干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖1

一.  描述輸入電壓影響輸出電壓的幾個指標形式



1. 絕對穩壓系數

A.絕對穩壓系數:表示負載不變時,穩壓電源輸出直流變化量△U0 與輸入電網變化量△Ui 之比。即:K= U0/ Ui 。

B.相對穩壓系數:表示負載不變時,穩壓器輸出直流電壓 Uo 的相對變化量△Uo 與輸出電網 Ui 的相對變化量△Ui之比。即:S= Uo/Uo / Ui/Ui

2. 電網 調整率

它表示輸入電網電壓由額定值變化±10%時,穩壓電源輸出電壓的相對變化量,有時也以絕對值表示。

3. 電壓穩定度

負載電流保持為額定范圍內的任何值,輸入電壓在規定的范圍內變化所引起的輸出電壓相對變化△Uo/Uo(百分值),稱為穩壓器的電壓穩定度。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖2

二. 負載對輸出電壓影響的幾種指標形式



1. 負載調整率(也稱電流調整率)


在額定電網電壓下,負載電流從零變化到最大時,輸出電壓的最大相對變化量,常用百分數表示,有時也用絕對變化量表示。


2. 輸出電阻(也稱等效內阻或內阻)


在額定電網電壓下,由于負載電流變化△IL 引起輸出電壓變化△Uo,則輸出電阻為Ro=| Uo/ IL| 歐。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖3

三. 紋波電壓的幾個指標形式



1. 最大紋波電壓


在額定輸出電壓和負載電流下,輸出電壓的紋波(包括噪聲)的絕對值的大小,通常以峰峰值或有效值表示。


2. 紋波系數 Y(%)


在額定負載電流下,輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓Uo之比,即:y=Umrs/Uo x100%


3. 紋波電壓抑制比


在規定的紋波頻率(例如 50HZ)下,輸出電壓中的紋波電壓 Ui~與輸出電壓中的紋波電壓 Uo~之比,即:紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。


這里聲明一下:噪聲不同于紋波。紋波是出現在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關頻率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 0.5%以下;噪聲是出現在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 1%左右。紋波噪聲是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 2%以下。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖4

四. 沖擊電流



如圖所示是自控式數字表逆變電源電路。它不需要單獨設立電源開關或對表內開關進行改造。該電路具有耗電省、穩定可靠、不影響儀表精度等特點。電路中的變壓器T是用E3型鐵氧體磁芯、各折去一角后加工成口字形,L2在內,L1在外。整個逆變電源工作時,電池工作電流約為70mA。


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干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖6

五. 過流保護



下圖為仿制電路:輸入可低至0.8V,輸出電流可達10mA


輸出開路,輸入電流為零。

T:E3日字型磁芯L1=18匝=125μH   L2=180匝=12mH

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干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖8

六. 過壓保護



1. 絕對穩壓系數

A.絕對穩壓系數:表示負載不變時,穩壓電源輸出直流變化量△U0 與輸入電網變化量△Ui 之比。即:K= U0/ Ui 。

B.相對穩壓系數:表示負載不變時,穩壓器輸出直流電壓 Uo 的相對變化量△Uo 與輸出電網 Ui 的相對變化量△Ui之比。即:S= Uo/Uo / Ui/Ui

2. 電網 調整率

它表示輸入電網電壓由額定值變化±10%時,穩壓電源輸出電壓的相對變化量,有時也以絕對值表示。

3. 電壓穩定度

負載電流保持為額定范圍內的任何值,輸入電壓在規定的范圍內變化所引起的輸出電壓相對變化△Uo/Uo(百分值),稱為穩壓器的電壓穩定度。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖9

七. 輸出欠壓保護



1. 負載調整率(也稱電流調整率)


在額定電網電壓下,負載電流從零變化到最大時,輸出電壓的最大相對變化量,常用百分數表示,有時也用絕對變化量表示。


2. 輸出電阻(也稱等效內阻或內阻)


在額定電網電壓下,由于負載電流變化△IL 引起輸出電壓變化△Uo,則輸出電阻為Ro=| Uo/ IL| 歐。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖10

八. 過熱保護 



1. 最大紋波電壓


在額定輸出電壓和負載電流下,輸出電壓的紋波(包括噪聲)的絕對值的大小,通常以峰峰值或有效值表示。


2. 紋波系數 Y(%)


在額定負載電流下,輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓Uo之比,即:y=Umrs/Uo x100%


3. 紋波電壓抑制比


在規定的紋波頻率(例如 50HZ)下,輸出電壓中的紋波電壓 Ui~與輸出電壓中的紋波電壓 Uo~之比,即:紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。


