07开关电源第一名报告
2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖作品开关稳压电源
发布时间: 2007-11-27 20:27:22
作者:
责任编辑:
开关稳压电源
作者：陈国贞陈涛李强
一等奖作品
摘要：使用PWM控制器SG3524设计并制作了一种推挽型DC/DC变换器，输出电压可在30～36V可调，系统效率可以达到92%。整个变换器由C8051F020型单片机作为控制核心，可以将输入输出电压、电流和系统效率显示出来，并可以对输出电压预设和步进调整，还可以实现过流保护和过压欠压指示，完成了基本
部分和发挥部分的所有要求。
关键词：推挽 SG3524 C8051F020
Abstract: Using PWM controller SG3524, we designed and produced a push-pull DC/DC converter ,whose output voltage can be adjustable from 30V to 36V .The system efficiency can reach 92%.The converter uses C8051f020 as a controller .The input and output voltage ,input and output current ,and system efficiency can be displayed . It also has over-current protection ,
over-voltage and under-voltage instructions. You can preset and step the output voltage. The converter realizes all the basic part and exertion part requirements.
Keywords:push-pull SG3524 C8051F020
一、系统方案选择与论证
1.主回路拓扑方案选择与论证
方案一：非隔离式升压型DC/DC变换器（图省）如图1，功率开关管和负载直接与整流电路串联，输出电压可以通过公式一求得，该方案简单，调整方便，可靠性高，但是在大功率输出时效率提到很高则变得非常困难，而且输入输出之间没有电的隔离。
方案二：单端正激DC/DC变换器
如图2，输入电能通过整流二极管D1、D2传递给负载，同时将部分能量储存在储能电感L中。该方案利用高频变压器原副绕组隔离的特点，可方便地实现输入和输出之间电的隔离，而且很容易实现多路输出，但是此方案中的高频变压器磁芯仅工作在B—H曲线的一侧，因而磁利用率和效率都低。
方案三：推挽型DC/DC变换器
如图3所示，由两个单端正激开关电源叠加而成，所以输出电压是单个单端正激开关电源输出电压的两倍，该方案在场效应管导通期间，高频变压器原边两绕组的总电压是两倍输入电压，整流电压的幅值等于U
/n。因此能获得较大的输
I
出功率。而且驱动电路简单。不过会因磁芯饱和出现集电极电流尖峰而导致开关
管损坏，对功率管的耐压要求高。
考虑到系统效率要达到85%以上，我们选择了方案三来制作升压电路，这样的话不但输出电压可以很容易达到题目要求，而且高频变压器的利用率很高，输
出功率可以做的很大。
2.PWM控制芯片的选择
方案一:TL494。TL494内有两个误差信号比较器，能同时实现电压模式和电
流模式控制，但在本系统中不能发挥这一优势，且没有外部强制封锁端，不便于
实现过压过流保护。
方案二:SG3524。SG3524具有很高的温度稳定性和较低的噪声等级，具有欠压保护和外部封锁功能，能方便地实现过压过流保护，能输出两路波形一致、相位差为180°的PWM信号，有效地减少输出电流的纹波，适合于推挽拓扑电路。
方案三:UC3842。UC3842是电流型PWM控制芯片，适合于单端直流变换器，有欠压和关断功能，但滞后电压为6V，负载调整率较高，可以逐脉冲限流。另
外也没有强制封锁端。
考虑到系统已经选用推挽电路，而且要求有过流保护，我们选择SG3524作为PWM信号控制芯片，内部具有过流检测端和自动封锁端，配合软件不需要搭建复杂的保护电路，还可以具有自恢复功能。
3.提高效率的方法
(1).我们在设计过程中发现选定较高或较低的频率都会使效率降低，经过反
复测试，最终选定了开关频率为140KHz。
(2).使用专门的MOS驱动芯片，比如MC34152,对PWM信号整形，使驱动波
形上升沿和下降沿陡峭，减少开关损耗。
(3).改善变压器的绕制工艺，使其漏感尽量小，使用多股铜线并绕的技术降
低趋肤效应，降低铜损。
(4).选用低压差的肖特基二极管，降低整流损耗。
(5).在合适地方添加吸收网络，减少阻尼振荡。
经过综合考虑，我们采用(1)(2)(3)(4)来提高系统效率,同时使用液晶显示，电流传感器采样，降低功耗，使系统效率能够达到90%以上。
二、主要硬件电路设计和参数计算
1.单片机控制电路的设计
我们使用C8051F020型单片机，其有丰富的内部资源，包括本次设计用到的AD、DA和丰富的I/O口资源。用来采样输入输出电压电流值，控制输出电压步进和预设，同时控制保护电路。具体硬件电路参看图4.
