电源技术基础 (2) - 电源的组件

大家好，我们继续第二部分 电源技术基础的讲座 第一部分是功率元器件 在我们日常生活中 进行电源设计是离不开各种功率器件 主要包含电感、电容、二极管以及 MOSFET 那首先我们来介绍电感 电感实际上我们称之为被动元器件 在设计过程中主要用于储能 那它的特性实际上在有电流流过它的时候 它是阻碍电流的变化 那它的计算公式是 V=L*dI/dT dI/dT 就是电流的变化率 L 是电感量 那得到的值是电压值 那开关电源在选择和应用电感设计 在进行计算过程中一个重要的原则 叫做稳态电感原理 那也就是说当稳态时 电感上的平均电压为零 它是我们进行计算的一个非常重要的基础 那进行电感选择的时候 有一些值是特别重要的 就比如说电感量、额定的直流电值 额定的直流流过的值 额定饱和电流值 还有直流等效电阻 还有就是磁芯损耗和饱和特性曲线 那谈到电容它也是被动元器件 电容在应用过程中 它也是一个储能的元器件 那它的特性实际上是阻碍电压的变化 所以它的计算公式是 I=C*dV/dT 也就是说电流等于 电容乘以电压的变化率 那电容在设计过程中 提供交流的滤波的功能 它能够保持电容上的电压不变 那我们进行电容选择和设计过程中 有很多参数需要考量 比如说额定直流电压、直流偏压 串联等效电阻和串联等效电感 还有额定平均电流值，还有介电材料 介电材料它代表的是电容种类和特性 我们日常在电源设计过程中 有很多种电容可以选择 比如说为了安全设计我们选择安规电容 我们进行大功率的滤波常用电解电容等等 我们用小滤波或者滤到更高纹波的 应用钽电容和瓷片电容等等 那最后一点是 Lifetime 也就是电容的生命周期 那我们在进行电源设计的时候 有一个特别重要的点就是电容的 尤其电解电容的 生命周期是有限的 所以要考虑到整体电源的寿命 必须要结合电容的寿命进行考虑和设计 那第三部分我们介绍二极管 二极管也是电源设计中 非常重要的一个开关元器件 它常用的开关 电流流通和关断的一个开关的功能 它有两个端子 正极或者叫阳极 阴极或者叫负极 当一个二极管加上正向电压的时候 它实际上是一个导通的过程 那在这个过程会形成正向导通压降 正向导通压降叫 Forward Voltage 大概从 0.3V 到 1.2V 为什么会有这么大的范围 实际上是不同的二极管会有不同特性 比如说肖特基二极管和其它二极管 它们的这个导通压降是不一样的 那另外一个就是当它施加反向电压的时候 它是断开的 像这里它是不通的 没有任何电流流过 但这里边有一个反向恢复的过程 所以我们在进行二极管选择和设计上 要考虑它的伏安特性曲线 那最后想说的一点是 当我们选择电源设计会用到 MOSFET MOSFET 通常会 有一个体二极管在它的旁边 那这是我们在进行电源设计和功率设计当中 也是非常特别要去考虑的东西 那第四部分就是 MOSFET MOSFET 是 金属氧化物半导体场效应晶体管的简称 它是一个双向导通的开关 为什么叫双向导通 它相对于二级管来讲是双向 既可以从源极到漏极 又可以从漏极到源极 它是一个双向导通的过程 而二极管只是一个单向导通 就是从正极到负极导通的过程 那对于 MOSFET 来讲它有三个端子 门极、漏极和源极 那我们在日常中有两种常用的 MOSFET 通常叫做 N-沟道和 P-沟道 那两种 MOSFET 会有不同的特性 当 N-沟道 MOSFET 从门极向源极施加电压 它实现的是漏极到源极的导通 而 P-沟道 当门极到源极实现负向电压时 它实现的是漏极到源极的导通 是有不同的这种导通的特性 那另外 MOSFET 在导通的过程中 实际上是一个阻性特性 我们在日常中经常 会有一个非常关键的参数 来衡量它的导通特性 叫做 Rdson 就可以叫做开通导通电阻或者导通电阻 它取决于我们 MOSFET 的 主要一个性能参数 那另外 MOSFET 开通和关断是因为 它门极会有一个输入电容 它实际上对这个输入电容进行充电和放电 来实现 MOSFET 的开通和关断 那最后我想说 当我们去选择 MOSFET 的时候 有很多的平衡 比如说它的价格、它的尺寸 那另外最重要的就是性能 前面提到的 Rdson 是它一个很重要的性能 另外就是它的耐压值 它的反向恢复特性等等 它的额定电流值等等 这些关键参数是我们进行电源设计 进行 MOSFET 的选择中 是特别需要考虑的 谢谢大家观看