電源開發的23個經典問題解答（4-4）！

（接上篇）

問題十五

電源損耗是怎么分布的？MOS管損耗？變壓器損耗？變壓器除了直流損耗，還有交流損耗怎么算的？

電源損耗一般集中在以下一些方面：1.MOS管的開通損耗及導通損耗。2.變壓器的銅損和鐵損；3.副邊整流管的損耗；4.橋式整流的損耗。5.采樣電阻損耗；6.吸收電路的損耗；7.其它損耗：PFC電感損耗，LLC的諧振電感損耗，同步整流的MOS管損耗。等等。。。

針對這些損耗，適當的減小可以提升效率。1.針對MOS管可選用開關速度快的，導通電阻低的，電路上課采用軟開關。2.針對變壓器：選擇合適大小的磁芯，磁 芯太小損耗會大，很難做到銅損和鐵損平衡。尤其是銅損不僅有直流損耗還有交流損耗，交流損耗一般比直流損耗還大2倍，因為銅線在高頻下的交流阻抗比直流阻 抗大的多，計算時一定要充分估算進去。

問題十六

電源中的熱設計，散熱器是怎么選擇的？散熱器設計需要考慮什么？

散熱器的設計是開關電源的一個重點，散熱器主要是針對我們的發熱器件溫升過高，需要采用散熱器來降低熱阻來達到降低溫升的作用！

主要發熱器件：整流橋，MOS管，整流二極管，變壓器，電感等等。

散熱器的大小選擇一般根據損耗的功率，需要的溫升來計算熱阻，根據熱阻來選擇相應面積的散熱器 。

當然也需要一些輔助的方式，比如在器件和散熱片間涂散熱膏，有會有些效果。比較小的空間可采用型材散熱，體積小，散熱面積大。

特殊器件有特殊的處理：如變壓器可將變壓器底下的PCB板挖空散熱，也可以在變壓器上用導熱泥貼散熱片的方式。電感也可以加銅環散熱等等。

問題十七

LLC的輸出濾波電容怎么決定的？受哪些因素影響？

輸 出濾波電容對輸出紋波至關重要，選擇合適的濾波電容需要從成本及紋波需求考慮，當然對每種拓撲濾波電容的選取都是按照輸出紋波需求，紋波電流所對應的 ESR值來選取對應的電容，當然電容的容量與ESR的關系跟電容的品質也有著很重要的關系，之前已經討論過其關系式。紋波電壓時我們的需求，一般按照 50mv的需求的話，設計留有余量一般選擇10mv。（考慮到PCB板濾波效果，電容低溫容值降低），紋波電流計算式如下：

問題十八

移相全橋的驅動是什么實現的？何為移相？移相帶來什么？

移相全橋目前在中大功率使用中，也是用的很火，受歡迎程度僅次于LLC諧振半橋。之前已經比較過不同拓撲的使用情況，這里就專門介紹下移相全橋的特點。

移相全橋特點一：驅動比較復雜，導致控制電路復雜，成本很高，原因是移相全橋一般有4個MOS，對驅動能力要求很高，一般IC很難做到，需要對驅動能力通過外置MOS管放大使用，又為了加強可靠性一般采用隔離變壓器來驅動MOS管。

移 相全橋特點二：移相，為什么要移相，移相帶來什么，跟普通全橋有什么區別。移相針對的是同一組的MOS管，讓2個MOS管依次導通，可以降低開關損耗。超 前臂橋實現ZVS同時，副邊處于續流，原邊電流被二極管分擔，MOS管電流也很小，近似零電流導通，滯后臂橋可以零電壓導通。

