[原创] 【连载之一】电源的七十二种化身

此内容由EEWORLD论坛网友风过琴弦原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处 本文 pdf 版下载 本帖最后由 风过琴弦 于 2017-11-12 21:19 编辑

    非隔离电路还有一个重要应用场景是电池供电的系统。电池电压都是随电量有所变化，而且几乎没有5V、3.3V之类恰好合适的电压，所以DC-DC变换必不可少。例如国产的TP5600系列是专用的锂电池充电、保护、并输出5V的芯片，设计为用于移动电源，很适合用于手持设备的电池管理。



    相对于隔离电源，非隔离电源较简单，没有专业大厂做成品，一般都是研发者自己做在应用电路的电路板上。

本帖最后由 风过琴弦 于 2017-11-11 09:09 编辑

在讨论中怼死对方，不过我现在觉得怼死对方好象没什么好处，而是打动对方。
不过感觉楼主对拓朴尚处于一知半解的状态，深度还看不出来。

蚂蚁又想怼死谁“怼死对方”？
21IC混的不爽后，据说在阿莫，蚂蚁好像很低调了啊，最近大蚂蚁又和哪位妖神吵上了，又到这里喘口气，，
蚂蚁整天在这些论坛和人家吵什么，法拉第瓦特他们会很生气的

俺在阿莫一直都低调，在私人领地还高调什么呢？ 最近没和谁吵架，只不过老大念高中了，可以暂时不用担心社保不连续的问题，抱着试试看的心态在人才网投了些简历。隐瞒一切所谓的圈子光环，以普通自学成才者身份找了份电源总工的工作，副总，老总，老板三关完美交流。。。你这号人目前不如眼了，我都不会跟你吵什么

本来嘛，是要与我弟合股做内地的净水器供应，我弟目前每月光县城就进货1000多台。俺7月低回家休假半月，一看这玩意儿不难啊，一大家子策划了结果千算万算，没想到最后卡在涉水批件上，那得省卫生局审批，啃不动哈。于是还是叫我弟好好当代理得了。
再一细细想，这么多年来，之所以成天在网上瞎逛，就是因为那份工作太TMD轻闲了。又因为太轻闲了，工资基本没上涨的空间了。痛定之下，决心换份工作。
结果，投了百来份简历，有10来家公司来电话初步摸低, 面试了6家，结果有3家要求尽快入职，把我吓傻了。 我挑了一家做了决定，另两家表示挺遗憾，其中一家是印度公司，要求兼职，跑一趟1200，这不正过来加班呢。这家整个面试过程都安排了翻译，话说印度人真是黑，手跟大猩猩似的，握过手之后我再也不想握第二次。
你有收集黑材料的功夫，要是放到研究技术上，也许更好，哈哈

怼死对方 是说着玩的。本来在wps里面画了删除线，但是在网页上不知道怎么弄。pdf里面会有删除线。 这篇文章不是面向电源领域的研发人员，所以选择不去花篇幅去介绍拓扑。如果介绍几种拓扑，这文就太长了 这篇是面向单片机或者嵌入式人员，也主要是面向初入行者，给出一个big picture，让大家可以快速知道用哪类芯片，去网上搜什么。这个在序言里说了。 拓扑确实真的一知半解。你是电源领域专家，应该知道在电源中拓扑是个太简单的问题，所以。。。从来没关注过，汗。。。 本帖最后由 风过琴弦 于 2017-11-11 17:16 编辑

俺是被72种变身吸引进来的，但是看到 “负压也用buck结构的电路”就凌乱了，再看到 "升降压自动切换的电路称为buck-boost，比如9V-18V输入都可以输出12V。"就糟逼了

欢迎拍砖，虚心求教，负压非隔离的话，有什么比buck更合适的拓扑呢
后面那句“自动切换。。。”怎么说更合适

本帖最后由 风过琴弦 于 2017-11-12 20:18 编辑

开关类电源之所以可以做到体积重量很小，关键的一点是开关频率比工频高很多。市电输入的开关电源工作频率一般在几十KHz到一百多KHz，输入电压低（二三十伏以下）的一般工作在几百KHz到上MHz。 所有的变压器一定要在电压电流变化的状态下才能工作。工频变压器利用市电的交流变化来工作，而开关电源用开关元件（如MOSFET、IGBT等），由专用的电路来控制该开关元件的导通和关断，这样就可以以很高的频率工作。频率提高，所需的变压器、滤波电感电容，都可以采用更小值更小体积的，因此整体的重量和尺寸都小得多。 开关频率并不能一直提高，原因在于MOSFET等开关器件有不可避免的开关损耗，每一次开关都会产生一次损耗，这样频率越高，损耗越大、效率越低；变压器的涡流损耗也随频率增加；导线（包括变压器绕组）也有涡流损耗。当这些额外增加的损耗成为主要部分时，再继续提高频率就会开始得不偿失。 当然，相比线性电源，开关电源也有不足。如高端音响和仪器中之所以用线性电源，是因为开关电源的工作机制--开关过程--决定了其不可避免地产生一定的电磁噪声。 在大多数应用中，这个噪声远不是木桶的最短板，但是也有些场合例外。为了确定开关电源的噪声到底对应用电路有多大影响，一个很简单的方法就是对比。当出现噪声问题时，根据需要，用一个一线大厂的产品，如Vicor，或者用一个线性电源暂时替代原来的开关电源，即可确定是否电源噪声过大。关于电源噪声的问题，将在其它文章中深入探讨。 另外如前所述，在微功率场合，线性电源的成本更低。 开关电源类产品的另一个问题是具有一定的技术难度，如电磁噪声，磁路设计，环路稳定等。这些问题，使得专业的开关电源类厂家有了存在的价值，但同时也使得普通中小电子企业不必自己深究电源问题。例如亨乾电子的电源模块，插针封装，焊在电路板上，串入保险丝即可，连输出电容都不一定需要。研发人员可以把精力集中在应用电路上，省时省力、加快产品上市速度。 本帖最后由 风过琴弦 于 2017-11-12 20:32 编辑

简单总结
·变压器加线性元件的方案适合AC-DC微功率场合，电路简单，成本低；局限是只适用于微功率场合。
·开关电源类AC-DC适合绝大多数场合，成本-性能-尺寸重量均衡，技术复杂但同时有专门厂家生产成品，可以加快产品上市速度。
·其中电源模块体积更小，适合小尺寸设备仪器，焊装方便，适合批量生产，但价格稍高。
·非隔离DC-DC主要用于产生第二路、第三路电压，也用于电池供电电路，效率最高，成本中等。设计调试难度不算高，基本没有大公司成品销售，需要自己做在电路板上。

本文介绍了单片机、嵌入式领域常见的电源方案并做了比较，下一篇，将对使用最为广泛的开关类电源产品的参数和选用做详细讲解。