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零起点学开关电源设计基础篇

零起点学开关电源设计基础篇

开关电源是一种高效、稳定、小型化的电源供应器,广泛应用于现代电子设备中。想要学习开关电源设计基础知识,需要掌握以下几个方面的内容:

1. 开关电源的基本原理

开关电源是一种能够将交流电转化为直流电的电源供应器。它通过开关管对输入电压进行开关控制,使交流电的平均值变为直流电。整个开关电源由输入滤波电容、整流电路、开关变换器、输出滤波电容、稳压电路等部分组成。

2. 开关电源的分类

开关电源可以根据输入电压的不同,分为交流输入型和直流输入型;根据输出功率的不同,分为低功率(小于100W)、中功率(100W-1KW)和高功率(大于1KW);根据拓扑结构的不同,分为Buck型、Boost型、Buck-Boost型、Cuk型、Sepic型、Flyback型、Forward 型等。

3. 开关电源的主要元器件

开关电源的主要元器件包括开关管、二极管、电感、电容、变压器、稳压管等。

4. 开关电源的设计步骤

开关电源的设计步骤主要包括:计算输入电容、整流电路的设计、选择开关变换器拓扑结构、计算开关变换器元器件参数、稳压电路的设计、确定滤波电容电感的参数、进行仿真和优化。

5. 开关电源的性能指标

开关电源的主要性能指标包括输出电压、输出电流、输出功率、效率、稳定性、负载调整能力、温度特性等。

以上是零起点学开关电源设计基础的一些内容,希望对初学者有所帮助。

反激式开关电源(flyback)环路设计基础

反激式开关电源(flyback)是一种常见的电源结构,广泛应用于电子设 备中。它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点,在消费电子、工 业控制和通信设备等领域被广泛应用。本文旨在介绍反激式开关电源 环路设计的基础知识,包括工作原理、设计步骤和注意事项。 一、反激式开关电源的工作原理 1.1 反激式开关电源的基本结构 反激式开关电源由输入滤波器、整流桥、高频变压器、功率开关器件、输出整流滤波器、控制电路等组成。其中,高频变压器是反激式开关 电源的关键部件,通过变压器实现输入电压的隔离和变换,功率开关 器件则控制变压器的工作状态,实现电源的调节和稳定输出。 1.2 反激式开关电源的工作原理 反激式开关电源通过功率开关器件周期性地将输入电压斩波,将输入 电能存储在变压器的磁场中,然后再将其转换为输出电压。在工作周 期的后半段,存储的能量释放到输出负载上,从而实现对输出电压的 调节。通过控制功率开关器件的导通时间和断态时间,可以实现对输 出电压的调节和稳定。 二、反激式开关电源环路设计的基础知识 2.1 反激式开关电源的设计步骤 (1)确定电源的输入输出参数:包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等;

(2)选择功率开关器件和高频变压器:根据电源的输入输出参数和工作频率选择合适的功率开关器件和高频变压器; (3)设计反激式开关电源的控制电路:根据所选的功率开关器件和高频变压器设计相应的控制电路,包括PWM控制电路、电源启动电路等; (4)设计输入输出滤波器和保护电路:设计输入输出滤波器,保证电源的输入输出稳定和干净,设计过压、过流、过温等保护电路,保证电源的安全稳定工作。 2.2 反激式开关电源环路设计的注意事项 (1)磁性元件的设计:高频变压器和输出感应元件的设计是整个反激式开关电源设计的关键,应合理设计磁芯、线圈匝数等参数,保证磁性元件承载功率、效率和体积的平衡; (2)功率开关器件的选择和驱动:应选择合适的功率开关器件,并设计合理的驱动电路,保证功率开关器件的可靠工作和转换效率;(3)控制电路的设计:应根据功率开关器件的工作特性和工作频率设计合适的PWM控制电路和反馈控制电路,保证电源的稳定可调;(4)输入输出滤波器和保护电路的设计:应合理设计输入输出滤波器和保护电路,保证电源的输入输出稳定和安全可靠。 三、总结 反激式开关电源环路设计是电源设计中的重要一环,正确的设计能保证电源的性能、稳定性和可靠性。通过本文的介绍,相信读者对反激

开关电源设计

一个比较好的解决方案是:以轻巧的高频变压器取代笨重的工频变压器,采用脉冲调制技术的直流--直流变换器型稳压电源,即我们马上就要讲到的开关电源。 开关电源具有管耗小、效率高、稳压范围宽及体积小、重量轻等优点,目前已在各种电子仪器和设备、航空和宇宙飞行器、发射机、电子计算机、通讯设备和电视机、录放像机等中得到了广泛应用。 开关电源按变换方式可分为以下四大类: 1、AC/DC 开关电源 2、DC/DC 开关电源 3、DC/AC 逆变器 4、AC/AC 变频器 目前只将前面两类称为开关电源,将后面两类分别称为逆变器和变频器。 开关电源按应用方式可分为以下三大类: 1、外置电源 与设备分开放置的电源模块或电源系统,如: ---通信用一次电源模块和系统 ---电力操作电源模块和系统 ---手机电池充电器 ---笔记本电脑的Adapter ---各类手提设备、便携设备的电池充电器等等 2、内置电源 放在设备内部的电源模块或电源系统,如: ---计算机内部的SilverBox和VRM ---家电(如:普通电视机、等离子电视机、液晶电视机)内部的供电电源 ---工业控制设备内部的电源 ---仪器中使用的电源 ---通信设备内部的电源模块和系统 ---复印机、传真机、打印机等的内部电源等等 3、板上电源 放在设备内单板上的电源模块,如: ---标准砖类电源(全砖、半砖、1/4砖、1/8砖) ---非隔离POL(Point of Load 负载点)变换器 ---VRM(V oltage regulator module电压调节模块)和VRD(V oltage regulator down) ---小功率SMD电源 ---SIP和DIP电源等等 开发一个开关电源产品所需要的基本技能: 1、认识组成开关电源的所有元器件 2、掌握各种元器件的电气性能和电路符号 3、会自己制作各种磁芯元件 4、会正确装配电源中的各个部分

详解一步一步设计开关电源

详解一步一步设计开关电源(完结篇) 导读: 针对开关电源很多人觉得很难,其实不然。设计一款开关电源并不难,难就难在做精,等你真正入门了,积累一定的经验,再采用分立的结构进行设计就简单多了。万事开头难,笔者在这就抛砖引玉,慢慢讲解如何一步一步设计开关电源。 开关电源设计的第一步就是看规格,具体的很多人都有接触过,也可以提出来供大家参考,我帮忙分析。 我只带大家设计一款宽范围输入的,12V2A的常规隔离开关电源。 1、首先确定功率 根据具体要求来选择相应的拓扑结构;这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。在这里我会更多的选择是经验公式来计算,有需要分析的,可以拿出来再讨论。 2、选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计 当我们确定用flyback拓扑进行设计以后,我们需要选择相应的PWMIC和MOS 来进行初步的电路原理图设计(sch)。无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。对里面的计算我还会进行分解。 分立式:PWMIC与MOS是分开的,这种优点是功率可以自由搭配,缺点是设计和调试的周期会变长(仅从设计角度来说);集成式:就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里,省去设计者很多的计算和调试分步,适合于刚入门或快速开发的环境。 3、做原理图 确定所选择的芯片以后,开始做原理图(sch),在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计。 设计前最好都先看一下相应的datasheet,确认一下简单的参数。无论是选用PI的集成,或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet。一般datasheet里都会附有简单的电路原理图,这些原理图是我们的设计依据。 4、确定相应的参数 当我们将原理图完成以后,需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。当然不同的公司不同的流程,我们需要遵守相应的流程,养成一个良好的设计习惯,这一步可能会有初步评估,原理图确认,等等,签核完毕后就可以进行计算了。先附上相应的原理图。

开关电源设计设计

开关电源设计设计

开关电源设计 摘要 随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨重的线性电源。电力电子技术的发展,特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展,将开关电源的工作频率提高到相当高的水平,使其具有高稳定性和高性价比等特性。开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求,从而促进了开关电源技术的发展。开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。本论文是基于芯片UC3842的小功率高频开关电源系统设计。 关键词开关电源;半桥全桥;高频变压器 - II -

目录 摘要...................................................................................................................... I 第1章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 研究的目的及意义 (2) 1.2.1 课题研究的目的 (2) 1.2.2课题研究的意义 (2) 第2章开关电源输入电路设计 (3) 2.1 电压倍压整流技术 (3) 2.1.1 交流输入整流滤波电路原理 (3) 2.1.2 倍压整流技术 (3) 2.2 输入保护器件保护 (4) 2.2.1 浪涌电流的抑制 (4) 2.2.2 热敏电阻技术分析 (5) 2.3 本章小结 (6) 第3章开关电源主电路设计 (7) 3.1 单端反激式变换器电路的工作原理 (7) 3.2 开关晶体管的设计 (8) 3.3 变压器绕组的设计 (10) 3.4 输入整流器的选择 (11) 3.5 输出滤波电容器的选择 (12) 3.6 本章小结 (12) 第4章开关电源控制电路设计 (13) 4.1 芯片简介 (13) 4.1.1 芯片原理 (13) 4.1.2 UC3842内部工作原理简介 (13) 4.2 工作描述 (14) 4.3 UC3842常用的电压反馈电路 (18) 4.4 本章小结 (20) 结论 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23) - II -

