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问：电源额定值与测量技术的使用 正在学习电子学的人似乎常常对电源的额定值感到困惑。在我认为一个典型的交流/直流壁挂式电源应该有准确的输出电流值打印在标签之前，曾和一些人聊过这个问题。我想这个问题的根因可能在于，当涉及到电压和其他相关规格时，大多数输出都具有确切的额定值。然而，电流额定值却几乎总是最大额定值。例如，Digi-Key零件编号364-1285-ND；厂商零件编号L6R48-120的最大额定电流为4A。根据我所看到的情况，很多标签均未注明这个情况，而人们会将其视为恒定值。 为什么这一点很重要？ 电源上的最大额定电流值意味着，几乎任何低于4A的负载都可以使用该电源。但某些类型的电源确实具有所需的绝对最小输出负载，因此请务必查看规格书。许多新手并没有意识到，其实可以在一个电源下结合使用多种技术，只要消耗的电流不超过4A或任何电源的最大额定值（可能因电源的类型而有所差异）即可。 额定电压 电源的另一个重要规格是电压。电源通常具有两种类型的电压：输入和输出。对于交流/直流电源而言，输入往往是一个范围值，因为交流电压在输出端会发生变化，此外一些应用使用的是240 VAC而非120 VAC。以上文所述零件编号为例，其输入范围为90-264 VAC。工程师们可能希望根据应用将出端电压转换为不同的电平。输出电压几乎总是精确的额定值或至少是预期的平均输出。再来看看上文所述的零件编号，其规格书注明，预期电压输出的变化范围约+/-5%，预期纹波会小于1%。它们甚至在所有版本的零件编号下的图表中定义了这些规格的含义。因此，请务必查看规格书，了解电压输出精确度和纹波信息。有些电源还内置了实现平稳输出或进行调节的技术。其中一些规格对于简单的应用来说无关紧要，但可能会对其他复杂的应用造成非常不利的影响。这时，你可以通过多种方式来调节电压。 不同的技术和电源 如今，某些技术变得愈加复杂，因为可能需要一些额外的器件才能使其正常发挥作用，并在预期的平均电流强度下工作。因此，了解无源和有源元件或器件之间的区别非常重要。建议阅读我发布的关于确定极性的文章：如何确定元件是否具有极性。无源元件不需要电能来维持其规格和动作（电阻、电容、电感、导体、开关、连接头和其他类似物料）。这也就意味着，这些元件始终可以消耗电能，但从不自行发电。有源元件则总是需要一定量的外部电能，并且具有改变现有电能的能力。有源元件本身也不能发电，任何耗电的器件总是需要电能。目前甚至还有不同类型的电源，其电流可保持恒定值和/或电压可保持恒定值（甚至两者同时存在）。这些电源通常针对特定应用而构建（例如驱动LED）或为需要微调电流/电压的应用定制。当你对不同类型的电源存有疑问时，建议查看规格书。 自动调节输出 某些LED驱动器实际上可以根据技术自动调节某项输出。恒流驱动器很可能具有电压输出范围，并且只要电压高于或低于该范围，就会自动将其调节到所驱动的电压范围中。恒压驱动器的工作方式与典型的交流/直流电源类似，其额定电流即为最大输出。只要LED在此限值下，就可以使用。在这种情况下，可能需要串联限流电阻，具体取决于正向电压和额定电流。 有效电阻 在电子学分析中，一些理论有助于分析更复杂的系统。其中之一就是 “有效电阻” 的概念。其基本含义是，系统中的无源器件组合可以整合到一个电路中以得出单个数值，从而有效地计算系统中的总功耗。现在可以借助万用表轻松实现此目的，因为它们可以读取总电阻。这一概念也可以在有一定误差范围的条件下应用于有源器件，因为即便是仅包含晶体管、二极管和其他基本有源元件的器件中也总是会存在一定的电阻。 均方根（RMS）测量 然而，由于有源元件的表现行为与无源元件大相径庭，因此复杂性也大大增加。在这种情况下，需要测量均方根电压、功率和电流。某些万用表可以测量均方根，如这些万用表。 这些器件可以读取“真正的RMS”读数。当你希望系统中的电压产生变化（交流或直流脉冲/其他波形）时，这一点尤其重要。如果采购诸如示波器之类的复杂分析设备则可能大有裨益，因为它们有时会包含许多可用于排除系统故障的功能。 文章来源：得捷电子DigiKey

