第一篇：ATX電源改裝可調(diào)電源的實踐與要領總結(jié)

ATX電源改裝可調(diào)電源的實踐與要領總結(jié)

在網(wǎng)上有很多關于ATX電源改可調(diào)電源的文章，我參閱了大量有關的文章和資料，先后拆掉了三個以TL494為方案的ATX電源進行改裝調(diào)試，最終獲得了圓滿的成功。

一些文章標稱改裝為“30V、40V，輸出電流8A、10A”,其實，仔細閱讀你會發(fā)現(xiàn)它們的改裝過程、改裝部位以及所用元器件基本是一模一樣的，主要的區(qū)別是要求輸出電壓較高時，主開關變壓器的次級線圈匝數(shù)多上那么一兩圈就可以了。因為P=U.I，改裝時要兼顧到你要求的輸出電壓與電流的乘積，不能讓它超過你的電源原額定輸出功率。

邊改裝邊查資料的過程是十分浪費時間的，下面就改裝過程中涉及的重點基礎知識和要領做一個歸納總結(jié)，對你的改裝一定是十分必要的。通過深入的分析，改裝的最大難點是主開關管的異常發(fā)熱問題，有時還沒等到開關管發(fā)熱就已經(jīng)擊穿燒毀了，燒上幾對開關管后你的信心會大受折扣。但只要解決了這個問題，你一定能改裝成功的?，F(xiàn)將我的成功經(jīng)驗介紹如下：

一、功能介紹。

利用廢儀器殼改裝好的外形

圖中左側(cè)占據(jù)面板約2/3面積的是可調(diào)電源部分：依次是電壓表、電流表、5V的USB接口、電源工作指示燈、正負接線柱、電源工作開關、輸出電壓調(diào)節(jié)電位器；

圖中右側(cè)占據(jù)面板約1/3面積的是電烙鐵電源調(diào)壓部分：依次是烙鐵電源指示燈、烙鐵電源三段開關、烙鐵工作開關、烙鐵插座。

有關部位的放大圖片：

二、有關制作。

（一）、首先介紹簡單電烙鐵調(diào)壓部分。

進行電子制作，經(jīng)常需要電烙鐵長時間通電，因為大功率的干燒而燒死烙鐵頭。我設計了以下簡單可靠的電路，對30W的烙鐵實現(xiàn)了在全功率、80%功率和半功率的三個不同狀態(tài)，足以滿足烙鐵的不同工作狀態(tài)要求：

說明：W4和W5是一個雙刀單擲開關，它是烙鐵電源的總開關?？傞_關閉合后，當僅閉合W1時，烙鐵為全功率，用于正常焊接；當僅閉合W2時，烙鐵為半功率，用于預熱待機；當W2和W3同時閉合時，烙鐵工作在約80%功率的狀態(tài)，用于較小零件的焊接。

我在改裝時，將W1、W2、W3合并成了一個雙刀三擲開關，使用起來十分方便。另外，總開關斷開后，焊接時還可以避免擊穿那些嬌貴的MOS零件。

（二）、ATX電源改可調(diào)電源。

ATX電源的工作原理大同小異，改裝前，必須搞清楚ATX電源的核心部件的基本工作原理，（KA7500與TL494可直接相互替換），不掌握以下必要的知識，請不要盲目動手改裝。

需要熟練掌握：

5、6腳的RC參數(shù)控制著電源的工作頻率；4腳電位的高低控制電源是否處于工作輸出狀態(tài)；

1、2和15、16腳分別是兩個功能相同的比較放大器的正負輸入端，3腳是它們的反饋輸入端；14腳輸出穩(wěn)定的5V電壓，可用作參考電壓，同時給LM339提供電源；7腳是電源接地端，12腳是電源正端，該IC的工作電壓范圍十分寬，用在0至30V可調(diào)電源中最佳的范圍建議取12V至20V之間。

如果你的ATX電源中還使用有LM339，要記清下圖各腳的作用。LM339的任意兩個正負輸入端電壓差別大于10mV時，就能夠確保對應的輸出端從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)。

有的電源使用LM393，與LM339的主要區(qū)別就是它只有兩個電壓比較器。

ATX電源與早期的AT電源主要的區(qū)別就是多一個輔助電源，（如果你使用AT電源改裝可調(diào)電源，就需要另外增加一個輔助電源，用來給推動變壓器前邊的推動管、TL494等供電），輔助電源的電壓有時是需要進行調(diào)整一下的，對它使用到的TL431及光耦PC817的管腳及其功能你應該有個基本的了解。

對于光耦，只要記住它的管腳就可以了，其中的1腳陽極和4腳集電極都是電流輸入端，1腳2腳是低壓端，3腳4腳是高壓端。

TL431相當于一個可調(diào)穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管，它具有良好的熱穩(wěn)定性能，它的參考極（R）對陽極（A）永遠是恒定的2.5V，如下圖，不同的R1和R2的取值可以得到從2.5V到36V范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當R1=R2時，Vo=5V。注意TL431工作的必要條件：通過陰極的電流要在1 mA 到100mA之間。

網(wǎng)上常見的經(jīng)典原理圖，弄明白即可，僅做參考：（本文中引用的電路圖，包括本文尾部位所附的電路都是高清的，下載后可以還原成高清晰圖片）

改裝要領總結(jié)：

1、主變壓器。這首先取決于你對最高輸出電壓的要求，0～25V/5A的輸出，不需要對主變壓器不做任何的改動，這是最穩(wěn)定的方案。

要求輸出25V以上并且輸出電流較大的情況下，只能重繞輸出線圈了（有的文章介紹，將12V、5V的線圈首尾端拆開重新串接，該方法容易誤接首尾端，那個工作量還不如重繞線圈爽快）。在拆解變壓器時首先要對磁芯加熱，可以使用熱風機、電吹風以及“燈泡大法（40～60W）”。燈泡大法：220V串聯(lián)一個燈泡，電壓分別加在磁芯頂端和底端，通電后磁芯會嚴重發(fā)熱，因為發(fā)熱使得磁芯固定膠水軟化，這樣就能輕松地拉開磁芯了。