這里聲明一下:噪聲不同于紋波。紋波是出現在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關頻率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 0.5%以下;噪聲是出現在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 1%左右。紋波噪聲是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 2%以下。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖11

九. 溫度漂移和溫度系數



如圖所示是自控式數字表逆變電源電路。它不需要單獨設立電源開關或對表內開關進行改造。該電路具有耗電省、穩定可靠、不影響儀表精度等特點。電路中的變壓器T是用E3型鐵氧體磁芯、各折去一角后加工成口字形,L2在內,L1在外。整個逆變電源工作時,電池工作電流約為70mA。


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干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖13

十. 漂移穩壓器



下圖為仿制電路:輸入可低至0.8V,輸出電流可達10mA


輸出開路,輸入電流為零。

T:E3日字型磁芯L1=18匝=125μH   L2=180匝=12mH

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十一. 響應時間



1. 絕對穩壓系數

A.絕對穩壓系數:表示負載不變時,穩壓電源輸出直流變化量△U0 與輸入電網變化量△Ui 之比。即:K= U0/ Ui 。

B.相對穩壓系數:表示負載不變時,穩壓器輸出直流電壓 Uo 的相對變化量△Uo 與輸出電網 Ui 的相對變化量△Ui之比。即:S= Uo/Uo / Ui/Ui

2. 電網 調整率

它表示輸入電網電壓由額定值變化±10%時,穩壓電源輸出電壓的相對變化量,有時也以絕對值表示。

3. 電壓穩定度

負載電流保持為額定范圍內的任何值,輸入電壓在規定的范圍內變化所引起的輸出電壓相對變化△Uo/Uo(百分值),稱為穩壓器的電壓穩定度。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖16

十二. 失真



1. 負載調整率(也稱電流調整率)


在額定電網電壓下,負載電流從零變化到最大時,輸出電壓的最大相對變化量,常用百分數表示,有時也用絕對變化量表示。


2. 輸出電阻(也稱等效內阻或內阻)


在額定電網電壓下,由于負載電流變化△IL 引起輸出電壓變化△Uo,則輸出電阻為Ro=| Uo/ IL| 歐。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖17

十三. 噪聲



1. 最大紋波電壓


在額定輸出電壓和負載電流下,輸出電壓的紋波(包括噪聲)的絕對值的大小,通常以峰峰值或有效值表示。


2. 紋波系數 Y(%)


在額定負載電流下,輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓Uo之比,即:y=Umrs/Uo x100%


3. 紋波電壓抑制比


在規定的紋波頻率(例如 50HZ)下,輸出電壓中的紋波電壓 Ui~與輸出電壓中的紋波電壓 Uo~之比,即:紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。


這里聲明一下:噪聲不同于紋波。紋波是出現在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關頻率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 0.5%以下;噪聲是出現在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 1%左右。紋波噪聲是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在輸出電壓的 2%以下。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖18

十四.輸入噪聲



如圖所示是自控式數字表逆變電源電路。它不需要單獨設立電源開關或對表內開關進行改造。該電路具有耗電省、穩定可靠、不影響儀表精度等特點。電路中的變壓器T是用E3型鐵氧體磁芯、各折去一角后加工成口字形,L2在內,L1在外。整個逆變電源工作時,電池工作電流約為70mA。


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干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖20

十五. 浪涌



下圖為仿制電路:輸入可低至0.8V,輸出電流可達10mA


輸出開路,輸入電流為零。

T:E3日字型磁芯L1=18匝=125μH   L2=180匝=12mH

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干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖22

十六. 靜電噪聲



如圖所示是自控式數字表逆變電源電路。它不需要單獨設立電源開關或對表內開關進行改造。該電路具有耗電省、穩定可靠、不影響儀表精度等特點。電路中的變壓器T是用E3型鐵氧體磁芯、各折去一角后加工成口字形,L2在內,L1在外。整個逆變電源工作時,電池工作電流約為70mA。


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖23


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖24

十七. 穩定度



下圖為仿制電路:輸入可低至0.8V,輸出電流可達10mA


輸出開路,輸入電流為零。

T:E3日字型磁芯L1=18匝=125μH   L2=180匝=12mH

干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖25


干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖26

十八. 電氣安全要求 



下圖為仿制電路:輸入可低至0.8V,輸出電流可達10mA


輸出開路,輸入電流為零。

T:E3日字型磁芯L1=18匝=125μH   L2=180匝=12mH

干貨|開關電源設計的各項指標、概念和定義的圖27


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