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1、AC/DC與DC/DC
AC/DC是開(kāi)關(guān)電源的其中一類(lèi)。該類(lèi)電源也稱(chēng)一次電源——AC是交流，DC是直流，它，經(jīng)過(guò)高壓整流濾波得到一個(gè)直流高壓，供DC/DC變換器在輸出端獲得一個(gè)或幾個(gè)穩定的直流電壓，功率從幾瓦－幾千瓦均有產(chǎn)品，用于不同場(chǎng)合。
AC/DC電源管理芯片變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負載的稱(chēng)為“整流”，功率流由負載返回電源的稱(chēng)為“有源逆變”。
AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電，因必須經(jīng)整流、濾波，因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的，同時(shí)因遇到安全標準（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、、FCC、CSA），交流輸入側必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化。
DC/DC電源指直流轉換為直流的電源，從這個(gè)定義上看，廣義的DCDC表示只要是直流轉直流都叫DCDC，LDO（低壓差線(xiàn)性穩壓器）芯片也應該屬于DC/DC電源。但是約定俗成的定義是：一般只將直流變換到直流，且這種轉換方式是通過(guò)開(kāi)關(guān)方式實(shí)現的電源稱(chēng)為DC/DC電源。
2、線(xiàn)性電源 與 開(kāi)關(guān)電源
線(xiàn)性電源的調整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)熱量大，效率低（與壓降多少有關(guān)），需要加體積龐大的散熱片。實(shí)現AC/DC時(shí)，還需要同樣也是大體積的工頻變壓器，當要制作多組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì )更龐大。
開(kāi)關(guān)電源的調整管工作在飽和和截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量小，效率高。AC/DC電源省掉了大體積的變壓器。但開(kāi)關(guān)電源輸出的直流上面會(huì )疊加較大的紋波（50mVat5Voutputtypical），在輸出端并接穩壓二極管可以改善，另外由于開(kāi)關(guān)管工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對而言線(xiàn)性電源就沒(méi)有以上缺陷，它的紋波可以做的很?。?mV以下）。
開(kāi)關(guān)電源通過(guò)不同的拓撲結構可以實(shí)現，降壓、升壓、升降壓。而線(xiàn)性電源只能實(shí)現降壓。
3、普通電源 與 特種電源
電源分為普通電源和特種電源兩類(lèi)。
普通電源
又可細分為：PC電源、整流電源、定制電源、加熱電源、焊接電源/電弧電源、電鍍電源、開(kāi)關(guān)電源、逆變電源、交流穩壓電源、直流穩壓電源、DC/DC電源、通信電源、模塊電源、變頻電源、UPS電源、EPS應急電源、凈化電源、網(wǎng)絡(luò )電源、電力操作電源、適配器電源、線(xiàn)性電源、電源控制器/驅動(dòng)器、功率電源、其他普通電源、逆變電源、參數電源、調壓電源、變壓器電源。
特種電源
特種電源又可細分為：岸電電源、安防電源、高壓電源、醫療電源、軍用電源、航空航天電源、激光電源、其他特種電源。
特種電源即特殊種類(lèi)的電源。所謂特殊主要是由于衡量電源的技術(shù)指標要求不同于常用的電源，其主要是輸出電壓特別高，輸出電流特別大，或者對穩定度、動(dòng)態(tài)響應及紋波要求特別高，或者要求電源輸出的電壓或電流是脈沖或其它一些要求。
4、隔離電源 與 非隔離電源
在給嵌入式系統設計電源電路，或選用成品電源模塊時(shí)，要考慮的重要問(wèn)題之一就是用隔離還是非隔離的電源方案。在進(jìn)行討論之前，我們先了解下隔離與非隔離的概念，及兩者的主要特點(diǎn)。
電源隔離與非隔離的概念
電源的隔離與非隔離，主要是針對開(kāi)關(guān)電源而言，業(yè)內比較通用的看法是：
1、隔離電源：電源的輸入回路和輸出回路之間沒(méi)有直接的電氣連接，輸入和輸出之間是絕緣的高阻態(tài)，沒(méi)有電流回路。