电子设备的核心部分大都是供电电源 ，没有供电电源持续供电，电子设备将无法正常运行，再加上供电电源是电磁辐射最严重的部分，所以供电电源必须做好电磁兼容设计方法。那么如何做好供电电源的电磁兼容设计方法？ 1、采用交流电源滤波器 由于交流电源滤波器是低通滤波器，不妨碍工频电能的通过，而对高频电磁干扰呈高阻态，有较强的抑制能力。使用交流电源滤波器时，应根据其两端阻抗和要求的插入衰减系数选择滤波器的型式。要注意其承受电压和导通电流的能力，屏蔽与机壳要电气接触良好，地线要尽量短、截面足够大，进出线要远离，而且滤波器应尽量靠近供电电源。 2、交流电源变压器加静电屏蔽 由于电源变压器初、次级间存在分布电容，进入电源变压器初级的高频干扰能通过分布电容榪合到电源变压器的次级。在电源变压器初、次级间增加静电屏蔽后，该屏蔽与绕组间形成新的分布电容。将屏蔽接地，可以将高频干扰通过这一新的分 布电容引入地，从而起到抗电磁干扰的作用。静电屏蔽应选择导电性好的材料，且首尾端不可闭合，以免造成短路。 3、脉冲电压的吸收 对脉冲电压的电磁干扰可以采用压敏电阻、固体放电管或瞬态电压抑制-二极管来吸收。当脉冲电压吸收器件承受- -个高能量的瞬态过电压脉冲时，其工作阻抗能立即降到很低，允许通过很大的电流，吸收很大的功率，从而将电压箝制在允许的水平内。 压敏电阻或固体放电管可应用于直流或交流电路。单向瞬态电压抑制二:极管 应用于直流电路，而双向瞬态电压抑制二极管应用于交流电路。使用脉冲电压的吸收器件时，应选择其额定电压略高于设备的最大工作电压，以保证无脉冲电压时，吸收器件的功耗最少:当有脉冲电压时，其箝位的电压应低于设备的最高绝缘电压，以保证设备的安全;其通流能力应大于脉冲电压所产生的电流。 4、直流电源的电磁兼容措施 整流电路的高频滤波即在整流管上并联小电容(0.01μF)进一步滤掉从变压器进入的高频干扰。 直流退耦即在直流电源和地之间并联2个电容，大电容(10-100uF)滤掉低频干扰，小电容(0.01-0.22uF)滤掉高频干扰。 5、电源的其他电磁兼容措施 控制电路和功率电路采用分相供电或采用不同的电源供电。 采用UPS供电。 采用电源电压监视集成电路。

电路中，电容的主要作用有四种，也就是我们常说的储能，滤波，旁路，去耦。四种电路的应用形式，可以用下图简要表示应用场合。 其中，对于储能我已经多次详细讲过，不妨再重复一次。对于电容的储能效果可以描述如下。 不降低于 IC 的最低工作电压，以保证工作安定。 结论：此时的备用电容相当于小池塘的功能。类似于庄稼需要水灌溉，如果只有远处的水库水源充足，那么当干旱严重时，远水解不了近渴，庄稼可能枯萎。 但是，如果庄稼旁边有小池塘，那么，但干旱严重时，可以先通过小池塘来应急，保证庄稼稳定生长，待水库水源过来时，在大规模补充。 其中，庄稼相当于图中的芯片； 干旱严重相当于要求大电流； 小池塘就是电容；水库指的是远处的电源模块。 然后，电容的主要分类有陶瓷电容，钽电容，贴片电容和电解电容等。 而这当中， 0.1μF 可以说是所有电路设计中最重要最普遍的存在。 我们随便举几个例子， 0.1uf 陶瓷电容器非常适合滤除 1KHz 以上的噪声。电源尖峰和其他噪声可能会导致项目中发生各种奇怪的事情，因此拥有其中的一些应该会有所帮助！该专用电容器的额定电压为 0.1uF 和 50V 。将它们放置在所有 IC 上 VCC 引脚旁边，以提高稳定性。 无论是在原理图，或者 PCB ，又或者 BOM 中，都非常常见。 比如原理图中， 在比如 PCB 中，电容尤其是 0.1uf 的电容应用也相当广泛。 当时被我们当作万精油的 0.1uf 电容，也不要什么地方都用。 因为，根据电容的阻抗 - 频率的特性曲线 电容在高频范围内，不再是一个单纯的电容，还会有电感的特性成分。具体来说，谐振点有两条曲线交会而成，左边取决于电容器件的容量 C ，右边取决于电容器件的 ESL. 基于这个原因，在高频时， 0.1uf 的电容就不单单是电容了，还要考虑其电感的影响。 知道这一点后，那高频该如何选择呢？多少频率范围算是高频呢 ? 我们就可以参考上图，或者网上找更全面的电容值和自谐振频率对照表来加以参考。 透过这张表，也能看出，电容的应用也工作的场景及频率范围有密切的关系，不能一刀切的应用。