开关电源环路设计及实例详解

开关电源环路设计及实例详解 一、开关电源的基本原理 开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源,其基本原理是通过开关管控制变压器的工作状态,从而实现对输入交流电进行变换、整流和稳压的过程。开关电源具有输出功率大、效率高、体积小等优点,因此被广泛应用于各种电子设备中。 二、开关电源环路的组成 1. 输入滤波器:用于滤除输入交流电中的高频噪声和杂波信号,保证后续环节能够正常工作。 2. 整流桥:将输入交流电转换为直流电信号。 3. 直流滤波器:用于滤除直流信号中的纹波和杂波信号,保证输出稳定。 4. 开关变换器:通过控制开关管的导通和截止状态来控制变压器的工作状态,从而实现对输入信号的变换。 5. 输出稳压器:用于对输出直流信号进行稳压处理,保证输出恒定。 三、开关电源环路设计步骤 1. 确定输出功率和输出电压范围。 2. 选择合适的变压器。 3. 设计整流桥和直流滤波器。

4. 设计开关变换器,包括选择合适的开关管和控制电路。 5. 设计输出稳压器,包括选择合适的稳压芯片和反馈电路。 6. 进行整个电路的仿真和优化。 7. 进行实际电路的搭建和调试。 四、开关电源环路设计实例 以12V/5A开关电源为例,进行具体设计。 1. 确定输出功率和输出电压范围:输出功率为60W,输出电压范围为11-13V。 2. 选择合适的变压器:根据需求选择带有多个二次侧绕组的变压器, 其中一个二次侧用于提供控制信号,另一个二次侧用于提供输出信号。通过计算得到变压比为1:2。 3. 设计整流桥和直流滤波器:采用全波整流桥结构,并选用大容量滤 波电容进行直流滤波处理。 4. 设计开关变换器:选用MOS管作为开关管,并采用反激式结构进 行设计。控制信号通过脉冲宽度调制(PWM)技术进行控制。同时,在输入端加入输入滤波器进行滤波处理。 5. 设计输出稳压器:选用LM2576芯片进行稳压处理,通过反馈电路控制输出电压。同时,加入输出滤波电容进行滤波处理。 6. 进行整个电路的仿真和优化:通过仿真软件进行各个环节的仿真和 优化,保证整个电路的性能符合要求。 7. 进行实际电路的搭建和调试:根据设计结果进行实际电路的搭建和

开关电源制作设计(电路原理图+PCB)

一、工作原理 我们先熟悉一款开关电源的工作原理,该电源可输出5V电压,如图1所示。 1. 抗干扰电路 在电网输入端首先设置一个NTC5D-9负温度系数热敏电阻,作用是保护后面的整流桥,刚开机时热敏电阻处于冷态,阻值比较大,可以限制输入电流,正常工作时,电阻比较小。这样对开机时的浪涌电流起到有效的缓冲作用。 电容CY1、CY2、CY3、CY4用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的不对称杂散信号,电容CX1、CX2用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的对称杂散信号,用电感L1抑制从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的频率相同、相位相反的杂散干扰电流信号。 采用高频特性好的瓷片电容和铁芯电感,实现开关稳压电源电路中的高频辐射不污染工频电网和工频电网上的杂散电磁波不会窜入开关稳压电源电路中而干扰和影响其工作,对高频分量或工频的谐波分量具有急剧阻止通过功能,而对于几百赫兹以下的低频分量近似一条短路线。

图1 开关电源的工作原理图 2. 整流滤波电路 在电路中D1、D2、D3、D4组成全桥整流电路,把输入的交流电压进行全波整流,然后用C1进行滤波,最后变成直流输出供电电压,为后级的功率变换器供电,整流滤波后的电压约为300V。 3. UC3842供电与振荡 300V的脉动直流电压,此电压经R12降压后给C4充电,供电UC3842的7脚,当C4的电压达到UC3842的启动电压门槛值时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6脚输出推动开关管工作。一旦开关管工作,反馈绕组的能量经过D6整流,C4滤波,又供电到UC3842的7脚,这时可以不需要R12的启动了。