重繞的次級線圈，線徑用接近原12V的線即可，一般雙線并繞18匝。關鍵問題是重繞得到的兩個18匝線圈的首尾接法，千萬記住一定要把他倆接成同名端和異名端串聯(lián)的形式，把連接點作為接地點。

根據(jù)開關電源主開關管的工作原理可知，兩個主開關管輪流工作在導通或截止狀態(tài)，共處于“雙管推挽”工作方式。輸出端只能采用半波整流，千萬不要改成全波整流，如果這樣，即使是很小的功率輸出也會打亂主開關管的工作狀態(tài)，（因為當對應的開關管截止時，才允許變壓器的對應輸出端有能量的輸出），使得主控管立刻急劇的升溫。

2、拆除多余的元器件。12V整流輸出送至TL494的12腳及推動管的該供電電路一定要拆除（原因很簡單，自行分析）。12V 5V 3.3V-12V-5V終端到TL494、LM339的反饋都要統(tǒng)統(tǒng)拆掉。

但是要保留由推動管供電經(jīng)過一只二極管反饋到TL494的保護電路(通常兩支路，一頭去LM339一頭去TL494的16腳），在發(fā)生自激（或嚴重超負荷）的時候就靠它不燒管了。如果保護太敏感，可以調(diào)整它的分壓電阻。（保護原理：輸出端負載越重，兩只推動管的集電極截止電壓越高??）。輸出端的濾波電容當然要換成有足夠耐壓值的。另外，輸出端的共軛磁環(huán)濾波大電感（又稱功率因數(shù)矯正變壓器）盡量保留不動，如果你的安裝空間不允許，也要加裝一個電感量相當?shù)碾姼校@一點對于防止大電流輸出時的高頻自激很重要。

3、調(diào)壓與調(diào)流。以TL494為核心，調(diào)壓部分就是對輸出電壓分壓后送至1腳，5V的基準電壓經(jīng)可調(diào)電位器分壓后送至2腳，這兩個電壓在IC內(nèi)進行比較后控制著輸出電壓的穩(wěn)定。調(diào)壓部分參照經(jīng)典圖即可。

關于調(diào)流部分，在經(jīng)典圖中利用的是15和16腳，其原理和調(diào)壓相同，實際上是當輸出電流超過設定值時自動調(diào)低輸出電壓，這樣，負載的阻值不變，電壓變低，使得輸出電流不超過設定值。

由以上調(diào)流原理可知，當輸出電流超出設定值時，實際上，TL494內(nèi)部的兩個比較放大器工作在相互矛盾的狀態(tài)（很簡單，輸出電流超出設定值時，負責調(diào)流的比較器要求降低輸出電壓，而負責調(diào)壓的比較器發(fā)現(xiàn)輸出電壓降低，它又努力的要求升高輸出電壓），很容易形成一種新的高頻自激（實踐證明，如果有關吸收回路處理的不到位，很內(nèi)容形成正反饋的自激而很快燒毀主開關管，故不推薦這種調(diào)流電路）。同時，這種接法占用了第16腳，它也破壞了上述第2條中講到的“超負荷”保護電路。

調(diào)流部分我設計的是關斷輸出型電路，原理是當輸出電流超過額定值時，該取樣電阻上的電壓送至LM339中一個比較放大器的正輸入端，經(jīng)與負端的設定電壓比較后輸出，送至可控硅使可控硅被觸發(fā)，然后使得TL494的4腳電位被抬高固定而關斷輸出，（TL494的4腳高于3V時即進入死區(qū)），只有關閉電源，重啟后才能回復輸出，這個電路十分的穩(wěn)定可靠。

注：圖中相并聯(lián)的6.8k電阻和6.8μ電容，是根據(jù)反復實驗兼顧浪涌電流和計劃限定的額定輸出電流而確定的相應阻值和容值，我確定的額定輸出電流為5A。實際制作中，如果你的額定電流值不同，只需要改變圖中1K調(diào)流電位器的電阻值，其他元器件的取值不需要改動。（圖中可控硅只要隨便找一個小型的單向可控硅即可，參數(shù)上無特殊要求）。

4、散熱風扇及數(shù)顯電壓表、電流表。風扇需要考慮散熱效果和噪音的相互兼顧，通常電源都是在較小功率輸出的情況下工作，只有在大功率輸出時使得有關器件大量發(fā)熱。我改裝的電源主要發(fā)熱部位是主開關管而不是整流管部位。自動風扇調(diào)速電路如下：

因為數(shù)顯電壓表、電流表的供電不能與改裝的可調(diào)電源共地，我手頭正好有一個電子游戲機里的電源，它有5V和12V輸出，正好用來分別單獨給散熱風扇及數(shù)顯電壓表、電流表供電。為了充分發(fā)揮電源的功能，我還給該5V輸出加了一個USB接口，給5V、12V在機殼后側(cè)加了一個固定電壓輸出端。

USB母接口的接線不要接反，一般要求USB接口的電壓值為4.75-5.25V。當僅用作電源接口時，它的兩個數(shù)據(jù)線端子可以空閑不接。

5、有關關鍵調(diào)試。

1）在調(diào)試過程中，以防萬一，最好在220V輸入端串接一只40W～60W的燈泡。實在感覺麻煩，也可以將開關電源總輸入端的保險管換成1A的，但這樣的保護效果要差一些。2）高頻自激和雜波的串入是主開關管巨熱的主要原因（有時伴有主開關變壓器的嘯叫聲），這也是可調(diào)電源不能改裝成功的主要原因。調(diào)試的要點就是避免及去除這些高頻自激和雜波干擾。

（另外造成主開關管巨熱的原因還有：TL494第8腳11腳輸出差異大、推動管C1815或C945參數(shù)差異、主開關管13007或13009參數(shù)差異、實際工作頻率偏差太大、主開關變壓器及推動變壓器異常等，但因為改裝前你的開關電源是工作正常的，所以這些更疑難的因素出現(xiàn)的可能性要少得多。一般不需要考慮它。）3）為了減少和避免高頻自激和雜波的串入，TL494至電壓調(diào)節(jié)電位器的引線盡量選用帶屏蔽的電線，實在沒有合適的屏蔽線，就一定要在電位器的中點、TL494的1腳、2腳等各個對應點（主要是涉及到輸入的點），對地加裝0.1μ的旁路電容，這一加裝電容是十分必要和有效的，千萬不能省略。至于使用陶瓷的、滌綸的、獨石的哪一種電容到是沒什么關系，只是在電容的容量上不要隨意增減。

4）原電路板的負反饋回路中，TL494第3腳至第2腳的反饋電路是47K電阻串0.01μ電容構(gòu)成。在改裝可調(diào)電源調(diào)試時，針對不同的輸出電壓和電流狀態(tài)，邊調(diào)整該電阻和電容的數(shù)值邊仔細傾聽主變壓器的聲音，把聲音調(diào)到最小，最好是調(diào)無，（如果有示波器，查看推動變壓器初級的波形能夠更容易調(diào)整，只要把雜波和反壓峰值盡量調(diào)小就行了），最終數(shù)值是電阻阻值減小為0Ω，電容增大到0.1μ。

5）改善輔助電源（即給TL494等供電的電源）的供電質(zhì)量。除了在該輔助電源輸出端加裝一個0.1μ的電容外，我用示波器發(fā)現(xiàn)該輔助電源開關管C極的反壓尖銳峰值很高，于是將其RC峰值吸收回路中的電阻值由100K變?yōu)?7K。此時，推動變壓器初級的波形得到了很大的改善，主開關管的發(fā)熱量也降低了很多。

6）如果經(jīng)過上述步驟主開關管還是過熱，可以適當提高電源的工作頻率。TL494的5、6腳的RC參數(shù)控制著主電源的工作頻率，我的電源原數(shù)值是16K+1000P，最后把16K電阻換成10K的電阻。（該電阻不能再小，如果阻值再小，當大負載輸出時，輸出電壓會明顯下降）。7）調(diào)試時的假負載。假負載要選用大功率電阻或電爐絲（原因是：因為其冷、熱態(tài)電阻幾乎不變，能夠比較容易的觀察到輸出電流的大小狀況）。8）用于輸出指示作用的電壓表和電流表，如果采用電子顯示表，它們不能和你的主電源共地，需要領用輔助的5V電源供電，兩塊表之間是可以共地的。

（三）、內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局和調(diào)試效果。

三、有關ATX高清電路圖。以下電路圖基本代表了常見的開關電源，因為word文檔需要壓縮而顯得不清晰及不成比例，下載到電腦后可以還原成放大的高清圖片：

第二篇：數(shù)控可調(diào)電源實習報告.

電 子 技 術 課 程 設 計 報 告 書 2012年 11 月 15 日 數(shù)控可調(diào)電源

一、設計任務與要求

1.本課程設計是在前導驗性認知實驗基礎上,進行更高層次的命題設計實 驗 ,要求學生在教師指導下獨立查閱資料,設計,安裝和調(diào)試特定功能的電子 電路

2.通過查找資料,選方案,設計電路,安裝調(diào)試,寫報告等環(huán)節(jié)的訓練。熟悉設計的過程,步驟,為以后從事電子電路設計,研制電子產(chǎn)品打下基礎 3.培養(yǎng)學生利用模擬, 數(shù)字電路知識, 解決電子線路中常見實際問題的能 力,使學生積累實際電子制作經(jīng)驗,目的在于鞏固基礎,注重設計,培養(yǎng)技能, 追求創(chuàng)新,走向?qū)嵱谩?/p>

二、方案設計與論證

方案

一、集成電路制做的數(shù)控可調(diào)電源它采用一定的工藝一個電路中所需 的二極管, 電阻, 電容和電感等元件及布線互連一起制作在一小塊或幾小塊半導 體晶片或介質(zhì)基片上然后封裝在一個管殼內(nèi)成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu) 其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個整體。這樣整個電路的體積大大縮小且引出

線和焊接點的數(shù)目也大為減少從而使電子元件向著微小型化、低功耗和高可靠 性方面邁進了一大步。集成電路具有體積小,重量輕,引出線和焊接點少,壽命 長,可靠性高,性能好等優(yōu)點。

方案

二、以 51系列單片機為控制單元,以數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832輸出參考電 壓,以該參考電壓控制電壓轉(zhuǎn)換模塊 LM350的輸出電壓大小。該電路設計簡單，應用廣泛,精度較高等特點。

三、單元電路設計與參數(shù)計算

主要由濾波電路,放大電路以及穩(wěn)壓電路組成

在 altium designer summer09軟件下進行原理圖設計以及 PCB 制作 放大倍數(shù) =R1+R2R2=6010=6

四、總原理圖及元器件清單 1.總原理圖如圖 1

圖 1 2.元器件清單如下

按照原理圖以及 PCB 進行焊接, 同時注意各元器件的連接順序, 電阻電容 的大小,開關的正負極 , 各引腳之間是否接通,有沒有短路等,距離很近的管腳

不能焊接在一起,在輸入端接入電壓,進行調(diào)試。

六、性能測試與分析

性能測試如下, 接線如圖 3所示, 左下角的模塊為直流電源, 電壓在 23伏左右, 它為右上角的最小系統(tǒng)和數(shù)控可調(diào)電源提供直流輸入電壓, 而最小模塊為數(shù)控可 調(diào)電源的 H1端提供觸發(fā)信號,同時輸出端子 H2接一萬用電表,通過萬用電表 測量電壓變化,每當最小系統(tǒng)為 H1提供一個觸發(fā)信號,通過下面的按鈕可以改 變電壓,每按一次,電壓降低(或升高 0.1伏,圖 4是測量某一電壓的效果圖

圖 3 圖 4

七、結(jié)論與心得

1、通過本次課程設計,我認識到了學懂書本上的知識和能夠運用書本上的 知識的差別, 懂得了理論與實踐相結(jié)合的重要性。知道了以后在學習我們的專業(yè) 知識時一定要理論與實踐兩手抓。

