對于每個電路設(shè)計者來說，電源基本上是百分之百會遇到的問題，在以嵌入式設(shè)計為主的設(shè)計中，更是如此。對于很多的弱電設(shè)計者來說，功率電子方面的知識就很欠缺了，當然在設(shè)計硬件時，就會遇到這樣那樣的問題。電源的問題也是博大精深，本文就電源設(shè)計方面介紹關(guān)于電源設(shè)計的基礎(chǔ)知識。

一、為什么要掌握電源設(shè)計的基礎(chǔ)

電源或許沒有IC控制器那么強大的功能，但是它有自己的基本原則，如果在設(shè)計電源的時候沒有遵守這些原則，就會遇到很多麻煩，導(dǎo)致正常的工作無法進行。舉一個簡單的例子，開關(guān)電源是電子產(chǎn)品中通常都需要使用的，它具有一個PWM控制器，可以打開以及關(guān)閉電壓提供所需的電壓和電平，如果沒有正確濾除高速開關(guān)產(chǎn)生的噪聲，將會影響負載電路。

如果沒有正確掌握電源設(shè)計的基本原理，在設(shè)計的時候可能會遇到影響電源本身性能的問題。未能解決電源問題可能導(dǎo)致電源過熱。如果忽略瞬態(tài)保護，就會造成浪涌損壞。為了不讓這些事情發(fā)生，就需要對一些電源設(shè)計基礎(chǔ)知識有一定的了解。

二、電源關(guān)鍵部件介紹

設(shè)計電源的關(guān)鍵部件有以下幾個：

(1)變壓器

變壓器用于隔離電源。它將主交流電壓降低到較低的值，然后將其饋入整流器電路。在設(shè)計隔離電源時，選擇具有正確匝數(shù)比和額定電流的變壓器非常重要。

(2)橋式整流器

如果需要一個橋式整流器將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。橋式整流器由4個二極管組成，排列如下圖所示。電容器與橋式整流器輸出并聯(lián)，以平滑直流紋波。

(3)PWM控制器

如果你正在使用開關(guān)模式電源，則需要在設(shè)計中包含一個PWM控制器。PWM控制器連接到功率MOSFET，該MOSFET充當以特定占空比工作的開關(guān)。PWM控制器可用于降壓、升壓或降壓-升壓電源配置。

PWM驅(qū)動的電源效率更高，產(chǎn)生的熱量更少。MOSFET的輸出是一系列高頻直流脈沖，由LC濾波器平滑。LC濾波器還充當?shù)屯V波器，防止高頻噪聲潛入負載電路。

三、如何降低電源設(shè)計中產(chǎn)生的熱量

無論是在設(shè)計線性電源還是開關(guān)電源，熱管理都非常重要，雖然開關(guān)電源產(chǎn)生的熱量較少，但是也要確保熱量能夠有效地散出，通常可以使用散熱片，增加散熱孔等方法驅(qū)散功率MOSFET的熱量。需要注意的是，在設(shè)計電源的時候，必須設(shè)計在額定電流下可靠運行，因此，走線寬度要足夠大，便于在不退化的情況下處理最大電流。