（開關電源設計技術）一、 關電源的用途開關電源體積小、重量輕、轉換效率高，因此它被廣泛應用於電腦、通信設備、控制裝置及家用電器等電子設備中；二、 開關電源的分類按轉換方式可分為: ①交流/直流(AC/DC) ②直流/直流(DC/DC) ③直流/交流(DC/AC) 三大類按變換器的基本形式可分為：①單端反激式 ②單端正激式 ③推挽式 ④橋式 ⑤半橋式三、R.C.C變換器（Ringing Choke Converter）1.此變換器廣泛應用於50W以下的開關電源中，它不需要自激振盪電路，結構簡單，由輸入電壓與輸出電流改變頻率。
2.工作過程：在VT1導通TON期間，變換器TR1初級從輸入側蓄積能量，在下一次VT1截止TOFF期間, 變換器初級蓄積能量釋放給輸出負載。
TOFF結束時變換器初級電壓從自由振盪返回到0V,這個電壓通過基極繞組加到開關電晶體VT1的基極，因此電晶體VT1觸發導通，進入下一個工作週期。
3.電路特點：①改變基極電位可改變其TON/TOFF時間（占空比D）②改變占空比D可改變輸出電流和電壓③占空比D較大，IC(VT1集電極電流) 較小，但VCE較高；④占空比D較小，IC(VT1集電極電流) 較大，但VCE較低；⑤占空比 D=TON（導通時間）/ T（工作週期）；⑥改便輸入電壓與輸出電流可改變工作頻率；⑦電路成本低，實用於50W以下的開關電源設計。
四、單端正激式變換器1. 工作原理：交流輸入電壓經過線路濾波器，再通過橋式一次整流與電容平滑濾波後變為直流電壓，此直流電壓加到開關元件上變為脈衝狀的直流電壓，此直流電壓通過高頻變壓器隔離並可變換成任意大小的直流電壓，再經二極體進行二次整流與電容平滑後變為直流輸出電壓，直流輸出電壓的一部分通過比較電路與基準電壓進行比較，其誤差電壓通過通/斷時間比例控制電路，控制開關元件的通斷時間，從而調整輸出直流電壓。
2. 電路特點：①開關管在Ton/Toff的同時，都有能量輸出給負載；②輸出端需要續流二極體；③輸出端需要儲能電感；④變壓器設計時不需要加氣隙，初極電感量越大越好；⑤功率可從幾十瓦設計到幾百瓦；3. 變壓器設計方法：（實例）①設計條件a. 輸入電壓範圍：180-260Vacb. 額定輸入電壓：230Vacc. 輸出電壓/電流：5V/20Ad. 工作頻率f：f = 80KHze. 最大工作占空比D：D = 0.4②工作週期TT = 1/f = 1/80000 =12.5(us)③最大導通時間TonmaxTonmax = T*D = 12.5*0.4 = 5(us)④求變壓器之輸出功率：P T =(V O+V F+V L)*I OP T = (5+0.5+0.2)*20P T = 114W式中V O是輸出直流電壓，V F是次級整流二極體的導通壓降，V L是次級扼流圈的壓降。
⑤根據輸出功率及變壓器允許最高溫升查表決定鐵芯規格，包括最大磁通密度（最大飽和磁感應強度）Bm; 磁通密度變化量△Bm(△Bm= Bm-Br Br是剩餘磁通密度)；鐵芯截面積S. 現查表選用鐵芯規格為PQ32/20 ，△Bm=3500GS , S=80.8mm²⑥初級繞組匝數計算：（Np）Np = Vi* Tonmax / S*△Bm 或 Np =( Vi*D / S*△Bm*f)*10¯б=325*5 / 80.8*0.35 =325*0.4 / 80.8*0.35*80000*10¯б≒58(T) ≒58(T)式中Vi是變壓器的額定直流輸入電壓，(Vi = 230*1.414 = 325V)；Tonmax的單位是(us); S的單位是(mm²);△Bm的單位是(T),1T = 10000GS.