2、這次課程設計涉及到了很多的專業(yè)知識,比如模擬電子技術基礎、數(shù)字 電子技術基礎等是相關專業(yè)很重要的技術基礎課。

3、在課程設計過程中,我們先根據(jù)可數(shù)字可調(diào)電源的特點收集、選擇相關 資料, 再整理收集到的資料, 然后初步擬定放案, 再通過小組內(nèi)的同學進行幾次 方案的討論、修改,最后確定最終的方案。設計方案過程中,我主要是參與了原 理圖的制作, 為了能夠清晰明了地畫出我們想要的原理圖, 我另外學習了 Proteus 仿真軟件, 在我設計好了原理圖之后, 為了確保原理圖是否正確, 我又進行了每 一步的仿真,直到到達我們作品要求的條件。在繪制原理圖的過程中, 我遇到不懂得問題,或者是有更好的設計方案,都耐心的與我們小組其他成員 共同討論以求達到更好。

4、雖然本次設計在小組同學們的共同努力和合作下完成得還比較好, 但這是 我第一次進行實際的設計。因而在許多方面都還不熟練 , 對一些元器件的功能還 不完全了解,不能熟練運用,因而不能完全的一次性設計好該電路。特別是對 Proteus 仿真軟件還比較陌生,不能很好的使用它來對電路進行仿真,對它里面 的許多英文表示不能理解。但此次課程設計現(xiàn)已基本達到預期的目標和功能，經(jīng) 過本次設計我知道了要想設計出一個完善的電路原理圖并不是一件容易的事，因 此我將在以后的學習中加強這方面的學習，使自己在實際動手方面的能力得到進 一步的加強。

5、通過本次的課程設計我學到了許多知識。它還培養(yǎng)了我們獨立思考問題 解決問題的能力，加深了我們對知識的理解，有助于我們今后的學習。并且有助 于我們了解我們專業(yè)所從事的事業(yè)，給我們學習指明了方向。

6、最后，我認為我們的設計還是不夠完善，其中還有一些地方應該得到改進，比如說設計的數(shù)字可調(diào)電源所產(chǎn)生的電壓還不夠穩(wěn)定，希望通過以后的學習能夠 進一步的使該數(shù)字可調(diào)電源所產(chǎn)生的電壓穩(wěn)定。

八、參考文獻 1．楊素行.模擬電子技術基礎簡明教程.北京：高等教育出版社，2010.2．何希才.新型穩(wěn)壓電源及應用實例.北京:電子工業(yè)出版社，2004.3.徐小濤.數(shù)字電源技術及其應用.北京:人民郵電出版社,2011.4.余孟嘗.數(shù)字電子技術基礎簡明教程.北京:高等教育出版社，2011.5．邱關源.電路.北京:高等教育出版社，2010.6.還有通過網(wǎng)絡搜索等.

第三篇：電源完整性總結(jié)

1、電源系統(tǒng)噪聲余量分析

絕大多數(shù)芯片都會給出一個正常工作的電壓范圍，這個值通常是±5%。老式的穩(wěn)壓芯片的輸出電壓精度通常是±2.5%，因此電源噪聲的峰值幅度不應超過±2.5%。精 度是有條件的，包括負載情況，工作溫度等限制，因此要有余量。

電源噪聲余量計算

比如芯片正常工作電壓范圍為3.13V 到3.47V 之間，穩(wěn)壓芯片標稱輸出3.3V。安裝到電路板上后，穩(wěn)壓芯片輸出3.36V。那么容許電壓變化范圍為3.47-3.36=0.11V=110mV。穩(wěn)壓芯片輸出精度±1%，即±3.363*1%=±33.6 mV。電源噪聲余量為110-33.6=76.4 mV。

2、電源噪聲是如何產(chǎn)生

第一，穩(wěn)壓電源芯片本身的輸出并不是恒定的，會有一定的波紋。

第二，穩(wěn)壓電源無法實時響應負載對于電流需求的快速變化。穩(wěn)壓電源芯片通過感知其輸出電壓的變化，調(diào)整其輸出電流，從而把輸出電壓調(diào)整回額定輸出值。第三，負載瞬態(tài)電流在電源路徑阻抗和地路徑阻抗上產(chǎn)生的壓降，引腳及焊盤本身也會有寄生電感存在，瞬態(tài)電流流經(jīng)此路徑必然產(chǎn)生壓降，因此負載芯片電源引腳處的電壓會隨著瞬態(tài)電流的變化而波動，這就是阻抗產(chǎn)生的電源噪聲。

3、電容退耦

采用電容退耦是解決電源噪聲問題的主要方法。這種方法對提高瞬態(tài)電流的響應速度，降低電源分配系統(tǒng)的阻抗都非常有效。

3.1、從儲能的角度來說明電容退耦原理

當負載電流不變時，其電流由穩(wěn)壓電源部分提供，即圖中的I0，方向如圖所示。此時電容兩端電壓與負載兩端電壓一致，電流Ic 為0，電容兩端存儲相當數(shù)量的電荷，其電荷數(shù)量和電容量有關。當負載瞬態(tài)電流發(fā)生變化時，由于負載芯片內(nèi)部晶體管電平轉(zhuǎn)換速度極快，必須在極短的時間內(nèi)為負載芯片提供足夠的電流。但是穩(wěn)壓電源無法很快響應負載電流的變化，因此，電流I0 不會馬上滿足負載瞬態(tài)電流要求，因此負載芯片電壓會降低。但是由于電容電壓與負載電壓相同，因此電容兩端存在電壓變化。對于電容來說電壓變化必然產(chǎn)生電流，此時電容對負載放電，電流Ic 不再為0，為負載芯片提供電流。只要電容量C 足夠大，只需很小的電壓變化，電容就可以提供足夠大的電流，滿足負載態(tài)電流的要求。

相當于電容預先存儲了一部分電能，在負載需要的時候釋放出來，即電容是儲能元件。儲能電容的存在使負載消耗的能量得到快速補充，因此保證了負載兩端電壓不至于有太大變化，此時電容擔負的是局部電源的角色。

3.2、從阻抗的角度來理解退耦原理

我們可以用一個等效電源模型表示上面這個復合的電源系統(tǒng)

ΔV=ZΔI

從AB 兩點向左看過去，穩(wěn)壓電源以及電容退耦系統(tǒng)一起，可以看成一個復合的電源系統(tǒng)。這個電源系統(tǒng)的特點是：不論AB 兩點間負載瞬態(tài)電流如何變化，都能保證AB 兩點間的電壓保持穩(wěn)定，即AB 兩點間電壓變化很小。

