初学者交流-直流电源指南

关键的外卖

• 了解什么是交直流电源。

• 探索不同类型的交流-直流电源。

• 找出交直流电源设计中的主要挑战。

我以擅长组装家具而自豪。买了新椅子后，我把说明书扔进垃圾桶，开始把各种零件组装起来。然而，20分钟后，我忍气吞声，从垃圾桶里捡起皱巴巴的指南。这样做让我意识到我可以用一半的时间组装好这把椅子。

在电子设计中，有时我依靠经验，有时我接受良好的指导方针有帮助。设计交直流电源是你需要参考手册或其他指导方针的场合之一。在交直流电源的使用中，出错的风险太大了。所以，让我们看看我为你列出的指导方针。

什么是交直流电源?

一种开关型交直流电源。

几乎所有的低压设备都需要电源才能正常工作。这些设备的直流电压是不能直接从建筑物和我们家里的交流插座获得的。交流-直流电源的设计是为了转换和降低交流市电到一个安全和适合的直流水平的低压组件。

交流-直流电源可以作为一个单独的模块存在，也可以包含在设备本身。无论哪种方式，它们的工作原理是将交流电压转换到所需的输出水平，整流正弦电压，平滑峰值，以提供一个线性、稳定的直流输出。

交流-直流电源类型

在你设计一个交直流电源之前，你必须知道在众多的变化之间的区别。

孤立和Non-Isolated

这种隔离电源使用变压器将交流和直流分开。

使用隔离电源意味着交流输入与直流输出是物理隔离的。但是，在输入和输出之间连接一个非隔离或离线电源。如果考虑到安全性，则需要选择隔离拓扑。

注意，在隔离设计中加入变压器会大大降低电源的效率。非隔离电源提供了更高的效率，但以降低安全性为代价。

有些系统，比如医疗设备，是强制性的使用隔离电源．非隔离电源可以在不那么关键的应用中找到，如照明和各种传感器。

线性和开关型

线性电源和开关电源指的是输出电压是如何产生的。在线性电源中，交流波形被整流，平滑，并提供给直流负载。同时，一个开关电源用PWM产生高频电压脉冲．

如果你需要一个低成本和“清洁”的电源，你会想要一个线性的。然而，线性电源效率不高，在为重载供电时容易发热。开关模式电源在向负载传输功率方面效率更高，但由于高频开关产生的噪声而臭名昭著。

巴克与提高

你会经常听到这些术语“buck”和“boost”与电源有关．降压拓扑表示降压电源，而“升压”电源将输入转换为更高的输出电压。

如果你从交流电源转到低压组件，你需要一个buck AC- dc电源。

交直流电源设计的挑战

电涌是交直流电源的一个问题。

低估挑战是错误的交直流电源设计．下面是一些你需要解决的常见问题。

开关噪声

对于开关电源，稳压器不可避免地会引入噪声。你需要控制噪音，防止它影响敏感的痕迹或由电源供电的组件。低通滤波器将抑制高频噪声。

激增

交直流电源容易受到交流市电的浪涌或瞬变。有一些标准(EN61000-4-4, EN61000-4-5)规范了电源如何响应这类事件。为了保护电源，你需要使用金属氧化物压敏电阻(MOV)和气体放电管(GDT)等组件。

过流

交流-直流电源被设计成在最大电流限制下工作。然而，在某些情况下，负载可能会比允许的更多的电流，不管是有意还是无意的。你需要确保在发生短路或过流的情况下电压降至零。在过流保护生效之前，一些电源被设计成在短时间内驱动超过限制。

在使用交直流电源时，你必须确保考虑到安全性和合规性simulation-enabled软件有帮助。节奏PSPICE软件允许您模拟电源在不同条件下的行为，以帮助您优化所需的应用程序的设计。拥有最好的工具对于创造最佳、最安全的设计是至关重要的。

如果你想了解更多关于Cadence如何为你提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈．