反激式开关电源设计详解
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。
反激式开关电源的电路设计与参数计算_陈建林
反激式开关电源的电路设计与参数计算_陈建林
一、反激式开关电源的电路设计
据报道,反激式开关电源可以提供高效率、小型体积和低成本的解决方案,它在电脑、消费电子产品以及数字电路系统中应用较为广泛。
反激式开关电源是指在典型的AC/DC转换过程中,通过开关电路,从交流电源抽取能量进行直流转换的电路。
下面将详细介绍反激式开关电源的电路设计。
(1)反激式开关电源电路的主要组件
交流输入电路:交流输入电路是反激式开关电源电路的起始模块,它的功能是把电源电压提供给其他组件。
开关功率电路:开关功率电路的最重要的组件是开关元件,它们是把AC输入电压装入到电源系统中的基础,通常可以使用MOSFET、差动管、晶闸管等。
控制电路:控制电路是反激式开关电源电路的关键组件,它的功能是控制开关管的开合以实现输入电压的正常转换。
一般来说,控制电路通过一系列的电路元件,如比较器、占空比调节器、稳压器、脉冲发生器和定时器等实现诸如占空比调节,稳压、启动和保护等功能。
反激式开关电源变压器设计参看详解
Npri(V01+VD1)(1-Dmax)
NS1 =
(匝)
Vin(min) Dmax
8. 计算二次其它绕组所需匝数Nsn
Nsn =
(Von+VDn) Ns1 V01 + VD1
(匝)
技术部培训教材
反激式开关电源变压器设计(2)
1.9 检查相应输出端的电压误差
Vsn
δVsn%=(( =
N’sn-Vsn)/Vsn)x100%
0.65(16)
0.5(11)
0.80(20)
1.1(30)
1.1(30)
1.4(35)
1.5(38)
1.8(47)
2.0(51)
2.4(60)
技术部培训教材
反激式开关电源变压器设计(2)
第二种是计算方式,首先假定变压器是单绕组,每增加一个绕组并考 虑安规要求,就需增加绕组面积和磁芯尺寸,用“窗口利用因数”来修整 单绕组电感磁芯尺寸按下式计算:
A’p=Knet.Ap
按照上计算A’P值,加一定裕度,选取相适应的磁芯.
技术部培训教材
反激式开关电源变压器设计(2)
4. 计算一次电感最小值Lpri
Vin(min).Dmax
Lpri =
(H)
Ipk f
式中:f单位为Hz
5. 计算磁芯气隙Lgap
0.4 πLpriIpk . 108
Lgap =
cm2
Iin(MIN)=PINxVIN (MAX) Iin(MAX)=PINxVIN (MIN) 5 估算峰值电流:
K POUT IPK =
VIN (MIN) 其中:K=1.4(Buck 、推挽和全桥电路)
K=2.8(半桥和正激电路) K=5.5(Boost,
反激式开关电源设计全面解析
范围≥150V ≤250V • 3. Y3耐高压 ≥2.5KV ≤5KV 属于基本绝缘或附加绝缘|额
定电压范围≥150V ≤250V • 4. Y4耐高压大于2.5 kV属于基本绝缘或附加绝缘|额定电
压范围<150V • GJB151中规定Y电容的容量应不大于0.1uF。Y电容除符合
开关电源的拓扑结构分类
• 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 • 10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以
上电源有PF值要求) • 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 • 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 • 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 • 2000W以上 全桥
相关知识
关于功率因数
• 大部分用电设备中,其工作电压直接取自交流电网。所以电网中会 有许多家用电器、工业电子设备等等非线性负载,这些用电器在使用 过程中会使电网产生谐波电压和电流。没有采取功率因数校正技术的 AC-DC整流电路,输入电流波形呈尖脉冲状。交流网侧功率因数只 有,电流的总谐波畸变(THD)很大,可超过100%。采用功率因数 校正技术,功率因数值为时,THD约为3%。为了防止电网的谐波污 染,或限制电子设备向电网发射谐波电流,国际上已经制定了许多电 磁兼容标准,有IEEE519、IEC1000-3-2等。
