原标题：开关电源的一些经典问题详细解答

开关电源作为一种交直流电转换的电源装置，在现代电子设备中扮演着至关重要的角色。以下是对开关电源一些经典问题的详细解答：

一、开关电源变压器相关问题

1. 开关电源变压器如果用铜带取代漆包线，其允许通过的电流怎么计算？

• 如果开关电源变压器用铜带取代漆包线，铜带（漆包线）的涡流损耗可以大大减小，工作频率可以相应提高，但直流损耗几乎不变。铜带允许通过的电流密度一般不要超过4.5A/平方毫米。电流密度等于电流除以导体的截面积，导体的截面积等于厚度（如0.1mm）乘以宽度（铜带的宽度）。

2. 降低变压器的温升有哪些具体方法？

• 降低变压器磁芯的最大磁通增量（Bm）的取值，因为变压器磁芯的损耗（磁滞损耗和涡流损耗）与磁通密度的平方成正比。

• 降低开关电源的工作频率，因为变压器磁芯的损耗（磁滞损耗和涡流损耗）与工作频率成正比。

• 降低线圈的损耗，线圈的损耗（主要是涡流损耗）与工作频率成正比。降低线圈的直流损耗必须降低导线的电流密度，一般漆包线的电流密度不能超过4.5A/平方毫米。

二、开关电源工作原理及性能问题

1. 反激式开关电源的占空比主要由什么决定？

• 反激式开关电源的占空比主要由输入电压和开关电源管的耐压来决定。当输入电压变化时，占空比也要跟着变化。例如，当输入电压为AC260V时，如果电源开关管的耐压为650V，则占空比大约为0.306；当输入电压为AC170V时，占空比大约为0.5；当输入电压低于AC170V时，占空比大于0.5。但不管输入电压如何变化，开关电源都会通过改变占空比来达到稳定（或改变）输出电压的数值。

2. 正激式开关电源与反激式开关电源有何区别？

• 正激式开关电源在电源开关管导通时向负载提供功率输出，而关断时没有功率输出。反激式开关电源则正好相反，电源开关管导通时只向变压器存储能量，没有给负载提供功率输出，仅在电源开关管关断时才向负载提供输出。

• 正激式开关电源的变压器主要起到耦合能量的作用，不具有储能功能，需要考虑磁复位问题。而反激式开关电源的变压器不仅起到变换电压传输能量的作用，同时还起到储能电感的作用。

3. 反馈环路的增益如何设计才能既稳定又不振荡？

• 反馈环路的增益既不是越大越好，也不是越小越好。当反馈环路的增益过高时，输出电压会围绕着平均值来回跟踪，导致输出电压上下波动很厉害。增益越高，波动的幅度就越大，严重时会出现振荡。当反馈环路的增益过低时，输出电压又会不稳定，因为电压跟踪不到位，会存在一个滞后误差。

• 为了使输出电压稳定但又不发生振荡，一般都把反馈环路分成三个回路来组成：一个回路用来决定微分增益的大小，另一个回路用来决定积分增益的大小，还有一个回路用来决定直流增益的大小。这样做的目的是在误差信号很小的时候环路增益很大，而在误差信号很大的时候环路增益又会变小，即误差放大器的增益是动态的。通过仔细调节这三个反馈环路的增益，可以实现开关电源既稳定又不出现振荡。

三、开关电源调试与故障排查问题

1. 开关电源调试时常见的输出电压异常问题有哪些原因？

• 输出电压过高或过低：可能是由于反馈回路故障、基准电压不准确、变压器匝数比不合适等原因引起。例如，反馈电阻阻值变化、光耦损坏等都可能导致输出电压偏离设定值。

• 电压不稳定：在负载变化或输入电压波动时，输出电压出现较大幅度的波动。这可能是由于稳压控制电路响应速度慢、滤波电容容量不足或损坏等原因造成。

2. 开关电源产生电磁干扰的主要原因是什么？

• 开关电源产生电磁干扰最严重的地方是开关变压器的初、次级线圈组成的电路。其干扰会通过感应对其他电路产生辐射和传导干扰。传导干扰和辐射干扰最严重的地方是电源线，因为电源线很容易成为辐射源的半波振子天线，另外它又与外线路进行连接，很容易把干扰信号传输给其他设备。所以在开关电源的输入端一定要对电源线进行有效隔离。

3. 开关电源中的功率开关管发热严重可能有哪些原因？

• 功率开关管在导通和截止过程中会产生较大的功耗。如果散热设计不合理（如散热片面积过小、风道不畅等），就会导致开关管温度过高。此外，功率开关管老化、驱动不足导致导通电阻增大，以及变压器设计不合理或工作在饱和状态导致发热严重，也是可能的原因。

四、其他常见问题

1. 如何优化选择反激式电源开关频率？

• 反激式开关电源工作频率的选择主要与开关电源的工作效率和体积大小有关。而开关电源的工作效率又主要与开关电源管、开关变压器的损耗（磁滞损耗和涡流损耗）有关，这两者的损耗均与频率成正比。因此，在选择工作频率时需要综合考虑效率和体积的需求。

2. 开关电源中的高频纹波是如何产生的？

• 高频纹波主要由开关频率及其谐波引起。通常是由于输出滤波电容容量不足、电感值不合适或PCB布局不合理导致。例如，滤波电容的等效串联电阻（ESR）过大，会使高频纹波无法有效滤除。

综上所述，开关电源的经典问题涉及多个方面，包括变压器设计、工作原理及性能、调试与故障排查以及其他常见问题等。通过深入理解和掌握这些问题及其解决方法，可以更好地设计和使用开关电源。