高效率开关电源设计实例
变频器用高性能开关电源的设计
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三、高性能开关电源的设计方法
2、精确控制开关管开通和关断时间：通过采用高速开关管和大容量电容，可 以提高电源的转换效率。同时，采用精确的时钟芯片或MCU，可以实现对开关管 开通和关断时间的精确控制。
三、高性能开关电源的设计方法
3、强化磁性元件设计：通过优化磁性元件的参数，如磁芯材料、线圈匝数、 气隙等，可以提高电源的功率密度和效率。
二、高压开关电源设计
1、设计目标与工作原理
1、设计目标与工作原理
高压开关电源的设计目标是将输入的高压直流电转换为特定规格的交流电或 直流电，以满足不同电子设备的电源需求。其工作原理是利用开关管的开通和关 断，将输入的直流电压进行斩波，然后通过滤波和稳压等环节，最终输出稳定的 交流或直流电压。
2、功率开关与驱动电路
四、实例分析
3、设计控制电路和驱动电路。采用高速时钟芯片生成开关管的驱动脉冲，并 通过运放电路实现对输出电压和电流的精确控制。同时，加入过流保护、过压保 护等保护电路，以提高电源的稳定性和可靠性。
四、实例分析
4、进行整体电路的布局和布线。合理安排元件的位置和走线方式，减小电磁 干扰的影响，提高电源的性能。
在高压开关电源设计中，纹波系数是一个重要的指标，它反映了电源输出电 压和电流的波动大小。为了降低纹波系数，需要选取合适的滤波器和稳压器。滤 波器用于滤除高频噪声，使输出的交流电更加平滑；稳压器则用于稳定输出电压， 保证电源的稳定性。
4、电路连接与保护措施
4、电路连接与保护措施
在确定上述要素后，还需要考虑电路的连接方式和保护措施。常用的电路连 接方式有串联、并联和桥式等，需要根据实际情况选择合适的连接方式。保护措 施方面，需要考虑过压、过流、过温等方面的保护，以防止电源异常对电子设备 造成损害。
开关电源的设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文开关电源是一种高效率、小体积、轻质化的电源，随着现代电子设备的发展，应用越来越广泛。
开关电源的设计是电子工程专业毕业设计中的一个热门方向，本文将介绍开关电源的基本工作原理及设计方法，并以一个实际开关电源的设计为例，进行详细说明。
一、开关电源的基本工作原理开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为直流电源，其核心部分是开关管。
开关管工作时，会在电路中产生一个高频矩形波形。
再经过滤波电路、输出稳压电路等处理后，最终输出所需要的稳定直流电源。
在开关电源中，开关管的切换是关键，它的导通和截止决定程序的整个运行。
开关管的导通与截止又是由控制器控制的，所以控制器设计是非常重要的。
二、开关电源的设计方法1.功率计算开关电源的功率计算是设计的第一步。
功率 = 电流×电压，在设计前应要明确设备所需的电流和电压值并通过功率计算公式计算得出所需的功率。
2.电路设计电路设计是开关电源设计中较为复杂的一步。
主要包括直流输入电路、开关管、反馈电路、滤波电容、输出稳压电路等部分。
这些部分需要合理的组合和设计，并应通过电路仿真进行验证。
3.控制器设计在控制器设计中，主要有PWM控制器和开环控制器。
PWM控制器通常采用电流反馈控制方式，能够减少在输出处的纹波电压，提高稳定性。
开环控制器的设计要更为复杂，但是更容易实现。
4.保护电路设计保护电路是开关电源中非常重要的一部分，保护电路通常包括电流限制保护、过压保护、过载保护，以及温度保护等。
这些保护电路能够提高开关电源的使用寿命，避免因电路故障引起的安全事故。
三、开关电源设计实例以12V60W的开关电源设计为实例。
1.功率计算P = U × I = 12V × 5A = 60W。
2.电路设计直流输入电路：直流输入电路主要包括整流桥、电容滤波器和保险丝等。
整流桥需要选择合适的电流、电压值，电容滤波器应该选择合适的容量，保险丝则是起到安全保障作用。
用uc3845b 设计开关电源实例
用uc3845b 设计开关电源实例Switching power supplies are widely used in various applications due to their high efficiency and compact design. One of the most common and popular control ICs used for designing switching power supplies is the UC3845B. This IC is known for its versatility and ease of use in various topologies such as flyback, forward, and boost.开关电源由于高效率和紧凑的设计而被广泛应用于各种领域。
在设计开关电源时常用的一个控制IC是UC3845B。
这个IC以其在飞行、正转和升压等各种拓扑结构中的通用性和易用性而闻名。
The UC3845B is a current mode PWM controller that operates at a fixed frequency and has a voltage feedforward design for improved transient response. It also has built-in soft start and frequency jitter features for reduced EMI emissions. These advanced features make the UC3845B a popular choice for designing efficient and reliable switch mode power supplies.UC3845B是一个固定频率工作的电流模式PWM控制器，具有电压前馈设计以提高瞬态响应。
基于单管正激式的高效率开关电源的设计
基于单管正激式的高效率开关电源的设计高效率开关电源是一种能够将输入电源有效地转换为所需输出电源的电力转换装置。
在实际应用中，高效率开关电源已经取代了传统的线性电源，更广泛地应用于各个领域。
一种常见的高效率开关电源设计是基于单管正激式的设计。
该设计方案具有简单、成本低廉、效率高等特点。
该设计方案的核心元件是一只功率MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）。
该MOS管作为开关，能够根据控制信号开启或关闭，从而实现电源的稳定输出。
MOS管的导通损耗较小，能够在高频率下工作，因此能够提高电源的转换效率。
设计方案的第一步是根据需要确定输入电源的范围和输出电源的需求。
通过采集输入电源的直流电压，可以确定MOS管的工作区间，从而选择合适的MOS管。
接下来，设计师需要根据输出电源的需求确定转换电路。
转换电路的核心是开关频率发生器，用于控制MOS管的开关频率。
开关频率的选择需要考虑到输出电源的负载特性和所需的转换效率。
通常情况下，开关频率越高，转换效率越高，但开关损耗也会增加。
在设计过程中，还需要考虑到输出电源的稳定性和电源滤波的问题。
稳压器是非常重要的一个模块，用于确保输出电压的稳定性。
电源滤波是为了减少开关频率带来的干扰和噪音，提高输出电源的纯净度。
最后，设计师需要进行电路模拟和实验验证。
通过电路模拟软件，可以模拟不同工作条件下的电源转换效率和稳定性。
随后，可以通过实验验证电路的性能，并对其进行调整和优化。
总结起来，基于单管正激式的高效率开关电源设计是一项复杂但非常有挑战性的任务。
设计师需要充分了解输入电源和输出电源的需求，合理选择核心元件和电路拓扑，进行模拟和实验验证，最终实现高效率的电源转换。
这种设计方案在各个领域中都有着广泛的应用前景。
300w开关电源方案
300W开关电源方案简介本文档介绍了一个300W的开关电源方案，用于提供稳定可靠的电源供应。
开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源，通过开关管的开关动作来实现电压和电流的转换。
本方案采用了先进的电路设计和高效的开关管，以提高电源效率和稳定性。
方案设计输入电路300W开关电源的输入电压范围通常为220VAC或110VAC，本方案针对220VAC设计。
输入电路主要由滤波器、整流器和变压器组成。
滤波器用于滤除输入电压中的高频噪声，以保证输出电压的稳定性。
常见的滤波器电路包括Pi型滤波器和L型滤波器。
整流器将交流电转换为直流电，常见的整流器电路有全波整流和半波整流。
全波整流器可以实现较高的转换效率。
变压器用于将输入电压变换为适合开关电源工作的低压电压。
变压器一般由高频变压器和输出电感器组成，以提供高效的功率转换。
控制电路开关电源的控制电路主要包括开关管驱动电路和反馈控制电路。
开关管驱动电路负责控制开关管的开关动作，并控制输出电压。
常见的开关电源控制电路有固定频率PWM控制和变频控制。
反馈控制电路用于监测输出电压并调整开关管的开关动作，以稳定输出电压。
反馈控制电路一般由比较器、误差放大器和反馈元件组成。
输出电路输出电路主要由输出电感器、输出电容和负载组成。
输出电感器用于平滑输出电流，防止电流突变。
输出电容则用于平滑输出电压，提供稳定的负载。
负载是指连接在开关电源输出端的设备或电路，可以是各种电子设备、通信设备或其他电子装置。
负载的功率需小于或等于300W。
优点与特点高效率300W开关电源采用了高效率的开关管和控制电路，以减少功耗并提高转换效率。
高效率意味着更少的能量损耗，更低的温度和更长的使用寿命。
稳定性本方案采用了反馈控制电路来稳定输出电压，同时使用优质的电子元件和合理的电路布局，以提供稳定可靠的电源供应。
稳定的输出电压对各种设备和电路的正常运行至关重要。
可靠性300W开关电源采用了与国际标准相符的设计和制造工艺，确保产品的质量和可靠性。
新型开关电源优化设计与实例详解
新型开关电源优化设计与实例详解以新型开关电源优化设计与实例详解为标题，本文将从新型开关电源的基本原理、设计优化的方法以及实例分析等方面进行详细阐述。
一、新型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装置，其基本原理是通过开关管的开关动作来实现电源的开关控制。
传统的开关电源在工作过程中存在一些问题，如功率损耗大、效率低、噪声大等。
为了克服这些问题，新型开关电源采用了一些优化设计方法。
二、新型开关电源的设计优化方法1. 降低功率损耗：通过采用功率开关管的低导通电阻材料和优化电路设计，降低功率开关管的导通电阻，从而减少功率损耗。
2. 提高效率：采用高效的开关控制器和高效的变压器设计，减少能量的损耗，提高开关电源的转换效率。
3. 降低噪声：通过优化电路布局和选择低噪声元件，减少开关电源的噪声产生，提高工作环境的舒适性。
4. 提高稳定性：采用先进的控制算法和稳压电路设计，提高开关电源的稳定性，减少输出波动。
5. 减小体积：通过优化元件布局和采用高集成度的芯片设计，减小开关电源的体积，提高电源的集成度和便携性。
三、新型开关电源的实例分析以一款新型开关电源为例进行分析，该开关电源采用了先进的控制算法和高效的变压器设计，具有以下特点：1. 高效率：通过优化的开关控制器和变压器设计，该开关电源的转换效率达到了90%以上，相比传统开关电源提高了20%以上。
2. 低噪声：采用低噪声元件和优化的电路布局，该开关电源的噪声水平明显低于传统开关电源，提高了工作环境的舒适性。
3. 稳定性强：通过先进的控制算法和稳压电路设计，该开关电源的输出稳定性非常好，输出波动小于1%。
4. 小巧便携：采用高集成度的芯片设计和优化的元件布局，该开关电源的体积明显减小，非常适合便携式设备的使用。
以上是对新型开关电源优化设计与实例的详细阐述。
通过采用优化设计方法，新型开关电源在功率损耗、效率、噪声、稳定性和体积等方面都得到了显著提升，满足了现代电子设备对电源的高要求。
开关电源典型设计实例精选
开关电源典型设计实例精选
开关电源是一种常见的电源设计，它能够将输入电压转换为稳定的输出电压，常用于各种电子设备中。
以下是一些典型的开关电源设计实例：
1. Buck转换器，Buck转换器是一种常见的开关电源设计，它能够将高电压降低为稳定的较低电压。
这种设计常用于需要较低输出电压的应用，例如移动设备充电器和电源适配器。
2. Boost转换器，Boost转换器则是将输入电压升高为稳定的输出电压，常用于需要较高输出电压的场合，比如LED驱动器和太阳能电池充电器。
3. Buck-Boost转换器，Buck-Boost转换器能够实现输入电压的升压和降压，因此在需要输出电压高低变化范围较大的场合下应用广泛，比如电动汽车充电器和太阳能储能系统。
4. Flyback转换器，Flyback转换器是一种常见的离线开关电源设计，适用于输出功率较低的应用，例如家用电子设备和通信设备。
5. LLC谐振转换器，LLC谐振转换器结构简单，具有高效率和低电磁干扰等优点，适用于中高功率的电源设计，例如工业设备和服务器电源。
以上是一些典型的开关电源设计实例，每种设计都有其适用的场合和特点，工程师在实际设计中需要根据具体要求选择合适的设计方案。
希望以上信息能够对你有所帮助。
基于UC3524的开关电源设计
基于UC3524的开关电源设计开关电源设计是电子工程中的重要部分，它广泛应用于电子设备中，例如电脑、手机和家用电器等。
在开关电源设计中，UC3524是一种常用的控制器，具有高效率、可靠性和稳定性的特点。
本文将详细介绍基于UC3524的开关电源设计。
1.引言开关电源是通过快速开关的方式将输入电源转换为所需输出电压和电流，以满足电子设备对电能的要求。
UC3524是一种常用的控制器，可以实现开关电源的稳定性和效率。