• 安全等级 峰值脉冲电压 等级(IEC664)
• X1
>2.5kV ≤4.0kV Ⅲ
• X2
≤2.5kV
Ⅱ
• X3
≤1.2kV
——
• X电容没有具体的计算公式,前期选择都是依据经验值, 后期在实际测试中,根据测试结果做适当的调整。
反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
一、反激式开关电源设计波形分析
1.开关信号波形:
反激式开关电源的主要工作是利用开关控制器的输出,控制MOSFET 的开启和关闭,从而实现交流波的改变。
MOSFET的开启和关闭状态,只受开关控制器输出信号的影响。
因此,开关控制器输出的波形是反激开关电源设计的重要参数。
一般情况下,开关控制器输出的波形有脉冲宽度调制波形(PWM)和恒定周期调制波形(FPWM)两种。
PWM波形由正弦波组成,经过两个对称的截止点,形成周期性正方形波,控制MOSFET的端极变化产生脉冲宽度调制波形,以控制交流波形。
而FPWM波形,在它的正弦波上增加了一个脉冲,形成了一个在宽度上恒定的正弦波,控制MOSFET的端极变化产生恒定周期调制波形,来控制交流波形。
2.交流波形:
当MOSFET开启和关闭时,变压器的交流波形会随之发生变化,其形式可以用下式表示:
Vac(t)=Vm*sin(ωt+θm)
其中Vm为交流波形的最大电压,ω为开关控制器输出信号的频率,θm为交流相位角。
超详细的反激式开关电源电路图讲解
反激式开关电源电路图讲解一,先分类开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下:10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)100W-300W 正激、双管反激、准谐振300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等500W-2000W 双管正激、半桥、全桥2000W以上全桥二,重点在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。
优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出.缺点:输出纹波比较大。
(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。
给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图!三,画框图一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。
开关电源的电路包括以下几个主要组成部分,如图1图1,反激开关电源框图四,原理图图2是反激式开关电源的原理图,就是在图1框图的基础上,对各个部分进行详细的设计,当然,这些设计都是按照一定步骤进行的。
下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。
图2 典型反激开关电源原理图五,保险管图3 保险管先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。
作用:安全防护。
在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。
技术参数:额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。
分类:快断、慢断、常规计算公式:其中:Po:输出功率η效率:(设计的评估值)Vinmin :最小的输入电压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。
0.98: PF值六,NTC和MOVNTC 热敏电阻的位置如图4。
图4 NTC热敏电阻图4中的RT为NTC,电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。
图4中RV为MOV压敏电阻,压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等七,XY电容图5 X和Y电容如图X电容,Y电容。
反激式开关电源设计方法
反激式开关电源设计方法1.工作原理反激式开关电源是一种将线性变压器替换为变压器型电感器的开关电源。
它的工作原理是通过开关管周期性的打开和关闭,将直流电源的电能经过变压器转化为需要的输出电压。
当开关管打开时,电流从电源流入变压器进行储能;当开关管关闭时,储存在变压器中的电能会通过二次侧电容器得以释放,并输出到负载上。
2.主要组成部分(1)输入滤波电路:用来消除电源输入端的干扰信号,保证稳定的输入电压。
(2)整流电路:将交流输入电压转化为直流电压,常采用整流桥整流。
(3)激励电路:用来控制开关管的导通和关闭,以实现变压器的能量转移。
(4)变压器:用来完成电能的变换和隔离,将输入端的电能转换为所需的输出电能。
(5)输出电路:包括输出电容和输出滤波电路,用来滤除开关产生的高频脉冲,以得到稳定的输出电压。
3.设计要点在进行反激式开关电源设计时(1)确定输出电压和电流需求:根据实际应用需求,确定所需的输出电压和电流,并根据负载特性选择合适的功率等级。
(2)选择合适的开关管和变压器:根据负载需求和电路参数,选择合适的开关管和变压器,以保证输出电压和效率的要求。
(3)控制开关频率和占空比:根据负载要求和电路特性,选择合适的开关频率和占空比,以保证输出电压的稳定性和整体效果。
(4)进行热设计和保护措施:由于开关管会产生较高的温度,需要进行合理的热设计,同时添加保护电路,如过流保护、过温保护等,以保证电路的安全性和可靠性。
(5)进行EMC设计和测试:由于开关电源会产生较大的电磁干扰,需要进行EMC设计和测试,以满足相关的国际标准要求。
总结:反激式开关电源是一种常用的电源设计方案,其设计方法包括确定输出需求、选择合适的器件、控制开关频率和占空比、进行热设计和保护措施,以及进行EMC设计和测试。
通过合理的设计和选择,可以实现高效率、小型化的电源方案,满足各种电子设备的需求。
反激式开关电源设计详解
反激式开关电源设计详解
一、反激式开关电源的结构与工作原理
反激式开关电源(也称为反激变换器)是一种半桥变换器,它由开关
电源的基本组成部件组成,其中包括变压器、控制器IC、开关电源模块、电容器等部件。
反激式开关电源的工作原理是利用反馈信号(也称为反激
信号)来实现开关控制,它可以检测输出电压(也称为反馈电压),并将
其与预设的电压比较,然后根据比较结果改变开合时间,使输出电压保持
稳定,这就是其原理。
另外,反激式开关电源还具有以下特点:
(1)反激式开关电源的效率比直流-直流变换器的效率要高得多,可
以达到90%以上。
(2)反激式开关电源的输入电压范围宽,适用于家用电器的输入,
其输入电压范围可以达到85V~265V,可以兼容不同的地区的电压范围。
(3)反激式开关电源的输出电流调节范围较宽,可以调节电流的幅
度达到一定范围内,以满足家用电器对电流稳定性的要求。
反激式电源原理设计18
概述: 在反激拓扑中,开关导同时,变压器储存能 量,负载电流由输出滤波电容提供;开关关断 时,变压器将存储的能量传送到负载和输出滤 波电容,以补偿电容单独提供负载电流时消耗 的能量。 应用范围: 这种拓扑在输出功率为5~150W电源中应用 非常广泛。它最大的优点是不需要次级接滤波 电感,使成本降低,体积较小。
2015-1-4
电源的缓冲保护部分
此部分电路主要由C7、R2和D1组成:
2015-1-4
缓冲保护电路设计1
此部分电路主要用于限制高频变压器漏感引起的尖峰电压, 它产生在MOS管由饱和转向关断的过程中,漏感中的能量通 过D向C充电,C上的电压可能冲到反电动势与漏感电压的叠 加值,即:Vrest+ ΔVpp。 放电电容: C的作用则是将该部分的能量吸收掉,其容量由下式决定: C=(Le×Isc2)/( Vrest+ ΔVpp )2- Vrest2 这里的, Le:漏感,单端反激一般为40~100uH,低于40uH可 不考虑,一般取50uH计算; Vrest:反电动势,其值为120V; ΔVpp:漏感电动势的峰值,其值约为100V; Isc:短路保护时变压器初级线圈流过的最大电流。
2015-1-4
反激拓扑输入电路设计2
流经开关元件的有效电流值: Irms=Ids×√(Ton/T) 这里的,Ton为开关导通时间,T为整个周期。 提供给输出负载的电流: Irh=√(Irms2-Idc2) 共模电感的设计在前面章节已有说明,这里不在论述。 放电电阻的设计: R=t/2.21×C 这里的,t:交流的电源的频率,在50Hz时为2ms; C:与电阻并联的电容的值,取国际单位。