2.输入输出整流滤波电路设计
为滤除交流电源线上的外来干扰，同时能避免向外界发出噪声。在电源的输入端加了EMI滤波器。采用全桥整流和型滤波电路技术，对经过220V／18V交流变压器的交流信号进行处理，最后得出的整流滤波后的电压
。据题目要求，当交流输入电压从15V到21V变化时，输出电压会在18.3V到26.1V之间变化，参看图5。为了使纹波电压尽可能降低，
达到1V，以至于不影响后级电路的设计，取C
1＝10000μF,C
2
=4700μF,滤波电感
使用PQ32/30磁芯绕制4层，经过实际测量纹波电压不超过1V。
输出回路采用全桥整流和LC滤波技术，电路图和图5相比只是少了C
1
和F，
其他一样。其中C
2
=4700μF，滤波电感也是使用PQ32/30磁芯，但是是用6股Ф
0.5的铜线并绕3层。
3.主回路拓扑电路（图省）
SG3524是美国硅通用公司生产的双端输出式脉宽调制器，工作频率高于100KHz，工作温度为0℃～70℃。我们设定的最高的开关频率为140KHz，所以通
过公式四
可以计算得到C3=0.3Mf,R3=3.3KΩ。+5V输出电压经过取样由R1、R2、R9、R10构成的电阻网络分压后获得取样电压，送至误差放大器反相输入端；C8051F020的DA输出的电压送到误差放大器的同相输入端。通过DA控制误差电压，使PWM 信号的脉冲宽度发生相应的变化，经输出电路迫使输出电压跟随DA输入电压变化，从而达到稳压目的。MC34152是将SG3524产生的PWM信号整形，使PWM信号的上升沿和下降沿变得更加陡峭，减少开关损耗。R7、R8是用以消除脉冲信号阻尼振荡的消振电阻。开关管选用了耐压150V的MOS场效应管IRFB52N15D，导通电阻很小；整流二极管使用能够耐100V的肖特基二极管，压降小，可以避
免功率的不必要损失。
4.高频变压器的设计
高频变压器的设计要求为开关频率最高为140KHz，最小为60KHz，输入电压为18.3V～21.6V。额定输入电压为18V，输出电压30～36V，输出电流要求U
IN
能够达到2A，整流管正向电压降为1.2V。具体设计过程为:
(1).变压器的传输功率为：
考虑副边绕组铜耗，采样、过流保护信号等电阻损耗和原边开关损耗后，设效率
为90％则输入功率为
(2).由PQ磁芯的最大传输功率（100KHz）关系可知，至少需要PQ26／20型的磁芯。由于题目中并没有体积要求，为了使最大传输效率达到最佳效果，而且考虑到目前有的几种磁芯型号，选用了PQ40／40型磁芯。其每伏输入电压对应的匝数，绕线窗口面积，窗口有效利用系数=0.56。
(3).原边线圈的匝数
，取整=5匝。
(4).副边线圈的匝数
，取整为16匝。
(5).根据趋肤深度和频率的关系可知穿透深度为
(mm)
经过反复调试我们最终设计的高频变压器初级线圈用铜皮绕了6匝，次级线圈用Ф0.5mm的铜线16股并绕了18匝，初级和次级线圈都有中间抽头，使得能
够流过满足题目要求的足够大的电流。
5.效率分析及计算
我们对内部各部分电路功率损耗进行了简单的估算，结果参看表1，
表1
那么功率损耗综合大约为6.3W，输出功率最大值为74.4W，则系统效率约为
92.2％。
6. 保护电路的设计
我们为整个系统设计了过流保护，而且有自恢复功能，在此基础上还增加了过压和欠压显示。单片机检测到输出电流超过2.5A时，向SG3524发出过流信号，送至电流检测端-INV，然后SG3524停止工作，使输出回路断开，达到过流保护。
的范围为18.3V～26.1V我们在26.5V过压和14V欠压。过流保护、过压由于U
IN
欠压指示电路参看图7。（图省）
7. 测量电路的设计
(1).输入输出电压的测量
将输入电压经过电位器分压后送到单片机的AD里面，将电压计算出来。输
出电压也是一样。
(2).输入输出电流的测量
我们使用了霍尔电流传感器CS005、CS020，其具有耐压高、成本低、性能稳定等优点，二者分别对输入输出电流采样，并将电流信号通过电阻转变成电压信号，剩下的工作和输入输出电压测量一样。用CD4051控制两路电压信号和两路电流信号的分时采样，仅使用一个AD就可以完成四路信号的采样测量。
8.键控和显示电路的设计
我们使用了ZLG7290制作了键盘控制电路，具有功耗小，需要资源少，操作
方便等优点。显示电路采用FYD12864将测量结果显示出来，最大的优点就是功耗小，界面友好，将输入输出电压和输入输出电流都显示出来，同时将效率也显
示出来。
三、软件设计
我们通过C8051F020内部AD/DA,设计能够检测四路电压电流信号，并控制实现键控、预设和数字显示。软件流程图参看图8.（图省）
四、系统测试及结果分析
1.测试仪器
这次我们整个测试用到的仪器有
①.DH1718D-5型双路跟踪稳压稳流电源②VP-5220A-1型模拟示波器
③MASTECH公司的MY-65型万用表④型调压器
2.测试步骤
(1).键控、显示和预设功能测试。将U
O
预设在36V，然后用键盘控制步进减到30V时，然后步进增到36V，步进值设定为1V，每一次测量中都用万用表测量输出电压值，测试实际结果见表2。然后一次按下想要预设电压值的十位、个位、十分位，但设定值不能超过30到36V的范围。我们测试了三组结果见表3.
(2).电压调整率。调整负载，使I
O ＝2A，U
O
＝36V，用调压器缓慢调整交流电网
电压，使得U
2
在15到21V之间变化，记下输出电压的最大值和最小值。实际测
得最大值为36.03V，最小值为35.98Ｖ。
(3).负载调整率。调节调压器，将U
2
设定到18V，再把输出电压设定为36V，调
节负载，使得I
O
从0到2A变化，记下输出电压的最大值和最小值。实际测得最
大值为36.01V，最小值为35.86V。
(4).测试系统效率。调节负载，使得U
2＝18V，U
O
＝36V，I
O
＝2A，然后测试输入
电压值，测试三次，测试时要用到两个万用表，用万用表测量每次的输入电压电
流、输出电压电流值用并将其记下。测试结果如表4所示。结果显示我们的效率
能够达到92%。
表4
表2
(5).保护电路测试。首先测试过流保护电路。将输出电压调节到36V，实际中我们的测试点是35.9V，将万用表的直流电流挡串入输出回路和负载之间，然后减小负载值，观察万用表的显示值，看其达到2.5A时，过流保护电流的指示灯有没有点亮（平常是灭的），接着再将负载变大，看显示值达到2 A时系统有没有恢复正常工作，同时指示灯应该变灭了。实际中我们测得电流值达到2.54A时指示灯点亮，减小到2.19A使指示灯灭了，同时系统恢复正常。
的地方，然后接着测试过压欠压指示电路。将万用表的直流电压挡接到U
IN
调节交流调压器，看显示值减小到16V时指示灯是否亮了，当恢复到18V时系统
是否正常。实际中我们在14V欠压指示，15V恢复正常。过压指示测量方法也是
一样。过压时电压是26V，自恢复正常电压为25V。表明系统能够实现过流保护，过压和欠压指示，而且具有自恢复功能。
(6).纹波测试。用示波器调节到交流耦合，观察输出电压的纹波，实际测得纹波
电压峰峰值不超过50mV。达到了题目要求。
3.结果分析
(1).由测试步骤一可知，输出电压能够键盘设定和步进调整，精度可以达到±
0.1V；
(2).由步骤二可知，电压调整率
。
