開關電源設計基礎:開關電源常用元器件類型以及主要功能

EMI 大年君 2018-12-15
開關電源設計基礎:開關電源常用元器件類型以及主要功能

一、電阻

1、取樣電阻:構成輸出電壓的取樣電路,將取樣電壓送至反饋電路用來穩定電壓輸出;

2、均壓電阻:在開關電源的對稱直流輸入電路當中起到均壓作用,有時候也稱為平衡電阻;

3、分壓電阻:構成電阻分壓器;

4、洩放電阻:斷電時候可以將電容儲存的電荷洩放掉;

5、限流電阻:起到限流保護作用,如用作穩壓管、光電耦合器以及輸入濾波電容的限流電阻;

6、電流檢測電阻:與過流保護電路配套使用,用於限制開關電源的輸出電流極限;

7、分流電阻:給電流提供旁路;

8、負載電阻:開關電源的負載電阻,這個電阻包含等效負載電阻;

9、最小負載電阻:為維持開關電源正常工作所需要的最小負載電阻,可避免因負載開路而導致輸出電壓升高;

10、假負載:在測試開關電源性能指標時候臨時接的負載,例如水泥電阻等;

11、濾波電阻:用作LC型濾波、RC濾波、π型濾波中的濾波電阻;

12、偏置電阻:給開關電源的控制端提供偏壓,或者用來穩定晶體管的工作點;

13、保護電阻:常用於RC型吸收回路或VD、R、C型鉗位保護電路當中;

14、頻率補償電阻:例如構成誤差放大器的RC型頻率補償網絡;

15、阻尼電阻:防止電路中出現諧振;

16、壓敏電阻:根據電壓範圍分為不同檔位,對過電壓脈衝響應速度快,耐衝擊電流的能力很強,漏電流小、電阻溫度係數小、價格低廉。可構成過電壓保護電路、防雷擊保護電路、消除火花電路、浪湧電壓吸收回路等。

二、電容

1、濾波電容:構成輸入濾波器、輸出濾波器等;

2、耦合電容:也稱為隔直電容,作用是隔斷直流信號,只讓交流信號通過;

3、退耦電容:對於電源的退耦電容,可防止產生自激振盪;

4、軟啟動電容:構成軟啟動電容,在軟啟動過程當中使輸出電壓和輸出電流緩慢的建立起來;

5、補償電容:構成RC型、CL型振盪器;

6、微分電容:構成微分電路,獲得尖脈衝;

7、自舉電容:用於提升輸入級的電源電壓,也可以構成電壓前反饋電路;

8、延時電容:與電阻構成RC型延時電路;

9、儲能電容:例如極性反轉型DC-DC變換器中的泵電容;

10、移相電容:構成移相電路;

11、倍壓電容:與二極管構成倍壓整流電路;

12、消噪電容:用於濾波電容的噪聲干擾;

13、中和電容:消除放大器的自激振盪;

14、抑制干擾的電容:在EMI濾波器中,可分別濾除串模干擾和共模干擾;

15、安全電容:X電容和Y電容;

16、X電容:濾除串模干擾,用於EMI濾波器中;

17、Y電容:濾除由一次繞組、二次繞組耦合電容器產生的共模干擾,可為從一次側耦合到二次側的干擾電流提供迴流路徑,防止該電流通過二次側耦合到大地;

三、電感

1、濾波電感:構成LC型濾波器;

2、儲能電感:常用於降壓式或者升壓式DC-DC變換器電路當中;

3、振盪電感:構成LC型振盪器;

4、共模電感:也稱為共模扼流圈,常用於EMI濾波器,一般串聯在開關電源的輸入電路中;

5、頻率補償電感:構成LC、LCR型頻率補償網絡;

四、變壓器

1、工頻變壓器:對交流電源進行變壓於隔離,再經過整流濾波後給DC-DC變換器供電;

2、高頻變壓器:對高頻電源進行儲能、變壓、隔離,適用於無工頻變壓器的開關電源;

五、二極管

1、續流二極管:常用於降壓式DC-DC變換器中;若在繼電器、電機等的繞組兩端並聯二極管,即可為反電動勢提供洩放回路,避免損壞驅動管;

2、整流二極管:對交流進行整流變成脈動電壓,有低頻整流和高頻整流;

3、鉗位二極管:構成VD、R、C型鉗位電路,吸收尖峰電壓,對MOSFET功率管器保護作用吧;

4、阻塞二極管:鉗位保護電路中的二極管,稱作阻塞二極管;

5、保護二極管:用於半波整流電路當中,在負半周時候給交流提供迴路;

6、隔離二極管:可實現信號隔離;

7、抗飽和二極管:將二極管串聯在功率開關管得基極上,可降低頻率開關的飽和深度,提高開關速度;

8、快恢復二極管:快恢復二極管反向恢復時間一般為幾百納秒,正向壓降為0.6到1V,正向電流為幾至幾千安,反向峰值電壓可達幾百至幾千伏,可用作開關電源的輸出整流管、一次側鉗位保護電路的阻塞二極管;

9、超快恢復二極管:超快恢復二極管則是在快恢復二極管基礎上發展而成的,其反向恢復電荷進一步減小,反向恢復時間低至幾十納秒,可用作輸出整流管、阻塞二極管、反饋電路中的整流管;

10、肖特基二極管:屬於低壓、低功耗、大電流、超高速半導體功率器件,反向恢復時間可低至幾納秒,正向導通壓降為0.4V左右,整流電流可達幾十到幾百安,特別適合做電壓輸出電路中的整流管、續流二極管;

11、瞬變電壓抑制二極管:也稱瞬態電壓抑制器,其相應速度極快、鉗位電壓穩定,是一種新型過電壓保護器件可用來保護開關電源集成電路、MOS功率器件以及其他對電壓敏感的半導體器件;

12、雙向觸發二極管:這是二端交流器件,常於晶閘管配套使用,構成輸出過壓保護電路

六、整流橋

1、BR:將交流電壓變成脈動直流電壓,送至濾波器。整流橋可由4只整流二極管構成,亦可採用成品整流橋;

七、穩壓管

1、ZD:構成穩壓電路;接在開關電源的輸出端,用來穩定空載使的輸出電壓;由穩壓管、快恢復二極管和阻容元件一起構成一次側鉗位保護電路;構成過壓保護電路。

八、晶體管

1、TRANSISTOR:用作PWM調製器的功率開關管;構成恆壓/恆流輸出式開關電源的電壓控制環和電流控制環;構成開關穩壓器的通/斷控制、欠壓保護、過流保護、過壓保護等電路;

九、場效應管

1、MOSFET:用作PWM調製器或開關穩壓控制器的功率開關管;

十、絕緣柵-雙極性晶體管

1、IGBT:用作PWM調製器的功率開關管;

十一、運算放大器

1、通用運算放大器:構成外部誤差放大器、電壓控制環和電流控制環等。

十二、磁珠

1、管狀、片狀磁珠及磁珠陣列:能抑制開關噪聲和尖峰干擾。

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