六款简单的开关电源电路设计,内附原理图详解

六款简单的开关电源电路设计,内附原理图详解简单的开关电源电路图(一) 简单实用的开关电源电路图 调整C3和R5使振荡频率在30KHz-45KHz。输出电压需要稳压。输出电流可以达到500mA.有效功率8W、效率87%。其他没有要求就可以正常工作。 简单的开关电源电路图(二) 24V开关电源,是高频逆变开关电源中的一个种类。通过电路控制开关管进行高速的道通与截止,将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压! 24V开关电源的工作原理是: 1.交流电源输入经整流滤波成直流; 2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;

3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载; 4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。 24v开关电源电路图

简单的开关电源电路图(三) 单端正激式开关电源的典型电路如下图所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。当开关管VT1导通时,VD2也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感L储存能量;当开关管VT1截止时,电感L通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。 在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2,它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件,即磁通建立和复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。 由于这种电路在开关管VT1导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出50-200 W的功率。电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的实际应用较少。 简单的开关电源电路图(四) 推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器T次级统组得到方波电压,经整流滤波变为所需要的直流电压。

开关电源课程设计

目录 一、引言 (2) 1.1设计背景 (2) 1.2设计基本要求 (2) 二、功率开关管的选择……………………………………………………………………………错误!未定义书签。 三、UC3842简介…………………………………………………………………………………..错误!未定义书签。 3.1 UC3842的结构 ................................................................................... 错误!未定义书签。 3.2 UC3842的功能 ................................................................................... 错误!未定义书签。 四、变压器设计 (6) 4.1估算输入和输出功率 (6) 4.2计算最小和最大输入电流 (7) 4.3计算脉冲信号最大占空比 (8) 4.4磁芯参数确定方法 (8) 五、光耦信号传输电路 (9) 5.1保护采样电路 (9) 5.2微机处理芯片电路 (9) 5.3变频器的控制方式选择 (10) 六、输出滤波电路 (11) 七、整体电路与实物 (12) 八、心得体会 (14)

一、引言 1.1设计背景 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。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。单管的DC/DC转换器有正激式(Forward)和反激式(Flyback)两种。双管DC/DC转换器有双管正激式(DoubleTransistor Forward Converter),双管反激式(Double Transistr Flyback Converter)、推挽式(Push-Pull Converter)和半桥式(Half-Bridge Converter)四种。四管DC/DC 转换器就是全桥DC/DC转换器(Full-Bridge Converter)。开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。 1.2设计基本要求 (1)设计一款72V多路输出的flyback拓扑开关电源。 (2)要求:输入电压:60-85V;

开关电源设计入门与实例解析

开关电源设计入门与实例解析 开关电源设计是一项技术艰苦而又复杂的任务,而它仍然是电子领域的主要技术之一,被用于各种用途,从家用电器到军事系统,从消费型系统到工业级应用,甚至包括无人机。计算机、网络和嵌入式应用也非常依赖开关电源。 开关电源由供电设备和模拟控制器组成,它是一个由高频开关技术构成的电路,以改变一种电压的稳定的输出能量来提供一种电压的转换。它的设计是复杂的,因为它必须处理涉及电源、控制、输出稳定性和波形质量的多个问题。 开关电源的设计受到外部电磁干扰和电源波纹影响,这些噪音需要通过滤波器移除。功耗也是设计中的重要参数,其中最重要的是,设计人员必须在器件热损失和效率之间寻求一种最佳的平衡。 开关电源设计师一般需要一个框架来指导他们完成设计。这个框架可以用一系列步骤来组成: 首先,定义目标电路的基本功能需求,包括输入电压、输出电压和功率,及电源的额定工作转换率。 其次,根据输入和输出电压确定简单的开关控制策略,通常采用直流输入、脉宽调制输出的技术。 第三,确定模拟控制回路的架构,并针对特定需求选择正确的滤波器和变换器,以确保其输出电压稳定且施加最小功耗。 最后,做原型,对电源和输出稳定状态进行分析。 本文介绍了开关电源设计入门的基本内容,包括电路构成、噪声

抑制、功耗优化和设计框架等。 本文还介绍了几个实例,以说明开关电源设计的关键要点。例如,一个设计实例,用于将3.3V DC输入信号转换为恒定电压2.5V DC输出,它采用了正常的框架,作为电源分析的起点。它的输入电压为VIN,电流为Iin,额定电压转换率为Vout,最大输出电流为Iout,设计者需要根据输出频率来选择适当的电源开关,并使用低压动失调技术来降低噪声。 另一个例子是将5V/3A直流电源转换为5V/1A、3.3V/500mA的电源,需要将输入电压调制到输出电压和功率。这是一个复杂的设计,需要考虑多个参数,包括电源损耗、热损耗和传感器变化等。这个设计需要考虑噪声抑制器、滤波器和变换器的组合。 通过以上介绍,我们可以大致了解开关电源设计的大致流程及其中的重要组成部分。开关电源设计受到电磁干扰的影响,噪声抑制和功耗优化非常重要,这些都需要设计人员细心处理。合理的设计框架可以让设计人员更加高效的完成任务。最后,设计者需要做原型验证,以确认设计的可行性。

