开关电源技术指标

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开关电源技术指标

开关电源技术指标

一应用领域

* 确定电源技术指标时，首先要明确使用电源的设备或工艺。

* 确定应该遵循的各国安全标准。

二技术指标
1 输入参数

(1) 相数
* 当开关电源的功率小于5kW时，可以选择单相输入。这样，可降低主电路器件的电压等级，降低成本。

* 当开关电源的功率大于5kW时，应选择三相输入。这样，可避免引起电网三相间的不平衡，同时还可以减小主电路中的电流，降低损耗。

(2) 输入电压

* 民用交流电源电压三相380V、单相为220V。

* 目前，开关电源流行采用通用电压范围，即单相85～265V，这一范围覆盖了各种民用电源标准所限定的电压，但对电源设计提出了较高的要求。

* 输入电压为直流时情况比较复杂，从24V～600V都有可能。

* 输入电压指标通常包含额定值和变化范围两方面内容。

* 输入电压变化范围一般为±10%，考虑配线等因素有时也要求-15%～+10%。

* 输入电压范围的下限影响变压器的变比，上限决定了主电路元器件的电压等级。

* 输入电压变化范围过宽，使设计中必须留过大裕量而造成浪费，应在满足实际要求的前提下，尽量小。

(3) 输入频率

* 我国民用和工业用电的频率均为50Hz，航空、航天、船舶用电经常采用400Hz交流电（通常为115V单相或三相电）。

* 400Hz交流电压整流后的脉动频率远高于工频，因此整流电路所连接的滤波电容可以减小很多。

(4) 输入电流

* 输入电流通常包括额定输入电流和大输入电流两项。

* 输入电流是输入开关、接线端子、熔断器和整流桥等元器件的设计依据。

* 额定输入电流是指输入电压和输出电压、输出电流在额定条件时的电流，大值发生在输入电压下限和输出电压上限、输出电流上限时。

* 三相输入时，各相电流有时会发生失蘅现象，应取平均值。

(5) 冲击电流

指输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的大瞬时电流。

(6) 漏电流

* 流经输入侧地线的电流，在开关电源中主要是通过静噪滤波器（或称EMI滤波器）的旁路电容泄漏的电流。

* 一般，规定在0.5mA～1mA。

(7) 效率

* 是电源的重要技术指标,一般定义为电源输出功率与电源输入有功功率之比。

* 通常给出的是在额定输入电压和额定输出电压、额定输出电流条件下的效率。

* 提高效率，意味着电源损耗功率下降，则可降低电源温升、提高可靠性、节约能源。

* 一般来说，输出电压较高的电源的效率高于输出电压低的电源，这与输出侧整流二极管的通态压降与输出电压的比值有关。

* 影响电源效率的因素

① 与开关频率有关的损耗，包括开关器件的开关损耗、变压器的铁损、电感的铁损以及吸收电路的损耗。

② 电路中的通态损耗，包括开关器件的导通损耗、变压器的铜损、电感的铜损以及线路损耗。

③ 其他损耗，包括控制电路损耗、冷却系统的损耗等。

(8) 输入功率因数

* 指在输入电压为额定值、输出功率为额定值时，输入相移功率因数和畸变因数（失真功率因数）的乘积，即：

* PFD是基波电流与基波电流及谐波的总有效值之比。
*

是电压与基波电流的相位差的余弦。

* 其中

* THD也称谐波电流畸变度。
* 目前，对保护电网环境、降低谐波污染的要求越来越高，许多和地区都已出台相应标准，对用电装置的输入谐波和功率因数作出严格规定。

2 输出参数

(1) 输出电压

* 输出电压通常给出额定值和调节范围两项内容。

* 输出电压上限关系到变压器设计中变比的计算，过高的上限要求会导致过大的设计裕量，在满足实际要求的前提下，上限应尽量靠近额定点。

(2) 输出电流

* 通常给出额定值和一定条件下的过载倍数。

* 有稳流要求的电源应指定调节范围。
* 有的电源不允许空载，应指定输出电流下限。

* 在多路输出电源中，有的如果某一路输出电流增加，则其他路的输出电流会下降，对此要进行说明。

(3) 稳压（稳流）精度

* 通常以正负误差带的形式给出。
* 影响电源稳压（稳流）精度的主要有输入电压变化、输出负载变化、温度变化以及元器件老化等。

* 精度可以用以下指标考核：

① 负载调整率

A 是指开关电源在输入电压不变、输出负载电流变化时，提供其稳定输出电压的能力。

B 测试方法：在被测开关电源以额定输入电压及额定负载状况下热机稳定后，测量其输出电压值U0，再测量轻载(如5%I0N)时的输出电压U1，可按下式计算。

② 输入电压调整率
A 是指开关电源在输入电压变化、输出负载电流不变时，提供其稳定输出电压的能力。

B 测试方法：在被测开关电源以额定输入电压及额定负载状况下热机稳定后，测量其输出电压值U0，再分别在低输入电压（如90% Ui ）及高输入电压（如110% Ui ）下测量其输出电压U01、 U02 ，可按下式计算。
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其中

或

，取大值

* 影响精度的相关因素有以下几项：

① 基准源精度

② 检测电路精度

③ 控制电路中运算放大器精度

(4) 电源的输出特性

* 电源输出特性与电源的应用领域的工艺要求有关，如有些场合要求恒压限流、有些场合要求恒流限压等。

* 设计时需要根据输出特性要求来确定主电路和控制电路的形式。

(5) 纹波

* 典型的输出电压纹波波形如下图所示，通常按频带可分为三类：

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①高频噪声，即图中远高于开关频率的尖刺；

②开关频率纹波，指开关频率附近的频率成分，即图中的锯齿状成分；

③低频纹波，指频率低于开关频率的成分，即低频波动。

* 对输出电压纹波的量化方法，通常有以下几种：

① 纹波系数，取输出电压中交流成分总有效值与直流成分的比值定义为纹波系数。

不能反映幅值很高、有效值却很小的尖峰噪声的含量及其影响。

由于纹波包含的频率成分从1赫兹以下到数十兆赫，频带极宽，很难计量。

② 峰峰电压值，计量纹波电压的峰峰值，可以反映幅值很高、有效值却很小的尖峰噪声的含量，但不能反映纹波有效值的大小，不够全面。

③ 按三种频率成分分别计量幅值，该方法为直观、详细，也容易用示波器直接测量。

(6) 动态响应

* 输出电压受外界因素干扰后再回到其稳态值，会有一个超调量和恢复时间（有时，也可衡量系统稳定性）。

* 超调量一般≤±5%UO、恢复时间5～10豪秒（多台并联时，时间会长一些）。

* 恢复时间的长短与电源开关频率、电压反馈环的响应速度、电流瞬态变化幅度及输出滤波电路的容量等因素有关。

(7) 温度系数

环境温度升高1度，输出电压的变化量与输出电压之比，单位为1/℃。

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| 发布时间：2017.06.29 来源：

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