我們的最終設計目標是，不論AB 兩點間負載瞬態(tài)電流如何變化，都要保持AB 兩點間電壓變化范圍很小，根據(jù)公式2，這個要求等效于電源系統(tǒng)的阻抗Z 要足夠低。

因此從等效的角度出發(fā)，可以說去耦電容降低了電源系統(tǒng)的阻抗。電容對于交流信號呈現(xiàn)低阻抗特性，因此加入電容，實際上也確實降低了電源系統(tǒng)的交流阻抗。

4、實際電容的特性

實際的電容器總會存在一些寄生參數(shù)，這些寄生參數(shù)在低頻時表現(xiàn)不明顯，但是高頻情

況下，其重要性可能會超過容值本身。

等效串聯(lián)電感（寄生電感）無法消除，只要存在引線，就會有寄生電感。這從磁場能量變化的角度可以很容易理解，電流發(fā)生變化時，磁場能量發(fā)生變化，但是不可能發(fā)生能量躍變，表現(xiàn)出電感特性。寄生電感會延緩電容電流的變化，電感越大，電容充放電阻抗就越大，反應時間就越長。

自諧振頻率點是區(qū)分電容是容性還是感性的分界點，高于諧振頻率時，“電容不再是電容”，因此退耦作用將下降。

AVX 生產(chǎn)的陶瓷電容不同封裝的各項參數(shù)值

電容的等效串聯(lián)電感和生產(chǎn)工藝和封裝尺寸有關，通常小封裝的電容等效串聯(lián)電感更低，寬體封裝的電容比窄體封裝的電容有更低的等效串聯(lián)電感。

在電路板上會放置一些大的電容，通常是坦電容或電解電容。這類電容有很低的ESL，但是ESR 很高，因此Q 值很低，具有很寬的有效頻率范圍，非常適合板級電源濾波。

電路的品質(zhì)因數(shù)越高，電感或電容上的電壓比外加電壓越高。Q 值越高在一定的頻偏下電流下降得越快，其諧振曲線越尖銳。也就是說電路的選擇性是由電路的品質(zhì)因素Q 所決定的，Q 值越高選擇性越好。

5、電容的安裝諧振頻率

充分理解電容的自諧振頻率和安裝諧振頻率非常重要，在計算系統(tǒng)參數(shù)時，實際使用的是安裝諧振頻率，而不是自諧振頻率。

電容自身存在寄生電感，從電容到達需要去耦區(qū)域的路徑上包括焊盤、一小段引出線、過孔、2 厘米長的電源及地平面，這幾個部分都存在寄生電感。相比較而言，過孔的寄生電感較大。過孔的直徑越大，寄生電感越小。過孔長度越長，電感越大。

過孔寄生電感計算公式：

其中：L 是過孔的寄生電感，單位是nH。h 為過孔的長度，和板厚有關，單位是英寸。d 為過孔的直徑，單位是英寸。

安裝后電容的諧振頻率發(fā)生了很大的偏移，使得小電容的高頻去耦特性被消弱。在進行電路參數(shù)設計時，應以這個安裝后的諧振頻率計算，因為這才是電容在電路板上的實際表現(xiàn)。安裝電感對電容的去耦特性產(chǎn)生很大影響，應盡量減小。

6、局部去耦設計方法

為保證邏輯電路能正常工作，表征電路邏輯狀態(tài)的電平值必須落在一定范圍內(nèi)。比如對于3.3V 邏輯，高電平大于2V 為邏輯1，低電平小于0.8V 為邏輯0。

把電容緊鄰器件放置，跨接在電源引腳和地引腳之間。正常時，電容充電，存儲一部分電荷。這樣電路轉(zhuǎn)換所需的瞬態(tài)電流不必再由VCC 提供，電容相當于局部小電源。因此電源端和地端的寄生電感被旁路掉了，寄生電感在這一瞬間沒有電流流過，因而也不存在感應電壓。通常是兩個或多個電容并聯(lián)放置，減小電容本身的串聯(lián)電感，進而減小電容充放電回路的阻抗。

注意：電容的擺放、安裝距離、安裝方法、電容選擇

7、從電源系統(tǒng)的角度進行去耦設計

從電源系統(tǒng)的角度進行去耦設計。該方法本著這樣一個原則：在感興趣的頻率范圍內(nèi)，使整個電源分配系統(tǒng)阻抗最低。

電源去耦注意：電源去耦涉及到很多問題：總的電容量多大才能滿足要求？如何確定這個值？選擇那些電容值？放多少個電容？選什么材質(zhì)的電容？電容如何安裝到電路板上？電容放置距離有什么要求？

7.1、Target Impedance（目標阻抗）

其中： DD V 為要進行去耦的電源電壓等級，常見的有5V、3.3V、1.8V、1.26V、1.2V 等。Ripple 為允許的電壓波動，典型值為2.5%。ΔIMAX 為負載芯片的最大瞬態(tài)電流變化量。

該定義可解釋為：能滿足負載最大瞬態(tài)電流供應，且電壓變化不超過最大容許波動范圍的情況下，電源系統(tǒng)自身阻抗的最大值。對目標阻抗有兩點需要說明： 目標阻抗是電源系統(tǒng)的瞬態(tài)阻抗，是對快速變化的電流表現(xiàn)出來的一種阻抗特性。2 目標阻抗和一定寬度的頻段有關。在感興趣的整個頻率范圍內(nèi)，電源阻抗都不能超過這個值。

7.2、需要多大的電容量

有兩種方法確定所需的電容量

第一種方法利用電源驅(qū)動的負載計算電容量。這種方法沒有考慮ESL 及ESR 的影響，因此很不精確。

第二種方法就是利用目標阻抗（Target Impedance）來計算總電容量，這是業(yè)界通用的方法。

先計算電容量，然后做局部微調(diào)，能達到很好的效果，如何進行局部微調(diào)。方法一：利用電源驅(qū)動的負載計算電容量

設負載（容性）為30pF，要在2ns 內(nèi)從0V 驅(qū)動到3.3V，瞬態(tài)電流為：

如果共有36 個這樣的負載需要驅(qū)動，則瞬態(tài)電流為：36*49.5mA=1.782A。假設容許電壓波動為：3.3*2.5%=82.5 mV，所需電容量為C=I*dt/dv=1.782A*2ns/0.0825V=43.2nF。