开关电源设计详细培训

开关电源设计详细培训 开关电源是一种将输入电源以高效率转换为输出电源的电子设备。由 于其高效率、小体积和稳定性强等特点,开关电源在各个领域中得到广泛 应用。下面将详细介绍开关电源的设计培训。 首先,开关电源设计的第一步是明确需求。根据实际应用场景和要求,确定输出电压、输出电流、输入电压范围等基本参数。同时,还需考虑一 些特殊需求,如过载保护、过压保护和短路保护等。 其次,根据需求参数,选择合适的拓扑结构。开关电源的拓扑结构有 多种,如降压型、升压型、降升压型等。根据应用需求和电源性能要求, 选择合适的拓扑结构,进行后续设计。 第三步是选择合适的开关元件和辅助元件。在开关电源设计中,开关 元件起到关键作用,常用的有MOSFET和IGBT。选择合适的开关元件需要 考虑其导通电阻、开通速度和损耗等因素。同时,还需选择合适的电感、 电容和变压器等辅助元件来完成电流转换和滤波。 第四步是进行稳压控制的设计。稳压控制是开关电源设计的核心内容,常用的控制方式有脉宽调制(PWM)和电流模式控制(CM)。在设计中, 需要考虑稳定性、响应速度和负载适应性等因素,选择合适的控制方式, 并进行参数调整。 第五步是进行过载保护和过压保护的设计。在实际应用中,开关电源 常常会面临过载和过压的情况,设计过载保护和过压保护电路是必要的。 过载保护常用的方式有电流限制和电流折半等,过压保护常用的方式有过 压关断和过压旁路等。

第六步是消除电磁干扰。开关电源在工作过程中会产生大量的电磁干扰,对其他电子设备造成干扰。为了消除电磁干扰,需要采取电磁屏蔽措施,如合理布局线路、加装滤波电路和设置屏蔽罩等。 最后,进行测试和调整。在设计完成后,需要进行电路的测试和调整,确保电源的性能满足设计要求。常用的测试项目有输出电压稳定性、负载 调整响应和效率等。 总结起来,开关电源设计需要明确需求、选择合适的拓扑结构、选择 合适的开关元件和辅助元件、进行稳压控制的设计、进行过载保护和过压 保护的设计、消除电磁干扰以及测试和调整等步骤。只有经过细致的设计 和调试,才能得到性能可靠、稳定的开关电源。

开关电源设计步骤

开关电源设计步骤 主要技术性能指标要求 额定输入电压/频率:85∽265V 50/60Hz 额定输出:DC5V/2.4A 转换频率:μ=80% 选用芯片型号:UC3843 一、保险管参数计算 F=2*P0/(μ*Vinmin*0.6)=2*(Pout+Pf)/(μ*Vinmin*0.6)=2*(Vout+Vf)*Iout/(μ*Vinmin*0.6) =2*(5+0.3)*2.4/(0.8*85*0.6)≈0.62A F=2*P0/(μ*Vinmin*0.98)(有功率因数校正措施的计算公式) (1)0.6为不带功率因数校正的功率因数估值; (2)P0为总输出功率,Pout为输出功率,Pf为输出整流二极管的消耗功率,μ为转换效率; (3)Vinmin为最小输入电压,Vout为输出电压,Vf为输出整流二极管正向压降,取0.3V,Iout为输出电流; (4)2为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5—3倍; (5)0.98为功率因数值(PF); 二、NTC参数计算 Rt=Rn*e[B(1/(T1*Tn)] (1)Rt为热敏电阻在T1温度下的阻值; (2)Rn为热敏电阻在常温Tn下的标称电阻值; (3)B为材质参数(常用范围为2000K—6000K); (4)e=2.71828,是以自然数e为底的指数; (5)T1和Tn为绝对温度下K(即开尔文温度),K=273.15+摄氏度。 三、压敏电阻参数计算 一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。 a=1.2,b=0.85,c=0.9,Vrms=220V V1mA=1.414*a*Vrms/(b*c)=1.414*1.2*220/(0.85*0.9) ≈488.02V (1)a为电路电压波动系数,一般取值1.2,b为压敏电阻误差,一般取值0.85,c为元件老化系数,一般取值0.9;(2)Vrms为交流输入电压的有效值,V1mA为压敏电阻实际取值的近似值; (3) 1.414为交流状态下考虑的峰峰值。 四、安规电容参数——X/Y电容 X电容选择 经验总结:若电路采用两级EMI,则前级选择0.47uF,后级采用0.1uF电容;若为单级EMI,则选择0.47uF。(电容容量大小与电源功率无直接关系) 漏电流要求 Y电容选择