2、非隔離電源：輸入和輸出之間有直接的電流回路，例如，輸入和輸出之間是共地的。
隔離電源示意圖如圖所示。
隔離電源與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)
由上述概念可知，對于常用的電源拓撲而言，非隔離電源主要有：Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔離電源主要有各種帶隔離變壓器的反激、正激、半橋、LLC等拓撲。
結合常用的隔離與非隔離電源，我們從直觀(guān)上就可得出它們的一些優(yōu)缺點(diǎn)，兩者的優(yōu)缺點(diǎn)幾乎是相反的。
使用隔離或非隔離的電源，需了解實(shí)際項目對電源的需求是怎樣的，但在此之前，可了解下隔離和非隔離電源的主要差別：
1、隔離模塊的可靠性高，但成本高，效率差點(diǎn)。
2、非隔離模塊的結構很簡(jiǎn)單，成本低，效率高，安全性能差。
因此，在如下幾個(gè)場(chǎng)合，建議用隔離電源：
1、涉及可能觸電的場(chǎng)合，如從電網(wǎng)取電，轉成低壓直流的場(chǎng)合，需用隔離的AC-DC電源；
2、串行通信總線(xiàn)通過(guò)RS-232、RS-485和控制器局域網(wǎng)(CAN)等物理網(wǎng)絡(luò )傳送數據，這些相互連接的系統每個(gè)都配備有自己的電源，而且各系統之間往往間隔較遠，因此，我們通常需要隔離電源進(jìn)行電氣隔離來(lái)確保系統的物理安全，且通過(guò)隔離切斷接地回路，來(lái)保護系統免受瞬態(tài)高電壓沖擊，同時(shí)減少信號失真；
3、對外的I/O端口，為保證系統的可靠運行，也建議對I/O端口做電源隔離。
隔離與非隔離電源的應用場(chǎng)合
通過(guò)了解隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)可知，它們各有優(yōu)勢，對于一些常用的嵌入式供電選擇，我們已可做成準確的判斷：
a、 系統前級的電源，為提高抗干擾性能，保證可靠性，一般用隔離電源。
b、 電路板內的IC或部分電路供電，從性?xún)r(jià)比和體積出發(fā)，優(yōu)先選用非隔離的方案。
c、 對安全有要求的場(chǎng)合，如需接市電的AC-DC，或醫療用的電源，為保證人身的安全，必須用隔離電源，有些場(chǎng)合還必須用加強隔離的電源。
d、 對于遠程工業(yè)通信的供電，為有效降低地電勢差和導線(xiàn)耦合干擾的影響，一般用隔離電源為每個(gè)通信節點(diǎn)單獨供電。
e、 對于采用電池供電，對續航力要求嚴苛的場(chǎng)合，采用非隔離供電。
隔離電源與非隔離電源優(yōu)缺點(diǎn)
5、PWM 和PFM
①脈沖寬度調制(PWM)
脈寬寬度調制式（PWM）開(kāi)關(guān)型穩壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過(guò)電壓反饋調整其占空比，從而達到穩定輸出電壓的目的。
②脈沖頻率調制(PFM)
脈沖頻率調制(PFM)調制信號的頻率隨輸入信號幅值而變化，其占空比不變。由于調制信號通常為頻率變化的方波信號，因此，PFM也叫做方波FM。
③脈沖寬度頻率調制(PWM-PFM)
每種類(lèi)型的性能特征是不一樣的
1、 重負載和輕負載時(shí)的效率
2、負載調節
3、設計復雜性
4、EMI / 噪聲考慮
集成型轉換器解決方案可整合這兩種操作模式以利用它們各自的優(yōu)勢
①PWM是頻率的寬和窄的變化,PFM是頻率的有和無(wú)的變化。
②PWM是利用脈沖寬度控制輸出,PFM是利用脈沖的有無(wú)控制輸出。
③PWM-PFM兼有PWM和PFM的優(yōu)點(diǎn)。
開(kāi)關(guān)電源控制技術(shù)特點(diǎn)及比較
DC/DC變換器是通過(guò)與內部頻率同步開(kāi)關(guān)進(jìn)行升壓或降壓，通過(guò)變化開(kāi)關(guān)次數進(jìn)行控制，從而得到與設定電壓相同的輸出電壓。
①PFM控制時(shí)，當輸出電壓達到在設定電壓以上時(shí)即會(huì )停止開(kāi)關(guān)，在下降到設定電壓前，DC/DC變換器不會(huì )進(jìn)行任何操作。但當輸出電壓下降到設定電壓以下，DC/DC變換器會(huì )再次開(kāi)始開(kāi)關(guān)，使輸出電壓達到設定電壓。
②PWM控制也是與頻率同步進(jìn)行開(kāi)關(guān)，但是它會(huì )在達到升壓設定值時(shí)，盡量減少流入線(xiàn)圈的電流，調整升壓使其與設定電壓保持一致。