2.UC3524的工作原理UC3524采用了固定频率双脉冲宽度调制（PWM）控制方法。
其工作原理如下：(1)输入电压经过整流和滤波后，得到平滑的直流电压。
(2)输入电压经过分压电路，提供给UC3524的反馈引脚FB，用于控制输出电压。
(3)UC3524通过比较输入电压和反馈电压的大小，产生一个PWM信号。
(4)PWM信号经过驱动电路，控制开关管的导通和关断，来实现输出电压的调节。
3.输入滤波电路设计输入滤波电路的作用是将输入电源中的高频噪声滤除，确保稳定的直流输入电压。
输入滤波电路通常由电容和电感组成，其中电容用于滤除高频噪声，电感用于抑制输入电压的纹波。
4.反馈电路设计反馈电路是实现输出电压稳定的关键，它通过与输出电压进行比较，控制PWM信号的占空比，以实现输出电压的调节。
反馈电路通常由反馈电阻和电压比较器组成，其中反馈电阻用于将输出电压转换为反馈电压，电压比较器用于比较反馈电压和参考电压，并产生误差信号。
5.PWM信号生成电路设计PWM信号生成电路是将误差信号转换为PWM信号的关键，它通常由比较器和RC网络组成。
比较器用于比较误差信号和三角波信号，RC网络用于产生比较器的参考电压，以控制PWM信号的占空比。
6.驱动电路设计驱动电路是控制开关管导通和关断的关键，它通常由驱动芯片和驱动电路组成。
驱动电路通过将PWM信号转换为适当的电流和电压，实现开关管的快速开关，从而控制输出电压的调节。
7.输出滤波电路设计输出滤波电路的作用是滤除开关电源输出的高频脉冲噪声，以获得稳定的直流输出电压。
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。
一种大功率可调开关电源的设计方案
一种大功率可调开关电源的设计方案设计方案：大功率可调开关电源一、引言在现代电子设备中，大功率可调开关电源被广泛应用于各种场合，如工业自动化设备、通信设备等。
本文旨在设计一种大功率可调开关电源，满足高效率、稳定性和可调性的需求。
二、电源拓扑结构选择在设计大功率可调开关电源时，选择合适的电源拓扑结构是关键。
常见的拓扑结构有单相桥式、全桥式、半桥式等。
鉴于本设计要求大功率输出，采用半桥式拓扑结构。
三、开关功率器件选取在选择开关功率器件时，需要考虑其导通电阻、开关速度以及工作温度等因素。
本设计选取高性能的MOSFET作为开关功率器件，具有低导通电阻、快速开关速度和良好的热耐受性。
四、控制电路设计为了实现大功率可调输出，需要设计合适的控制电路。
控制电路主要包括反馈信号采集、控制信号产生和保护电路等。
1.反馈信号采集：采用外部反馈电路监测输出电压和电流，并将反馈信号送至控制电路。
2.控制信号产生：采用PWM（脉宽调制）技术产生控制信号，通过对开关器件的开关时间比进行调节，实现输出电压的调节。
3.保护电路：为了确保开关电源的稳定性和可靠性，需要设计过压保护、过流保护以及温度保护等保护电路。
五、过渡过程优化设计由于大功率可调开关电源在输出电流和电压的调整过程中，容易出现过渡过程中的不稳定情况，需要进行优化设计。
1.输出滤波电路：采用适当设计的LC滤波电路，在输出端滤除高频噪声和谐波，确保输出电压和电流的稳定性。
2.脉宽调制优化：通过对控制信号的优化，减少输出电压和电流调节过程中的波动。
3.反馈控制算法：采用先进的控制算法，如PID控制算法，提高输出电压和电流的稳定性。
六、输出电路保护设计在大功率可调开关电源设计中，保护电路的设计尤为重要。
常见的保护功能包括过压保护、过流保护、过温保护等。
1.过压保护：通过监测输出电压，当输出电压超过预设范围时，立即切断开关器件，以防止输出负载受损。
2.过流保护：通过监测输出电流，当输出电流超过预设范围时，立即切断开关器件，以避免开关器件和输出负载过载。
开关电源设计经典实例.pdf.pdf
摘要开关电源是应用于广泛领域的一种电力电子装置。
它具有电能转换效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等优点，在小功率范围内基本取代了线性电源，并迅速想大功率范围推进，在很大程度上取代了晶闸管相控整流电源。
可以说，开关电源技术是目前中小功率直流电能变换装置的主流技术。
本文首先描述了开关电源的发展，对目前出现的几种典型的开关电源技术作了归纳总结和分析比较，在此基础上指出了开关电源技术的发展状况和开关电源产品的发展趋势。
并且对开关电源的发展史、应用范围、主电路的选择、控制方法作了简要的介绍。
在设计中主要采用了脉宽调制（PWM）、全桥整流、自锁保护等技术，应用了控制芯片UC3842做为PWM控制芯片，对变压器次级线圈采用堆叠式绕法，改进光耦反馈电路的选择，使电路能达到所需基本要求同时，力求稳定、高效。
关键字：开关电源，拓扑结构，变压器，正激式AbstractThe switch power supply is a kind of electric power electronics which applies in the extensive realm to be used.It has an electric power conversion's efficiency high, the physical volume is small, the weight is light, the control accuracy is high with fast etc. advantage, within the scope of small power replaced line power supply, and in high-power scope propulsion quickly, to a large extent,it replaced the thyristor phase - controlled rectifying power supply.We can say, the switch power supply technique is the essential technique which wins small electric power transformation of the power direct current to equip currently.This text described the development of switch power supply first, to a few kinds which appear currently typical model of the switch power supply technique made to induce summary and analysis comparison, pointing out the development trend of the technical development condition of the switch power supply and switch