开关电源电路设计要点与调试

开关电源电路设计要点与调试 开关电源是一种用于电子设备的电源供应,其具有高效率、稳定性和可调性等优点。设计和调试开关电源时,需要注意一些重要要点。 一、开关电源设计要点: 1.选择适当的拓扑结构:开关电源的拓扑结构有多种,如降压型、升压型、升降压型等。要根据设备的功率需求和使用环境来选择合适的拓扑结构。 2.选择合适的功率器件:开关电源的功率器件主要包括开关管、二极管和变压器等。需要选择具备合适功率和工作频率范围的器件,并且要考虑其可靠性和成本。 3.控制和保护电路设计:开关电源需要有稳定的控制和保护功能,如输出电压、电流的监测和调节,过载、过压、短路等故障的保护。需要设计相应的反馈和控制电路,保证开关电源的可靠工作。 4.选择合适的滤波电路:开关电源在工作过程中会产生较大的开关干扰,需要采取合适的滤波措施,减小开关干扰对其他电子设备的影响。 5.选择合适的输出电容:开关电源的输出端需要连接电容进行滤波,以减小输出纹波。应选择适当容量和质量的电容,保证输出电压稳定。 6.保证开关电源的安全性:开关电源设计时需要考虑一些安全因素,如避免触电危险、瞬态过电压保护等,保证电源的安全可靠性。 7.合理布局和散热设计:开关电源的布局设计要合理,器件的热量要及时散热,避免温度过高对电源稳定性的影响。 二、开关电源调试要点:

1.确认电源输入输出参数:在开关电源调试之前,首先要明确电源的 输入和输出参数,如输入电压范围、输出电压和电流等,以便调试和验证 工作的正确性。 2.建立逐步调试的过程:开关电源调试时可以采用逐步调试的方法, 即先调试一部分功能,然后逐渐增加其他功能的调试。这样可以避免在调 试过程中出现一些难以排查的问题。 3.注意开关电源的保护功能:在调试的过程中,要注意开关电源的保 护功能是否正常,如过载、过压、短路等故障保护功能是否有效。可以通 过人工模拟故障情况进行测试。 4.确保开关电源的稳定性:开关电源在调试过程中需要保证输出电压 和电流的稳定性。可以通过调整输出电压、电流的反馈控制电路,来实现 自动调节。 5.进行负载测试:在调试过程中,需要对开关电源进行负载测试,以 验证其负载能力和稳定性。可以逐步增加负载,观察开关电源的输出情况。 6.监测温度变化:开关电源在工作时会产生一定的热量,需要监测并 控制温度的变化。可以通过红外测温仪等工具,监测开关电源的温度分布,确保开关电源的散热正常。 7.对开关电源进行全面测试:在调试完成后,应进行全面测试,验证 开关电源的稳定性、可靠性和安全性等。可以通过负载测试、故障模拟等 手段,对开关电源进行全面的验证。 总结: 开关电源的设计和调试需要注意多个要点。设计时,需要选择合适的 拓扑结构、功率器件和滤波电路,并保证控制和保护电路的可靠性。调试

开关电源学习书籍推荐

《开关电源入门》,图灵出版的和美国半导体总工写的.《开关电源设计与优化》写的不适合初学者 1、《开关电源指南》第2版,浙江大学徐德鸿翻译的,也有可能是他的学生翻译,他署名出版而已.说实话,翻译水平很烂,错误相当多,但里面很多内容,相当不错,很适合入门.英文水平高的,可以看英文原版. 2、《开关电源设计》第2版,华南理工大学王志强翻译的,挺厚的,黑白相间的书皮,也不错. 3、《电力电子系统建模》浙大徐德鸿翻译,《开关变换器的建模与控制》,张卫平著.这两本书,详细讲解了开关电源的建模方式和环路补偿,怎么调整电源环路的稳态性能和暂态性能.这两本书看懂了,做电源,我个人觉得,理论水平已经达到一定高度了. 4、《直流开关电源的软开关技术》和《全桥移相软开关技术》,南航阮新波的博士论文,整理后出版的两本书,国内凡是写软开关的书,大部分都是照抄它们或者无一不参考它们.其中后一本书已经绝版了,市场上已经买不到,淘宝网上有复印版本卖,大概45元,质量很不错的. 5、《开关电源磁性元器件》,赵修科著.磁性器件,可以说是开关电源的心脏,不懂磁,想做好电源,那是不可能的.这本书对磁的理解深刻而全面. 6、controlloopcookbook彳惠州仪器的技术资料,作者就是提出著名右半平面零点概念的那个人,相当的好. 其他的书嘛,就是大学教材,模拟电路和经典控制理论,一定是要读通掌握才行.总的来说,软开关,就看阮新波足够;环路方面,主要还是看外国人写的;磁和变压器方面,主要看赵修科和台湾人写的. 仿真软件还是要掌握一些的. 1、orcadpspice适合做电路元件级级仿真,仿模拟电路和开关电源小信号 模型,效果相当好. 2、saber适合做系统级仿真,特别适合开关电源这种含有脉冲式信号的电路模型库参数全,仿真精度高,尤其是强大的仿真结果后续处理能力,是我用过的仿真软件中,功能最强大的一款.不过,在国内普及程度,没有pspice高,一套正版8万美元,