電容放電給負載提供電流，其本身電壓也會下降，但是電壓下降的量不能超過82.5 mV（容許的電壓波紋），這種計算沒什么實際意義。方法二：利用目標阻抗計算電容量

為了清楚的說明電容量的計算方法，我們用一個例子。要去耦的電源為1.2V，容許電 壓波動為2.5%，最大瞬態(tài)電流600mA

第一步：計算目標阻抗

第二步：確定穩(wěn)壓電源頻率響應范圍

和具體使用的電源片子有關，通常在DC 到幾百kHz 之間。這里設為DC 到100kHz。在100kHz 以下時，電源芯片能很好的對瞬態(tài)電流做出反應，高于100kHz 時，表現(xiàn)為很高的阻抗，如果沒有外加電容，電源波動將超過允許的2.5%。為了在高于100kHz 時仍滿足電壓波動小于2.5%要求，應該加多大的電容？ 第三步：計算bulk 電容量

當頻率處于電容自諧振點以下時，電容的阻抗可近似表示為：

頻率f 越高，阻抗越小，頻率越低，阻抗越大。在感興趣的頻率范圍內(nèi)，電容的最大阻抗不能超過目標阻抗，因此使用100kHz 計算（電容起作用的頻率范圍的最低頻率，對應電容最高阻抗）。

第四步：計算bulk 電容的最高有效頻率

當頻率處于電容自諧振點以上時，電容的阻抗可近似表示為：

頻率f 越高，阻抗越大，但阻抗不能超過目標阻抗。假設ESL 為5nH，則最高有效頻率為：

這樣一個大的電容能夠讓我們把電源阻抗在100kHz 到1.6MHz 之間控制在目標阻抗之下。當頻率高于1.6MHz 時，還需要額外的電容來控制電源系統(tǒng)阻抗。

第五步：計算頻率高于1.6MHz 時所需電容

如果希望電源系統(tǒng)在500MHz 以下時都能滿足電壓波動要求，就必須控制電容的寄生電感量。必須滿足2π f×Lmax ≤XMAX，所以有：

假設使用AVX 公司的0402 封裝陶瓷電容，寄生電感約為0.4nH，加上安裝到電路板上后過孔的寄生電感（本文后面有計算方法）假設為0.6nH，則總的寄生電感為1 nH。為了滿足總電感不大于0.16 nH 的要求，我們需要并聯(lián)的電容個數(shù)為：1/0.016=62.5 個，因此需要63 個0402 電容。為了在1.6MHz 時阻抗小于目標阻抗，需要電容量為：

因此每個電容的電容量為1.9894/63=0.0316 uF。

綜上所述，對于這個系統(tǒng)，我們選擇1 個31.831 uF 的大電容和63 個0.0316 uF 的小電容即可滿足要求。

7.3、相同容值電容的并聯(lián)

使用很多電容并聯(lián)能有效地減小阻抗。63 個0.0316 uF 的小電容（每個電容ESL 為1 nH）并聯(lián)的效果相當于一個具有0.159 nH ESL 的1.9908 uF 電容。

單個電容及并聯(lián)電容的阻抗特性如圖10 所示。并聯(lián)后仍有相同的諧振頻率，但是并聯(lián)電容在每一個頻率點上的阻抗都小于單個電容。

隨著頻率偏離諧振點，其阻抗仍然上升的很快。要在很寬的頻率范圍內(nèi)滿足目標阻抗要求，需要并聯(lián)大量的同值電容。這不是一種好的方法，造成極大地浪費。有些人喜歡在電路板上放置很多0.1uF 電容，如果你設計的電路工作頻率很高，信號變化很快，那就不要這樣做，最好使用不同容值的組合來構(gòu)成相對平坦的阻抗曲線。

7.4、不同容值電容的并聯(lián)與反諧振

容值不同的電容具有不同的諧振點。圖11 畫出了兩個電容阻抗隨頻率變化的曲線。

左邊諧振點之前，兩個電容都呈容性，右邊諧振點后，兩個電容都呈感性。在兩個諧振點之間，阻抗曲線交叉，在交叉點處，左邊曲線代表的電容呈感性，而右邊曲線代表的電容呈容性。

因此，兩條曲線的交叉點處會發(fā)生并聯(lián)諧振，這就是反諧振效應，該頻率點為反諧振點。

兩個容值不同的電容并聯(lián)后，阻抗曲線如圖12 所示。從圖12 中我們可以得出兩個結(jié)論：

a 不同容值的電容并聯(lián)，其阻抗特性曲線的底部要比圖10 阻抗曲線的底部平坦得多（雖然存在反諧振點，有一個阻抗尖峰），因而能更有效地在很寬的頻率范圍內(nèi)減小阻抗。

b 在反諧振（Anti-Resonance）點處，并聯(lián)電容的阻抗值無限大，高于兩個電容任何一個單獨作用時的阻抗。并聯(lián)諧振或反諧振現(xiàn)象是使用并聯(lián)去耦方法的不足之處。

對于那些頻率值接近反諧振點的，由于電源系統(tǒng)表現(xiàn)出的高阻抗，使得這部分噪聲或信號能量無法在電源分配系統(tǒng)中找到回流路徑，最終會從PCB 上發(fā)射出去（空氣也是一種介質(zhì)，波阻抗只有幾百歐姆），從而在反諧振頻率點處產(chǎn)生嚴重的EMI問題。

解決辦法：并聯(lián)電容去耦的電源分配系統(tǒng)一個重要的問題就是：合理的選擇電容，盡可能的壓低反諧振點處的阻抗。

7.5、ESR 對反諧振（Anti-Resonance）的影響

實際電容除了LC 之外，還存在等效串聯(lián)電感ESR，因此，反諧振點處的阻抗也不會

是無限大的。實際上，可以通過計算得到反諧振點處的阻抗為：

其中，X為反諧振點處單個電容的阻抗虛部（均相等）。

現(xiàn)代工藝生產(chǎn)的貼片電容，等效串聯(lián)阻抗很低，因此就有辦法控制電容并聯(lián)去耦時反諧振點處的阻抗。等效串聯(lián)電感ESR 使整個電源分配系統(tǒng)的阻抗特性趨于平坦。