⑦次級繞組輸出最低電壓計算：（Vsmin）Vsmin = (V O+V F+V L)*T / Ton 或 Vsmin = (V O+V F+V L)/ D= (5+0.5+0.2)*12.5 / 5 = (5+0.5+0.2) / 0.4=14.25V = 14.25V⑧次級繞組匝數計算：（Ns）因：(Ns/ Np) * Vi*D = V O+V F+V L故：Ns = （V O+V F+V L）* Np / Vi*DNs = （5+0.5+0.2）*58 / 325*0.4Ns ≒ 3(T)或Vs / Vi = Ns / Np14.25 / 325 = Ns / 58Ns = 0.043846*58Ns ≒ 3(T)⑨設計結果：設計選用鐵芯規格為PQ32/20 ，△Bm=3500GS , S=80.8mm²；初級繞組匝數： Np = 58 (T)次級繞組匝數： Ns = 3 (T)採用三明治繞法，初級先繞29(T)後，再繞完次級繞組，最後再繞完初級繞組29(T)，初級感量越大越好，初級漏感應小於10uH。
五、半橋式變換器1．工作原理：因為減小了一次側開關管的電壓承受能力，所以半橋式變換器是隔離式開關電源較好的拓撲結構，上圖為半橋式變換器電路圖，電容C1 .C2與開關電晶體Q1.Q2組成橋，橋的對角線接變壓器T1的原邊繞組，故稱半橋式變換器，如果C1= C2，某一開關電晶體導通時，繞組上電壓只有電源電壓一半。
穩態條件下，在C1= C2，Q1導通時，C1上的1/2Vs加在原邊線圈上，Q1流過負載電流Io折算至原邊電流加上磁化電流，經占空比所定的時間後，Q1關斷，此時，由於原邊繞組和漏電感的作用，電流繼續流入原邊繞組黑點標示端，但B接點擺動到負電位（A為0電位），如果原邊繞組漏電感儲存的能量是夠大時，二極體D6將導通，鉗位元電壓進一步變負，D6導通的過程把反激能量再生對C2進行充電。
B連接點的電壓在阻尼電阻作用下，以振盪形式最後回復到原來的中心值，這時，Q1.Q2的緩衝器電容、電阻（圖未畫）也參與振盪作用。
如果這時Q2加有導通脈衝，Q2導通，原邊繞組黑點端變負，負載電流Io 折算至原邊電流加上磁化電流，流經原邊線組和 Q2，然後重複以前的過程，不同的是，Ip反方向了, Q2關斷時，接點B擺動到正，D5導通鉗位，反激能量再生對C1進行充電。
副邊電路工作如下：當Q1導通時，副邊繞組+Vi電壓使D7導通，如正激變換器工作相似，當Q1關斷，二個繞組電壓均朝零變化，副邊回路電感反激，儲能繼續供能負載，當副邊繞組電壓降到零時，二極體D7.D8都起續流作用，分得的電流近似相等，在D7.D8都導通時，副邊繞組電壓鉗位到零。
穩態條件下，在電晶體導通期間，通過L的電流增加，關斷期間L的電流減小，其平均值等於輸出電流Io。
2．電路特點：通過使用合適的控制線路調整工作占空比，在電源電壓和負載變化時可以保持輸出電壓不變。
V o = (1/2Vs*2D) / n = (Vs*Ton / Np*Ts)*Ns式中：Vs ──原邊繞組電壓(V)Np ──原邊繞組匝數（匝）Ns ──副邊繞組匝數（匝）D ──導通占空比D = Ton / Tn ──原邊副邊匝數比六、開關電源的安規（Safety）安規標誌：美國的UL；加拿大的CSA；德國的VDE、TUV、GS；中國大陸的CCC；澳大利亞的SAA；荷蘭的KEMA；芬蘭的SETI；比利時的CEBCE；奧地利的OVE；英國的BS；挪威的NEMKO；美國加拿大墨西哥三個北美國家的C-UL，歐洲國家的CE/LVD,同時還有MET,IEC,DSG, ETL,SEMKO,DEMKO,FI等等。
以下內容主要是針對ITE設備（ITE---Information Technology Equipment）來講。