开关电源的原理与应用设计

开关电源的原理与应用设计 1. 引言 开关电源是一种能够将电能进行高效率转换的电源供给设备,具有体积小、重 量轻、效率高等优点。本文将介绍开关电源的工作原理以及其在实际应用中的设计考虑。 2. 开关电源的工作原理 开关电源的工作原理是利用开关管(或开关管及二极管)进行开关操作,将输 入电源的直流电压先转换为高频交流电压,再经过变压器进行降压和整流,最后通过滤波电路得到稳定的直流输出电压。 开关电源的工作流程如下: - 输入直流电压的整流:输入直流电压首先经过整 流电路,将交流电压转换为直流电压。 - 高频开关操作:经过整流的直流电压接入 一个开关电路,通过开关操作使输入电压变为高频交流电压。 - 变压器变压降压: 高频交流电压经过变压器降压变成所需的输出电压。 - 整流和滤波:经过变压器降 压的交流电压再次进行整流和滤波,得到稳定的直流输出电压。 3. 开关电源的应用设计考虑 在设计开关电源时,需考虑以下几个方面: - 输入电压范围:确定输入电压的 范围,以满足实际应用的需求。一般为宽范围输入或窄范围输入。 - 输出电压和电流:根据实际需求确定输出的电压和电流。 - 效率要求:考虑整个开关电源系统的 效率,以提高能源利用率。 - 稳定性要求:确保输出电压的稳定性,以满足实际应 用的需求。 - 保护功能:设计过载保护、短路保护等功能,以保证开关电源的安全 和可靠性。 - EMC设计:考虑电磁兼容性问题,以减少电磁干扰和提高抗干扰能力。 - 散热设计:保证开关电源能够正常工作并降低温度。 - 成本和体积:综合考 虑成本和体积,以满足实际应用的要求。 4. 开关电源的应用领域 开关电源在各个领域都有广泛的应用,主要包括以下几方面: - 电子设备:如 计算机、通信设备、医疗设备等。 - 工业控制:如工控机、PLC等工业自动化设备。- 航空航天:如飞机、卫星等航空航天设备。 - 新能源:如太阳能、风能等新能源 设备。 - 交通运输:如电动汽车、电动自行车等。 5. 总结 开关电源是一种高效率、轻量化的电源供给设备,通过高频开关操作将输入的 直流电压转换为稳定的输出直流电压。在设计开关电源时需要考虑输入电压范围、

