1:開(kāi)發(fā)一個(gè)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品所需要進(jìn)行的各種優(yōu)化1):功率級(jí)參數(shù)的優(yōu)化:
在選定功率級(jí)拓?fù)浜螅衫们懊娴闹R(shí)和穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)選擇,對(duì)功率級(jí)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,使得:
---開(kāi)關(guān)功率器件的損耗最小;
---功率變壓器和濾波電感、濾波電容等的體積最小;
---電源整機(jī)的功率密度最高;
---功率級(jí)的Layout最合理,等等。
在這些優(yōu)化中,最重要的是功率變壓器的優(yōu)化,其變比,其繞法都會(huì)直接影響其它功率元器件的選擇和整個(gè)功率級(jí)的效率及功率密度。合理地選擇功率開(kāi)關(guān)器件和它們的驅(qū)動(dòng)電路及吸收電路,對(duì)功率級(jí)的性能也很重要。
2):環(huán)路參數(shù)的優(yōu)化:在選定功率級(jí)拓?fù)浜涂刂撇呗院螅衫们懊娴闹R(shí)并在功率級(jí)參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,對(duì)環(huán)路參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,使得:
---盡量減小閉環(huán)電壓音頻隔離度從而減小PFC濾波電容;
---盡量減小閉環(huán)輸出阻抗從而減小DC輸出濾波電容;
---盡量提高電源的閉環(huán)響應(yīng)速度從而減小DC輸出濾波電容;
在環(huán)路優(yōu)化中,最重要的是補(bǔ)償器參數(shù),調(diào)制器參數(shù)(如外部斜波補(bǔ)償含量)和光耦電路參數(shù)的優(yōu)化,其中電源整機(jī)的PCB Layout對(duì)環(huán)路的影響非常大,只有在好的PCB Layout下面,通過(guò)環(huán)路各部分參數(shù)的優(yōu)化,才能使電源環(huán)增益的帶寬盡可能大,從而實(shí)現(xiàn)更好的動(dòng)態(tài)性能和更高的功率密度。
3):輔助電源參數(shù)的優(yōu)化:在采用繞組供電的開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品中,必須對(duì)輔助電源的質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化,使得:
---輔助電源對(duì)開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)態(tài)性能的影響最小;
---輔助電源對(duì)開(kāi)關(guān)電源動(dòng)態(tài)性能的影響最小;
---輔助電源不會(huì)影響開(kāi)關(guān)電源整機(jī)的可靠性;
采用變壓器繞組或電感繞組的輔助電源,其輸出電壓的質(zhì)量一般不太好,通過(guò)對(duì)輔助電源的優(yōu)化,要保證自供電后的電源整機(jī)性能變化最小,可靠性沒(méi)有問(wèn)題。
4):其它優(yōu)化:---電源內(nèi)各種保護(hù)電路的優(yōu)化;
---EMI濾波器電路的優(yōu)化;
---電源內(nèi)部熱環(huán)境的優(yōu)化;
---電源其它功能電路(如均流、同步、熱插拔、遠(yuǎn)端補(bǔ)償?shù)鹊龋┑膬?yōu)化;
---PCB Layout的優(yōu)化,等等。
2:開(kāi)發(fā)一個(gè)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品所需要進(jìn)行的各種折中1):折中一:穩(wěn)態(tài)性能與動(dòng)態(tài)性能的折中
很多功率級(jí)拓?fù)洌浞€(wěn)態(tài)性能與動(dòng)態(tài)性能通常難以兼顧。穩(wěn)態(tài)性能好的,動(dòng)態(tài)性能就差,動(dòng)態(tài)性能好的,穩(wěn)態(tài)性能就差,這種例子非常多,所以選擇拓?fù)鋾r(shí)一定要根據(jù)要求和應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)合理選擇。即使同一個(gè)拓?fù)洌涔β始?jí)參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí),也要考慮穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能的折中,如輸出濾波電感的設(shè)計(jì),對(duì)效率而言,希望其越大越好,但對(duì)動(dòng)態(tài)性能而言,則希望其小一點(diǎn)好,所以設(shè)計(jì)時(shí)需要折中。
