开关电源设计详解：Buck-Boost转换器与EMI控制

"本文档详细介绍了开关电源设计的基本原理，特别是Buck和Boost变换器，并结合一个通信电源模块的技术规范，阐述了设计开关电源时需要考虑的各项电气性能参数，包括输入电压、频率、电流、效率、功率因数、谐波失真等。此外，还涵盖了输出电压稳定性、瞬态响应、保护机制以及显示和指示功能等方面的要求。" 开关电源设计原理主要涉及转换器类型，如Buck和Boost变换器。Buck变换器是一种降压型转换器，它通过调整开关器件的占空比来改变输出电压，使得输出电压低于输入电压。Boost变换器则是升压型转换器，通过调整占空比使得输出电压高于输入电压。这两种变换器广泛应用于各种电源系统中，可以根据实际需求进行选择。 在设计开关电源时，首先要明确电源的技术要求。例如，通信电源模块的技术规范包括了输入电压的范围、频率、电流限制、效率、功率因数和谐波失真等关键参数。其中，输入电压要求在220V±20%的范围内，频率在45-65Hz，而效率需大于87%。同时，电源必须符合IEC555-2关于谐波失真的规定，以减少对电网的干扰。 输出方面，模块需具备良好的电压稳定性和瞬态响应能力。输出电压在满载时应保持在设定值的±0.2%，负载变化时输出电压的最大变化不超过200mV。瞬态响应要求在负载快速变化时，恢复时间不超过2毫秒，且最大输出电压偏摆小于1V。此外，还有过压、过流和反接保护措施，以确保设备安全。过压保护会在输出电压超出设定值时锁定模块，过流则采用恒流至60%电压后切断，而输出反接会通过外部保险丝防止损坏。 保护功能还包括输入端的保险丝、输出过热保护以及过流保护。输入端的保险丝额定为13A，过热时模块会自动停止工作并待温度降低后复位。过流保护则在电流超过限值时，先保持恒流状态，随后降低电压直至断开。 此外，设计中还需要考虑显示和指示功能，如输入监视和输出状态显示，以便用户了解电源的工作状态。这些指标和功能都是保证开关电源可靠、高效和安全运行的关键因素。