开关电源学习 书籍推荐

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《开关电源入门》,图灵出版的和美国半导体总工写的.《开关电源设计与 优化》写的不适合初学者 1、《开关电源指南》第2版,浙江大学徐德鸿翻译的,也有可能是他的学生翻译,他署名出版而已.说实话,翻译水平很烂,错误相当多,但里面很多内容,相当不错,很适合入门.英文水平高的,可以看英文原版. 2、《开关电源设计》第2版,华南理工大学王志强翻译的,挺厚的,黑白相 间的书皮,也不错. 3、《电力电子系统建模》浙大徐德鸿翻译,《开关变换器的建模与控制》, 张卫平着. 这两本书,详细讲解了开关电源的建模方式和环路补偿,怎么调整电 源环路的稳态性能和暂态性能.这两本书看懂了,做电源,我个人觉得,理论水平 已经达到一定高度了. 4、《直流开关电源的软开关技术》和《全桥移相软开关技术》,南航阮新 波的博士论文,整理后出版的两本书,国内凡是写软开关的书,大部分都是照抄它们或者无一不参考它们.其中后一本书已经绝版了,市场上已经买不到,淘宝网上有复印版本卖,大概45元,质量很不错的. 5、《开关电源磁性元器件》,赵修科着.磁性器件,可以说是开关电源的心脏,不懂磁,想做好电源,那是不可能的.这本书对磁的理解深刻而全面. 6、control loop cookbook 德州仪器的技术资料,作者就是提出着名右半 平面零点概念的那个人,相当的好. 其他的书嘛,就是大学教材,模拟电路和经典控制理论,一定是要读通掌握才行.总的来说,软开关,就看阮新波足够;环路方面,主要还是看外国人写的;磁和 变压器方面,主要看赵修科和台湾人写的. 仿真软件还是要掌握一些的. 1、orcad pspice适合做电路元件级级仿真,仿模拟电路和开关电源小信号 模型,效果相当好. 2、saber适合做系统级仿真,特别适合开关电源这种含有脉冲式信号的电路,模型库参数全,仿真精度高,尤其是强大的仿真结果后续处理能力,是我用过 的仿真软件中,功能最强大的一款.不过,在国内普及程度,没有pspice高,一套 正版8万美元,比尔盖茨都要眼红的. 3、matlab,掌握控制系统工具库就可以了,大概100左右个函数工具.开关 电源的建模,零极点的补偿效果,只有用传递函数的形式在matlab中表达出来, 才最清晰.经典控制理轮的时域分析、根轨迹分析与补偿法、频域分析法与补偿,matlab可以把它们直观而且准确的演示出来. 由于教育的问题,独立思考的学生很少,新人都是很茫然的,面对专业都 无从下手,看书也没有头脑。所以写个帖子总结一下学习方法推荐给新人。写 这个帖子先申明一下,首先方法和书籍并不是对每个人都有效果,你切莫不要 以为找到灵丹妙药。这就是为什么我这么多年看到什么好书,好方法后,只推 荐给好友的原因。而不认识的不熟悉的人并不推荐,怕引起误会。学习方法和书籍其实是两个相辅相成的东西,进步必须要靠书籍,只有基础扎实了,才能 有更大的进步。所以两者并不能分开,那在下就混为一谈了。

一步一步精通单端反激式开关电源设计

一步一步精通单端反激式开关电源设计 目录 ■系统应用需求 (3) ■步骤1_确定应用需求 (3) ■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压VB (4) ■步骤3_确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX,并基于输入电压和PO选择输入存储电容CIN的容量 (6) 3.1、选择输入存储电容CIN的容量 (6) 3.2、确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX (8) ■步骤4_输入整流桥的选择 (9) ■步骤5_确定发射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO (10) ■步骤6_对应相应的工作模式及电流波形设定电流波形参数KP:当KP≤1时,KP=KRP; 当KP≥1时,KP=KDP (14) ■步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX (15) ■步骤8_计算初级峰值电流IP、输入平均电流IAVG和初级RMS电流IRMS (16) ■步骤9_基于AC输入电压,VO、PO以及效率选定MOS管芯片 (17) ■步骤10_设定外部限流点降低的ILIMIT降低因数KI (17) ■步骤11_通过IP和ILIMIT的比较验证MOS芯片选择的正确性 (17) ■步骤12_计算功率开关管热阻选择散热片验证MOS芯片选择的正确性 (17) ■步骤13_计算初级电感量LP (18) ■步骤14_选择磁芯和骨架,再从磁芯和骨架的数据手册中得到AA,AA,AA,和 BW的参考值 (18) ■步骤15_设定初级绕组的层数L以及次级绕组圈数AA(可能需要经过迭代的过程) (24) ■步骤16_计算次级绕组圈数AA以及偏置绕组圈数AA (25) ■步骤17_确定初级绕组线径参数OD、DIA、AWG (25) ■步骤18_步骤23-检查AA、AAA以及AA。如果有必要可以通过改变L、AA或AA或磁芯/骨架的方法对其进行迭代,知道满足规定的范围 (25) ■步骤24 –确认AA≤4200高斯。如有必要,减小限流点降低因数AA (26) ■步骤25 –计算次级峰值电流AAA (26) ■步骤26 –计算次级RMS电流AAAAA (26) ■步骤27 –确定次级绕组线径参数AA A、AAA A、AAA A (26) ■步骤28 –确定输出电容的纹波电流AAAAAAA (27) ■步骤29 –确定次级及偏置绕组的最大峰值反向电压AAAA,AAAA (27) ■步骤30 –参照表8,基于VOR及输出类型选择初级钳位电路中使用的钳位稳压管以及阻断二极管 (27) ■步骤31 –根据表9选择输出整流管 (28) ■步骤32 –输出电容的选择 (28)

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