電源用通常理解的話說:是一種可以為我們電子電器提供合適電壓,電流,波形與頻率的轉換裝置!比如:直流電源,可以理解為頻率為零,波形為直線的電源。交流電源,可以理解為電壓交替變換(正負在兩電極間轉換),有頻率,波形的電源!不管哪一種電源,我們都可以用微分積分數(shù)學把它在任一點時間內的值求解,且有唯一解!比如:方波,是有無數(shù)量級的正弦波組成,因此,方波可以分解為奇次諧波與牛次諧波!我們一般取值3次諧波就可以滿足要求!占功率最大部分是基波。
由于我們現(xiàn)在的電源采用的變壓器基本上為高頻磁心,所以場效應管就成為主要的功率器件!大家都明白,場管是工作在開關狀態(tài)的,所以以它作為功率管,電源輸出的都是脈沖方波,因此場管為功率的電源都帶有很大份量的諧波與基波!對于場管為開關功率管的電源,還要明白的就是:場管所生產(chǎn)的損耗90%是在開通志關斷的時間內生產(chǎn)的,因為開通與關斷時間內都有一個很大的瞬間電阻!所以解決開關電源問題,其實主要的工作就是如何減小開通,關斷損耗,對于諧波,我們可以通過濾波器來解決!我們還有一點要明白的就是:場管對瞬間變化的電壓很敏感,所以給它供電的電源必須電壓要穩(wěn)定!最后要明白的就是:它的柵極電阻很大,一點點電壓就可以讓其開通,基本上不要求有電流。所以場管是一種電壓控制元件。
通過上述,我們明白到,要使用好場管:
1、供電電壓要穩(wěn)定。
2、控制好開通,關斷損耗。
3、適當降低柵極電阻,防止誤導通。
4、要有低通放電電路與速充電電路,因為場管是柵極有電容,其電容充電要快,放電也要快!所以要用圖騰柱電路。
我們要設計一款好電源程:
第一:確定你的電源功率與輸入電壓。由電源功率選擇開關管的開關電流,變壓器體積,輸入電壓確定開關管的耐壓與變壓器輸入圈數(shù)。
第二 :不管何種電壓,電源功率,用到場管都要有低通放電與速充電電路。
第三:變壓器要有吸收電路,把諧波吸收。
第四:場管柵極內阻要用電阻接地拉低。
第五:要選擇合適的開關頻率,保證靜太損耗最小的同時,場管轉換效率最高。
第六:對于輸入電壓超過75V時,要考濾諧振電路作為負助功能電路。
第七:功率過大時,要考濾PFC電路接入設計中。
第八:驅動信號要穩(wěn)定!且要有5V以上。
不管是開關電源,逆變電源,高頻設計成為主要的技術手段與主流!對于很多沒計過電源或是對電源設計還未達到項目開發(fā)能力的人來說,一想到設計,就會想到各種各樣的計算模式!這種想法是對的,但做法是錯的!真正的電源高手從來不去計算太多的。就算元件有1000個,也不會動筆去算得太多!但出來的電源卻是效果超好。為什么呢?因為有經(jīng)驗!計算,只是在學校里應對老師的!實質上在產(chǎn)量化的工廠,老板是等不來你算的!因為他的交貨是有時限的!超過時限就要培錢!所以對于沒設計過電源的朋友或者正在第一次設計電源的朋友,不要老是想一個電源的參數(shù)如何算出來。最重要的是經(jīng)驗。
一個高手設計的電源!講夠的是羅輯!也就是根據(jù)電源參數(shù)要求定好方案(使用何種電路簡單又穩(wěn)定,成本又低,在工藝上要求不高,日后維護方便,材料好采購等)并不是如何去算它!在電源的網(wǎng)上,我的貼子是廣告,理論參半!也有很多網(wǎng)友天天跑過來問我這個參數(shù)如何算,哪個如何定!說多一次!做電源不用算!講夠的是模式!也就是電源結構!變壓器不用算,場管也不用算!頻率講經(jīng)驗!各種保護講夠你常用的電路模式!
一個真正的電源工程師是如何工作的呢:
一:接過電源設計要求!評估成本,定可行性方案。
二:根據(jù)客戶報價!給定大體的元件成本與生產(chǎn)成本,可行性電路。
三:構想出原理圖!確定所選取的功率管,變壓器,最穩(wěn)定最簡單生產(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計PCB。
五:根據(jù)原理圖,裝配合適元件,對電器參數(shù)調整。讓本機在最低要求下能正常工作。
六:上負載測試!功率達80測式!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,轉換效率。在這一個程中,對電子元件進行合適的參數(shù)調整。
七:強化測試!也就是超負何,短路,低壓,過壓,強溫,防震等測試。
八:根據(jù)樣板確定原理圖準確的參數(shù),定好方位圖,物料圖,發(fā)給生產(chǎn)部,倉管,跟單員,對樣板進行小批量生產(chǎn)。
九:對樣板進行嚴格測試,各種性能OK,由業(yè)務員發(fā)給客戶評估。OK了,可以量產(chǎn)。
10:以后生產(chǎn)對項目進行跟蹤,改良,以最短時間,最好質量給客戶出貨。
從上10點!我沒提過工程師的參數(shù)是如何得出來的!其實,工程師所有參數(shù)是從經(jīng)驗與調試中出來的。我們設計電源,對參數(shù)的計算95%是不要的!比如逆變器,1000W,可以用兩個55,因為每個都能達500,也可以用4個40,因為每個40可以達350W。變壓器,哪用算呢!不過要有經(jīng)驗。當然你也可以參考完成的產(chǎn)品來定!線圈數(shù),我們也要給驗。電路參數(shù),對于電子元件,就哪幾個:電阻,電容,二極管,三極管,電感,熱敏,壓敏,場管,變壓器,保險,集成電路等!各個元件的組合,也就是我們的基本電路:放大,濾波,隔離,信號源,穩(wěn)壓,比較,電流放大,電壓放大等常駐用電路。當然還要加上自己想出來的一些獨立電路!
所以,我們可以把電源板看成一個統(tǒng)一體,然后有所需用我們常用電路相拼。這樣就能得出一款好的產(chǎn)品。對于新產(chǎn)品,要用自己比較了解又有把握的電路!如不是,設計出來的產(chǎn)品,在生產(chǎn)上問題就會非常多!
很多高手工程師,往往是設計PCB才出原理!因為原理就算出來了,也要根據(jù)PCB變化!PCB才是實質中的精華!不過這類產(chǎn)品,就算是最高級工程師,也要常設計同類產(chǎn)品才能做到。