7.6、怎樣合理選擇電容組合

瞬態(tài)電流的變化相當于階躍信號，具有很寬的頻譜。因而，要對這一電流需求補償，就必須在很寬的頻率范圍內(nèi)提供足夠低的電源阻抗。

注意：選擇電容組合，要考慮的問題很多，比如選什么封裝、什么材質(zhì)、多大的容值、容值的間隔多大、主時鐘頻率及其各次諧波頻率是多少、信號上升時間等等，這需要根據(jù)具體的設計來專門設計。解決方法：

低頻段：通常，用鉭電容或電解電容來進行板級低頻段去耦（需要提醒一點的是，最好用幾個或多個電容并聯(lián)以減小等效串聯(lián)電感。這兩種電容的Q 值很低，頻率選擇性不強，非常適合板級濾波）。

高頻段：高頻小電容的選擇有些麻煩，需要分頻段計算。可以把需要去耦的頻率范圍分成幾段，每一段單獨計算，用多個相同容值電容并聯(lián)達到阻抗要求，不同頻段選擇的不同的電容值。但這種方法中，頻率段的劃分要根據(jù)計算的結(jié)果不斷調(diào)整。一般劃分3 到4 個頻段就可以了，這樣需要3 到4 個容值等級。實際上，選擇的容值等級越多，阻抗特性越平坦，但是沒必要用非常多的容值等級，阻抗的平坦當然好，但是我們的最終目標是總阻抗小于目標阻抗，只要能滿足這個要求就行。

電容的并聯(lián)存在反諧振，設計時要注意，盡量不要讓時鐘頻率的各次諧波落在反諧振頻率附近。

還有一點要注意，容值的等級不要超過10 倍。比如你可以選類似0.1、0.01、0.001 這樣的組合。因為這樣可以有效控制反諧振點阻抗的幅度，間隔太大，會使反諧振點阻抗很大，最終目標是反諧振點阻抗能滿足要求。

高頻小電容的選擇，要想得到最優(yōu)組合，是一個反復迭代尋找最優(yōu)解的過程。最好的辦法就是先粗略計算一下大致的組合，然后用電源完整性仿真軟件做仿真，再做局部調(diào)整，能滿足目標阻抗要求即可，這樣直觀方便，而且控制反諧振點比較容易。而且可以把電源平面的電容也加進來，聯(lián)合設計。

圖13 是一個電容組合的例子。這個組合中使用的電容為：2 個680uF 鉭電容，7 個2.2uF陶瓷電容（0805 封裝），13 個0.22uF 陶瓷電容（0603 封裝），26 個0.022uF 陶瓷電容（0402封裝）。圖中，上部平坦的曲線是680uF 電容的阻抗曲線，其他三個容值的曲線為圖中的三個V 字型曲線，從左到右一次為2.2uF、0.22uF、0.022uF。

小電容的介質(zhì)一般常規(guī)設計中都選則陶瓷電容。NP0 介質(zhì)電容的ESR 要低得多，對于有更嚴格阻抗控制的局部可以使用，但是注意這種電容的Q 值很高，可能引起嚴重的高頻振鈴，使用時要注意。

因此，電容封裝尺寸、容值要聯(lián)合考慮?？傊罱K目標是，用最少的電容達到目標阻抗要求，減輕安裝和布線的壓力。

7.7、電容的去耦半徑

電容去耦的一個重要問題是電容的去耦半徑：電容擺放要盡量靠近芯片 第一：減小回路電感

第二：電容去耦半徑（超出了它的去耦半徑，電容將失去它的去耦的作用）理解去耦半徑最好的辦法就是考察噪聲源和電容補償電流之間的相位關系。當芯片對電流的需求發(fā)生變化時，會在電源平面的一個很小的局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電壓擾動，電容要補償這一電流（或電壓），就必須先感知到這個電壓擾動。信號在介質(zhì)中傳播需要一定的時間，因此從發(fā)生局部電壓擾動到電容感知到這一擾動之間有一個時間延遲。同樣，電容的補償電流到達擾動區(qū)也需要一個延遲。因此必然造成噪聲源和電容補償電流之間的相位上的不一致。

特定的電容，對與它自諧振頻率相同的噪聲補償效果最好，我們以這個頻率來衡量這種相位關系。設自諧振頻率為f，對應波長為λ，補償電流表達式可寫為：

其中，A 是電流幅度，R 為需要補償?shù)膮^(qū)域到電容的距離，C 為信號傳播速度。當擾動區(qū)到電容的距離達到λ 4 時，補償電流的相位為π，和噪聲源相位剛好差180度，即完全反相。此時補償電流不再起作用，去耦作用失效，補償?shù)哪芰繜o法及時送達。

解決方法：。為了能有效傳遞補償能量，應使噪聲源和補償電流的相位差盡可能的小，最好是同相位的。距離越近，相位差越小，補償能量傳遞越多，如果距離為0，則補償能量百分之百傳遞到擾動區(qū)。這就要求噪聲源距離電容盡可能的近，要遠小于λ4。

實際應用中，這一距離最好控制在λ/40～λ/50 之間，這是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。大電容小電容擺放位置：不同的電容，諧振頻率不同，去耦半徑也不同。

第一：對于大電容，因為其諧振頻率很低，對應的波長非常長，因而去耦半徑很大，這也是為什么我們不太關注大電容在電路板上放置位置的原因。

第二：對于小電容，因去耦半徑很小，應盡可能的靠近需要去耦的芯片，這正是大多數(shù)資料上都會反復強調(diào)的，小電容要盡可能近的靠近芯片放置。

7.8、電容的安裝方法

電容的擺放

容值最小的電容，有最高的諧振頻率，去耦半徑最小，因此放在最靠近芯片的位置。容值稍大些的可以距離稍遠，最外層放置容值最大的。但是，所有對該芯片去耦的電容都盡量靠近芯片。