(3).由步骤三可知，负载调整率
。
实际指标基本达到了设计指标，由于DA随着负载电流加大有一点下降，使得电压调整率、电流调整率有些许偏差。步进和预设也实现了，纹波最大50mV，效率可以的达到92%.由于时间原因，我们只做了过压欠压指示，而过压欠压保护
没做。
五．总结
本系统以C8051F020为控制核心，控制液晶显示、键控步进、输出预置和输入输出电压与输入输出电流测量等各个部分。输出电压可在30V～36V间连续变化，最大输出电流可以达到2A，负载调整率可以达到0.5%，电压调整率可以达到0.2%，效率可以达到92%。具有过流保护和过压欠压指示功能，整个系统连续工作7个多小时也不会出现问题。基本达到了题目中的所有要求。但因为时间有限，还有许多值得改进的地方：比如说布线有点乱，系统做的有点大。最后感谢学校的培养和全国电子设计竞赛组委会给予我们这次锻炼的机会。
开关电源实验报告
开关电源实验报告 一开关电源原理 如下图30W开关电源电路图所示，市电先经过由电容CX1和滤波电感LF1A组成的滤波电路后，再经过型号为KBP210的整流桥BD1和C1组成的整流电路，输出直流电。直流电又经过由UC3842和2N60等元器件组成的高频逆变电路后，变成高频的交流电，经高频变压器输出为低电压的高频交流电。高频交流经肖基特二极管SR1060后变为脉动的直流电，最后经滤波电容和滤波电感变为我们想要的直流电输出。
MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。（2）输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 （3）整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
1.2功率变换电路 （1）MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。（2）常见的原理图： （3）工作原理 R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。
开关电源适配器测试报告
适配器12V/1A测试报告方案基本参数一览 修订更新版本
注： 在原板上进行了以下修改： 1、变压器参数更新（进行成本优化） 2、输入电容修改为15uF/400V 3、输出二极管修改为SR3100 4、可去除次级吸收回路（R21、C7）（纹波指标仍然优秀） 一.说明 此文档是针对FD9020D 12V/1A适配器的测试报告，可用于90~264Vac全电压输入范围下工作。适合12W以内的适配器电源及小家电产品的应用。
二.测试主要项目 1）电气参数测试 2）电性能参数测试 3）转换效率及空载功耗测试 4）常温老化测试 5）关键元件温度测试 三.测试使用的仪器 1．输入交流调压器：AC POWER SOURCE APS-9501 2．输出电子负载：FT6301A 3．示波器：DSO-X-2022A （Agilent Technologies） 4．交流输入功率计：WT210 DIGITAL POWER METER 5．数字万用表34970A 6．红外热成像仪Fluke Ti200 四.方案的实物图 五.主要项目测试记录 基本参数测试数据
：%（线末端测试）：%（线末端测试） 小结：FD9020D 12V/1A适配器能够满载工作在90V~264V范围的工作条件下，板上输出电压范围为~，具有良好的电压调整率及负载调整率。 FD9020D 12V/1A适配器在空载~满载切换时，< VDD <，符合要求。 注：该方案VDD电压综合考虑系统的过功率保护及VDD过压保护功能，VDD电压受变压器的绕制工艺及漏感等参数影响较大，因此，若有更换变压器供应商时，请注意二次评测VDD 电压范围，以更完美匹配方案参数。 福大海矽可随时全方位协助该方案各项参数测试。 3）纹波噪声测试 测试条件：输入电压为220V，满载输出。
开关电源设计报告
1开关电源主电路设计 1.1主电路拓扑结构选择 由于本设计的要求为输入电压176-264 V 交流电，输出为24V 直流电,因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电，考虑采用两级电路。前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换，后级由隔离型全桥Buck 电路构成。总体要求是先将AC176-264V 整流滤波，然后再经过BUCK 电路稳压到24V 。考虑到变换器最大负输出功率为1000W ，因此需采用功率级较高的Buck 电路类型，且必须保证工作在CCM 工作状态下，因此综合考虑，本文采用全桥隔离型Buck 变换器。其主电路拓扑结构如下图所示： 图1-1 主电路拓扑结构 1.2开关电源电路稳态分析 下面将对全桥隔离型BUCK 变换器进行稳态分析，主要是推导前级输出电压g V 与后级输出电压V 之间的关系，为主电路参数的设计提供参考。将前级输出电压g V 代替前级电路，作为后级电路的输入，且后级BUCK 变换器工作在CCM 模式，BUCK 电路中的变压器可以用等效电路代替。 由于全桥隔离型BUCK 变换器中变压器二次侧存在两个引出端，使得后级BUCK 电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率，如图1-1所示。在S T 2的工作时间内，总共可分为四种开关阶段，其具体分析过程如下： 1) 当S DT t <<0时，此时1Q 、4Q 和5D 导通，其等效电路图如图1-2所示。
i () t R v i ‘ 图1-2 在S DT t <<0时等效电路 g nv v =s （1-1） v nv v g -L = （1-2） R v i i /-C = （1-3） 2) 当S S T t DT <<时，此时1Q ~4Q 全部关断，6D 和5D 导通，其等效电路图如图1-3 所示。此时前级输出g V 为0，假设磁化电流为0，则流过6D 和5D 电流相等，均为L i 2 1 。。 i () t R i ‘ 图1-3 在S S T t DT <<时等效电路 0=s v （1-4） v v -L = （1-5） R v i i /-C = （1-6） 3) 当S S T D t T ）（ +1<<时，此时2Q 、3Q 和6D 导通，其等效电路图如图1-2所示。
开关电源测试报告模板
开关电源测试报告模板 篇一：电源测试报告模板 电源技术认证报告 关键词： AC/DC、电源模块、认证测试 摘要：该报告对电源进行了详细的测试，并对其中测试的问题进行总结和 记录，以供产品选型参考。 一、测试项目 二、测试仪器列表 三、测试结论 四、原始数据记录 1、负载动态响应（必须提供测试波形） （/us, 1ms） (1)常温工作 (2)高温工作 (3)低温工作 2、纹波及噪声记录表（必须提供测试波形） (1)常温
特性 (2)高温特性 (3)低温特性 注1：纹波VPP电容，示波器20MHz频率。 3、开关机性能（必须提供测试波形） （输入电压：220VAC，负载：满载） (1)常温特性 (2)高温特性 (3)低温特性 注1注2：开关机的方式有开关和插拔2种，均需进行试验。 4、启动性能（常温下） 注110%额定值上升到90%额定值的时间。 5、 7、整机效率 (1)常温特性 (2)高温特性
