分析解释开关电源中的专业术语
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纹波与噪声 纹波 ■开关电源的输出并不是真正恒定的，输出存在着周期性的抖动，这些抖动看上去就和水纹一样，称为纹波。 ▶纹波可以是电压或电流纹波。 ■通常用2个参数来描述纹波： ▶最大纹波电压：纹波的峰峰值。 ▶纹波系数：交流分量的有效值与直流分量之比。 纹波产生的原因 ■开关电源的纹波来自2个地方： ▶低频纹波：来自AC输入的周期，电源对输入的抑制比不是完美的，当输入 变化，输出也会变化。 ▶高频纹波：来自开关切换的周期，开关电源不是线性连续输出能量，而是 将能量组成一个个包来传输，因此会存在和开关周期相对应的纹波。 ■如果是线性电源，是没有开关纹波的，只有低频纹波。 纹波的影响 ■最大纹波会决定输出的峰值，本来输出是稳定的某个电压或电流，由 于纹波的影响，使得输出的峰值比平均值高，这可能会损坏负载。 ▶比如，对LED来说，过高的电流会减少LED的寿命。 ■过大的纹波系数会使得输出的能量不均衡平滑，从而偏离了直流输出 这个要求。 ▶比如，对LED来说，过大的纹波系数会使得LED亮度变化，造成闪烁。 ■如果开关电源用来驱动电池，LED灯这种负载，低频纹波的影响更大， 如果是驱动IC这种高速型负载，高频纹波的影响更大。 纹波与噪声 ■纹波是由于AC周期或开关周期引起的输出抖动，而噪声是随机耦合到 输出上的高频信号，是不一样的。 调整率 ■电源在使用时，有两个明显变化的外部条件：输入和负载。好的电源应该在输入和负载发生变化时，依然能维持恒压或恒流。 ■将输入或负载变化时，输出偏离额定输出的程度称为调整率，比如输 入在最大最小值之间变化，测量输出的偏差比率，为一个百分比，比 如5%，就称为调整率为±5% 。 ■注意区分调整率和纹波，纹波是输出的动态特征，而调整率是让电源工作在极限外部条件下，输出的极限偏差。 调整率类型 ■输入调整率 ▶其他条件不变，调节输入时，输出的偏差，对于AC电源来说，是以AC线的有效电压作为变化区间，比如以180~264作为上下限来变化。 ▶有时还会调节AC的频率，来看输出是否有偏差，比如从47~63Hz区间。 ■负载调整率 ▶其他条件不变，调节负载时，输出的偏差。 ■综合调整率 ▶同时调节输入和负载，找出最差的偏差。 LED恒流驱动 ■为什么照明用LED都是电流驱动？ ▶LED是二极管，而二极管的PN结的正向导通阻抗是负温度系数，随着温度的升高，二极管正向导通阻抗降低。 ▶如果用恒压源驱动LED，随着LED工作，温度开始升高，温度升高后，正 向导通阻抗降低，由于I=U/R，电流升高，且由于功率P=U*I，功率也增加， LED发热更厉害，进一步刺激温度升高，陷于恶性循环，直到LED损坏。 ▷ 恒压源驱动时，温度和电路是一对正反馈。 ▶所以照明LED都是恒流驱动，如果是非照明，LED几乎没有温升，此时可 以用恒压驱动。 恒流精度 ■恒流精度和其他电影的恒压效果一样，体现在几个方面。 ▶当负载发生变化时，电源输出的电流的恒定程度。 ▷在实际应用时，多个不同的LED串不可能阻抗特性完全相同，将这些不同的负载接到电源上后，电流的误差就定义为恒流精度。 ▷不光是多负载，同一个LED，温度不同时，阻抗特性也不同，不同温度下电流也 是有误差的，但这和前面的条件本质还是一样，都是负载变化。 ▷因此在测试恒流精度时，需要使用电子负载，让负载在合理的范围内变化，测量 电压的电流误差。 ▶当电源内部元件参数变化时，电源输出的电流的恒定程度。 ▷这并不是标准的恒流精度的定义，但目前很多电源都是有这个要求，其中一个重 要的指标是储能元件，比如电感，或变压器，感值存在误差时，电源输出电流的 恒定度。 ▷考虑到成本因素，储能元件在加工时偏差是很大的，所以，电源应当设计成对储 能元件的感值不敏感。 锂电池恒流驱动 ■便携式设备所用的锂电池，在不同电量的情况下，电压是不同的，以 手机所用的锂电池为例，电池在满能量时约4.2V，低能量时约2.5V。 ■如果使用恒压源对电池充电，当电池电量较低时，充电电流会极大， 相当于电压源接到电容上，会损坏电池。 ▶损坏的原因是大电流带来的大发热。 ■为了限制大电流，目前的充电器都是使用恒流-恒压充电，当电池电压 低时，使用恒流输出。 冲击与浪涌 冲击电流 ■如果负载为一个容性负载，将一个电压源直接加到负载上时，会产生 一个非常大的电流，这个电流就称为冲击电流。 ▶过大的冲击电流会使得交流线上的保护电路识别为短路，会导致空气开关跳闸，熔断保险丝等问题。 ■对于AC电源来说，将电源接到AC线上的一瞬间，AC电源本身就是一 个容性负载，假如此时电源的负载处在满负荷状态，且AC线正处在峰 值电压处，会产生最大的冲击电流。 浪涌（电压） ■闪电，雷击等会在电网上制造时间非常短的高电压脉冲或者高能量脉冲。 ▶这种过压通常是由专门的保护器进行保护，比如浪涌放电器。 ■大功率设备断开或接入电网时，会使得电网电压上升或跌落。为了保 护电源，有时会使用一个压敏电阻接在输入端。 |
