探索拓扑:直流电源设计基础知识

关键的外卖

• 对比AC和DC smp和线性辍学。

• 的一些基本non-isolated电源拓扑。

• 一个简短的调查,隔离电源拓扑。

值得庆幸的是,实现直流电源设计基本不包括桌面版本我们都知道和爱。

董事会的配电网络的设计涉及到选择最大化可用性足够的权力避免电和热的瓶颈能会对性能造成负面影响。必须仔细考虑最终设计制造能力和功能的限制,以确保可生产性。此外,设计师必须了解飞机的角色分层盘旋飞行,分布和信号层为电能质量和信号完整性;权力是密切相关的方方面面,董事会的布局。

潜水一个更深层次的水平,然而,设计师可能想知道为什么一个特定的电源在任何其他的选择。当然,可用性、成本和其他不可避免的,外围因素发挥作用,但当重只有电子的贡献,设计师可以理解排除了或支持特定功率拓扑。直流电源设计基本是一个有用的起点:常见直流拓扑设计中遇到大量的易于实现和直流线路的更一般的扩散。

介绍直流电源设计基础

电子产品不能断电功能。通常情况下,在消费者的设备,直流(直流)是首选的原因,最重要的是其相对安全和易于操纵。从制造商的角度来看,直流回路复杂整体低于AC(交流电)。交流电路设计围绕着一个目标频率或带宽,而直流技术上有一个目标频率,它是简单和抒发的频率响应设计师必须考虑。

重要的是要注意,外部,设计师更有可能遇到比直流交流电源;由于其低损失高电压/电流低,是理想的传输和辞职然后纠正一个直流源对许多普通家庭电子产品到达目的地。DC / DC转换也是一个选项来调整电压水平的直接来源,例如机载电池。最终,由工程团队,以确定哪些电力解决方案(但更现实的看法是,解决方案)应当纳入设计最适合的需要同时优化性能。

一般来说,直流电源可以分为两个类别:切换模式和线性。在效率方面,切换模式在它的各种形态明确的胜利者,与线性辍学监管激励少数情况下损失是绝对意义上的低。此外,低效率导致热点由于欧姆加热的影响,如果离开了彻头彻尾的,结果在早期衰老和本地组件或董事会材料的失败。设计师只可能看到线性功率低噪声要求或者是面子,包括一种更健壮的电源。

开始Non-Isolated设计…

与线性电源给他们的承认,是时候继续前进的更有用的和可定制的家庭电源设计。开关模式电源名称(通常缩写为smp)来自开关的角色在他们的操作:一般来说,提供的权力来源是存储在一个或多个电路元件(电感和电容),然后将其存储电磁场转换成能量来维持电流或电压水平。注意,额外的电容器可以用于信号调节的目的。开关的切换操作删除或恢复访问不同部分的电路,并根据特定配置,存储元素可以增加负载或作为储备的电压或电流源时不是直接驱动负载,以及其他功能。与开关和存储元素,二极管提供必要的阻塞或通过电流取决于他们的方向。

选择电源拓扑结构通常是基于如何到达一些输出电压或电流源提供的。在电源设计取决于多种因素与电气性能和成本无关,可用性,或包大小,这种分析的核心重点情况和使用最适合一些常见的布局。首先,来看看一些non-isolated电源布局:

• 巴克-降压转换器提供直流电压的输出。能量的形式建立一个磁场在电感器在开关的阶段,这是转换为当前和提供给负载开关是关闭的。
• 提高-连续电流提供输入和收费电感,与源相结合,加快输出比输入电压收到。
• ○功率因数校正(PFC)的高阶谐波滤出高频变异,更清洁的正弦输入。过滤输入有助于确定切换电流的脉冲宽度调制的目的。

…和结束孤立的配置

在继续,隔离电源的报价更多的功能比non-isolated;通过调整变压器匝比,可以增加或减少输出电压没有任何改变底层的电路。另外,变压器本身可以作为存储元素,但有些设计会避开这个标准电感器。

• 回程,一个相对简单的拓扑结构,只利用一个耦合之间的储能和隔离变压器的输入和输出电路的“一半”。停电期间,变压器的移动能量负载,直到耗尽或开关的位置变化。由于组件数量低,容易实现的回程二极管看到最佳的性能在低功率设置由于体积存储的限制的电感以及趋势大纹波电流来表达输出没有额外的过滤。功能相同的结合buck-boost转换器可以增加或减少从负载的输入电压。
• 转发- - - - - -回程几乎相同,但一个电感变压器的输出端负载之前,作为能量储存。因为输出电感器可以更好地调节纹波电流,正向转换器可以在温和的力量水平。
• ○Two-transistor (TTF)的一种变体,利用——你猜对了——两个变形金刚,减少电压负载任何一个开关,允许变形金刚与更大的消耗电流能力更高的电力需求。
• 桥(半满)与TTF它使用两个开关功能作为一个分压器,网格状的配置智能开关的输出之间的积极的和消极的更有效的推动力量输出的电感器。设计师可以减少存储设备的大小如果是理想的。由于更高的效率在权力交接从输入到输出,可以使用更高的能量输入。全桥双打输出功率在网格模型,但需要额外的组件,增加设计的成本和复杂性。
• ○推拉-类似于网格状的,但是设计的切换元素函数作为当前分规。

节奏能力与行业领先的设计工具

直流电源设计基础着重于smp更好效率/减少损失的各种结构。定义选择不同模式之间电之外还包括因素的考虑。有工作知识如何从一个AC / DC电压源在特定目标输出将在发展中电源电路的第一步。仿真和测试电力系统发展可靠的多氯联苯生产不可或缺的元素。节奏的综合PCB设计和分析软件赠款设计师有价值、可操作的信息在任何阶段的前期制作。结合的快速和强大的布局功能OrCAD PCB设计者、设计团队可以快速评估和整合电力供应,以及任何变化在其中,而不中断生产计划紧张。

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