power supply product on this foundation.And introduce the switch power supply’s phylogeny,application, main electric circuit of power supply and controled a method. The design adopted PWM, the whole bridgeses commutated, lock protection etc. technique, applied control the chip UC3842 to be used as PWM control chip, the transformer adoprt adopt pile circle, improve the choice of the electric circuit, make the electric circuit be able to attain need basic request in the meantime, try hard for stability, efficiently.Key words：Switch power supply，topology，transform，Forward目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................................ I I 目录 .. (III)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 开关电源的发展历史 (1)1.2.1 国外发展历史 (1)1.2.2 国内发展状况 (2)1.3 目前需要克服的困难 (2)1.4 开关电源的发展趋势 (3)1.5 本文的设计要求 (4)2 开关电源的工作原理 (6)2.1 开关电源的基本构成 (6)2.2 开关电源常用的拓扑结构分析 (6)2.2.1 降压型 (6)2.2.2 升压型 (7)2.2.3 升降压型 (8)2.2.4 反激式 (9)2.2.5 正激式 (11)2.2.6 推挽式 (12)2.3 拓扑结构的确定 (13)3. 基于UC3842的开关电源的设计与实现 (14)3.1 开关电源电路的设计 (14)3.1.1 开关电源电路的总体简介 (14)3.1.2 基于UC3842的基本结构 (14)3.1.3 各部分功能简介 (14)3.2 UC3842芯片简介 (15)3.2.1 UC3842的特点 (15)3.2.2内部结构和引脚图 (16)3.2.3 引脚功能 (16)3.2.4 芯片工作原理 (17)3.3 各部分回路设计 (18)3.3.1 主回路的设计 (18)3.3.2 控制保护回路的设计 (21)3.3.3 反馈电路的设计 (23)3.4 外围主要器件的选取 (23)4. 开关电源变压器的设计 (28)4.1 与变压器相关的一些基本概念 (28)4.2 变压器用料介绍 (30)4.3 高频变压器的设计 (32)4.4 变压器的绕制方法 (35)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录总原理图 (41)1 绪论1.1 引言电子技术的高速发展，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入 90 年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电力检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源变压器 实例
开关电源变压器实例
开关电源变压器实例如下：
以输入电压为85~264V，频率为50/60HZ，输出电压为12VDC，输出电
流为5A的单端反激式开关电源为例。
1. 高频变压器的设计：首先选择适当的磁芯大小。
通常根据输出功率，查找磁芯厂商的资料，根据磁芯高度，在100KHz的频率下选择相应的功率型磁芯。
例如，查TDK PQ2620 PC4，其参数为Ui=2300Nh，Ae=119mm^2，Bs=380mT(100℃)，Br=140mT(23℃)。
2. 计算输入电流平均值：Pout/Iav=n Vin min。
其中，Vin min=90V V2-20直流涟波及整流管压降=110V。
n为变压器匝数比。
以上是开关电源变压器设计的一种实例，实际应用中需要根据具体需求进行设计。
如有需要，建议咨询专业工程师或查阅相关文献资料。
一种新型高效率四开关BUCK-BOOST电路设计
第32卷第3期2020年9月宁波工程学院学报JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol.32No.3Sep.2020DOI:10.3969几i ssn.1008-7109.2020.03.003一种新型高效率四开关BUCK-BOOST电路设计陈张景宣，王峰，姚晓磊(宁波工程学院电子与信息工程学院，浙江宁波315211)摘要：针对传统开关电源精度低、效率低以及自适应能力差的问题，设计了一种基于LM5715电压转换器和DSP数字信号处理器的新型Buck-Boost电路。
LM5715在降压和升压模式下均采用电流模式控制，以实现出色的负载和线路调节°DSP处理器通过内部PWM电路实现四个开关管的导通控制，开关频率由外部电阻器进行反馈控制。
仿真结果表明，相比于传统的升压降压变换器,所设计的变换器具有较宽范围的输入电压、稳定的输出电压以及较高的电源转化效率，具有较好的实用性。
关键词：Buck-Boost电路；变换器；DSP；LM5715中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1008-7109(2020)03-0014-06Design of a New High Efficiency Four Switch Buck-Boost CircuitCHEN-ZHANG Jingxuan,WANG Feng,YAO Xiaolei(School of Electronic and Information Engineering,Ningbo University of Technology,Ningbo,Zhejiang,315211,China)Abstracts:Aiming at the low precision,low efficiency and poor adaptive ability of traditional switching power supply,a new Buck-Boost circuit based on LM5715voltage converter and DSP digital signal processor was designed.The