开关电源设计中元器件选择

在开关电源中，电压、电流波形均为突变的脉冲状态，元器件所承受电压或电流除加在元器件上的供电电压以外，还有电路中电感成分引起的感应电压、电容器的充电电流等，使得元器件的选择变得复杂化。
　　
实际上，开关电功率电感源属有稳压功能的AC/DC或DC/DC变换器，即使所谓DC/DC变换，其中间环节仍然要通过脉冲状态作为转换媒介。实际过程是：DC先逆变成脉冲状态的AC，再由脉冲整流、滤波成为直流电压。在此过程中，整流、滤波元器件要求也与工频整流电路大有区别。工频正弦波交流电源最大值、平均值和有效值都按正弦函数有固定的比例关系，可以对元器件的额定参数进行十分准确的计算。
　　
但是，脉冲波、电压、电流数值的关系不是一成不变的，而是随脉冲波形和负载性质而有很大的变化。
　　
即使采用积分法计算脉冲波形的平均值，要求脉插件电感冲波形有一定的规律，而波形幅度与时间关系的不稳定性使这种计算往往难以准确。尤其是脉冲波形的定量测量，也非一般简单仪表所能准确测量的，除了脉冲示波器以外，还没有更简单的方式，例如：开关电源开关管的反向电压值。至于某些情况下一体成型电感器要求测出脉冲波的有效值就更困难了。例如：用行逆程脉冲向CRT灯丝供电，要求6.3V的有效值，其准确测量，除用热电偶传感器组成的磁电式仪表或高频率电动式仪表以外，似乎还没有其他的方式。
　　
也就是说，工作在脉冲电路中的耦合电感器元器件欲通过实测电压、电流参数选择其性能是不可能的。至于理论计算，也电感生产只能达到近似估计的程度，具体参数选择是在计算结果的基础上宽打窄用。最明显的例子是：单端开关电路，从理论上计算，其开关管反压应为输入电压最大值的两倍。而实际应用中，加在开关管集电极的脉冲波形受储能电感的集总参数、分布参数和电源负载性质的影响，开关管承受反压值将超出理论计算值范围。
　　
因为电感线圈的感应电势不仅与电流变化成正比的函数，而且与产生电流变化的时间成反比。另外，电感线圈的工艺上几乎难以人为控制的分布参数，也使感应电势大幅度超出计算值。因此，在脉冲状态下，不论无源元件还是有源器件，其性能选择不同于普通模拟电路。

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