作者：电源技能成长记

LLC谐振变换器具有软开关、易于磁集成、高密度、低EMI和高效率等优势，已在工业界得到了广泛的应用。这里分享一个常用的PFC+LLC级联式电源方案，原理框图如图1所示。

市电（185～240V）输入，由EMI滤波器进行滤波，再经过整流桥整流为直流电，通过对输入电压和开关管电流采样，实现电流与电流同相位调制，提高输入侧功率因数。Boost PFC电路将输入的交流电经整流和升压变为400V直流电。半桥LLC谐振电路功率级包括：开关网络、谐振腔、变压器和全波整流四部分。

开关网络将直流电转换为占空比为0.5的方波电压，谐振腔滤除电流的高次谐波，谐振电流为正弦波。方波电压经高频变压器变换为低压方波信号，由全波整流电路整流为直流电源，最后，接至直流电子负载。电源采用电压单闭环控制，电压采样电路对输出电压采样，由PI调节器连接到控制器反馈引脚。电流采样电路对谐振腔电流采样，电流信号接至控制器过流保护引脚。PI输出信号由UCC25600电源控制器中的压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator, VCO）转换为频率信号用于开关管驱动，驱动采用变压器隔离，连接到开关管门极。LLC变换器是通过改变工作频率的方式，调节谐振腔阻抗，实现电压稳定输出。

图1 级联式AC-DC电源架构（PFC+LLC）

前级Boost PFC硬件参考电路如图2所示。

(a) PFC功率级电路

(b) NCP1654控制电路

LLC谐振变换器参考电路。

(c) 功率回路电气图

(d) 驱动电路

(e) 辅助供电

图2 级联式AC-DC硬件电路（PFC+LLC）

样机调试波形

前级PFC输入电压、电流波形如图3所示……

原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5986.html

作者：开关电源分析

MOS管是FET的一种，可以被制作成增强型和耗尽型，P沟道或N沟道类型，在我们开关电源设计时，一般使用的是增强型N沟道MOS和增强型P沟道这两类MOS管，对于这两类MOS管，我们更常见的应该是NMOS，这是因为我们在选型时都会考虑MOS的导通电阻、最大电压、最大电流等等因素，相对于P沟道的MOS管，N沟道的MOS管导通电阻较小，且较于容易制作，所以开关电源中一般都采用NMOS。

我们在电路图中一般都可以看到，MOS管的漏极和源极之间有一个寄生二极管，这个二极管我们称为体二极管，在驱动负载时，这个二极管起着很重要的作用，还有在原理图上看不到的是MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，而这个寄生电容对于我们电源设计人员选择驱动电路时会麻烦一些，但这个是由于制造工艺限制产生的，是无法避免的。

对于MOS管导通，N沟道和P沟道是不一样的，对于N沟道的MOS管，当Vgs大于一定数值就会导通，所以这类MOS管适合用于源极接地的低端驱动，只要栅极电压达到4V或者10V就可以了；而对于PMOS管，当Vgs小于一定的数值就会导通，适合用于源极接VCC的高端驱动，虽然PMOS可以很方便的用于高端驱动，但是由于导通电阻大，价格贵、替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是选择使用NMOS。

不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量， 这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率 MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有。MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流 过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损 失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，损失也越大。导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。缩短开关时间，可以减小每次导通时 的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。

下面，我们以一个例子来简单说一下NMOS的工作原理：

Vl和Vh分别是低端和高端的电源，两个电压可以是相同的，但是Vl不应该超过Vh。

Q1 和Q2 组成了一个反置的图腾柱，用来实现隔离，同时确保两只驱动管Q3 和Q4 不会同时导 通。

R2 和R3 提供了PWM电压基准，通过改变这个基准，可以让电路工作在PWM信号波形比较陡 直的位置。

Q3 和Q4 用来提供驱动电流，由于导通的时候，Q3 和Q4 相对Vh和GND最低都只有一个Vce 的压降，这个压降通常只有 0.3V左右，大大低于 0.7V的Vce……

原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5985.html

作者：硬件工程师炼成之路

要想回答上面这些问题，我们首先需要了解偏置电流和失调电流到底是怎么产生的。

偏置电流、失调电流是什么？

我们前面说过，理想运放的同相端和反相端的输入电流为0，所以才有“虚断”的说法，但是实际运放的输入管脚都会流入或流出少量的电流，并且经常同相端的电流和反相端的电流还不相等。

我们如果将流入同相端的电流用Ib+表示，流入反相端的电流用Ib-表示，那么放大器的输入偏置电流Ib就是Ib+和Ib-的平均值，即Ib=(Ib+ + Ib-)/2。

可以看到，偏置电流就是同相和反相端电流的平均值，而失调电流，衡量的是2相电流之间的差异。

我们还是以前几期的LM2904举例子，如下图：

图中标注IB就是LM2904的输入偏置电流，典型值为-20nA，Ios为输入失调电流，典型值为2nA。失调电流是偏置电流的十分之一，说明这个放大器同相端和反相端的电流还是比较接近的。