移相全橋特點三：工作過程復雜，二個輸出功率狀態（靠原邊提供能量），二個續流狀態（靠副邊電感及電容提供供能量），四個死區（來分別實現每個MOS管軟開通I）

只是為了給新手了解移相全橋，作為開關電源比較重要的拓撲一部分，它的重點和難點在哪里。

問題十九

大功率若追求效率，無橋PFC是怎么實現的？原理是什么？

很 多人都聽說過無橋PFC，不過真正使用起來并不很常見，原因是無橋PFC相比普通有橋PFC效率上固然有提升，一般也就在1-2%，若不是追求高效，一般 都不會使用，成本太高。根據無橋PFC的特點，其實整流橋并沒有真正省去不用，只是當做交流輸入正負半軸的隔離使用，簡單來說相當于普通二個PFC，交流 正負半軸各一個，相應的PFC電感也會增加一個，MOS管也會增加一個，驅動IC也會復雜一些，對于大功率為了做高效，檢測電阻用變壓器繞組來做，可以減 小損耗。之前接觸過一個960W用無橋PFC+LLC效率達到96.5%，不過終因為客戶要求輸入電壓交流和直流都能滿足，這時候無橋PFC就不能在直 流下發揮很好的作用就否決了。

問題二十

電力電源中為什么用到三相電?三相三電平是怎么實現，三電平帶來了什么？

三相電在電力電源中使用比較多，一般在大功率1KW以上或者上萬W的場合。三相電一般采用三相四線，其中一根是零線，四根線相當于能夠傳輸普通二相電三倍的功率，傳輸功率更大是其大優勢；其次三相電易于產生，目前常見的三相異步電機，能簡單方便產生。

三 相三電平是怎么回事呢，因為三相電不能直接給某些用電設備供電，需要轉變成普通的二相電。一般過程，采用三相PFC轉換為直流電，直流電然后逆變成二相交 流電。這里面就牽涉到三電平技術，三相電PFC整流出來不是普通正負DC，而是三電平，也就是正DC,零，負DC。從這里也可以看出來采用三電平器件的應 力降低，諧波含量低，開關管損耗也低，這樣在高壓大功率場合優勢就非常突出了。

問題二十一

電源中有很多保護電路，你多能說幾種保護？怎么去實現？

電源的可靠性離不開保護電路，通常有哪些保護電路呢？

1.輸入欠壓過壓很常用，對交流信號采樣。

2.輸出過壓保護，一旦電源開關能鎖機對電源可靠性也有幫助。

3.過流保護，有的是采用恒流做過流，有的采用限功率來做過流，當然也可以鎖機來做，目的一個可靠性，方法很多種?？煽康谋Ｗo一定是鎖死而不是打嗝！

4.過溫保護，采用熱敏對變壓器或者是環境溫度等方式檢測，來反饋給到IC鎖機或者打嗝。

5.短路保護，短路可以打嗝，同樣也可以鎖機。

這些是一般電源常用的，有的可以說是必備的保護電路。所以看好規格書選擇合適的IC來做保護功能更方便的保護電路。我用過一款LD7522做反激，這些功能就能很好，可以簡單全部的做出來。

問題二十二

一般的LDO和高PSRR的LDO有甚么分別？

這個問題問得非常典型，其實一般的LDO是起到穩定電壓的作用，它對溫波造成的控制抑制基本集中在10K以下，在典型的 LDO數據手冊里面，在10K或是100K以下的 PSR通常是在40DB以下，因為此時的LDO誤差放大器基本上已經失去了放大能力。對于實際的需求來說，很多DCDC電源它的溫波頻率是在幾百 K甚至上兆，如果是一個普通的 LDO，對于這樣的噪聲抑制沒有任何能力，它只對聲頻范圍有抑制能力，對于需要射頻應用的場合，LDO通常是無能為力的，而高PSR的 LDO則能提供這方面的抑制，所以這也是一個根本上的完全不同的區別。

問題二十三

搞電源不懂市場？你搞的電源何去何從？開發出了沒用？替老板賺到錢才有用。

終于到了后一個問題，電源市場問題一般工程師可能關注的少，注重研發是錯誤。項目成功不是做出來，而是賺到少的錢。

舉個例子：你一年做了三個項目累死累活，賺了100萬，另一個人一年就做了一個項目，比做三個項目輕松多了，一年賺了1000萬，老板喜歡哪個？

有的人說項目又不是我們選擇，怎么知道賺不賺錢，但是賺錢項目的特點我們要熟悉啊，什么樣的電源市場上比較火啊，你清楚嗎？按照自己公司現有的模式來開發， 有沒有和大公司的設計差距啊。不是說項目能不能做出來，而是能不能優的做出來，其實站在研發角度也就是如何選擇優拓撲，做省方案。

（完結）