最近项目用到了开关电源给BMS充电的内容，由于我一直是做软件的，对硬件也是一窍不通，所以自学了一段时间，借此希望能入门（入坑）硬件，希望也对读者有帮助。
为什么选用开关电源（电池包充电器）入门硬件比较合适？
1.开关电源可简单可难。最简单DC/DC的buck电路，只需要一个电源芯片和几个电容即可完成。但是当需要考虑散热、效率、负载对电源输出纹波要求，电压电流调节，EMC等等，整个项目就会变得很复杂。👇👇👇更多技术资料👇👇👇![]()
2.电池包充电器属于AC/DC架构，需要把对初级和次级进行隔离和保护。同时需要给电池包21V充电（涓充、恒流、恒压），需要可以调节充电器输出的电压电流。3.调节电压电流，做充电模式转换，做过压欠压，过温低温，过流等等保护，那么就需要单片机，这里就涉及到LDO的相关知识。4.电池包充电器的整个拓扑结构，涉及到的元器件有：保险丝、电容（X电容、Y电容、陶瓷电容、铝电解电容、钽电容）、电感、电阻（分压电阻、检流电阻、NTC、压敏电阻）、磁环、变压器、MOS管、三极管、LDO、光耦、二极管（整流二极管、肖特基二极管）、、LED灯、电源管理芯片……基本上把常用元器件涵盖在内了。5.在测试充电器性能时，需要用到的设备非常多，包括：万用表、可调输入电源、电子负载仪、示波器、电流检测仪……6.电池包充电器，那当然需要了解锂离子电池的诸多特性了。同时，智能充电器可能需要与电池包进行通信，这里就增加了一个通信的问题，即如何做到稳定可靠的通信？好的电源在系统中起到什么作用？
项目进行的过程中，慢慢地对电源有进一步的认知。站在一个消费电子用户的角度看，以前我总认为电源挺讨厌的，在一个系统里占据了大量的空间，还会发热浪费了宝贵的电力资源，更有可能电源自身会故障，使整个系统瘫痪。但是，当我真正开始了解电源时，我才了解电源在整个系统的位置是那么地重要，一个好的电源，可以让给各种用电设备进行供电，保护系统不受外界严酷的环境受到干扰。- 电压稳定：优质的电源能够稳定输出电压，避免因电压波动导致设备损坏或性能下降。
- 电流过载保护：当电流超过设备或线路的承载能力时，电源会自动切断电流，防止设备损坏或火灾等安全事故。
- 电磁干扰抑制：好的电源设计能有效抑制电磁干扰（EMI），确保系统内部的数据传输和信号处理不受外界电磁场的影响。
- 高效节能：高效的电源转换效率意味着更少的能量损失，这不仅有助于降低运行成本，还有助于节能减排。
- 长寿命：优质电源的元器件和材料都经过精心挑选和测试，确保电源具有较长的使用寿命和稳定的性能。
- 低噪音：好的电源在运行时产生的噪音较低，为用户提供一个安静的工作环境。
- 智能管理：现代电源往往具备智能管理功能，如远程监控、故障自诊断等，方便用户进行设备管理和维护。
上面引用的部分是GPT的回答，我在设计电源时，确实对这一部分有了更多的认识。- 当电机堵转时，电源（电机驱动部分）可以识别瞬间电流过大，提供堵转保护。
- 当用电设备短路时，电源可以识别到输出电流瞬间过大启动短路保护或输出电压过低而启动低压保护。
- 当给设备供电的对象是电池时，电池电压会随着放电的进行而降低，此时可以用buck、boost、buck-boost电路给负载供电，保证给到负载的电压稳定。同时，当电池电压过低时，可以进行过放保护，延长电池的使用寿命。
- 当充电器给电池充电时，例如充电器空载是21V，电池电压是18V，如果直接打开充电器的MOS管，此时相当于两个电容（电池可以看成是超大电容）并联，那么会有瞬间的大电流，此时可以进行软启动，启动电流由过去不可控制的过载冲击电流变为可控制的电流，减小起动时的冲击和压力，避免对设备（充电器、电池）和电网造成过大的负荷。
什么是开关电源
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。它可以分为隔离式的开关电源和非隔离式的开关电源。
