電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了電源技術(shù)這一領(lǐng)域的飛速前進(jìn)，同時(shí)也給電源工程技術(shù)人員帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，小到家用電器，大到大型電力行業(yè)所用的儀器設(shè)備，無(wú)不需要電源來(lái)提供能源，這也更需要大量具有電源專業(yè)知識(shí)水平的工程師來(lái)完成設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

而電源工程師主要是指從事開(kāi)關(guān)、通訊、設(shè)備等電源的設(shè)計(jì)與研發(fā)工作的相關(guān)人員。

那么，一個(gè)成熟的電源工程師是怎樣工作的呢？主要有十點(diǎn)：

一：接過(guò)電源設(shè)計(jì)要求！評(píng)估成本，定可行性方案。

二：根據(jù)客戶報(bào)價(jià)！給定大體的元件成本與生產(chǎn)成本，可行性電路。

三：構(gòu)想出原理圖！確定所選取的功率管，變壓器，最穩(wěn)定最簡(jiǎn)單生產(chǎn)又方便的原理方案。

四：根據(jù)原理圖，客戶給定的樣板要求或外殼要求設(shè)計(jì)PCB。

五：根據(jù)原理圖，裝配合適元件，對(duì)電器參數(shù)調(diào)整。讓本機(jī)在最低要求下能正常工作。

六：上負(fù)載測(cè)試，功率達(dá)80測(cè)式，檢查輸出波形，電壓要求，電磁性能，功率管溫度，電壓穩(wěn)定度，轉(zhuǎn)換效率。在這一個(gè)程中，對(duì)電子元件進(jìn)行合適的參數(shù)調(diào)整。

七：強(qiáng)化測(cè)試！也就是超負(fù)何，短路，低壓，過(guò)壓，強(qiáng)溫，防震等測(cè)試。

八：根據(jù)樣板確定原理圖準(zhǔn)確的參數(shù)，定好方位圖，物料圖，發(fā)給生產(chǎn)部，倉(cāng)管，跟單員，對(duì)樣板進(jìn)行小批量生產(chǎn)。

九：對(duì)樣板進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，各種性能OK，由業(yè)務(wù)員發(fā)給客戶評(píng)估。OK了，可以量產(chǎn)。

十：以后生產(chǎn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行跟蹤，改良，以最短時(shí)間，最好質(zhì)量給客戶出貨。

作為一名合格的電源工程師平時(shí)工作經(jīng)驗(yàn)的積累很重要，但同時(shí)也應(yīng)該提高理論水平，通過(guò)積累幾個(gè)常用的電源電路，說(shuō)不定下次就能用上，真是學(xué)習(xí)吧！

1、反激式電源中的鐵氧體磁放大器對(duì)于兩個(gè)輸出端都提供實(shí)際功率(5V 2A和12V 3A），兩者都可實(shí)現(xiàn)± 5%調(diào)節(jié))的雙路輸出反激式電源來(lái)說(shuō)，當(dāng)電壓達(dá)到12V時(shí)會(huì)進(jìn)入零負(fù)載狀態(tài)，而無(wú)法在5%限度內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。線性穩(wěn)壓器是一個(gè)可實(shí)行的解決方案，但由于價(jià)格昂貴且會(huì)降低效率，仍不是理想的解決方案。

我們建議的解決方案是在12V輸出端使用一個(gè)磁放大器，即便是反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可使用。為了降低成本，建議使用鐵氧體磁放大器。然而，鐵氧體磁放大器的控制電路與傳統(tǒng)的矩形磁滯回線材料(高磁導(dǎo)率材料)的控制電路有所不用。鐵氧體的控制電路(D1和Q1)可吸收電流以便維持輸出端供電。該電路已經(jīng)過(guò)全面測(cè)試。變壓器繞組設(shè)計(jì)為5V和13V輸出。該電路在實(shí)現(xiàn)12V輸出± 5%調(diào)節(jié)的同時(shí)，甚至還可以達(dá)到低于1W的輸入功率(5V 300 mW和12V零負(fù)載)。

2、使用現(xiàn)有的消弧電路提供過(guò)流保護(hù) 考慮一下5V 2A和12V 3A反激式電源。該電源的關(guān)鍵規(guī)范之一便是當(dāng)12V輸出端達(dá)到空載或負(fù)載極輕時(shí)，對(duì)5V輸出端提供過(guò)功率保護(hù)(OPP)。這兩個(gè)輸出端都提出了± 5%的電壓調(diào)節(jié)要求。

對(duì)于通常的解決方案來(lái)說(shuō)，使用檢測(cè)電阻會(huì)降低交叉穩(wěn)壓性能，并且保險(xiǎn)絲的價(jià)格也不菲。而現(xiàn)在已經(jīng)有了用于過(guò)壓保護(hù)(OVP)的消弧電路。該電路能夠同時(shí)滿足OPP和穩(wěn)壓要求，使用部分消弧電路即可實(shí)現(xiàn)該功能。