那么偏置电流是如何产生的呢？

偏置电流的来源

显然，偏置电流取决于流入或流出放大器同相端和反相端电流的大小，这自然和放大器输入级的构造晶体管类型有莫大的关系。

我们知道，晶体管有好几种，比如双极性晶体管BJT，结型场效应晶体管（JFET）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。然后它们又分什么NPN，PNP，N沟通，P沟道，这样算起来种类还是不少的。

就输入阻抗而言，一般是MOSFET>JFET>BJT的，我是怎么记住这个的呢？我没有刻意去记住，而是理解的方式，脑子里面回想下这几个管子的结构也就出来了，这里也分享一下。

大体是这样的：

BJT三极管我们应该都比较熟，其是电流驱动的，其放大的时候，要给它合适偏置，b和e之间是有正向电压的，是一个有正向压降的PN结，处于放大区的时候里面是有电流流动的。

JFET分立管子用得非常少，我到目前还没用过这个，但是教材上都有这个器件的结构，集成运放也是有这种结构的，其工作的时候，输入端也可以理解为一个PN结，不过是反偏的（通过反偏控制耗尽区的厚度来控制导电沟道的宽度），也就是说电流很小。但是我们知道施加反向电压的PN结也是会漏电的，就像我们用的二极管，也会有漏电流这个参数。显然，这个电流要一般比三极管的输入电流Ibe要小，那么其直流输入阻抗也就比其要大……

原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5977.html

作者：EMC小白

本文基于上一篇进一步理解电感，麦克斯韦方程式告诉我们变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。那么问题是变化的电场指的是变化的电势，还是电流，如果是针对变化的电势，那么为什么流过一个闭合回路的磁通量是L*I呢，为什么不是L*V？本文主要针对该问题做进一步理解。

变化的电势，的确是产生了变化的电场，个人理解，任何电磁波都是有回路的，那就是传导电流，“位移”电流（虽然很多说法位移电流不贡献磁通量，但是这样的话电磁波在空间就无法传播了）。因而对于这个“电流回路而已”，其变化的电场是跟电流本身有关，根据麦克斯韦定律推导，对一个闭合回路而言，其磁通量正比于闭合回路单位时间的电荷数，而电荷Q=I*T，即电流表示为单位时间通过的电荷数Q，电流越大，单位时间通过的电荷数越多，其形成的磁通量越大，也可以理解为，当某一个变化的电势，发现有一条回路的阻抗较大时，通过该回路的能量就会越小，即该回路的磁通量越小。以下面的变压器为实例，形象讲述上诉原理图：

为了便于理解，认为I=Q/t，我们假设该回路初始能量是I1=Q1/t，其形成的磁场能量为Q12=L*Q1/T，L正比于线圈匝数n，半径r，磁导率u，反比于导线截面积，变化的磁场产生的电势为V=L*dt/dt=L*dQ1/dt，Q22等于M*I1，由于中间的铁芯，磁导率远高于空气，磁通几乎全部束缚在铁芯中。

因而可以近似认为Q22=Q12，这是感性耦合，（当然如果频率够高，还应该存在容性耦合，即U1应该还可以耦合电压到U2上，其也会产生磁通量L2*I2），变化的磁通量Q22，会感应出电势LdQ22/dt，当回路存在电阻R时，电流等于LdQ22/dt/R，该感应电流又会产生阻碍原磁通变化的磁通量Q21=L*L（dQ22/dt/R）=L*L*dI2/Dt ，最终是跟电流的变化率成正比……

原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5981.html

作者：硬件微讲堂

1、一道问题

照例，先抛出来一道问题：如果MOS管处于米勒平台的区间内，MOS管工作在哪个区？

A：恒流区；

B：可变变阻区；

C：部分在恒流区，部分在可变电阻区；

D：截止区；

题不大，但却是真正考验基本功。要回答这个问题，需要从两方面入手：

①搞清楚MOS管三个工作区的工作条件；

②搞清楚MOS管米勒平台的变化历程。

2、MOS管3种工作状态

MOS管的3种工作状态：截止区、恒流区(饱和区)、可变电阻区，这个想必大家都知道。但光知道这个还不太够，还需要清楚进入相应工作区的充分条件。

如上图所示，Ohmic Region即为可变电阻区，Active Region即为饱和区，也叫恒流区，Cut-off Region即为截止区。由于MOS管为压控型器件，只需要控制栅-源极电压Vgs电压，即可控制MOS管的导通。

当VgsVth且VdsVth且Vds>Vgs-Vth时，MOS管处于恒流区（饱和区）；

当然上面的条件，我想很多同学都知道。但是我想让同学们理解里面的含义，而不是单纯地记忆公式。比如，可变电阻区的Vds