变压和隔离,适用于无工频变压器的开关电源中;
    2 U5 }% b6 ?8 ]  i$ H+ Y+ w: K8 s; |: t, Z( n4 W9 P
    7 B8 j6 r4 Y' S& z+ o! }
      二极管* I  p3 `& t! `
      (1)整流二极管—低频整流、高频整流;
    - d% s& o! ^. n- C' n0 j$ Z2 e6 f  (2)续流二极管—常用于降压式DC/DC变换器中;若在继电器、电机等的绕组两端并联续流二极管,即可为反电动势提供泄放回路,避免损坏驱动管;
    $ L9 |4 W/ V0 b% A  (3)钳位二极管—构成VD、R、C型钳位电路,吸收尖峰电压,对MOSFET功率场效应管起保护作用;
    7 c" x$ I& U$ s0 o: B6 p; I1 e  (4)阻塞二极管—钳位保护电路中的二极管,亦称为阻尼二极管;  a4 l& |3 s+ q3 n  m
      (5)保护二极管—用于半波整流电路中,在负半周时给交流电提供回路;
    ( U; g4 v$ M# @$ l6 ]  (6)隔离二极管—可实现信号隔离;
    ; D  @" f& \! e4 p; G8 D  (7)抗饱和二极管—将二极管串联在功率开关管的基极上,可降低功率开关管的饱和深度,提高关断速度。
    ; D9 G; z; L4 c' a+ E
    0 B4 k- g8 w) B+ L. N9 r6 q( h+ A. D% U* b" j  C
      整流桥—将交流电压变为脉动直流电压,送至滤波器。整流桥可由四只整流二极管构成,亦可采用成品整流桥。
    " r4 |3 K+ ~3 j+ h
    1 Z5 d# \; d% ]) G0 X
    - z) x8 q) A0 s4 S  稳压管—构成简易稳压电路;接在开关电源的输出端,用来稳定空载时的输出电压;由稳压管、快恢复二极管和阻容元件构成一次侧钳位保护电路;构成过电压保护电路。* Y6 ?, r5 n1 ^! P0 @' t

    * ~5 U% {3 `# k9 \) g6 m. ^! i. `! ?0 M. v8 n* X
      晶体管—用作PWM调制器的功率开关管;构成恒压/恒流输出式开关电源的电压控制和电流控制环路;构成截刘输出型开关电源的截流控制环;构成开关稳压器的通/断控制、欠电压、过电压保护、过电流保护等电路。
    . T# y* p0 o% c, X: \4 i; y% W( G& J
    8 I5 t$ t9 v( I# ]$ {0 k4 K# L; f" L
      场效应晶体管—MOSFET用作PWM调制器或开关稳压控制器的功率开关管。
    6 @; K+ m' K/ }; a9 k
    ' l. U# s- F, ^" o. P
    * i) Y# Y1 ?  n. }  运算放大器—构成外部误差放大器、电压控制环和电流控制环等。1 g( K$ a( z2 e' C+ h
    & B8 l" R5 X1 D0 m
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