ITE Safety法規：IEC—60950它延伸到各個地域就有了：歐洲國家的--- EN 60950美國的--------- UL 60950北美國家的--- C22.2NO.950中國的--------- GB-4943…………………………………..在它們之間有些差異，但大部分是相同的。
1．一次側二資側的定義：一次側二次側主要是以高頻隔離變壓器來區分；與高頻變壓器初級相關聯的為一次側，與高頻變壓器次級相關聯為二次側。
2．地的劃分：安規地（也即與市電零線相連接的地線）一次地（AC整流的地）二次地（輸出地）3．安規認證中檢測的主要目的是看該產品是否有會對人生會造成傷害。
比如存在諸如起火、漏電的可能等等。
4．測試的專案（不同地域有不同的要求）a. 標記和說明…………. （輸入輸出功率待標識）b. 電擊和能量危險的防護………..(操作使用者應沒有觸電危險)c. 絕緣（關於絕緣措施、材料、潮濕處理、電氣間隙、爬點距離）d. 安全特低電壓電路（SELV）….（此電路在任何情況下都不會有危及人生安全的電壓出現；即交流不超過42.4V 直流不超過60V）e. 保護接地措施……..（可靠的接地；接地標識；接地線為綠/黃兩色；所有的接地均為並聯；接地連接端在載流電極連接之前接通，載流電極斷開之後斷開）f. 一次電源隔離………（需用斷接裝置）g. 一次電路過流保護和接地故障保護……..（有過流保護裝置；熔斷器安裝於相線）h. 電氣間隙、爬電距離和絕緣穿透距離i. 溫度………………….(發熱元件的最高溫度，以及元器件的防火等級)j. 對地洩漏電流………(在最大的額定電壓下)k. 抗電強度 ……………(耐壓測試)l.電氣要求…………….(基本的設講要求)m. 元器件……………..(關鍵元器件的清單以及其電氣規格參數，還有其所通過的安規認證)。
5.關鍵元器件大致包括如下：（UL-60950）1;AC部分：EMI濾波器、電源開關、選擇開關連接器、X電容、Y電容、保險絲。
2;其他部分：變壓器、PCB板、整流橋、整流濾波電容、功率管風扇、熱敏電阻、壓敏電阻、熱縮套管、絕緣片。
6.關鍵元器件在不同的規範裏其定義不是一致的。
＊謀產品要通過安規認證其規定的關鍵元器件必須是使用的有通過相關安規認證的，否則該元器件必須給出樣品予以必要的安規檢測。
7.以下是安規裏面的幾項極限參數：a：安規距離* 一次側與二次側的沿面距離為：5mm (IEC60950 AC220V)一次側與二次側的空間距離為：4mm (IEC60950 AC220V)一次側與二次側的沿面距離為：1.6mm (UL-60950 AC115V)一次側與二次側的空間距離為：1.6mm (UL-60950 AC115V)一次側元器件以及銅鉑對安規地的距離：1.7mm (UL-60950 )2mm (GB-4943 )b：高壓測試一次側電路與二次側電路的耐壓測試為： DC4242V (EN-60950)一次側電路與地電路的耐壓測試為： DC2117V (EN-60950)變壓一次側與二次側的耐壓測試為： AC3000V (EN-60950)AC1400V (UL-1778) 變壓各層之間的耐壓測試為： AC3000V (EN-60950)火線及零線對地的耐壓測試為：AC 1500V (EN-60950)AC1400V (UL-1778)c.產品的對地洩漏電流最大值不得超過3.5mAd.產品的對地電阻不得大於 0.1歐七、開關電源的電磁相容性：（EMC）EMC標誌有美國的FCC；德國的TUV/EMC；歐洲國家的CE/EMC；澳大利亞的C-Tick；比利時的VCCI；中國大陸的CCC等等。