(3)低温特性 9 10、 注1注2：过压保护各路相对独立，一路保护不影响其他路。 注2：可用电子负载“Short”短路或导线直接短路。 篇二：开关电源适配器测试报告模板 适配器12V/1A测试报告 方案基本参数一览 修订更新版本 注： 在原板上进行了以下修改： 1、变压器参数更新（进行成本优化） 2、输入电容修改为15uF/400V 3、输出二极管修改为SR3100 4、可去除次级吸收回路（R21、C7）（纹波指标仍然优秀） 一. 说明
此文档是针对FD9020D 12V/1A适配器的测试报告，可用于90~264Vac全电压输入 范围下工作。适合12W以内的适配器电源及小家电产品的应用。 二 . 测试主要项目 1）电气参数测试 2）电性能参数测试 3）转换效率及空载功耗测试 4）常温老化测试 5）关键元件温度测试 三. 测试使用的仪器 1．输入交流调压器：AC POWER SOURCE APS-9501 2．输出电子负载：FT6301A 3．示波器：DSO-X-2022A （Agilent Technologies）4．交流输入功率计：WT210 DIGITAL POWER METER 5．数字万用表34970A 6．红外热成像仪 Fluke Ti200 四. 方案的实物图
开关电源实验报告
开关电源实验报告 一、开关电源电路图及清单 1.1 60W-12V开关电源电路图 图1-1 开关电源电路原理1.2.60W-12V开关电源电清单
二、开关电源介绍 开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED 灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。它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，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。 开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。 模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N+1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国
开关电源测试规范
开关电源测试规范及报告一、电源基本情况 项目名称________________________, PCB板号__________________________ 使用温度范围：____________℃（若没有特殊要求，按照-15~55℃，） 输入电压范围：____________Vac（若没有特殊要求按照90-264Vac） 最大输出功率______W 二、电源原理图
三、带载能力与纹波测试 1. 测试方法 分别在不同输入电压下（额定电压、最小电压、最大电压），不同的环境温度（室温、最低温度、最高温度），测试各输出支路的负载电流为空载/半载/满载时的电压值与纹波，保存典型波形图。若实际电路中某支路不会出现空载情况，可不测空载。满载时的负载电流取实际最大工作电流的1.2倍。 2. 测试记录 输出1：反馈主路设计输出___V, 最大负载____A,电压允许范围_____，纹波允许范围______ 输出２：设计输出___V, 最大负载____A,电压允许范围_____，纹波允许范围_______ 输出3：设计输出___V, 最大负载____A,电压允许范围_____，纹波允许范围________
四、整流二极管反向耐压测试 1. 测试方法 分别在不同输入电压下（额定电压、最小电压、最大电压），不同的环境温度（室温、最低温度、最高温度），测试各输出支路在满载时整流二极管的反向峰值电压，保存典型波形图。 2. 测试记录 五、VDS电压测试 1. 测试方法 分别在不同输入电压下（额定电压、最大电压），测试电源芯片的MOSFET的VDS在变压器为空载/半载/满载时的峰值电压，保存典型波形图。分别测试5次启动过程和稳态过程。
开关电源课程设计报告
现代电源技术课程实践报告 院系：物理与电气工程学院 班级：电气自动化一班 姓名: 李向伟 学号: 111101007 指导老师:苗风东
一、设计要求 （1）输入电压：AC220±10%V （2）输出电压: 12V （3）输出功率:12W （4）开关频率: 80kHz 二、反激稳压电源的工作原理
图2-1 反激稳压电源的电路图 三、 反激电路主电路设计 (1)(1)Np Vdc Ton Vo Tr Nsm -=+ （3-1） 1. 反激变压器主电路工作原理 反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别适合小功率电源以及各种电源适配器.但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式(CCM),而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式(DCM);另外关于CCM 模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM
模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计. 1）工作过程： S 开通后，VD 处于断态，W1绕组的电流线性增长，电感储能增加； S 关断后，W1绕组的电流被切断，变压器中的磁场能量通过W2绕组和VD 向输出端释放。 反激电路的工作模式： 反激电路的理想化波形 S u S i S i V D t o t o ff t t t t U i O O O O 反激电路原理图
开关电源适配器测试报告模板
适配器12V/1A测试报告 方案基本参数一览 输入电压90~264Vac （恒压<±1%）输出规格12V/1A 输出纹波29mV@220Vac满载转换效率85.11% @220Vac，满载 待机功耗<110mW 拓扑结构反激式 VDD电压15.48V~26.48V（正常范围）CS波形正常 VDS峰值519V@264Vac<600V FB纹波237mV（正常范围） 其他说明：本测试报告针对XXX12V1A适配器成本优化方案（变压器资料如下图），福大海矽竭诚为客户提供完善到位的服务。 变压器版本：V2（20150831） 1、各绕组绕制参数见下表所示EE19立式骨架 绕序绕 组 线径*根数 脚位圈数套管（L） 绝缘胶带 9.0mm/Ts 绕线方式 进 脚 出 脚 Ts 进出 1 N1 ￠0.19mm*1（2UEW） 2 3 68 加套管 2 N2 ￠0.35mm*2(TEX-E) 三层绝缘线 10 8 21 加套 管 加套 管 3 N3 ￠0.19mm*1（2UEW） 3 1 68 5 N4 ￠0.19mm*1（2UEW） 5 4 28 制作说明： 1. 骨架EE19立式脚距4mm 排距10.3mm PC40磁芯Ae为23mm2 2. 电感量Lp(1→2)=2mH，漏感为Lp的5%以下 3. 初级对次级打3000V AC漏电流<2mA/60s 4. 初级对磁芯打15000V AC漏电流<2mA/60s 5. 次级对磁性打15000V AC漏电流<2mA/60s 6. DC500V绕组与磁芯之间1min大于100mΩ 7. DC500V绕组与绕组之间1min大于100mΩ 注：PIN3、PIN6、PIN7、PIN9需剪脚 版本更新说明： 1、初始版本V1（20150721） 2、版本V2（20150831）调整初次级匝数，次级由飞线改为插脚，去掉铜带屏蔽，去掉磁芯接地（进行成本优化）