高功率脉冲 电源五 磁开关 参数详细验证分析 （1） 在磁开关 的设计中，饱和时间是一个重要的参数，在上一篇文章《 高功率脉冲电源之四实测磁开关验证伏秒积公式 》 （ https://mbb.eet-china.com/blog/1230494-436970.html ） 中我们进行了验证分析，今天我们将对另一个重要的磁开关参数电感量进行验证分析，通过实际的实验验证总结我们在磁开关设计中如何使用数据手册中提供的数据。 一、实物参数： 磁芯 尺寸H63X38X25P 二、磁开关设计中的理论依据： 其中N为磁开关绕线的匝数，u =u 0 * u i 为磁导率，A为磁芯的截面积，l为磁路的长度； 三、实验磁开关 及参数计算 ： 1、一个磁芯，匝数N =10 ； A=306mm²，l=162mm ， u 0 =4π*10 -7 H / m ， u i =500； 经计算L≈118.6uH； 使用LCR测试仪实际测试的静态电感量为： 1 22uH 2、两 个磁芯，匝数N =10；A= 2* 306mm²，l=162mm，u 0=4π*10 -7 H / m， u i =500； 经计算L≈ 237.2 uH； 使用LCR测试仪实际测试的静态电感量为： 242.6 uH 四、测试结论： 理论计算值和仪器测试的结果基本一致，所以今后我们在进行磁开关设计的时候，静态的电感值可以根据数据手册直接计算，在没有数据手册的时候，也可以通过测量值来反推一些磁芯的数据。 同时通过测量和理论公式可以知道，我们可以通过将多个磁芯叠加来增加 磁芯的横截面积 A ，达到增加相应参数的目的。 对于静态参数的测量是比较容易的，然而对于更重要的饱和电感量的测量就需要我们通过一些实验的方式来得到，在下一篇文章中将对此展开论述。

开关电源由于其体积小，重量轻和效率高的显著优点而得到广泛应用。但它也有固有的缺点，即开关噪声、尖刺大。这种噪声和尖刺不仅影响电路的正常工作，而且还会干扰邻近的电子设备， 寻求减小开关电源噪声及其尖刺的方法，在实际应用中有着重要意义 。本文结合实际就开关电源噪声种类及产生的原理进行分析的同时，给出几种抑制噪声的方法。 一、噪声的种类 开关电源噪声可分为两大类： 一是开关电源内部器件形成的干扰。 二是外界因素影响而使电源产生的干扰。 产生噪声的来源很多，如外来干扰的雷电、机械振动、接触不良等，另外电路设计不当，元器件的参数选择不当及整体结构布局、或布线不合理等都会使电源噪声增大。 二、噪声的来源 1、开关管及整流管 开关管和整流管在开通及关断转换过程中，在微秒量级上升和下降时间内的大电流变化所产生的射频能量成为噪声的主要来源。由于频率比较高，它以电磁能的形式直接向空间辐射，或者以干扰电流的形式沿着输入输出端导线传送。 2、电源内部寄生电容 开关电源产生噪声的另一个来源是内部寄生电容在开关状态下突然充放电，尤以变压器寄生电容、半导体器件和散热器之间的电容以及导线到机架之间的电容为突出。这些电容总是存在的，我们只能通过合理的设计布局以减小噪声，并尽量控制噪声的传输途径、 3、元器件特性变化 开关电源工作在较高的频率，会使低频元器件特性发生变化，由此产生噪声。 4、高频变压器 变压器是一个大的噪声源，在开关电源里它用作隔离与变压。但在高频情况下，它的隔离是很不理想的，变压器层间的分布电容使开关电源中的高频噪声很容易在初级与次级之间传递。变压器对外壳的分布电容形成另一条高频通道，而变压器周围空间产生的电磁场更容易在其它的引线上耦合成噪声。 三、噪声产生的原因 1、 高频变压器初级T1A、开关管Q1和滤波电容C1构成高频开关电流环路，可能会产生 较大的空间辐射。如果电容器滤波不足，则高频电流还会以差模方式传导到输入交流电源中去。原理图简化如下： 2、高频变压器次级T1C、整流二极管Ds、滤波电容Cout构成高频开关电流环路也会产生空间辐射。同样如果滤波电容不足，则高频电流将以差模形式混在输出直流电压上向外传导(如图1)。 3、高频变压器的初级与次级之间存在分布电容Cs,初级的高频电压通过这些分布电容将直接耦合到次级上去，在次级的二条输出直流电源线上产生同相位的共模噪声。如果二条线对地的阻抗不平衡，还会转变成差模噪声。 4、输出整流二极管Ds会产生反向浪涌电流。二极管在正向导通时PN结内的电荷积累，二极管加反向电压时积累电荷将消失并产生反向电流。因为开关电流需经二极管整 流，二极管由导通转变为截止的时间很短，在短时间内要让储存电荷消失就产生了反向的浪涌电流。由于直流输出线路中的分布电容，分布电感，浪涌引起了高频衰减振荡，这是一种差模噪声。 