LM5715adopts current mode control in both buck and boost modes for excellent load and line adjustment.The DSP processor achieved the on-off control of four switching tubes through the internal PWM circuit,and the switching frequency is controlled by the feedback from an external resistor.The simulation results show that the designed converter has a wide range of input voltage,stable output voltage and higher power conversion efficiency and has better practicality compared with the traditional step-up and step-down converter.Keywords:Buck-Boost circuit,converter,DSP,LM57150引言Buck电路和Boost电路是直流电源变换中最常用的两种设计方案，这两种电路经常一起出现在电路设计当中,Buck电路的输出电压小于输入电压,Boost电路的输出电压大于输入电压。
开关电源设计举例
开关电源设计举例电源是各类产品中很重要的一部分，可以算是最基础的部分，任何电子器件缺少了电源都无法工作。
本人从事电路设计相关工作（不涉及电源设计），但需要了解电源的设计原理、性能、测试等信息。
通过收集资料整理出一份AC-DC开关电源的设计过程。
仙童半导体官网提供了较为详细的开关电源设计方案，本文以仙童的FSL1x6xRN系列芯片为例,介绍采用FPS的反激式隔离AC-DC开关电源的设计开发流程。
开关模式电源（SMPS）设计本质上就是一项费时的工作，需要作出许多权衡取舍并采用大量的设计变量进行迭代运算。
本文所描述的步进式设计程序能够帮助工程师完成SMPS的设计。
为了使设计效率更高，还提供了一个包含本文所述全部公式的软件设计工具—FPS设计助手（FPS design assistant）。
该设计助手是用电子表格将全部变量、公式集于一个工作表，通过参数的改变实现相关参数的更新，提高设计开发的进度。
图1 采用FPS的基本反激式隔离AC-DC转换器一、引言图1示出了采用FPS的基本反激式隔离AC-DC转换器的原理图，它同时也是本文所描述的设计程序的参考电路。
由于MOSFET和PWM控制器以及各附加电路都被集成在了一个封装中，因此，SMPS的设计比分立型的MOSFET和PWM控制器解决方案要容易得多。
本文提供了针对基于FPS的反激式隔离AC-DC转换器的进步式设计程序，也包括变压器设计、输出滤波器设计、元件选择和反馈闭合环路设计。
这里描述的设计程序具有足够的通用性，可适用于不同的应用。
本文介绍的设计程序还可以由一个软件设计工具（FPS设计助手）来实现，从而使得设计师能够在一个很短的时间内完成SMPS设计。
本文的附录给出了一个采用软件工具的步进式设计实例。
二、步进式设计程序在这一节中，我们以图1所示的原理为参考来介绍设计程序。
一般而言，如图1所示，大多数FPS 引脚1到引脚4的配置都是相同的。
(1)第一步：确定系统规格输入电压范围(V line min 和V line max )。
高效率反激开关电源的设计
江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院电气与信息工程学院专业电子信息工程学生姓名李和琦班级学号0945531122指导教师丁伟二零一三年六月江苏科技大学本科毕业论文18W高效率反激开关电源的设计Design of 18W Efficient Flyback Switching Power Supply摘要任何电子设备都离不开可靠的电源，而对于采用电网电源的家用电子设备，其直流电源必须具有适应电网电压变化和负载变化的特性。
为此而发展的的直流稳压电源成为电子设备电路中的一个非常重要的组成部分。
开关电源是利用现代电力电子技术，以高频变压器代替工频变压器，采用脉宽调制技术的交流-直流的稳压电源，它具有管耗小，效率高，稳压范围宽及体积小，重量轻等特点，并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，仪器设备，医疗设备，半导体制冷等领域。
本文主要内容如下：1.了解开关电源的基本结构，阅读开关电源相关文献，确定毕业设计所要做的内容；2.对开关电源的基本工作原理进行分析，对电源的buck工作模式，boost工作模式，buck-boost工作模式以及flybuck工作模式进行分析比较，最终选择适用于反激开关电源的flybuck工作模式；3.查阅资料学习了设计开关电源的基本方法，以及在设计过程中所需要掌握的原理，设计出一款输出功率为18W，输出电压与电流分别为12V，1.5A，文波小于150mV的高效率反激式开关电源；4.对设计出的实物进行波形分析。
测试其在工作过程中buck电容的电压电流变化，RCD回路上的电压吸收情况，MOS管在高压和断续时的Vds和Vgs电压，空载时的Vcc和Vds电压以及Sense电阻上的电压，对实物的基本特性进行测试。
关键词：直流稳压电源，开关电源，脉宽调制，反激式，高效率AbstractAny electronic devi ce can’t do without reliable power, As for the use of grid power home electronics equipment, The DC power supply must have to adapt to changes in grid voltage and load characteristics. To this end the development of the DC power supply circuit in electronic devices become a very important part.Switching power supply is the use of modern power electronics，High frequency transformers instead of frequency transformers, Using pulse width modulation DC - DC power supply，It has consumed a small tube, high efficiency, wide voltage range and small size, light weight, And is widely