③PWM/PFM切換控制DC/DC變換器在重負荷時(shí)由PWM控制，低負荷時(shí)自動(dòng)切換到PFM控制，即在一款產(chǎn)品中同時(shí)具備PWM的優(yōu)點(diǎn)與PFM的優(yōu)點(diǎn)。在備有待機模式的系統中，采用PFM/PWM切換控制的產(chǎn)品能得到較高效率。
④與PWM相比，PFM的輸出電流小，因為PFM控制的DC/DC變換器在達到設定電壓以上時(shí)就會(huì )停止動(dòng)作，所以消耗的電流就會(huì )變得很小。因此，消耗電流的減少可改進(jìn)低負荷時(shí)的效率。
⑤PWM在低負荷時(shí)雖然效率較遜色，但是因其紋波電壓小，且開(kāi)關(guān)頻率固定，所以噪聲濾波器設計比較容易，消除噪聲也較簡(jiǎn)單。
PWM
PFM
電源紋波 PWM VS PFM
開(kāi)關(guān)電源控制技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)
PFM相比較PWM主要優(yōu)點(diǎn)在于效率：
①對于外圍電路一樣的PFM和PWM而言,其峰值效率PFM與PWM相當。但在峰值效率以前,PFM的效率遠遠高于PWM的效率,這是PFM的主要優(yōu)勢。
②PWM由于誤差放大器的影響，回路增益及響應速度受到限制，PFM具有較快的響應速度。
PFM相比較PWM主要缺點(diǎn)在于濾波困難：
①濾波困難（諧波頻譜太寬）。
②峰值效率以前,PFM的頻率低于PWM的頻率,會(huì )造成輸出紋波比PWM偏大。
③PFM控制相比PWM控制 IC 價(jià)格要貴。
④PWM控制方法實(shí)現起來(lái)容易，PFM控制方法實(shí)現起來(lái)不太容易。
6、電荷泵
電荷泵，也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電容式電壓變換器，是一種利用所謂的“快速”(flying)或“泵送”電容(而非電感或變壓器)來(lái)儲能的DC-DC(變換器)。
主要應用包括驅動(dòng)用于手機背光的白光LED和毫瓦范圍的數字處理器。
電荷泵(開(kāi)關(guān)電容)IC通過(guò)利用一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò )給兩個(gè)或兩個(gè)以上的電容供電或斷電來(lái)進(jìn)行DC/DC電壓轉換?；倦姾杀瞄_(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò )不斷在給電容器供電和斷電這兩個(gè)狀態(tài)之間切換。C1(充電電容)傳輸電荷，而C2(充電電容器)則儲存電荷并過(guò)濾輸出電壓。
額外的“快速電容”和開(kāi)關(guān)陣列帶來(lái)多種好處。
電荷泵IC可以用作逆變器、分路器或者增壓器。逆變器將輸入電壓轉變成一個(gè)負輸出。作為分路器使用時(shí)，輸出電壓是輸出電壓的一部分，例如1/2或2/3。作為增壓器時(shí)，它可以給I/O帶來(lái)一個(gè)1.5X或者2X的增益。很多便攜式系統都是用一個(gè)單鋰離子電池或者兩個(gè)金屬氫化物鎳電池。因此當在2X模式下運行時(shí)，電荷泵可以給一般在3.3V到4.0V的范圍內工作的白光LED供應適當的正向電壓。
基本電荷泵缺少調整電路，因此實(shí)際上所有當今使用的電荷泵IC都增加線(xiàn)性調整或者電荷泵調制。線(xiàn)性調整的輸出噪音最低，并可以在更低的效率情況下提供更好的性能。而由于調整IC沒(méi)有串聯(lián)傳輸晶體管，控制開(kāi)關(guān)電阻的電荷泵調制就可以提供更高的效率，并為一個(gè)給定的芯片面積(或消耗)提供更多的輸出電流。
電荷泵消除了電感器和變壓器所帶有的磁場(chǎng)和電磁干擾。但是，仍然有一個(gè)可能的微小噪音源，那就是當快速電容和一個(gè)輸入源或者另外一個(gè)帶不同電壓的電容器相連時(shí)，流向它的高充電電流。同樣的，“分路器”電荷泵也能在LDO上改進(jìn)效率，但又不會(huì )像感應降壓調整器那樣復雜。
7、正激 與 反激
反激式：反激式開(kāi)關(guān)電源是指使用反激高頻變壓器隔離輸入輸出回路的開(kāi)關(guān)電源?！胺醇ぁ敝傅氖窃陂_(kāi)關(guān)管接通的情況下，當輸入為高電平時(shí)輸出線(xiàn)路中串聯(lián)的電感為放電狀態(tài)；相反，在開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)的情況下，當輸入為高電平時(shí)輸出線(xiàn)路中的串聯(lián)的電感為充電狀態(tài)。
工作原理：
變壓器的一次和二次繞組的極性相反，這大概也是Flyback名字的由來(lái)：