3、有源并聯(lián)穩(wěn)壓器與假負(fù)載在線電壓AC到低壓DC的開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品領(lǐng)域中，反激式是目前最流行的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這其中的一個(gè)主要原因是其獨(dú)有的成本效益，只需向變壓器次級(jí)添加額外的繞組即可提供多路輸出電壓。

通常，反饋來(lái)自對(duì)輸出容差有最嚴(yán)格要求的輸出端。然后，該輸出端會(huì)定義所有其它次級(jí)繞組的每伏圈數(shù)。由于漏感效應(yīng)的存在，輸出端不能始終獲得所需的輸出電壓交叉穩(wěn)壓，特別是在給定輸出端因其它輸出端滿載而可能無(wú)負(fù)載或負(fù)載極輕的情況下更是如此。

可以使用后級(jí)穩(wěn)壓器或假負(fù)載來(lái)防止輸出端電壓在此類情況下升高。然而，由于后級(jí)穩(wěn)壓器或假負(fù)載會(huì)造成成本增加和效率降低，因而它們?nèi)狈ψ銐虻奈?，特別是在近年來(lái)對(duì)多種消費(fèi)類應(yīng)用中的空載和/或待機(jī)輸入功耗的法規(guī)要求越來(lái)越嚴(yán)格的情況下，這一設(shè)計(jì)開(kāi)始受到冷落。

4、采用StackFET的高壓輸入開(kāi)關(guān)電源使用三相交流電進(jìn)行工作的工業(yè)設(shè)備常常需要一個(gè)可以為模擬和數(shù)字電路提供穩(wěn)定低壓直流電的輔助電源級(jí)。此類應(yīng)用的范例包括工業(yè)傳動(dòng)器、UPS系統(tǒng)和能量計(jì)。

此類電源的規(guī)格比現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)所需的規(guī)格要嚴(yán)格得多。不僅這些應(yīng)用中的輸入電壓更高，而且為工業(yè)環(huán)境中的三相應(yīng)用所設(shè)計(jì)的設(shè)備還必須容許非常寬的波動(dòng)—包括跌落時(shí)間延長(zhǎng)、電涌以及一個(gè)或多個(gè)相的偶然丟失。而且，此類輔助電源的指定輸入電壓范圍可以達(dá)到57 VAC至580 VAC之寬。

設(shè)計(jì)如此寬范圍的開(kāi)關(guān)電源可以說(shuō)是一大挑戰(zhàn)，主要在于高壓MOSFET的成本較高以及傳統(tǒng)的PWM控制環(huán)路的動(dòng)態(tài)范圍的限制。StackFET技術(shù)允許組合使用不太昂貴的、額定電壓為600V的低壓MOSFET和Power Integrations提供的集成電源控制器，這樣便可設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單便宜并能夠在寬輸入電壓范圍內(nèi)工作的開(kāi)關(guān)電源。

5、選擇好的整流二極管可以簡(jiǎn)化AC/DC轉(zhuǎn)換器中的EMI濾波器電路并降低其成本該電路可以簡(jiǎn)化AC/DC轉(zhuǎn)換器中的EMI濾波器電路并降低其成本。

要使AC/DC電源符合EMI標(biāo)準(zhǔn)，就需要使用大量的EMI濾波器器件，例如X電容和Y電容。AC/DC電源的標(biāo)準(zhǔn)輸入電路都包括一個(gè)橋式整流器，用于對(duì)輸入電壓進(jìn)行整流(通常為50-60 Hz)。由于這是低頻AC輸入電壓，因此可以使用如1N400X系列二極管等標(biāo)準(zhǔn)二極管，另一個(gè)原因是這些二極管的價(jià)格是最便宜的。

這些濾波器器件用于降低電源產(chǎn)生的EMI，以便符合已發(fā)布的EMI限制。然而，由于用來(lái)記錄EMI的測(cè)量只在150 kHz時(shí)才開(kāi)始，而AC線電壓頻率只有50或60 Hz，因此橋式整流器中使用的標(biāo)準(zhǔn)二極管(參見(jiàn)圖1)的反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，且通常與EMI產(chǎn)生沒(méi)有直接關(guān)系。

然而，過(guò)去的輸入濾波電路中有時(shí)會(huì)包括一些與橋式整流器并聯(lián)的電容，用來(lái)抑制低頻輸入電壓整流所造成的任何高頻波形。

6、用軟啟動(dòng)禁止低成本輸出來(lái)遏制電流尖峰為滿足嚴(yán)格的待機(jī)功耗規(guī)范要求，一些多路輸出電源被設(shè)計(jì)為在待機(jī)信號(hào)為活動(dòng)狀態(tài)時(shí)斷開(kāi)輸出連接。

通常情況下，通過(guò)關(guān)閉串聯(lián)旁路雙極晶體管(BJT)或MOSFET即可實(shí)現(xiàn)上述目的。對(duì)于低電流輸出，如果在設(shè)計(jì)電源變壓器時(shí)充分考慮到晶體管的額外壓降情況，則BJT可成為MOSFET的合適替代品，且成本更為低廉。