开关电源技术：原理、参数与案例

“该资源是一份关于开关电源的讲座资料，由周党培于2011年6月11日主讲。主要内容包括DC-DC电压变换原理，反激式开关变换器的工作原理，TNY单片开关电源模块的介绍，整机电路设计以及变压器的设计与制作方法。” 在开关电源领域，效率和功率因数是两个重要的参数。效率是指电源输出功率与输入功率之比，反映了电源转换能量的能力。功率因数是实际输入功率与视在功率的比值，表明电源吸收电网电力的品质。这两个参数对于电源设备的能源利用率和电网负荷有直接影响。 纹波系数、电压调整率和负载调整率是衡量电源稳定性的重要指标。纹波系数表示输出直流电压中的交流成分，通常希望其越小越好。电压调整率和负载调整率则分别表示输入电压变化或负载变化时，输出电压保持稳定的能力。 传导干扰和辐射干扰是电子设备产生的电磁噪声，可能对其他设备造成影响。在设计开关电源时，必须考虑抑制这些干扰，以满足电磁兼容性(EMC)标准。 安规测试是确保电源安全性的必要步骤，包括电气绝缘、接地电阻、耐压测试等，以防止电击、短路等安全事故的发生。 老化测试是对电源长时间运行稳定性的验证，模拟实际使用环境，检查其在长时间工作后的性能退化情况。 在DC-DC电压变换原理中，降压式（BUCK）变换器通过改变开关管的占空比来调节输出电压，而升压式（BOOST）变换器则能在输入电压低于输出电压的情况下提升电压。降升压变换器则同时具备升压和降压功能，适用于宽范围输入电压的应用。 反激式开关变换器利用开关管导通和截止时磁能的储存和释放来实现电压变换，具有结构简单、体积小的优点。TNY单片开关电源模块将功率开关管、PWM控制器、补偿电路和保护电路集成在一起，简化了电源设计，并提供了多种保护功能，如过压、过流、短路和过热保护。 变压器设计涉及参数计算，包括磁芯选择、绕组层数、线径确定等，以确保变压器在满足转换需求的同时，具备良好的温升控制和效率。绕制过程中，需注意绕组的同名端、层次排列和绝缘处理，以保证变压器的性能和可靠性。