开关电源测试报告
电源测试报告 一、功率因数与效率测试 1、使用仪器设备：AC SOURCE(交流电源)、电子负载、万用表、功率表； 2、测试条件：输入电压220Vac,输入频率50Hz/60Hz,输出带最大负载1.7A、常温25℃； 3、测试方法： 1）、依规格设定测试条件；输入电压、输入频率、最大负载； 2）、从功率表中读取Pin and PF值，并读取输出电压计算Pout; 3）、功率因数=Pin/(Vin*Iin),效率=Pout/Pin*100﹪; 4、测试数据 二、能效测试 1、使用仪器设备：AC SOURCE(交流电源)、电子负载、万用表、功率表； 2、测试条件：输入电压220Vac,输入频率50Hz/60Hz,输出负载分别为1.7A，1.275A,0.85A,0.425A; 3、测试方法： 1）、在测试前将产品在标称负载条件下预热1分钟; 2)、按负载大小由大到小分别记录220V ac/50Hz/60Hz输入时的输入功率（Pin），输入电流(Iin),输出电压（Vo1,Vo2）,功率因数（PF）,然后计算各负载下的效率； 3）、在空载时记录输入功率与输入电流。 4、测试数据 三、纹波与噪声测试 1、使用仪器设备：AC SOURCE(交流电源)、电子负载、示波器； 2、测试条件：输入电压220Vac,输入频率50Hz/60Hz，负载分别为1.7A，1.275A,0.85A,0.425A，0A，常温25℃； 3、测试方法：按测试回路接好各测试仪器，设备，及待测品，测电源在各负载下的纹波与噪声； 4、测试数据及最大幅值的波形。 四、上升/下降时间测试 1、使用仪器设备：AC SOURCE(交流电源)、电子负载、示波器； 2、测试条件：输入电压220Vac,输入频率50Hz/60Hz，负载为1.7A；
开关电源测试规范
开关电源测试规范 (2007-12-22 17:15) 分类：电源技术类文章 开关电源测试规范 一、安全标准检查工作指导 5 1、高压测试 5 2、低输入电压产品使用1800VAC作高压测试 5 3、绝缘测试 5 4、漏电流测试 5 5、接地测试 5 6、输入电流测试 5 7、输入端的剩余电压 5 8、各输出端的最大VA 5 9、异常操作测试 6 9.2、特低输入电压测试 6 9.3、特高电压测试 6 9.4、过载测试 6 9.5、长时间的过压保护测试 6 9.6、适配器内可熔断电阻的安全测试 7 10、异常处理测试 7 10.1、严格的跌落测试(对于AC适配器) 7 10.2、严格的震动测试(对于AC适配器) 7 11、可见的潜在安全问题检查 7 11.1、输贴片电容的检查 7 11.2、AC输入线的检查 7 11.3、DC输出线的检查 7 11.4、热组件 8 12、可燃性检查 8 13、各种检查 8 13.1、组件检查 8 13.2、标贴检查 8 13.3、空间及爬电距离 8 二、环境条件测试 8 1、高温测试 8 2、低温操作测试 8 3、高湿操作测试 8 4、高低温储存循环测试 8 5、高湿储存测试 8 6、振动测试 9 6.1、非工作状态测试 9 6.2 工作状态振动测试 9 7、跌落测试 9 三、静态工作特性测试 9 1、输出电压与电流调整范围 (需在高、低、常温下进行测试) 9 2、效率测试 (高、低、常温三种条件下进行) 10
3、起机输入电压测试 (高、低、常温三种条件下进行) 10 4、输入电压临界电测试(高、低、常温三种条件下进行) 10 5、输出电压电流特性曲线测试 (高,低,常温三种条件下进行) 10 6、输出共模噪音电压测试 (在规格中有要求才做) 10 7、可听噪音测试 10 四、动态性能测试 10 1、浪涌电流测试 10 1.1、室温冷起机 10 1.2、室温热起机 11 2、开关机时输出电压过冲与欠冲测试 11 3、开机延时及输及电压间跟从测试 11 4、开机维持时间 12 5、阶跃负载响应测试 (此测试项须进行低温、常温、高温三种条件的测试) 12 6、POWER GOOD /FAIL TEST 12 五、开短路测试 12 1、测试范围 12 2、测试标准 13 3、测试方法(TEST METHOD) 13 3.1、开短路测试(Open short method) 14 3.2、在测试过程中和测试后要观察的项目(Utems to observe doing or after open short) 14 六、可靠性测试 15 1、电解电容寿命的检测 15 2、RUBYCON公司的电容寿命计算公式 16 3、温升测试 16 3.1、外壳温升 16 3.2、零件温升 16 3.3、火牛温升 17 3.4、电容温升测试 17 3.5、高温开关机测试 17 3.6、MTBF(平均无故障时间计算) 17 3.7、组件失效率的计算 17 七、组件使用率测试工作指导 18 1、测试范围 18 2、测试条件 18 3、用率要求 18 4、测试方法 18 4.1、电阻 19 4.2、电解电容使用率测试 19 4.3、电容 20 4.4、陶瓷电容 20 4.5、晶体三极管和场效应管 20 4.6、二极管 20 4.7、稳压二极管 20
简易开关电源设计报告
四川教育学院应用电子设计报告 课程名称：Protel99 电路设计系部：物理与电子技术系专业班级：应用电子技术0901 学生姓名：x x x 学号： 指导教师： 完成时间：
开关电源电路设计报告 一. 设计要求： 直流稳定电源主要包括线性稳定电源和开关型稳定电源，由于开关稳压电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠，适用性强，故选择设计可调开关稳压电源，其具体设计要求如下： （1）．所选元器件和电路必须达到在一定范围内输出电压连续可调，输出电压U0=+6V —— +9V连续可调，输出额定电流为500mA； （2）．输出电压应能够适应所带负载的启动性能,且输出电压短路时，对各元器件不会产生影响； （3）．电路还必须简单可靠，有过流保护电路，能够输出足够大的电流。 二.方案选择及电路的工作原理 方案一： 首先用一个桥式整流电路将输入的交流电压变成直流电压，然后经过电容滤波，然后在经过一个NPN型三级管Q1调整管，最后整过电路形成一个通路，达到最终的效果。 方案二： 开关电源同其它电子装置一样，短路是最严重的故障，短路保护是否可靠，是影响开关电源可靠性的重要因素。IGBT（绝缘栅双极型晶体管）兼有场效