used in industrial automation, military equipment, scientific equipment, LED lighting, industrial control equipment, communications equipment, electrical equipment, apparatus equipment, medical equipment, semiconductor refrigeration and other fields.The graduation design process, mainly for the following:1. Understand the basic structure of the switch power supply, switch power supply related literature, to determine the content of the graduation design to do;2. Analyze the basic working principle of switch power supply, the power of the buck mode, boost the work mode, buck - boost work models and flybuck work carries on the analysis comparison, the final choice is suitable for the flyback switching power supply of flybuck working mode;3. To learn the basic methods of design of switch power supply, and the need to master the principle in the design process, and designed A power output of 18 w, output voltage and current respectively for 12 V, 1.5 A, less than 150 mV Wen Bo the flyback type switch power supply with high efficiency;4. The waveform analysis was carried out on the design of physical objects. Test the buck in the working process of the capacitor voltage current changes, RCD circuit voltage absorption.Keywords:Dc regulated power supply, Switching power supply, Pulse width modulation, the flyback type, High efficiency目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景与发展状况 (1)1.2 开关电源相关介绍 (2)1.3 本章小结 (3)第二章开关电源的工作原理介绍 (4)2.1 基本拓扑结构 (4)2.1.1 Buck降压变换器 (4)2.1.2 Boost升压变换器 (6)2.1.3 Buck－Boost降压或升压变换器 (7)2.2 Flyback模式 (9)2.2.1 Buck-Boost拓扑Flyback (9)2.2.2 工作原理 (9)2.2.3 主要关系推导 (12)2.3本章小结 (13)第三章开关电源基本结构及元器件介绍 (14)3.1 开关电源基本结构 (14)3.2 开关电源主要器件 (15)3.2.1 TL431 (15)3.2.2 通嘉LD7531 (16)3.2.3 光耦 (16)3.2.4 安规电容 (17)3.3 本章小结 (17)第四章反激式开关电源的参数计算 (18)4.1课题介绍 (18)4.2 原理图和一般工作过程 (18)4.3 确定DC电压范围和输入整流滤波电容 (19)4.3.1 确定DC电压范围 (19)4.3.2 确定整流滤波电容 (20)4.4 反激式变压器的设计 (20)4.5 确定次级整流二极管 (24)4.6 确定输出电容 (24)4.7 RCD缓冲器的参数设计 (24)4.8 反馈回路的参数设计 (27)4.9 Sense电阻大小的确定 (28)4.10 安规电容的参数确定 (28)4.11提高效率的方法 (29)4.12 本章小结 (30)第五章反激式开关电源的产品测试 (31)5.1 基本测试 (31)5.2 波形分析 (31)5.3 本章小结 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)第一章绪论1.1 研究背景与发展状况电源按工作状态一般可分为线性电源，开关电源。
开关电源设计-高效率开关电源设计
Infineon的TDA16888构成的200W 双管正激开关电源
150W直流母线变换器
200W直流母线变换器
200W直流母线变换器
330W直流母线变换器
330W直流母线变换器
330W直流母线变换器
300W直流母线变换器效率与输出电 流关系
National的DC/DC电源模块评估板
高效率开关电源设计
常规技术设计开关电源效率
采用常规技术设计的开关电源的效率通常 在70~85%之间。这个效率一般是在满载时 测得。 其中： 输出电压越低，效率越低。 负载越轻，效率越低。 效率越低，电源越热，可靠性越低，成本 越高。
国外的能耗标准与目前的技术水平
开关电源设计强国美国几年前就提出80+的 技术标准，已经付诸实施；85+的技术标准 也即将付诸实施，88+技术标的实施也将是 几年后的现实。 这些能耗标准是在负载率从20%到80%范 围内的效率不低于80%；85%；88%。
不同的效率对比与意义
效率从75%上升到85%，电源自身的损耗 降低15.65W或47%； 从散热角度考虑，33.3W所需要的散热条件 与17.65W所需要的散热条件将不仅仅是一 倍的关系，所带来的体积、成本的差异将 是显然的。 如果将效率从75%提高到90%，甚至可以 不使用散热器！
Infineon的TDA16888构成的200W 双管正激开关电源
效率与损耗
以100W输出功率的开关电源为例： 效率为75%时的输入功率133.3W，电源损Байду номын сангаас 33.3W； 效率为80%时的输入功率125W，电源损耗25W； 效率为85%时的输入功率为117.65W，电源损耗 17.65W； 效率为88%时的输入功率113.64W，电源损耗 13.64W； 效率为90%时的输入功率111W，电源损耗11W；
利用TOP242N的开关电源电路设计[共5篇]