其实，就是对能量的一种转换，其中的核心是PWM控制。开关电源的拓扑结构有很多种，包括但不限于Buck、Boost、Buck-Boost、Flyback、Forward、Two-Transistor Forward、Push-Pull、Half Bridge等。这些拓扑结构都与开关式电路有关，可以根据不同的应用场景和需求进行选择。其中，Buck降压拓扑结构的特点是将输入降至一个较低的电压，其电路简单，电感/电容滤波器滤平开关后的方波，输出电流平滑；Boost升压拓扑结构则是把输入升至一个较高的电压，与降压结构类似但电感等元件的安排方式不同；Buck-Boost降压-升压拓扑结构是电感、开关和二极管的另一种安排方法；Flyback反激拓扑结构类似于降压-升压电路，但电感有两个绕组并同时作为变压器和电感；Forward正激拓扑结构是降压电路的变压器耦合形式；Two-Transistor Forward双晶体管正激拓扑结构则是两个开关同时工作，开关断开时存储在变压器中的能量使初级的极性反向使二极管导通；Push-Pull推挽拓扑结构则是开关（FET）的驱动不同相进行脉冲宽度调制（PWM）以调节输出电压；Half-Bridge半桥拓扑结构则是较高功率变换器极为常用的拓扑结构。在实际应用中，可以根据需要选择适合的拓扑结构以满足性能和效率的要求。
AC/DC是开关电源的一种。这种电源经过高压整流滤波得到一个直流高压，供DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压，功率从几瓦－几千瓦均有。
DC/DC开关电源是一种将直流电能转换为另一种直流电能的装置，它主要由开关管、储能元件、二极管和滤波器等组成。DC/DC开关电源可以根据不同的电路设计和控制方式，实现不同的电压变换和电流控制。
AC/DC的实现步骤
AC/DC（交流/直流）是指电源的规格是交流输入直流输出，属于开关电源分类中的一种。对于AC/DC的实现，需要以下步骤：- 输入滤波：输入滤波器用于抑制电源噪声和防止电网干扰进入电源。
- 整流滤波：通过整流器将交流电转换为直流电，同时使用滤波器消除脉动直流电压中的交流成分。
- 功率转换：通过开关电源电路将直流电转换为高频脉冲信号，然后通过变压器将高频脉冲信号耦合到副边，再通过整流滤波得到输出直流电压。
- 输出滤波：输出滤波器用于抑制纹波和噪声，以确保输出直流电压的稳定性和精度。
- 稳压控制：通过控制开关电源电路的占空比，实现输出直流电压的稳定控制。
需要注意的是，AC/DC电源的电路拓扑结构和控制方式可以根据实际应用场景和负载需求进行选择和设计。同时，为了确保AC/DC电源的可靠性和稳定性，还需要进行合理的热设计和电磁兼容性设计。
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拆解一个手机充电器（5V2A）
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这应该算是最简单的AC/DC充电器了。左边是AC输入，带色环的是保险丝，经过一个整流桥和大电容组成输入整流滤波电路；左下角铝电解电容和安规电容构成EMC区域；中间8pin的DIP封装的是CSC7203，为AC/DC芯片；中上部分一个蓝色的电容，它的上面是一个电阻，还有变压器底下藏着的一个二极管，共同构成RCD电路，主要是吸收MOS管的电压尖峰，防止MOS管被烧坏；CSC7203下面是一个光耦，反馈的作用（原边和副边隔离）；绿色大个的是一个变压器，起到功率转换的作用；右边的二极管和两个电容起到输出整流滤波的作用；右下角的USB，是将输出通过USB线给手机充电。反激电路的原理
反馈电路的计算
I = 2.5V/R2 且 I = V+ /（R1+R2）TL431会把R2上方电压Vref稳定在2.5V，假如Vout是5V，那么R1两端承受的电压为2.5V，那么就知道R1与R2的比值为1:1。假如输出电压变高，由于R2上的电压Vref高于2.5V，那么会导致流经TL431的电流变大，光耦PC817的灯变亮，导致晶体管阻值变小，CR6885的FB端电压变小（FB内部有一个电阻），GATE输出的占空比变小，使电压稳定在5V。输出电压控制
如果用单片机控制三极管，就可以让R5和R6并联，等效电阻为5K，那么此时的输出为((5+10)/5）*2.5=7.5V。适当调整电阻阻值，就可以控制输出电压大小。版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_45817947/article/details/134769302进大家庭⭕圈探讨回复: 交流
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