应晶体管输入阻抗高、驱动功率小和双极型晶体管电压、电流容量大及管压降低的特点，是目前中、大功率开关电源最普遍使用的电力电子开关器件[6]。IGBT能够承受的短路时间取决于它的饱和压降和短路电流的大小，一般仅为几μs至几十μs。短路电流过大不仅使短路承受时间缩短，而且使关断时电流下降率过大，由于漏感及引线电感的存在，导致IGBT集电极过电压，该过电压可使IGBT锁定失效，同时高的过电压会使IGBT击穿。因此，当出现短路过流时，必须采取有效的保护措施。 为了实现IGBT的短路保护，则必须进行过流检测。适用IGBT过流检测的方法，通常是采用霍尔电流传感器直接检测IGBT的电流Ic，然后与设定的阈值比较，用比较器的输出去控制驱动信号的关断；或者采用间接电压法，检测过流时IGBT的电压降Vce，因为管压降含有短路电流信息，过流时Vce增大，且基本上为线性关系，检测过流时的Vce并与设定的阈值进行比较，比较器的输出控制驱动电路的关断。 在短路电流出现时，为了避免关断电流的过大形成过电压，导致IGBT 锁定无效和损坏，以及为了降低电磁干扰，通常采用软降栅压和软关断综合保护技术。 在设计降栅压保护电路时，要正确选择降栅压幅度和速度，如果降栅压幅度大（比如7.5V），降栅压速度不要太快，一般可采用2μs下降时间的软降栅压，由于降栅压幅度大，集电极电流已经较小，在故障状态封锁栅极可快些，不必采用软关断；如果降栅压幅度较小（比如5V以下），降栅速度可快些，而封锁栅压的速度必须慢，即采用软关断，以避免过电压发生。 为了使电源在短路故障状态不中断工作，又能避免在原工作频率下连续进行短路保护产生热积累而造成IGBT损坏，采用降栅压保护即可不必在一次短路保护立即封锁电路，而使工作频率降低（比如1Hz左右），形成间歇“打嗝”的保护方法，故障消除后即恢复正常工作。下面是几种IGBT短路保护的实用电路及工作原理。 利用IGBT的Vce设计过流保护电路
开关电源测试报告
Pass / Fail: According to specification 4 hours storage at 0℃, and operating at 40℃ . : Not Specified Test Equipment: TOPNOTCH OTC-2B-N Open Chamber . : Not Tested CHROMA Series AC Source / DC Load
A. INPUT CHARACTERIZATION INPUT CURRENT/POWER/EFFICIENCY/POWER FACTOR Test conditions: The unit is set at maximum load and the input voltage is varied from the minimum to the maximum value. Efficiency is computed and Power Factor is either computed or measured after 10 minutes warm up at least. Test equipment: Chroma Model 8000 Power Supply Auto Test System Chroma Model # 6590 9KVA Low Impedance AC Source Chroma Model # 630X0 DC Load Chroma Model # 6630 Power Analyzer Pass/Fail criteria: The unit test shall meet the specification requirements. Test result: PASS @25C Vin(Vac)Freq(Hz)Iin(A)Pin(W)Vout(V)Pout(W)Pd(W)PF Eff(%) Vin(Vac)Freq(Hz)Iin(A)Pin(W)Vout(V)Pout(W)Pd(W)PF Eff(%)
开关电源实习报告
第十届TI杯电子设计竞赛培训实 习报告 日8月7年2012 1.开关稳压电源 1.1工频变压器 工频变压器作为本电源降低电压的核心。它把有效值为220V的交流市电降低为20V的交流电压。为后级稳压环节输入一个低的直流电压做了准备。 1.2整流滤波 本电源整流采用4安的集成整流桥堆。前级滤波采用三个电容进行。如图1示，分别为C12，C14，C15。C14是一个1000uF的铝电解电容，它可以很好地滤除低频脉动成分，使整流输出波形变得很平滑。电容的高频小信号模型为电感、电容、电阻的串联。铝电解电容，由于其内部结构决定了它的高频等效电感比较大。再加之铝电解电容的容值比较大，这就导致它的自身谐振频率比较低。这样它可以很好地滤除低频杂波成分，但是对于高频杂波成分，它的滤除效果不是很好。这就需要给他并联一个0.1uF的瓷片电容C15，这样滤波器的带宽就会大大提高，可以滤除掉更多的杂波成分。C12是作为LM2576的输入滤波的，以保证输入LM2576的交流杂波成分更小。 1.3稳压 本电源稳压环节采用LM2576开关降压（Buck）型集成稳压芯片。其内部集成了52KHz的振荡器，功率管，PWM调制器和反馈环路。LM2576输出最大电流可以保证3A，输入最大电压40V。D4是一个肖特基二极管，型号为MBR20200。它是作为Buck电路的续流二极管使用的。电感L2是一个用铁粉磁环绕制的100uH 的大功率电感，它是Buck电路的储能电感。L2和C13共同组成了一个LC滤波器。R12，R10是一个电阻串联分压网络。LM2576的4脚在分压网络分压点采集电压反馈给其内部误差放大器，控制PWM调制器改变PWM波的脉宽，从而控制功
开关电源实验指导
开关电源技术实验指导书 信息工程学院电气及自动化教研室 2009.04.18
实验一电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究 一．实验目的 1．掌握电流控制型脉宽调制开关电源的工作原理，特点与构成。 2．熟悉电流控制型脉宽调制芯片UC3842的工作原理与使用方法。 3．掌握开关电源的调试方法与参数测试方法。 二．实验内容 1．利用芯片UC3842，连接实验线路，构成一个实用的开关稳压电源电路。 2．芯片UC3842的波形与性能测试 （1）开启与关闭阀值电压。 （2）锯齿波，包括周期、占空比、幅值等，并与理论值相比较。 （3）不同负载以及不同交流输入电压时的输出PWM波形，并与正确波形相对比。 （4）反馈电压端（即UC38422号脚）与电源端（即7号脚）波形。 （5）输出PWM脉冲封锁方法测试。 3．开关电源波形测试 （1）GTR集电极电流与集-射极电压波形。 （2）变压器原边绕组两端波形。 （3）输出电压V O波形。 4．开关电源性能测试 （1）电压调整率（抗电压波动能力）测试。 （2）负载调整率（抗负载波动能力）测试。 （3）缓冲电路性能测试。 三．实验系统组成及工作原理 电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域。其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高，体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。 开关电源的控制电路可分为电压控制型和电流控制型。前者是一个单闭环电压控制系统，后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。 具体实验原理可参见附录。 具体线路见图5—4。 四．实验设备和仪器 1．MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱 2．双踪示波器 3．万用表 五．实验方法
