工程師設(shè)計(jì)電源經(jīng)驗(yàn)談：不同電路中電源模塊的選擇

在電源設(shè)計(jì)中我們?nèi)绾芜x擇電源模塊，是一個(gè)工程師設(shè)計(jì)電路的必備知識(shí)，那么選擇的前提是，我們得了解各種電源，了解各種電源的區(qū)別，那樣我們才可以正確的選擇電源模塊。

模擬電源介紹

模擬電源：即變壓器電源，通過鐵芯、線圈來實(shí)現(xiàn)，線圈的匝數(shù)決定了兩端的電壓比，鐵芯的作用是傳遞變化磁場(chǎng)，(我國(guó))主線圈在50HZ頻率下產(chǎn)生了變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)通過鐵芯傳遞到副線圈，在副線圈里就產(chǎn)生了感應(yīng)電壓，于是變壓器就實(shí)現(xiàn)了電壓的轉(zhuǎn)變。

模擬電源的缺點(diǎn)：線圈、鐵芯本身是導(dǎo)體，那么它們?cè)谵D(zhuǎn)化電壓的過程中會(huì)由于自感電流而發(fā)熱(損耗)，所以變壓器的效率很低，一般不會(huì)超過35%。

音響器材功放中變壓器的應(yīng)用：大功率功放需要變壓器提供更多的功率輸出，那么，只有通過線圈匝數(shù)的增加、鐵芯體積的增大來實(shí)現(xiàn)，匝數(shù)和鐵芯體積的增加就會(huì)加重其損耗，所以，大功率功放的變壓器必須做的非常大，這樣就會(huì)導(dǎo)致：笨重，發(fā)熱量大。

開關(guān)電源介紹

開關(guān)電源：在電流進(jìn)入變壓器之前，通過晶體管的開關(guān)功能，將我們通常50HZ的電流頻率提升到數(shù)萬HZ，在這么高的頻率下，磁場(chǎng)變化頻率也達(dá)到幾萬HZ，那么，就可以減少線圈匝數(shù)、鐵芯體積獲得同樣的電壓轉(zhuǎn)化比，由于線圈匝數(shù)、鐵芯體積的減少，損耗大大降低，一般開關(guān)電源效率達(dá)到90%，而體積可以做的非常小，并且輸出穩(wěn)定，所以開關(guān)電源具有模擬電源難以達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)。(開關(guān)電源也有自己的不足，如輸出電壓有紋波及開關(guān)噪聲，線性電源是沒有的)音響器材-功放中開關(guān)電源的應(yīng)用：開關(guān)電源的描述過程中已經(jīng)表明開關(guān)電源的優(yōu)勢(shì)，所以即使是大功率功放，開關(guān)電源一樣可以做的很精細(xì)、小巧，目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字功放以深圳崔帕斯數(shù)字音響設(shè)備公司的數(shù)字功放最為領(lǐng)先，他們目前已經(jīng)發(fā)展到T類純數(shù)字功放，并且下一代S類功放也在研發(fā)中了，具體請(qǐng)參看如下資料：

數(shù)字電源介紹

在簡(jiǎn)單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場(chǎng)合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠鋺?yīng)用的針對(duì)性可以通過硬件固化來實(shí)現(xiàn)，而在可控因素較多、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、 需要多個(gè)模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢(shì)。此外，在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中，相對(duì)模擬電源，數(shù)字電源是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)多方面的應(yīng)用，其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù)，優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)過電流保護(hù)與管理，它還可以減少外圍器件的數(shù)量。

在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中，相對(duì)模擬電源，數(shù)字電源是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)多方面的應(yīng)用，其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù)，優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)過電流保護(hù)與管理，它還可以減少外圍器件的數(shù)量。

數(shù)字電源有用DSP控制的，還有用MCU控制的。相對(duì)來講，DSP控制的電源采用數(shù)字濾波方式，較MCU控制的電源更能滿足復(fù)雜的電源需求、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好。

數(shù)字電源有什麼好處它首先是可編程的，比如通訊、檢測(cè)、遙測(cè)等所有功能都可用軟件編程實(shí)現(xiàn)。另外，數(shù)字電源具有高性能和高可靠性，非常靈活。干擾：?jiǎn)纹瑱C(jī)中數(shù)字和模擬之間，因?yàn)閿?shù)字信號(hào)是頻譜很寬的脈沖信號(hào)，因此主要是數(shù)字部分對(duì)模擬部分的干擾很強(qiáng);不僅一般都采用數(shù)字電源和模擬電源分開、二者之間用濾波器連接，在一些要求較高的場(chǎng)合，例如某些單片機(jī)內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換時(shí)，常常要讓數(shù)字部分進(jìn)入休眠狀態(tài)，絕大部分?jǐn)?shù)字邏輯停止工作，以防止它們對(duì)模擬部分形成干擾。如果干擾嚴(yán)重,甚至可以分別用兩個(gè)電源,一般用電感和電容隔離就行了. 也可以將整個(gè)板子上數(shù)字和模擬部分的電源分別聯(lián)在一起,用分別的通路直接接到電源濾波電容的焊點(diǎn)上. 如果對(duì)抗干擾要求不高,也可以隨便接在一起.

小貼士：

(1)如果不使用芯片的A/D或者D/A功能，可以不區(qū)分?jǐn)?shù)字電源和模擬電源。

(2)如果使用了A/D或者D/A，還需考慮參考電源設(shè)計(jì)。

以上只是一些簡(jiǎn)單的介紹模擬電源，數(shù)字電源，開關(guān)電源的區(qū)別，想成為工程師，當(dāng)然要學(xué)習(xí)更多的東西。