![利用TOP242N的开关电源电路设计[共5篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/471718a6d5d8d15abe23482fb4daa58da0111c6d.png)
利用TOP242N的开关电源电路设计[共5篇]第一篇：利用TOP242N的开关电源电路设计利用TOP242N的开关电源电路设计开关电源基于自身的体积小巧和转换效率高的特点已在电子产品中得到了广泛的应用，特别是美国PI公司开发的TOPSwitch系列高频开关电源集成芯片的出现，使电路设计更为标准成熟、简洁便捷。
但该TOPSwitch系列的集成芯片其典型输入电压设计为不高于275V的情况下工作，在工业现场，电网的电压往往受用电负载的变化而变动，特别是负载较大时情况尤其严重，另外现场环境的干扰尖峰也会叠加在输入电压上一起进入电源电路，致使在恶劣环境下正常供电的电源芯片或其它的元件极其容易损坏。
超宽范围输入的电源可在输入80～400V的范围内正常工作，同时也为现场任意采用220V相电压或380V线电压，还是一次高压互感器出来的100V电压，均可直接使用提供了方便。
一、利用了TOP242N设计了一个实用的三路输出的开关电源，其输出分别为5V／0．6A、5V／0．1A、15V／0．15A，电路原理图如图1所示。
要求输入电压范围为交流80～400V，输出总功率约为6W左右。
1)前端电路设计当输入电压要求为AC400V时，考虑输入时电源的波动变化为±15％，则最高输入电压将达到460V左右，此输入电压经整流滤波后，其电压可达650V左右，再考虑加上输出反馈的电压Uor和漏感形成的尖峰电压叠加后其最高电压将超过800V，而该芯片的最高电压为700V，为了保证TOP242能正常安全工作，在设计前端电路时增加了一个MOS管，让MOS管与TOP242串接，并实现与TOP管同步开关来提高整体耐压。
本设计采用的MOS管是IR公司的IRFBC20，其耐压为600V，导通关断时间为几十个ns，这可以大大减少开关损耗。
MOS管的通断由TOP242N控制，这样可以使MOS管和TOP242N 内部的开关管时序保持一致，见图1。
SDH8331BUCKBOOST应用设计指导
SDH8331BUCKBOOST应用设计指导SDH8331是一款高效率、高可靠性的电源管理芯片，具有升压、降压和反相三种常规工作模式。
在实际应用中，可以根据具体需求选择不同的工作模式，实现不同电压的转换。
本文将介绍SDH8331的应用设计指导，并以一个实例来解释如何利用SDH8331实现升压和降压的功能。
首先，需要了解SDH8331的基本工作原理和主要特性。
SDH8331是一款开关电源芯片，采用定频调制控制技术，可实现高效率的电源转换。
其输入电压范围为2.5V至5.5V，输出电压范围为0.8V至10V，输出电流可达2A。
SDH8331具有过载保护、短路保护和过温保护等功能，可以保证电路的安全运行。
接下来，我们以一个升压和降压的应用案例来说明如何使用SDH8331、假设我们需要将一个2.5V的电压升至3.3V和降至1.8V，同时输出电流为1A。
首先，我们需要根据输入和输出电压的要求选择合适的电感和电容，以确保电路的稳定性和工作效率。
在这个案例中，我们选择了一个10μH的电感和数个合适的电容。
其次，根据升压和降压的要求，我们需要设置SDH8331的工作模式和输出电压。
在升压模式下，我们将输入电压设置为2.5V，输出电压设置为3.3V；在降压模式下，我们将输入电压设置为2.5V，输出电压设置为1.8V。
同时，我们可以根据具体需求调整输出电流的限制。
然后，我们需要连接SDH8331的引脚和其他电路元件。
根据SDH8331的引脚定义，我们可以将输入电压连接到VIN引脚，输出电压连接到VOUT引脚，此外，还需要连接地线和电容。
最后，我们需要通过设置合适的电阻来调整SDH8331的工作模式和输出电压。
具体的电阻值可以参考SDH8331的数据手册或使用官方提供的设计工具来计算。
一般来说，电阻越小，输出电压越高；电阻越大，输出电压越低。
总之，在设计使用SDH8331的BUCKBOOST应用时，需要根据具体要求选择合适的工作模式、设置输出电压，并通过连接引脚和调整电阻来实现电路的稳定和高效工作。
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高效率开关电源设计实例文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]高效率开关电源设计实例--10W同步整流B u c k变换器以下设计实例中，包含了各种技巧来提高开关电源的总体效率。
有源钳位和元损吸收电路的设计主要依靠经验来完成的，所以不在这里介绍。
采用新技术时必须小心，因为很多是有专利的，可能需要直接付专利费给专利持有人，或在购买每一片控制IC芯片时，支付附加费用。
在将这些电源引入生产前，请注意这个问题。
10W同步整流Buck变换器应用此设计实例是PWM设计实例1的再设计，它包括了如何设计同步整流器()。
在设计同步整流开关电源时，必须仔细选择控制IC。
为了效率最高和体积最小，一般同步控制器在系统性能上各有千秋，使得控制器只是在供应商提到的应用场合中性能较好。
很多运行性能的微妙之处不能确定，除非认真读过数据手册。
例如，每当作者试图设计一个同步整流变换器，并试图使用现成买来的IC芯片时，3／4设计会被丢弃。
这是因为买来的芯片功能或工作模式往往无法改变。
更不用说，当发现现成方案不能满足需求时，是令人沮丧的(见图20的电路图)。
设计指标输入电压范围： DC+10～+14V输出电压： DC+额定输出电流：过电流限制：输出纹波电压： +30mV(峰峰值)输出调整：±1％最大工作温度： +40℃“黑箱”预估值输出功率： +*2A=(最大)输入功率： Pout/估计效率=／=功率开关损耗* 0．5=续流二极管损耗：*=输入平均电流低输入电压时／10V=高输入电压时：／14V=0．8A估计峰值电流： 1．4Iout(rated)=1．4×2．0A=2．8A设计工作频率为300kHz。
电感设计(参见)最恶劣的工作情况是在高输入电压时。
式中Vin(max)——可能的最大输入电压。
Vout——输出电压。
Iout(min)——最小负载时的电流。
f sw ——工作频率。
电感是个环形表面封装元件，市场上有多种标准表面封装的电感，这里选择的是Coileraft公司的D03340P-333(33μH)。
功率开关和同步整流器MOSFET的选择功率开关：功率开关要用一个变压器耦合的N沟道功率MOSFET。
这里打算使用一个S0-8封装的双N沟道MOSFET，以节省PCB空间。
最大输入电压是DCl4V。
因此，可以选用V DSS不低于DC+30V、峰值电流是2．8A的MOSFET。