输出整流二极管Ds的工作电流波形 5、开关管Q1的负载是高频变压器的初级线圈T1A,是感性负载，所以开关管关断时管子两端会出现较高的浪涌尖峰电压，此尖峰电压产生的噪声会传导到输入输出两端去。 从上述分析可以知道开关电源中的噪声干扰源很多，干扰途径也是多种多样的，影响较大的噪声干扰源可以归纳以下三种： 1) 二极管的反向归复时间引起的干扰。 2) 开关管工作时产生的谐波干扰。 功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流，在截止期间，高频变压器绕组漏感引起的电流突变，会产生尖峰干扰。 3) 交流输入回路产生的干扰。 开关电源输入端整流管在反向归复期间也会引起高频衰减振荡产生干扰。一般在整流电路之后总要接比较大的滤波电容，因为整流管的导通角小，会使交流输入侧的交流电流发生畸变，影响了电网的供电质量。 四、抑制噪声的方法 形成电磁干扰的三要素是 干扰源、传播途径和受扰设备 ，因而抑制电磁干扰也应该从这三个方面着手。 首先应该抑制干扰源，直接消除干扰原因 其次是消除干扰源与受扰设备之间的耦合和辐射，切断电磁干扰的传播途径 三是提高受扰设备的抗扰能力，降低其对噪声的敏感度 电路上的措施 开关电源产生电磁干扰的主要原因是电压和电流的急剧变化，因此尽可能地降低电路中电压和电流的变化率(du/dt,di/dt)。采用吸收电路也是抑制电磁干扰的好办法。吸收回路的基本原理就是开关断开时为开关提供旁路，吸收蓄积在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰发生。常用的吸收电路有RC,RCD,LC等无源吸收网络和有源吸收网络。 具体措施如下 1、在交流电输入端加电源滤波器，滤波器的电路图形如下图。其中L1,L2,Cx用于抑制差模噪声，Cx一般对低频段(150K—数M之间)的EMI防制有效，一般而言Cx越大，EMI抑制效果越好(但价格越高)。如Cx的值在0.22uF以上(包含0.22uF)，安规规定必须要有洩放电阻。LG1,Y1,Y2是抑制共模噪声，其中LG1线圈数越多(线径相对细一些)，EMI防制效果越好，但温升可能会高。Y-CAP会影响EMI特性，一般而言越大越好，但须考虑漏电流和价格问题，漏电流必须符合安规要求。 2、在电源的输出端加装共模噪声滤波器。在输出线上套上铁氧体磁环，做成共轭流圈，再装高频电容，这样可以抑制部分共模噪声。加大输出滤波电感的电感量和滤波电容的电容量，可以抑制差模噪声，多个电容并联比单个电容的抑制效果更好。 3、输出整流二极管采用多个二极管并联来分担负载电流、选择具有反向归复电流呈软特性的整流二极管、适当降低开关管的开通速率、减小高频变压器的漏感并确保它不饱和等都是抑制噪声的有效手段。 4、在高频变压器的原边、副边、开关管的VDS之间，以及输出整流二极管上加装RC吸收网络，抑制电压尖峰和浪涌电流。或在输出整流二极管上串磁环，以此来抑制二极管的反向浪涌电流，其实此处用RCD吸收会比用RC吸收效果较好。用RCD吸收，其整流管尖峰电压可以压得更低，而且吸收损耗更小。 5、PCB板设计时，尽量减小高频回路的面积，缩短高频线号线。在整机布线时还应注意： 不要把开关电源的输入交流电源线和输出直流电源线靠在一起，更不能捆扎 在一起，同时尽可能的远离噪声源。 输出直流电源线最好是双绞线，至少应紧靠在一起走线。 电源的输入输出电源线应尽可能远离控制、驱动电路中的信号线。 6、尽量减小开关管集电极与散热片之间的分布电容。可以选用低介电常数的绝缘垫片，并适当的增加绝缘垫片的厚度。必要时，在绝缘垫之间插入薄铜板作为静电屏蔽用。 7、屏蔽，控制开关电源产生干扰辐射的又一个方法是屏蔽，目的是切断电磁波的传播途径，用电磁屏蔽的方法电磁干扰问题不会影响电源正常工作。为防止脉冲变压器的磁场泄露，可以利用闭合环形成磁屏蔽，另外还要对整个开关电源进行电场屏蔽。屏蔽应考虑散热和通风问题，屏蔽外壳上的通风孔最好为圆形多孔，在满足通风的条件下，孔的数量可以多，每个孔的尺寸要尽可能小。接缝处要焊接，以保证电磁通路的连续性，若对电场屏蔽，屏蔽外壳一定要接地，否则，将起不到屏蔽效果。若对磁场屏蔽，屏蔽外壳则不需接地，对非嵌入的外置式开关电源的外壳一定要进行电场屏蔽，否则，很难通过辐射骚扰测试。