电源可靠性的设计

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生活当中我们经常会遇到电源坏掉的问题，比如手机适配器、PC电源以及一些小家电的电源。当我们遇到这些问题时总是感叹电源的不可靠，那么我们怎样才能设计出稳定可靠电源呢?下面就让我们一起来总结一下那些影响电源可靠性的因素。
　　1、电压应力
/ V0 o; T5 ?! {! ~+ X7 O( s, S, [  c　　电源电压应力是保证电源可靠性的一个重要指标。在电源中有许多器件都有规定耐压值，比如：场效应管的Vds和Vgs、二极管的反向耐压、IC的VCC电压以及输入输出电容的耐压。所以我们设计时必须要考虑到器件要承受的电压。再根据电压选择适当器件，再进行实际测试加以验证。但在测试时我们必须测试电源所有工作状态的电压应力，以确保在恶劣的工作状态下也能留出约10%的安全裕量。
! r' x9 E$ o0 l6 K+ j- I5 G　　2、电流应力
" b6 z# |+ W' v( V1 g1 Y! B　　电源电流应力往往与热应力密切相关，比如二极管SK54平均电流为5A，但是它是在满足热应力降额前提下的极限参数。所以我们选择器件时必须要同时满足器件的电流应力与热应力;在满足器件热应力的前提下，选择合适额定电流值的器件方可保证电源可靠性要求。
9 f$ M$ V2 P3 Y) x6 ~! u, v　　3、反馈环路
) J, j' ]$ E4 Z7 ?8 |. b( }　　反馈环路是电源的重要组成部分，我们设计电源时必须要保证反馈环路的稳定。所以我们设计环路参数时需要保持一定裕度;比如增益裕度一般保持在20db左右，相位裕度保持在45度左右，穿越频率一般设置在开关频率的1/6。再实际测试加以验证环路的稳定性。
4 u/ E+ i. \" Z- v' Q0 O3 q+ C　　4、磁性元件的磁饱和
/ q. [0 [; m% P/ `* @7 A. ~7 c　　我们在设计反激变压器以及一些储能电感时，设定磁通量Bm尤为关键。由于电源起机和短路保护时磁通量Bm大于稳态工作时的Bm，所以我设定变压器的Bm时需要预留足够的裕度。如图 1所示，磁芯温度为100℃曲线可知Bm=0.35T时磁芯接近饱和，所以出于对电源起机、输出过流和短路等极限情况考虑，铁氧体P4材质的变压器的稳态Bm一般小于0.25T。
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但在测试时我们必须测试电源所有工作状态的电压应力，以确保在恶劣的工作状态下也能留出约10%的安全裕量。