a.當開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，變壓器原邊電感電流開(kāi)始上升，此時(shí)由于次級同名端的關(guān)系，輸出二極管截止，變壓器儲存能量，負載由輸出電容提供能量。
b.當開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，變壓器原邊電感感應電壓反向，此時(shí)輸出二極管導通，變壓器中的能量經(jīng)由輸出二極管向負載供電，同時(shí)對電容充電，補充剛剛損失的能量。
反激電路的演變：
可以看作是隔離的Buck/Boost電路:
在反激電路中，輸出變壓器T除了實(shí)現電隔離和電壓匹配之外，還有儲存能量的作用，前者是變壓器的屬性，后者是電感的屬性，因此有人稱(chēng)其為電感變壓器，有時(shí)我也叫他異步電感。
正激電源
正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的瞬態(tài)控制特性和輸出電壓負載特性，相對來(lái)說(shuō)比較好，因此，工作比較穩定，輸出電壓不容易產(chǎn)生抖動(dòng)，在一些對輸出電壓參數要求比較高的場(chǎng)合，經(jīng)常使用。
所謂正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源，是指當變壓器的初級線(xiàn)圈正在被直流電壓激勵時(shí)，變壓器的次級線(xiàn)圈正好有功率輸出。
單端正激式：
雙管正激式：
反激的變壓器可以看作一個(gè)帶變壓功能的電感，是一個(gè)buck-boost電路。正激的變壓器是只有變壓功能，整體可以看成一個(gè)帶變壓器的buck電路。二次側接第一個(gè)整流二極管的負端接電解電容的是反擊，接電感的是正激。
總地來(lái)說(shuō)，正激反激工作原理不同，正激是初級工作次級也工作，次級不工作有續流電感續流，一般是CCM模式。功率因數一般不高，而且輸入輸出和變比占空比成比例。反激是初級工作，次級不工作，兩邊獨立開(kāi)來(lái),一般DCM模式下，理論上是單位功率因數，但是變壓器的電感會(huì )比較小，而且需要加氣隙,所以一般適合中小功率情況.一般的電源書(shū)都會(huì )有具體的介紹和設計公式。
正激變壓器是理想的，不儲能，但是由于勵磁電感（Lp）是有限值，勵磁電流使得磁芯B會(huì )大，為避免磁通飽和，變壓需要輔助繞組進(jìn)行磁通復位；反激變壓器工作形式可以看做耦合電感;電感先儲能，再放能。由于反激變壓器的輸入、輸出電壓極性相反，固當開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)之后，次級可以提供磁芯一個(gè)復位電壓，因而反激變壓器不需額外增加磁通復位繞組。
主要區別
正激反激主要區別在高頻變壓器的工作方式不同但他們在同一象限上。正激是當變壓器原邊開(kāi)關(guān)管導通時(shí)同時(shí)能量被傳遞到負載上，當開(kāi)關(guān)管截止時(shí)變壓器的能量要通過(guò)磁復位電路去磁。反激是和正激相反，當原邊開(kāi)關(guān)管導通時(shí)給變壓器存儲能量。但能量不會(huì )加在負載上，當開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，變壓器的能量釋放到負載側。正激開(kāi)關(guān)電源，后面多的那個(gè)二級管是續流二級管，一般輸出部分還會(huì )多加一個(gè)儲能電感，正激和反激最重要的區別是變壓器初次級的相位是反相的。
最大區別
正激與反激的工作最大區別是，當開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，正激的輸出主要靠?jì)δ茈姼泻屠m流二級管來(lái)維持輸出，而反激的輸出主要靠變壓器次級釋放能量來(lái)維持輸出。正激電路不宜做多路輸出，正激電路要用脈寬調整做穩壓必須在次極整流以后串電感，不然輸出電壓主要由輸入決定，與脈寬影響不大，脈寬只影響輸出紋波。如用正激電路做多路輸出原理上存在的問(wèn)題：如每路輸出不用電感，那么對輸入變化沒(méi)有穩壓作用，且沒(méi)有開(kāi)關(guān)電源應有的安全性。如果每路加電感：那么輸出電壓在理論上與負載大小有關(guān)，不參與反饋的回路就不正。
反激電路在原理上就適合多路輸出穩壓。反激電路首先儲能，后把能量按各路的電壓比率供應給每一路，先可以認為每路的輸出比例是不變的（實(shí)際有誤差看下面），按電流誰(shuí)需要多給誰(shuí)多的原則分配。
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