选择过程的第一步是确定所用MOSFET的最大R DS（on），通过热模型可以确定这个值，最大的R DS(on)可由下式得到：同时希望器件的耗散功率小于1W，所以估计的R DS(on)应小于所以选FDS6912A双N 沟道MOSFET，它是S0-8封装，10V栅极电压时的导通电阻为28mΩ。
同步二极管：要用一个大约是同步MOSFET连续额定容量的30％的肖特基二极管与MOSFET内部二极管并联，30V时约为0．66A。
这里使用MBRSl30，该二极管在流过0．66A时有0．35V的正向压降。
可替换的元件：在写本书时，仙童半导体公司出品了一个集成的肖特基二极管和MOSFET，肖特基二极管直接并在MOSFET的硅片上(syncFET)。
SyncFET有一个40mΩN沟道MOSFET，与一个28mΩSyncFET一起封装，型号为FDS6982S。
输出电容(参见)输出电容值由下列公式确定：输入和输出滤波电容主要考虑的是流入电容的纹波电流。
在这个实例中，纹波电流和电感交流电流是相同的，电感电流最大值限定在2．8A，纹波电流峰峰值为1．8A，有效值大约为O．6A(约为峰峰值的1／3)。
采用表面安装钽电容，因为它的ESR只有电解电容的10％～20％。
在环境温度+85。
C=时，电容将降额30％使用。
最佳的电容是来自AVX公司的，它的ESR非常低，因此可以适应很高的纹波电流，但这是很特殊的电容。
在输出端可将下列两种电容并在一起。
AVX：TPSEl07M01R0150 1OOμF(20％)，10V，150mΩ，O．894A(有效值)TPSE107M01R0125 100／μF(20％)，10V，125mΩ，0．980A(有效值)Nichicon：F750A107MD 100μF(20％)，10V，120mΩ，0．92A(有效值)输入滤波电容(见)这个电容要流过与功率开关相同的电流，电流波形是梯形的，从最初的lA很快上升到。
它的工作条件比输出滤波电容恶劣得多。
可把梯形电流看成两个波形的叠加来估计有效值：峰值1A的矩形波和峰值1．8A的三角波，产生大约1．1A的有效值。
电容值由下式计算：电压越高，电容值越低。
电容由两个1OOμF电容并联而成，它们是：AVX(每个系统需两个)：TPSl07M020R0085 1OOμF(20％)，20V，85mΩ，1．534A(有效值)TPSl07M020R0200 100μF(20％)，10V，200mΩ，1．0A(有效值)选择控制IC芯片(U1)期望的buck控制IC芯片的特性是：1．直接从输入电压即可启动的能力。
2．逐周电流限制。
3．图腾柱MOSFET驱动器。
4．功率开关和同步整流器MOSFET之间延时的控制。
市场上绝大部分同步buck控制器都是用于+5～+1．8V微处理器调整电源的(如，+12V的V dd和+5V的V in)。
也有很多IC芯片可以提供足够的功能，使用者可以根据应用来选择这些功能。
在选择时，初选了两家加利福尼亚公司的产品，发现只有一种IC适合这种要求，就是Unitrode／TI的UC3580-3。
电压误差放大器的内部基准是2．5(1±2．5％)V。
设定工作频率(R7、R8和C8)R8给定时电容C8充电，而R7给定时电容放电。
首先，要确定变换器最大占空比。
因为输出电压大约是最低输入电压的50％，所以选择最大占空比为60％。
从数据手册得充电时间最大值是0．6／300kHz或2μs。
参数表上定时电容值lOOpF略偏小不会耗散太多能量。
这里采用这个值，因此R8的值是伏-秒限制器(R4和C5)这个IC芯片有前馈最大脉宽限制功能。
当输入电压增加时，Buck变换器工作脉宽会减少。
RC 振荡器直接与输入电压相接，并且它的定时值与输入电压成反比。
它的定时时间设成比工作脉宽长30％。
如果伏．秒振荡器定时时间到了，而调整单元仍旧导通，则调整单元会被关断。
C5也取lOOpF，因为它的定时和振荡器一样，所以R4大约是47kΩ。
设定调整单元和同步整流器MOSFET之间的死区时间根据MOSFET功率开关节可以进行开通和关断延时的计算，但仍需要在最初调试时调整R6(死区设定电阻)的值。
开始设成lOOns比较好，典型的MOSFET开通延时是60ns，100ns可以保证不会有短路电流。
IC所产生的死区延时是不对称的。
从数据手册的图表上看，100kΩ电阻产生开通延时大约为1lOns，关断延时为180ns。
在最初调试阶段就要设法减少这些延时。
延时使得二极管导通的时间太长，损耗就高，但还是工作在安全区。
栅极驱动变压器的设计(T1)栅极驱动变压器是一个简单的1：1正激式变压器。
对变压器没有特别的要求，因为它是小功率、交流耦合(双向磁通)的300kHz变压器。
用(10mm)的铁氧体磁环就足够了，如TDK公司的K5TIO×2．5×5(B sat是3300G)，或Philips公司的266T125-3D3(B sat是3800G)。
从磁性元件的设计可知，产生1000G(0．1T)或0．3B sat的匝数是栅极驱动变压器用两根相同导线(约#30AWG)并绕。
为了方便，变压器绕在一个四引脚“鸥翅型”(gull wing)表面安装骨架上。
电流检测电阻(R15)和电压检测电阻分压器(R11和R13)芯片只提供了一个最小O．4V阈值的关断引脚。
这里打算采用一个备用的过电流保护模式。
为了尽可能减小电流检测电阻的尺寸，将采用电流反馈检测电路的一种变型。
此处，0．35V是电压检测电阻分压器(R14)上的压降。
那么R15为R15 =3A=Ω(取20mΩ)戴尔(Dale)电阻是WSL-2010-02-05。
设定流过电压检测电阻分压器的电流约为1．0mA。
这样R13和R14的总电阻是R sum ==ΩR14 为R14 =0。
35V/ =350Ω(取360Ω)则R13 为R13 =Ω-360Ω=Ω(取Ω,1%精度)则R11 为R11 =（）/1mA =Ω(取Ω,1%精度)电压反馈环补偿（见）这是一个电压型正激式变换器。
为了得到最好的瞬态响应，将采用双极点、双零点补偿法。
确定控制到输出特性:输出滤波器极点由滤波电感和电容决定，且以-40dB／dec穿越OdB线。
它的自然转折频率是输出滤波电容引起的零点（ESR是两个150mΩ并联）是功率电路直流绝对增益是计算误差放大器补偿极点和零点选择15kHz穿越频率能满足大部分的应用场合，这使得瞬态响应时间约为200μs。
f xo=15kHz首先，假定最终闭合回路补偿网络以-20dB／dec下降，为获得15kHz穿越频率，放大器必须提高输入信号增益，即提高博德图中的增益曲线。
G xo=20lg(f xo/f fp)-G DC=20lg(15kHz/1959Hz)G xo=G2=+ dBA xo=A2= dB（绝对增益）这是中频段(G2)所需的增益，以获得期望的穿越频率。
补偿零点处的增益是：=A1 =（绝对增益）为补偿两个滤波器极点，在滤波器极点频率的一半处放置两个零点：第一个补偿极点置于电容的ESR频率处(4020Hz)：第二个补偿极点用于抑制高频增益，以维持高频稳定性：现在可以开始计算误差放大器内部的元件值，见图19。
最终所设计的电路见图20。