开关电源选型需要考虑什么因素

选型对于工程师来说是每一次设计电源都需要完成的一项步骤，它表面上是一个单项选择题，但其实在最终选定之前，工程师需要考虑很多因素，当然我们第一时间想到的会是成本问题。今天本文中想说明的是在开关电源选型的过程中我们除了成本以外，要想选择最适合的电源模块需要注意的一些内在因素。

针对开关电源模块选型，我们需要注意且考虑很多规则。例如保险丝的标称值1a，它是指25度时候的指标，但如果设备工作在50度的话，保险丝的标称值可就比1a变低，此温度下的设计余量就要选大一点了。同理电感的1mh也不是什么时候都是1mh，它是1khz的时候，如果您把它用在1mhz的时候，加工商送来的1mh电感的值可就不是1mh，因为1m时电感线圈里的分布开始起不小的影响，会抵消掉一部分电感的作用。滤波器的插损il=25db，是mhzrs/rl=50欧姆(源阻抗和负载阻抗)的时候，而实际上，我们的滤波器使用场合，很难做到阻抗来满足这个要求，因此25db的插损就会大打折扣。磁珠、电容、、电阻……都具有类似规则。下面我们来说说开关电源模块选型除了成本以外的规则。电源模块的拓扑结构有多种，反激、正激、推挽、半桥、全桥多种，每种因为其原理的不同，也表现为在某些特性指标方面的优越性。

这里我们来说明几种典型拓扑结构的使用规则。首先是反激电源，其在开关的一个周期中，充电的时段没有放电，就是因为这个特性，其时间响应特性、纹波特性就很难做到很好，虽然可以通过大的储能电容协助解决一点，但原理性缺陷终归是硬伤，智力不足是可以通过勤劳来弥补，但补来补去遇到临界难题的时候终归跨不过某个坎儿。漏感也大等等问题，但其优点是电路简单，成本低，体积小，不必加磁复位绕组，而且输入电压范围比较宽。也正因为此，才有了其占总电源市场7成以上的份额。

下面我们来说一下电源市场上其他比较主要的开关电源的拓扑结构。正激电源输出电压瞬态控制特性较好，负载能力较强，但其缺点也同样显著，多用一个大储能滤波电感和一个续流二极管、体积大、变压器初级线圈反电动势电压高，对开关管的要求较高(容易击穿损坏)。推挽式电源电流瞬态响应速度很高，电压输出特性很好，在所有拓扑结构中，是利用率最高的一种开关电源，无漏磁，驱动电路简单。但其缺点是两个开关器件需要很高的耐压值;要有两组初级线圈，对于小功率输出的推挽式开关电源是个缺点。若两个正激式变换器不完全对称或平衡，经过几个周期累积的偏磁，会使磁芯进入饱和，导致高频变压器励磁电流过大，甚至损坏开关管。桥式开关电源输出功率很大，工作效率很高，开关管的耐压值要求比较低，变压器初级线圈只需要一个绕组。缺点是效率低，会出现半导通区，损耗大。

以上各种问题都是因为其拓扑结构的先天优势和先天缺陷造成的，虽然我们可以将电源模块当成黑匣子，但这也是我们在选择电源时要关注的一个点。因为能完成同样功能的设计方案，一个很轻松地完成，一个要费很大的劲才能完成。

除了拓扑结构选型时候需要考虑其优缺点，我们还需要根据负载的波动情况来确定，有的负载较稳定，有的负载就波动较大，甚至于有的还会有空载、或满载、或瞬间负载变大、或瞬间负载跌落的情况发生，若有这种问题，最好与电源模块厂家说明，确认其设计上已有必要的应对防护性设计措施，不是所有的电源都可以达到这个目标的。因此负载的类型也是一个影响因素。一般的模块，其输出是按照默认为阻性负载而设计的，如果负载是感性或容性负载，都需要与模块厂家单独说明，以便厂家出厂时的电源模块内部器件或参数稍作调整。

除了以上非常重要的选型因素以外，我们还需要考虑到开关电源模块选型时候的开关频率、波纹、安规要求等。电源模块的开关频率也是需要关注的，他决定了外接电源滤波器滤波参数(截止频率、阶次)的选择。纹波与拓扑结构、电容电感的参数、负载的情况都相关，一个5v电源，纹波做到50mv，单电源的误差就是1%了，对精度要求高的电路，电源的误差、放大电路的误差、信号电缆的误差、ad的舍入误差，多个误差累积合并之后，总误差可就大了。电源模块里有无滤波设计、电源模块所在的设备里有无安规要求(漏电流、绝缘耐压、湿度要求)、温升特性、转换效率、输入电压的波动范围、负载调整率等等，要求的地方还是不少的。所以我们可以了解到开关电源模块选择，不是只有成本这唯一的指标值得被关注。