1、输入:90~265V(AC);2、输出:5V,2A;3、纹波 要求控制在0.5%;4、输入/输出3750V(AC)。
反激式开关电源原理与工程设计讲解
反激式开关电源原理与工程设计讲解反激式开关电源原理与工程设计一.反激式开关电源的原理分析二.反激式开关电源实际电路的主要部件及其作用三.反激式开关电源电路各主要器件的参数选择四.反激式开关电源pcb排板原则五.变压器的设计六.反激式开关电源的稳定性问题反激式开关电源原理与工程设计一.反激式开关电源的原理分析1.反激式开关电源电路拓扑2.为什么是反激式a.变压器的同名端相反b.利用了二极管的单向导电特性3.电感电流的变化为何不是突变电压加在有电感的闭合回路上,流过电感上电流不是突变的,而是线性增加。
愣次定律:a.当电感线圈流过变化的电流时会产生感生电动势,其大小于与线圈中电流的变化率成正比;b.感生电动势总是阻碍原电流的变化4.变压器的主要作用与能量的传递理想变压器与反激式变压器的区别反激式变压器的作用a.电感(储能)作用遵守的是安匝比守恒(而不是电压比守恒)储存的能量为1/2×L×Ip2b.限流的作用c.变压作用初次级虽然不是同时导通,它们之间也存在电压转换关系,也是初级按匝比变换到次级,次级按变比折射回初级。
d.变压器的气隙作用扩展磁滞回线,能使变压器更不易饱和磁饱和的原理图电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度H是磁场强度简单一点,H跟外加电流成正比就是了,增加电流,磁流密度会跟着增加, 当加电流至某一程度时,我们会发现,磁通密度会增加得很慢, 而且会趋近一渐近线.当趋近这一渐近线时,这时的磁通密度,我们就称為饱和磁通密度,电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度,H是磁场强度(电流增加,H会增加.) H会增加,但B不会增加, 导磁率变化量会趋近零啦!电感值跟导磁率变化量成正比, 导磁率变化量趋近零,那电感值会是多少? 零5.开关管漏极电压的组成a. 高压为基础部分b. 折射回来的电压部分c. 漏感产生的尖峰部分波形6.反激式拓扑开关电源有两种工作模式:(1) 完全能量转换,也叫做非连续导通模式。
反激式开关电源变压器的设计
反激式开关电源变压器的设计反激式开关电源变压器是一种常见的变压器类型,广泛应用于电子设备和通信设备中。
它具有体积小、效率高以及输出电压稳定等优点。
本文将分别从设计原理、工作方式和设计步骤等方面对反激式开关电源变压器的设计进行详细介绍。
一、设计原理二、工作方式反激式开关电源变压器的工作方式可以分为两个阶段:储能和传输。
在储能阶段,开关管打开,电流通过变压器一侧的绕组进行储能;在传输阶段,开关管关闭,储存的能量被转移到变压器另一侧的绕组上,最后输出所需的电压。
三、设计步骤1.确定输入电压和输出电压的需求。
根据实际应用需求确定输入电压和输出电压的范围。
2.计算变压器的变比。
根据输入电压和输出电压的比例计算变压器的变比N。
3.计算变压器的功率。
根据输出电压和输出电流计算变压器的功率,确保变压器能够承受所需的功率。
4.确定变压器的工作频率。
根据实际应用需求选择合适的工作频率,通常在20kHz到200kHz之间。
5.计算变压器的参数。
根据变压器的变比、工作频率和功率计算变压器的参数,包括绕组的匝数、铁芯的尺寸等。
6.选择合适的磁性材料。
根据变压器的参数选择适合的磁性材料,常用的材料有软磁合金和磁性氧化铁等。
7.进行原型设计和测试。
根据上述设计参数制作变压器的原型,并进行测试以验证设计结果的准确性。
8.进行参数调整和优化。
根据原型测试结果进行参数调整和优化,以实现更好的性能和效果。
9.进行批量生产。
当设计满足要求时,可以进行批量生产并进行产品验证和测试。
总结:。
反激式开关电源设计资料要点
反激式开关电源设计资料要点首先是输入电源。
反激式开关电源一般采用交流输入电源,所以需要对输入电源进行整流和滤波。
整流可以选择单相或三相整流桥,滤波可以采用电感和电容组成的LC滤波器。
其次是开关电源芯片的选取。
芯片的选取会影响到整个电源的性能和稳定性。
在选择芯片时需要考虑输出功率、输入电压范围、工作频率、失效保护等因素。
常见的芯片供应商有TI、ST和ON等。