2):折中二:功率密度與可靠性的折中
很多有更高功率密度的拓?fù)洌鋵?shí)現(xiàn)時(shí)會(huì)比較復(fù)雜,而且往往拓?fù)浔旧磉€有可靠性較低的隱患。所以選擇拓?fù)鋾r(shí)也要根據(jù)可靠性和性能來(lái)進(jìn)行具體折中。如一些能實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的拓?fù)洌话憧蓪?shí)現(xiàn)更高的開(kāi)關(guān)頻率,具有更高的功率密度,但他們?cè)趯?shí)現(xiàn)的產(chǎn)品中,可靠性往往較低。
3)小信號(hào)性能與大信號(hào)性能的折中
在一個(gè)電源中,有很多性能需要滿足,利用不同的控制策略,不同的補(bǔ)償電路,會(huì)得到不同的動(dòng)態(tài)性能。有些控制策略或參數(shù)對(duì)輸入端的擾動(dòng)具有較強(qiáng)的抑制能力,有些則對(duì)負(fù)載端的擾動(dòng)具有較強(qiáng)的抑制能力,有的參數(shù)對(duì)小信號(hào)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性很好,但在大信號(hào)下,且可能不穩(wěn)定,有的參數(shù)能滿足大信號(hào)的要求,但小信號(hào)下且會(huì)變差,因此要對(duì)大小信號(hào)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)進(jìn)行折中。
4):折中四:高低溫下的設(shè)計(jì)折中
在一個(gè)電源中,因各種參數(shù)都與其工作時(shí)的溫度有關(guān),所以必須找出一組參數(shù)能在全部環(huán)境溫度范圍內(nèi)滿足所有性能指標(biāo),這需要做很多折中。
5):折中五:電性能與熱性能之間的折中
在一個(gè)電源中,電性能(如電應(yīng)力和EMI性能)與熱性能之間的要求是矛盾的。為了獲得好的EMI和低的電應(yīng)力,希望功率元器件形成的回路盡量小,但這會(huì)使得各元器件之間的熱影響更厲害,各元器件的損耗會(huì)更大;將各功率元器件之間的回路加大,可減小這種熱影響,改善熱設(shè)計(jì),但因寄生參數(shù)的增加,會(huì)使器件的電應(yīng)力增加,效率變低,EMI性能變壞,所以電源中熱與電兩個(gè)設(shè)計(jì)是非常需要折中的。
6):折中六:關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)折中
在開(kāi)關(guān)電源中,有一些關(guān)鍵部件,在設(shè)計(jì)時(shí)需要折中,如功率變壓器的設(shè)計(jì),對(duì)穩(wěn)態(tài)效率性能而言,在變比等已經(jīng)最優(yōu)化后,希望其漏感最小,但在實(shí)現(xiàn)漏感最小的同時(shí),往往會(huì)增加繞組之間的分布電容,這通常會(huì)增加共模EMI干擾和降低安全要求;另外如驅(qū)動(dòng)能力的折中,為了減小功率開(kāi)關(guān)器件(MOSFET)的開(kāi)關(guān)損耗,希望其開(kāi)關(guān)過(guò)程盡量短,這可通過(guò)減小門(mén)極驅(qū)動(dòng)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn),但在開(kāi)關(guān)速度提高的同時(shí),往往會(huì)增加電源的共模EMI,使得EMI特性變差。
7):其它折中:
做好一個(gè)開(kāi)關(guān)電源,還有很多其它折中要做,總之因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源是一個(gè)在一定邊界(有輸入電壓,負(fù)載電流和環(huán)境溫度組成的長(zhǎng)方體)之內(nèi)滿足規(guī)格書(shū)要求的功率電子產(chǎn)品,既有功率處理和信息處理,又有熱處理,所以為了做好這樣的產(chǎn)品必須要做很多很多的折中,這要求開(kāi)發(fā)人員如何在折中的基礎(chǔ)上優(yōu)化,在優(yōu)化的基礎(chǔ)上折中,使開(kāi)發(fā)的電源產(chǎn)品達(dá)到最佳的性?xún)r(jià)比。
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開(kāi)關(guān)電源
+關(guān)注
關(guān)注
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原文標(biāo)題:如果沒(méi)有進(jìn)行這些優(yōu)化和折中,你的開(kāi)關(guān)電源就不算完美~!
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