直流电源基础知识解析

基本原理

单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流，而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。与此类似，单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流，而借助于直流电源，就可以利用非静电作用（简称为“非静电力”）使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处，以维持两个电极之间的电位差，从而形成稳恒的电流。

直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。当直流电源与外电路接通后，在电源外部（外电路），由于电场力的推动，形成由正极到负极的电流。对于电源滤波而言，刚刚只是讲了降低交流阻抗这个作用，实际上，还有更重要的是降低输出纹波。而在电源内部（内电路），非静电力的作用则使电流由负极流到正极，从而使电荷的流动形成闭合的循环。

表现电源本身的一个重要特征量是电源的电动势，它等于单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时非静电力所作的功。

当电源的内电阻可以忽略不计时，可以认为电源的电动势在量值上近似地等于电源两极间的电位差或电压。

元件选择

下面我们来看看已知负载电压UR1和负载电流IR1时如何设计硅稳压管稳压电源。

(1)初选稳压管D1

一般情况下，可以按照UD1=UR2和ID1≈(IR2)max来初步选定稳压管D1，如果负载有可能开路则应选择(ID1)max≈(2-3)(IR2)max，这是因为当负载时所有电流全部都会流过D1，所以ID1应该适当选择大一点。。

(2)选定输入电压

一般可选择UI=(2-3)UR2

(3)选定限流电阻R1

R1=(UI-UR2)/(ID1 IR2)

噪音来源于PCB设计/电路振荡/磁元件

噪音来源于PCB设计/电路振荡/磁元件三方面：

1）电路振荡，电源输出有很大的低频稳波。多是电路稳定余度不够引起。理论上可以用系统控制理论中的频域法/时域法或劳斯判据做理论分析。现在；可以用计算机方法方便的验证电路稳定性，以避免自激振荡发生，有多款软件可以用。对于已经做好的电路，可以增加输出滤波电容或电感/改变信号反馈位置/增加PI调节的积分电容/减少开环放大倍数等方法改善。滤波器只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。

2）PCB设计

A）主要是EMI噪音引起，射频噪音调整PI调节器，使输出误差信号中包含扰动。主要查看高频电容是否离开关元件太远，是否有大的C形环绕布线等等...

B）控制电路的PCB线至少有两点以上和功率电路共用。PCB覆铜线并非理想导体，它总是可以等效成电感或电阻体，当功率电流流过了和控制回路共用的PCB线，在PCB上产生电压降落，控制电路各节点分散在不同位置时，功率电流引起的电压降对控制网络家入了扰动，使电路发出噪音。这显现多发生在功率地线上，注意单点接地可以改善。2、额定电压±20%的超宽电压输入范围，电网适用性强，适用于谐波环境相对较大的场所。

3）磁元件

磁材有磁至应变的特点，漆包线也会在***磁场中受到电动力的左右，这些因素的共同作用下，局部会发生泛音或1/N频率的共振。改变开关频率和磁元件浸漆可以改善。

这是我平时的一点小经验，试试。