然后是开关电源的工作原理。
反激式开关电源通过开关管的开关动作使得电源能够从输入端向输出端传输能量。
在整个工作过程中,需要将输入电压转换为输出电压,同时实现能量的传输和存储。
接下来是功率开关管的选取。
功率开关管决定了开关电源的输出功率,同时也会影响到电源的效率和稳定性。
常见的功率开关管有MOSFET和IGBT,一般会根据需求进行选取。
此外,还需要考虑输出电压稳定性和负载能力。
输出电压稳定性是指电源在负载变化时输出电压的波动程度。
负载能力是指电源在负载变化时输出电流的能力。
这两个指标是评估电源性能的重要指标,可以通过调整反激式开关电源的控制电路来实现。
最后,还需要进行反激式开关电源的保护设计。
在工作过程中需要考虑过流保护、过压保护、过温保护等功能。
这些保护功能可以提高电源的可靠性和安全性。
综上所述,反激式开关电源设计的要点包括输入电源、芯片选取、工作原理、功率开关管选取、输出电压稳定性和负载能力、保护设计等方面。
设计时需要综合考虑这些要点,以满足实际应用需求,并提高电源的性能和稳定性。
反激式开关电源变压器设计说明
反激式开关电源变压器设计说明反激式开关电源变压器是一种常见的电源变压器,能够将输入电压通过开关转换和变换输出为所需的电压。
它具有多种应用领域,如电子设备、通信设备、医疗设备等。
本文将详细介绍反激式开关电源变压器的设计原理、设计步骤以及注意事项。
一、设计原理开关管是控制开关电路导通和断开的关键元件。
当开关导通时,输入电压通过变压器传递到输出端,当开关断开时,输出端与输入端相隔离。
变压器用于变换电压。
它通常由两个或多个线圈绕制而成,主要包括输入线圈和输出线圈。
输入线圈与开关管相连接,负责将输入电压传递到输出线圈。
输出线圈则负责变换电压。
滤波电路用于对输出信号进行滤波,减小波动和噪音。
二、设计步骤1.确定输入电压和输出电压:首先需要明确所需的输入电压和输出电压。
这将决定变压器的变比。
2.选择合适的变压器:根据所需的变比,选择合适的变压器。
变压器的选取应基于电流容量和功率需求等因素。
3.计算变压器的线圈数:根据变压器的变比和输入输出电压,计算输入线圈和输出线圈的匝数。
同时,考虑变压器的耦合系数和数量线圈相对位置等因素。
4.确定开关管和开关频率:根据输入电压、输出电压和功率需求,确定合适的开关管。
同时,选择合适的开关频率,以避免电磁干扰。
5.设计滤波电路:根据输出电压的要求,设计合适的滤波电路。
滤波电路可以使用电容、电感和抗干扰电路等组成。
6.确定电源保护电路:为了保证电源的稳定性和可靠性,设计合适的保护电路,如过流保护、过压保护、短路保护等。
7.进行仿真分析:使用电路仿真工具,对设计的电源变压器进行仿真分析,检查电源变压器的性能和特性。
8.制作和测试:按照设计的电路图,制作电源变压器,并进行测试。
测试包括输出电压稳定性、效率和波动等。
三、注意事项1.选择适当的变压器:变压器应能满足所需的电流容量和功率需求。
同时,应注意变压器的质量和耐用性。
2.稳定性和可靠性:电源变压器应具有良好的输出电压稳定性和可靠性。
反激式开关电源变压器设计
反激式开关电源变压器设计一、设计原理反激式开关电源变压器基于开关电源的工作原理,利用开关元件(开关管或者MOS管)、变压器、滤波电容和反激电容等组成。
其基本原理为:输入交流电经过整流滤波得到直流电压,然后由开关元件进行开关控制,将直流电压通过变压器变换为所需的输出直流电压,最后通过滤波电容输出稳定的直流电压。
二、关键技术1.变压器设计:反激式开关电源变压器的设计是整个电源设计中最为关键的部分。
在设计变压器时,要考虑输出功率、输入电压范围、输出电压等参数。
通常采用环型铁芯、锥形铁芯或者斜式铁芯,以减小漏电感和磁性损耗,提高效率。
同时,在设计过程中还要考虑绕组的匝数、电流和绝缘等级等方面的因素。
2.开关元件选择:开关元件是实现能量转换和控制的关键部分。
常用的开关元件有开关管、MOS管等。
选择合适的开关元件需要综合考虑电源输出功率、开关频率、开关速度、导通压降以及温升等因素。
3.控制电路设计:控制电路主要负责控制开关元件的导通和关断。
常见的控制电路有单片机控制和集成电路控制两种。
单片机控制的优点是灵活性高、可编程性强,但需要额外增加单片机等硬件,造成成本增加;集成电路控制则更简单,但灵活性较差。
三、注意事项1.确保变压器设计合理:变压器设计要保证核心材料的选取合理,应该选择磁性能好、耐高温的材料。
