开关电源基本知识。
营销部学习资料）
课程内容】：
1. 电力系统简介。
2. 交换式电源（以下简称smps）之简介。
3. smps常用之架构。
4. 常见之规格内容及名词解释。
5. smps的设计流程简介。
6. smps 制造流程。
7. smps 测试设备。
8. 与电源**器相关的名词解释。
9. 电子零件专有名词翻译。
1. 电力系统简介：
1.1. 电能分类：
1.1.1. 直流电（dc）：上课时，口述解释。
1.1.2. 交流电（ac）：上课时，口述解释。
1.2. 市电说明：由发电机产出的电力，一般称为市电。（日常生活中，电力公司为市电的供货商）
市电**以交流电（ac）为主，市电的交流电规格依各国家不同而有所分别，例如：
a). 美国、加拿大与台湾：其市电规格为115vac/60hz。
b). 日本：其市电规格为100vac/60hz。
c). 英国、澳洲等前大英国协之国家：其市电规格为240vac/50hz。
d). 其它如欧洲共同市场、中国大陆等：其市电规格为230vac/50hz。
e). 环球通用规格（universal input）：为了要满足全世界各国的市电需求，我们定义出一个适用于全世界界的市电规格，其范围如下：
电压规格：90vac～264vac
频率规格：47hz～63hz
依此环球通用规格所设计出来的产品，可以于全世界各国使用，不会受限于各国市电的电压与频率的差异。
2. smps之简介：
2.1. smps之用途：所有使用到电的产品，都需要电源**器；以日常生活为例：
2.1.1. 在家里，看书时，打开电子式日光灯或电子式台灯；刷牙时，充电式电动牙刷之充电器；用电磁炉或微波炉加热早餐；出门搭电梯下楼。
2.1.2. 进入办公室时，放眼望去每一种需插电的事务机器，计算机与接口设备、**、传真、网络设备等等。
2.1.3. 进到工厂时，放眼望去，smd设备，自动插件机，量测仪器等等。
可说需用到电的产品，就是smps的可能用途。
一般而言，各产品的规格要求会随着用途，有极大的设计与成本差异。
2.2. smps也会因为使用的周围环境温度范围，而区分不同的等级：
商业用（ 0 ～ 40 ℃）一般日常生活所使用的smps，如计算机、复印机中所使用者。
工业用 (-20 ～ 71 ℃)工业产品所使用的smps，如smd机器、cnc机器中所使用者。
军事用 (-40 ～ 125 ℃)军事用途，如飞弹、战舰、坦克中所使用者。
所以一般我们选用的电子零件，也依其温度范围就可分为：
商业用电子零件： 0 ℃ 70 ℃
工业用电子零件： -25 ℃～85 ℃
军事用电子零件： -40℃ ～130 ℃
当然，不同的温度范围，所选用的零件就不相同，其**当然也不同。
2.3. smps一般种类可分为：
2.3.1. ac to dc：常用于日常生活中，如计算机与其周边、笔记型计算机、无线**机、充电器等。
2.3.2. dc to ac（又称inverter）：如笔记型计算机与液晶显示器中所使用的灯管所需的电源等。
2.3.3. dc to dc：为直流电转直流电，上课时，口述解释。
2.3.4. ac to ac：如变频器、电子式安定器等。
3. smps 常用之架构：
3.1. 名词解释：
3.1.1. 输入/输出隔离（input/output isolation）：
a). 非隔离的环境（non-isolation）：
所使用之产品，自己形成一个系统，其输入与输出共地，不会与其它的系统联机，而且接地良好，不会因漏电而对使用者造成危险。
b). 隔离的环境（isolation）：用专业术语来说就是──输入与输出不共地。
i). 各独立系统联机考虑：
例如：两部计算机的输入电源可能来自于不同的电力系统，故其基础的电压准位不一定相同，如果使用非隔离的电源，若因电压准位不同时，将会造成信号错乱，而且会有因两部计算机地的电位不同，造成两部计算机间大电流流动，而使保险丝烧毁或产生其它危险。
ii). 安全考虑：
一般市电均由外部的电力传输系统来提供电力，但发生打雷或其它不可预期的状况时，可能会有具大的能量从电力传输系统传输至smps，此乃非常危险的情形。故一般只要是接到市电的smps，都会采用隔离的环境（isolation）以强化对使用者的保护。
3.2. 电路架构简介：
3.2.1. 主要使用之电路架构：
a). 线性式（linear）：
目前亚源无此类产品。此为目前最便宜的架构，主要原理：
i). 以低频变压器作市电与输出的隔离。
ii). 以线性消耗的方式作输出电压的稳压。
iii). 优缺点说明：
优点：便宜，10w以下的机种，不到pwm式的一半**。
缺点：因使用低频变压器，故重量重、体积大。
使用线性消耗的方式作输出电压的稳压，故效率差。
b). 脉波宽度调变式（pwm）：
此为目前亚源所使用的主架构。主要原理：
i). 脉波的宽度随着负载的大小与输入电压的高低而变。
