原標題：開關電源的一些經典問題詳細解答

開關電源作為一種交直流電轉換的電源裝置，在現代電子設備中扮演著至關重要的角色。以下是對開關電源一些經典問題的詳細解答：

一、開關電源變壓器相關問題

1. 開關電源變壓器如果用銅帶取代漆包線，其允許通過的電流怎么計算？

• 如果開關電源變壓器用銅帶取代漆包線，銅帶（漆包線）的渦流損耗可以大大減小，工作頻率可以相應提高，但直流損耗幾乎不變。銅帶允許通過的電流密度一般不要超過4.5A/平方毫米。電流密度等于電流除以導體的截面積，導體的截面積等于厚度（如0.1mm）乘以寬度（銅帶的寬度）。

2. 降低變壓器的溫升有哪些具體方法？

• 降低變壓器磁芯的最大磁通增量（Bm）的取值，因為變壓器磁芯的損耗（磁滯損耗和渦流損耗）與磁通密度的平方成正比。

• 降低開關電源的工作頻率，因為變壓器磁芯的損耗（磁滯損耗和渦流損耗）與工作頻率成正比。

• 降低線圈的損耗，線圈的損耗（主要是渦流損耗）與工作頻率成正比。降低線圈的直流損耗必須降低導線的電流密度，一般漆包線的電流密度不能超過4.5A/平方毫米。

二、開關電源工作原理及性能問題

1. 反激式開關電源的占空比主要由什么決定？

• 反激式開關電源的占空比主要由輸入電壓和開關電源管的耐壓來決定。當輸入電壓變化時，占空比也要跟著變化。例如，當輸入電壓為AC260V時，如果電源開關管的耐壓為650V，則占空比大約為0.306；當輸入電壓為AC170V時，占空比大約為0.5；當輸入電壓低于AC170V時，占空比大于0.5。但不管輸入電壓如何變化，開關電源都會通過改變占空比來達到穩定（或改變）輸出電壓的數值。

2. 正激式開關電源與反激式開關電源有何區別？

• 正激式開關電源在電源開關管導通時向負載提供功率輸出，而關斷時沒有功率輸出。反激式開關電源則正好相反，電源開關管導通時只向變壓器存儲能量，沒有給負載提供功率輸出，僅在電源開關管關斷時才向負載提供輸出。

• 正激式開關電源的變壓器主要起到耦合能量的作用，不具有儲能功能，需要考慮磁復位問題。而反激式開關電源的變壓器不僅起到變換電壓傳輸能量的作用，同時還起到儲能電感的作用。

3. 反饋環路的增益如何設計才能既穩定又不振蕩？

• 反饋環路的增益既不是越大越好，也不是越小越好。當反饋環路的增益過高時，輸出電壓會圍繞著平均值來回跟蹤，導致輸出電壓上下波動很厲害。增益越高，波動的幅度就越大，嚴重時會出現振蕩。當反饋環路的增益過低時，輸出電壓又會不穩定，因為電壓跟蹤不到位，會存在一個滯后誤差。

• 為了使輸出電壓穩定但又不發生振蕩，一般都把反饋環路分成三個回路來組成：一個回路用來決定微分增益的大小，另一個回路用來決定積分增益的大小，還有一個回路用來決定直流增益的大小。這樣做的目的是在誤差信號很小的時候環路增益很大，而在誤差信號很大的時候環路增益又會變小，即誤差放大器的增益是動態的。通過仔細調節這三個反饋環路的增益，可以實現開關電源既穩定又不出現振蕩。

三、開關電源調試與故障排查問題

1. 開關電源調試時常見的輸出電壓異常問題有哪些原因？

• 輸出電壓過高或過低：可能是由于反饋回路故障、基準電壓不準確、變壓器匝數比不合適等原因引起。例如，反饋電阻阻值變化、光耦損壞等都可能導致輸出電壓偏離設定值。

• 電壓不穩定：在負載變化或輸入電壓波動時，輸出電壓出現較大幅度的波動。這可能是由于穩壓控制電路響應速度慢、濾波電容容量不足或損壞等原因造成。

2. 開關電源產生電磁干擾的主要原因是什么？

• 開關電源產生電磁干擾最嚴重的地方是開關變壓器的初、次級線圈組成的電路。其干擾會通過感應對其他電路產生輻射和傳導干擾。傳導干擾和輻射干擾最嚴重的地方是電源線，因為電源線很容易成為輻射源的半波振子天線，另外它又與外線路進行連接，很容易把干擾信號傳輸給其他設備。所以在開關電源的輸入端一定要對電源線進行有效隔離。

3. 開關電源中的功率開關管發熱嚴重可能有哪些原因？

• 功率開關管在導通和截止過程中會產生較大的功耗。如果散熱設計不合理（如散熱片面積過小、風道不暢等），就會導致開關管溫度過高。此外，功率開關管老化、驅動不足導致導通電阻增大，以及變壓器設計不合理或工作在飽和狀態導致發熱嚴重，也是可能的原因。

四、其他常見問題

1. 如何優化選擇反激式電源開關頻率？

• 反激式開關電源工作頻率的選擇主要與開關電源的工作效率和體積大小有關。而開關電源的工作效率又主要與開關電源管、開關變壓器的損耗（磁滯損耗和渦流損耗）有關，這兩者的損耗均與頻率成正比。因此，在選擇工作頻率時需要綜合考慮效率和體積的需求。

2. 開關電源中的高頻紋波是如何產生的？

• 高頻紋波主要由開關頻率及其諧波引起。通常是由于輸出濾波電容容量不足、電感值不合適或PCB布局不合理導致。例如，濾波電容的等效串聯電阻（ESR）過大，會使高頻紋波無法有效濾除。

綜上所述，開關電源的經典問題涉及多個方面，包括變壓器設計、工作原理及性能、調試與故障排查以及其他常見問題等。通過深入理解和掌握這些問題及其解決方法，可以更好地設計和使用開關電源。