AC-DC反激开关电源实验报告
反激开关电源的设计与调试 1.实验目的： 掌握反激电路、TOP255YN芯片的使用方法与各元器件的参数计算；掌握各种测试仪器的使用；输入220交流电压，得到12V电压，1.5A电流稳定主输出；副输出5V，1A。频率f=66KHZ，输出功率23W，输出纹波100mV。 2.实验器材： 示波器、负载、输入电源、测温器、万用表。 3.实验内容： （1）反激电路工作原理
连续模式初级电流有前沿阶梯且从前沿开始斜坡上升。在开关管关断期间，次级电流为阶梯上叠加衰减的三角波。当开关管在下个周期开始导通瞬间，次级仍然维持有电流。在下一个周期开关管开通时刻，变压器储存能量未完全释放，仍有能量剩余。
三、实验数据分析 输入电压为220V 交流，整流后得到Vdc=311V 直流。MOS 管上电压为Vdc+（Np/Ns ）*(Vo+1)=400V 。 （1）变压器设计 占空比：) /)(1()1(8.0)/)(1(on Ns Np Vo Vdc T Ns Np Vo T ++-?+==0.4695 初级匝数：f Ae Bpk T V N **?*?=2on o 2p =71匝取72匝 f=66khz 次级匝数：dc on of f 1o p s V T T V N N **+* =）（=8.2匝取9匝 次级峰值电流：=-=) 1(o crs Ton Vo P I 2.83A 次级平均电流：csr of f ar I T I *==1.5A Vo Ton Po Icpr *=25.1=0.337A Top255芯片峰值电流：Ton I I /cpr p ==0.802A 过载保护： 典型值Ilimit=1.7A
电源可靠性测试报告
开关电源可靠性测试报告 测试电源型号： ------------------------------------------------------------- 测试电源版本： ------------------------------------------------------------- 报告编号： -------------------------------------------------------------------- 测试日期： ------------------------------------------------------------------ 测试结果: ------------------------------------------------------------------
目录 1.输入特性 (3) 1.1输入电压调整率 (3) 1.2效率、功率因数 (3) 1.3浪涌电流 (3) 2.输出特性 (4) 2.1启动延时 (4) 2.2负载调整率 (5) 2.3启动输出电流过冲幅度 (6) 2.4纹波、杂讯测试 (6) 3.保护特性 (7) 3.1短路保护 SCP 短路功耗 (7) 3.2开路电压 (8) 4.环境适应性 (8) 4.1电流漂移 (8) 4.2 ON/OFF测试 (8) 4.3元器件使用余度试验 (9) 4.4温度应力(温升) (10) 4.5高温启动 (11) 4.6高温工作测试 (11) 4.7低温贮存测试 (11) 4.8高压测试 (11) 5.电磁兼容&安规 (11) 5.1谐波测试 (11) 6.备注说明 (12)
开关电源的设计实验报告
河西学院物理与机电工程 学院 综合设计实验 开关电源的设计 实验报告 学院：物理与机电工程学院 专业：电子信息科学与技术 姓名：侯涛 日期：2016年 4月 12日
绪论 开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源，它具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点，在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业设备、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。 一、开关电源的概念和分类 电源是将各种能源转换成为用电设备所需电能的装置，是所有靠电能工作的装置的动力源泉。 1.开关电源的概念 电是工业的动力，是人类生活的源泉。电源是产生电的装置，表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率等；在同一参数要求下，又有重量、体积、效率和可靠性等指标。我们用的电，一般都需要经过转换才能适合使用的需求，例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率变换为小功率等。 按照电子理论，所谓AC/DC 就是交流转换为直流；AC/AC 称为交流转换为交流，即为改变频率；DC/AC 称为逆变；DC/DC 为直流变交流后再变直流。为了达到转换的目的，电源变换的方法是多样的。自20世纪60年代，人们研发出了二极管、三极管半导体器件后，就用半导体器件进行转换。所以，凡是用半导体功率器件作开关，将一种电源形态转换成另一种形态的电路，叫做开关变换电路。在转换时，以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源。 开关电源在转换过程中，用高频变压器隔离称之为离线式开关变换器，常用的AC/DC 变换器就是离线式变换器。 开关电源通常由六大部分组成，如图所示。 低通滤波 有源调整一次整流 电子开关高频变压器采样输出 平滑滤波 二次整流 脉宽调制 基准电压 误差放大 比较器 脉冲驱动输入电路功率因数校正 功率 转换输出电路 直流输出V 0 控制电路 频率振荡发生器 交流输 入电压220V
开关电源测试标准
开关电源测试标准 电源结构的安全要求： 1）空间要求： UL、CSA、VDE安全规范强调了在带电部分之间和带电部分与非带电金属部分之间的表面、空间的距离要求UL、CSA要求：极间电压大于等于250VAC的高压导体之间，以及高压导体与非带电金属部分之间（这里不包括导线间），无论在表面间还是在空间，均应有0.1英寸的距离；VDE要求交流线之间有3mm 的徐变或2mm的净空隙；IEC要求：交流线间有3mm的净空间隙及在交流线与接地导体间的4mm的净空间隙另外，VDE、IEC要求在电源的输出和输入之间，至少有8mm的空间间距 2）电介质实验测试方法（打高压：输入与输出、输入和地、输入AC两级之间） 3）漏电流测量： 漏电流是流经输入侧地线的电流，在开关电源中主要是通过静噪滤波器的旁路电容器泄露电流UL、CSA均要求暴露的不带电的金属部分均应与大地相接，漏电流测量是通过将这些部分与大地之间接一个1.5K欧的电阻，其漏电流应该不大于5毫安VDE允许：用1.5K欧的电阻与150nP电容并接并施加 1.06倍额定使用电压，对数据处理设备，漏电流应不大于3.5毫安一般是1毫安左右 4）绝缘电阻测试： VDE要求：输入和低电压输出电路之间应有7M欧的电阻，在可接触到的金属部分和输入之间，应有2M欧的电阻或加500V直流电压持续1分钟 5）印制电路板要求： 要求是UL认证的94V-2材料或比此更好的材料 2. 