還有一點要注意，在放置時，最好均勻分布在芯片的四周，對每一個容值等級都要這樣。通常芯片在設計的時候就考慮到了電源和地引腳的排列位置，一般都是均勻分布在芯片的四個邊上的。因此，電壓擾動在芯片的四周都存在，去耦也必須對整個芯片所在區(qū)域均勻去耦。如果把上圖中的680pF 電容都放在芯片的上部，由于存在去耦半徑問題，那么就不能對芯片下部的電壓擾動很好的去耦。

電容的安裝

在安裝電容時，要從焊盤拉出一小段引出線，然后通過過孔和電源平面連接，接地端也是同樣。這樣流經(jīng)電容的電流回路為：電源平面->過孔->引出線->焊盤->電容->焊盤->引出線->過孔->地平面，圖15 直觀的顯示了電流的回流路徑。

放置過孔的基本原則就是讓這一環(huán)路面積最小，進而使總的寄生電感最小。

第一種方法從焊盤引出很長的引出線然后連接過孔，這會引入很大的寄生電感，一定要避免這樣做，這時最糟糕的安裝方式。

第二種方法在焊盤的兩個端點緊鄰焊盤打孔，比第一種方法路面積小得多，寄生電感也較小，可以接受。

第三種方法在焊盤側(cè)面打孔，進一步減小了回路面積，寄生電感比第二種更小，是比較好的方法。

第四種方法在焊盤兩側(cè)都打孔，和第三種方法相比，相當于電容每一端都是通過過孔的并聯(lián)接入電源平面和地平面，比第三種寄生電感更小，只要空間允許，盡量用這種方法。

第五種方法在焊盤上直接打孔，寄生電感最小，但是焊接是可能會出現(xiàn)問題，是否使用要看加工能力和方式。

注意：（1）推薦使用第三種和第四種方法。

（2）需要強調(diào)一點：有些工程師為了節(jié)省空間，有時讓多個電容使用公共過孔。任何情況下都不要這樣做。最好想辦法優(yōu)化電容組合的設計，減少電容數(shù)量。由于印制線越寬，電感越小，從焊盤到過孔的引出線盡量加寬，如果可能，盡量和焊盤寬度相同。這樣即使是0402 封裝的電容，你也可以使用20mil 寬的引出線。

對于大尺寸的電容，比如板級濾波所用的鉭電容，推薦用圖18 中的安裝方法

第四篇：電源車總結(jié)

電源車工作總結(jié)及后續(xù)工作建議

9月26日凌晨五點，第一批電源車的改裝最終完成。最近兩天，腦子里全是電源車改裝過程點點滴滴，其中有收獲也存在許多問題，還望公司領導和其他同事一起發(fā)現(xiàn)和解決問題。

項目簡介及收獲

電源車的工作包括方案確定、機械結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)設計、外協(xié)外購件工作、車廂及卷線機構(gòu)的制造與組裝、液壓系統(tǒng)組建及液壓管路布置、電源車試車調(diào)試。

首先公司的能力值得肯定，電源車完滿改裝完成，且交付使用。從接項目到交付使用，從設計到制造，對公司的能力都是肯定。

存在問題

從最初的項目承接到最后的交付產(chǎn)品，可以說，公司為電源車的事，處處開綠燈。但是，最后用戶的滿意程度，卻不容樂觀。我以個人的感受分兩個方面闡述： 1.管理問題

1)項目負責制管理體系混亂，缺乏項目管理經(jīng)驗。導致為電源車投入的人力物力太多，浪費太大，結(jié)果只能物超所值。2)項目負責及各分負責人缺乏全局性，分工模糊，分工不細，最后導致管理人員喊累，員工坐玩，且工作不能如期完成的被動局面，交貨日期一拖再拖，嚴重影響公司形象。

2.專業(yè)問題

1)設計方案缺少評審，產(chǎn)品制作容易出現(xiàn)缺陷，無形地增大返工及維修工作量，導致生產(chǎn)周期延長；

2)制作過程缺乏檢驗人員，制作質(zhì)量把關不嚴，導致產(chǎn)品做工粗糙，影響公司形象；

3)液壓管路布置缺乏經(jīng)驗，對外協(xié)人員的工作也無特殊要求，更無專業(yè)人員檢驗，導致管路布置混亂不堪，無美觀可言，嚴重影響用戶滿意度；

4)專業(yè)人員缺乏團隊精神，專業(yè)素質(zhì)修養(yǎng)不高，專業(yè)人員應坦陳接受好建議，從而制作出高水平高質(zhì)量的產(chǎn)品，提升公司對外形象。

5)產(chǎn)品調(diào)試模糊，無安全調(diào)試和全工況調(diào)試環(huán)節(jié)，以至于產(chǎn)品遭遇特殊工況時，產(chǎn)品壽命低，售后工作量大且多。

后續(xù)工作建議

1.根據(jù)用戶反饋意見，召開問題分析研討會，并初步確定改進方案。

2.開展用戶及設計人員交流會，通過現(xiàn)場交流確定改裝要求及分析設計難度，以此減少此前的不良影響，挽回公司形象及用戶信心。

3.成立電源車項目負責小組，明確任務及責任，提出具體獎懲辦法。以此來減少公司投入，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化?？偨Y(jié)寫的都是我個人的感受，希望語氣，其他同事和領導不要介意，目的自為更好工作，提升企業(yè)對外形象。

公司形象=好產(chǎn)品=好設計+精美制作

文二明 2011/9/27

第五篇：電源項目總結(jié)

電源小結(jié)

電源PCB布板注意：

1電源線上打過孔，增加散熱能力。

單點接地 或單點接電容，讓干擾通過電容濾波后，再去下一級。變壓器的次級出來 與整流二極管連接的距離盡量的短，防止輻射。

4.電容之類的要遠離

發(fā)熱元器件。

選型要點：

1變壓器次級的濾波電容 選型要點： 選小的ESR 等效內(nèi)阻。（內(nèi)阻大了，高頻經(jīng)過這里，會使電容發(fā)熱，時間久了，變壓器會鼓起來）變壓器次級的二極管 要選用快恢復的 肖基特二極管

選用壓降低的（大電流時特別重要，p=ui.低的，在二極管上消耗的功率就小了。管子就不會發(fā)熱的太厲害）

所以要選導通壓降