ii). 如水库的闸门一般，当用水需求量大或储存的水位高时，闸门开得大；用水需求量小或储存的水位低时，闸门开得小。
iii). 使用高频振荡的设计做能量传递。
iv). 优缺点说明：
优点：体积较小且效率高。
缺点：**较高且有emi的问题。
c). 共振式：
大功率输出所用的主架构。主要原理：
i). 以lc的自然共振，降低电压与电流的值，以减少交换损失，提高效率。同时减少dv/dt与di/dt，emi干扰较弱。
ii). 优缺点：比pwm还要高频的方式来工作，故体积小。emi好。但是**高。
3.2.2. 非隔离式dc to dc（non-isolation d/d）的设计：
a). 降压式 (buck)：当输入电压比输出电压高时，如笔记本计算机中，将5v转成3.3v：
b). 升压式 (boost) ：当输入电压比输出电压高时，如电击棒中，将9v升高为1000v
a).降升压式 (buck-boost)：输入电压与输出电压正负之极性相反时，例如将5v转为 -5v。
3.2.3. 隔离式dc to dc（isolation d/d）的设计：
a). 自激式 (free running)：适用于0.5w ～ 50w
自激式一般称为rcc线路，是返驰式的其中一种架构，其**频率随负载而变：轻载时振荡频率高，重载时**频率低。
i). 优点：成本低。
ii). 缺点：频率分布范围过大、量产稳定度低，b). 返驰式 (flyback)：适用于3w ～ 200w
此乃亚源目前电路架构使用上的主流，简介如下：
实际动作时，轻载时或输入电压高时，其脉波宽度较窄。
重载时或输入电压低时，其脉波宽度脉波宽度较宽。
能量转移是靠n-mos q1导通时，先将能量存于主变压器t1中，当n-mos q1关闭时，主变压器中的能量，经由d1传到输出电容c1。而rs则是用来侦测输出瓦数，达到保护的目的。
c). 前馈式 (forward)：适用于60w ～ 300w
前馈式 (forward) 的电路图看起来与返驰式 (fly-back) 接近，但其时际的动作原理却完全不同。其能量是于q1 on时先经由d1存于choke l1中，q1 off时，l1的能量经由d2传到输出电容c1。注意t1 的磁滞曲线只在第一相限活动。
d). 推挽式 (push-pull)：200w ～600w (half-bridge)
推挽式 (push-pull) 的动作原理则又与前馈式 (forward) 接近，但是其t1的磁滞曲线在第1 ＆ 3相限活动。
目前，gp-250系列，使用此架构。
4. 常见之规格内容及名词解释：
一般规格区分为以下内容：
ac 或 dc 输入要求4.1）
ac 或 dc 输出要求4.2）
保护功能（protection4.3）
操作环境要求（operation environment4.4）
safety（安规）及各国国家标准4.5）
emi conduction（电磁传导）& radiation（电磁辐射）--4.6）
mtbf（mean time before failure）可靠度要求4.7）
机构4.8）
名词解释4.9）
现分述如下：
4.1. ac 或 dc 输入要求：
4.1.1.
input voltage range：输入最低～最高之电压范围（v），例如：台湾、美国为90～135 vac，欧洲、中国大陆则为180～264 vac。
若为universal 则为90～264vac。
4.1.2. input frequency：输入ac电源的频率（hz），视各国发电机系统而定。
例如：日本为50hz ，台湾、美国为60hz，欧洲、中国大陆为50hz。
4.1.3.
inrush current：输入突波电流（a），指开机瞬间或刚**头时，流过电源线的突波电流，通常于冷开机状态下测得为标准。造成的原因是smps输入端有电容，开机瞬间电容需要充电而形成类似短路的情况，于是产生此突波电流。
一般限制此突波电流的方式，乃于输入回路加入热敏电阻予以限制，以避免造成断路器跳脱。
一般要求：115vac时＝30a max. ,而230vac时＝60a max.。
4.1.4. max. input current：最大输入电流（a），出现于最低输入电压时，通常加入10 ％误差。算法为：
此最大输入电流值常被要求写在产品的安规label上。
4.1.5. input efficiency：输入效率（％）例如：输出瓦数＝5w, 输入瓦数＝10w,则效率＝5／10，即为50 ％。
输入瓦数系从瓦特表读到的实功率值，不含功率因子的虚功率（cosθ）。
4.1.6. ac input power factor：交流功率因子（cosθ），表示输入之电压与电流的相位差。
一般smps的输入阻抗为电容性（因输入有一个大电容），造成电压波形落后于电流波形。马达类产品则呈现电感性，电压波形将超前电流波形。
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