对电源变压器结构的安全要求： 1）变压器的绝缘： 变压器的绕组使用的铜线应为漆包线，其他金属部分应涂有瓷、漆等绝缘物质 2）变压器的介电强度： 在实验中不应出现绝缘层破裂和飞弧现象 3）变压器的绝缘电阻： 变压器绕组间的绝缘电阻至少为10M欧，在绕组与磁心、骨架、屏蔽层间施加500伏直流电压，持续1分钟，不应出现击穿、飞弧现象 4）变压器湿度电阻： 变压器必须在放置于潮湿的环境之后，立即进行绝缘电阻和介电强度实验，并满足要求潮湿环境一般是：相对湿度为92%（公差为2%），温度稳定在20到30摄氏度之间，误差允许1%，需在内放置至少48小时之后，立即进行上述实验此时变压器的本身温度不应该较进入潮湿环境之前测试高出4摄氏度 5）VDE关于变压器温度特性的要求 6）UL、CSA关于变压器温度特性的要求 注：IEC——International Electrotechnical Commission VDE——Verbandes Deutcher Electrotechnicer UL——Underwriters Laboratories CSA——Canadian Standards Association FCC—— Federal Communications Commission
开关电源实训报告
开关电源实验报告 一、实验名称 30w-12v开关电源制作 二、实验目的 1.掌握buck降压型反激式开关电源原理、焊接、调试。 2.熟悉uc3842主要性能参数、端子功能、工作原理及典型应用。 三、实验要求 1.输入电压av220v，调节输出电压为dc12v，输出功率30w。 2.掌握电路板焊接工艺。 四、实验介绍 ㈠开关电源介绍 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。 开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在安防监控，节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关电源具有以下特征：①电源电压和负 载在规定的范围内变化时，输出电压应保持在允许的范围内或按要求变化；②输出与输入之间有良好的电气隔离；③可以输出单路或多路电压，各路之间有电气隔离。本次实验是要采用uc3842制作一路输出的av220v-dc12v的30w开关电源。㈡开关电源原理电路由主电路、控制电路、启动电路和反馈电路4部分组成。主电路采用单端反激式拓扑。控制电路是整个开关电源的核心，控制的好坏直接决定了电源整体性能，电路电流环控制采用uc3842内部电流环，电压外环采用tl431和pc817构成外部误差放大器。 输入市电首先经过滤波、整流后变换为直流电压，再经过直流变换器变换为所需的直流电压；通过检测和控制电路对其输出进行调整。 图4-1 开关电源基本结构框图 ㈢主要元器件介绍 1）uc3842 〈1〉uc3842简介： uc3842是高性能固定频率电流模式控制器专为离线和直流直直流变换器应用而设计的，这些集成电路具有可微的振荡器，能进行占空比的控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输入，是驱动功 率mosfet的理想器件。其他的保护特性包括输入和参考欠压锁定，各有滞后、逐周电流限制、可编程输出静区时间和单个脉冲测量锁存。 〈2〉uc3842的性能特点： ①它属于电流型单端pwm调制器，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点。能通过高频变压器与电网隔离，适于构成无工频变压器的20~50w 小功率开关电源。 ②最高开关频率为500khz,频率稳定度达0.2%。电源效率高，输出电流大，能直接驱动双极型功率晶体管或vmos管、dmos管、tmos管。输出电流为200ma，峰值为1a，既可驱动
开关电源测试实例
开关电源测试实例 近几年，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，程控交换机、通讯、电子设备、控制设备等都已广泛地使用了开关电源，大大促进了开关电源技术的迅速发展。在开关电源向高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化方向发展的同时，也对产品设计验证和功能测试提出了更为严格的要求。本文中将以RIGOL（北京普源精仪科技有限责任公司）的产品为例介绍一些开关电源的常用测试方案。本测试方案中用到的仪器分别是RIGOL DS1302CA数字示波器、DM3064数字万用表及DG系列函数/任意波形信号发生器。 数字示波器应用方案 瞬态响应信号测量 负载瞬变时间是一项动态时间，它是负载电流瞬变后开关电源的输出电压稳定到预先规定稳定带内的时间。测量信号的过程中，示波器必须有足够的采样率和波形捕获率才能有效的捕获到需要的波形。我们通常所测的响应为μs或ms量级，而RIGOL的DS1302CA可以测量最小1.2ns的上升时间，完全可以捕获该瞬变信号。图2反映了电流由0.1mA到65mA 的过程中电压瞬态变化情况。 及时发现有害波形信号 电源的开启延迟是从施加交流输入至输出达到其调整范围之内的时间。如果开关电源在开启时，有有害波形产生，即有可能损坏开关晶体管的电流尖峰。对于该有害波形，可以通过抑制电路等方法来消除。而通过用示波器的测量，就可以及时发现有害波形，并在电源开启的瞬间，有效地抑制有害信号的产生，间接提高后需电源的工作效率。图3是DS1302CA捕获的波形。 在系统中重现信号 如果捕捉到偶发、瞬时信号后不仅仅满足于对该信号的简单分析与计算，还希望能够在系统中重现该信号，那么RIGOL数字示波器与函数/任意波形信号发生器的无缝互连则可以提供完美的解决方案。DG3121A信号发生器可以通过专用接口直接访问DS1302CA的波形内存，从而在信号发生器上再现之前捕获的毛刺或偶发信号波形。通过这样的方法，可以再现信号，让测试测量更加方便。 同时测量输入输出信号 在开关电源测试中经常同时测量电路的输入和输出端，但输入和输出电压的差距较大给操作带来了一定难度。DS1302A的交替触发能够同时测量分析输入和输出两个信号，解决了操作上的难题。以往在中端示波器中，双通道同时显示时都是时基共用，而现在的产品就可用交替触发来实现两个通道各自有自己的时基，并且在各通道上可以选取不同的触发方式。如图5示，两个不同的信号，一个是Vpp=188V的信号，另一个是Vpp=102mV的信号，它们的频率分别为50Hz和20kHz。 捕获纹波和分析噪声 纹波和噪声是在所有其他参数恒定的条件下，在规定带宽内直流输出电压对其平均值的周期性和随机性偏离，它代表调整和滤波电路后面直流输出电压中所残存不需要的交流和噪声成分。纹波和噪声可以用有效值或峰峰值度量，峰峰值可以提供有关高幅度、短持续时间尖峰的信息，而有效值则有利于确定预期的信噪比。具体的讲，纹波是出现在输出端子间的一种