此外,变压器的绕组要均匀绝缘,并合理设计匝数,以减小漏电感和损耗。
2.开关元件的选择要合适:开关元件选择要根据实际工作条件来确定,如输出功率、输入电压范围、输入电流等。
3.控制电路设计要稳定可靠:控制电路要设计稳定可靠,能够保证开关元件的正常工作。
如果选用单片机控制,还需考虑保护电路的设计,以避免过电流和过压等问题。
4.散热设计要合理:反激式开关电源在工作过程中会产生较多的热量,因此散热设计要合理。
可以采用散热片、散热风扇等降低温度。
总结:反激式开关电源变压器的设计涉及变压器设计、开关元件选择和控制电路设计等多个方面。
反激式开关电源的设计
反激式开关电源的设计1.反激式开关电源的基本原理与拓扑结构2.反激式开关电源的设计步骤(1)选择合适的开关器件:根据设计需求确定开关器件的额定电流和电压。
应选择满足设计需求的高效开关器件,以确保电源的稳定性和可靠性。
(2)设计变压器:变压器是反激式开关电源中非常重要的组成部分,其设计影响着整个电源的性能。
变压器的设计应根据输入电压、输出电压及负载电流等确定变比。
(3)设计输入滤波器:输入滤波器主要用于去除输入电源的高频噪声和电磁干扰。
应根据设计要求选择合适的滤波器元件。
(4)选择输出滤波器:输出滤波器用于去除输出电压中的高频噪声和波动。
应选择满足设计要求的输出滤波器元件。
(5)选择控制器和反馈电路:反激式开关电源需要一个控制器来控制开关器件的开关频率和占空比。
应根据具体设计需求选择合适的控制器和反馈电路。
(6)设计保护电路:反激式开关电源应设计有相应的保护电路,以防止过流、过压和过温等情况的发生,保证电源的安全可靠运行。
(7)进行电路仿真和调试:应使用电子设计自动化工具进行电路仿真和调试,以验证电源设计的正确性和稳定性。
3.注意事项和常见问题(1)电源设计应考虑效率和性能的平衡,既要保持高效率,又要满足设计要求。
(2)电源设计时要合理布局电路板,降低电磁干扰和噪声。
(3)电源设计应注意选择合适的元件,在成本和性能之间进行权衡。
(4)在进行电路仿真和调试时,应注意保护器件和测试仪器的安全,避免电源短路和电流过大导致元器件损坏。
(5)设计完成后,应进行严格的测试和质量控制,确保电源的稳定性和可靠性。
总结:反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构,在设计中需要考虑元件选择、变压器设计、滤波器设计、控制器和反馈电路选择等多个因素。
合理的设计和调试能够确保电源的稳定性和可靠性,满足设备的电源需求。
反激式开关电源的设计方法
反激式开关电源的设计方法反激式开关电源是一种常用于电子设备中的高效率电源。
它通过将输入电源的直流电压转换为高频脉冲信号,再进行变压、整流和滤波等处理,最终得到所需要的输出电压。
本文将介绍反激式开关电源的设计方法,包括主要元件的选择、电路的设计和调试等内容。
一、元件的选择1.变压器:反激式开关电源的核心元件之一、在选择变压器时,需要根据设计好的输入和输出电压来确定变比。
同时,还需要考虑变压器的工作频率、功率损耗、功率因数等参数。
一般情况下,选择具有较高工作频率和较低损耗的变压器效果会更好。
2.开关管:开关管主要用于开关电源中的开关操作。
在选择开关管时,需要考虑电流和电压的要求,以及其承受功率和导通损耗等参数。
常见的开关管有MOSFET和IGBT等。
3.控制芯片:控制芯片用于控制开关管的导通和关闭时间,以及输入输出电压的稳定性等。
选择合适的控制芯片需要考虑芯片的工作频率、控制方式、保护功能等参数。
4.输出电容和滤波电感:输出电容和滤波电感用于平滑输出电压和滤除高频噪声。
在选择时,需要考虑电容和电感的电压和电流容量,以及使用寿命等因素。
二、电路的设计1.输入滤波电路:输入滤波电路主要用于去除输入电源中的高频噪声和波动。
常见的输入滤波电路包括滤波电容和滤波电感的串联组合,以及降压电感和降压二极管的并联组合。
2.开关电路:开关电路是反激式开关电源的核心部分,它通过开关管的导通和关闭操作,将输入电源的直流电压转换为高频脉冲信号。
开关电路一般由开关管、变压器、滤波电容和滤波电感等元件组成。
3.输出调整电路:输出调整电路用于稳定输出电压,并提供过载、过流和短路等保护功能。
常见的输出调整电路包括反馈电路、比较电路和控制芯片等。
4.反馈电路:反馈电路用于检测输出电压,并通过控制芯片对开关管的导通和关闭时间进行调节,从而稳定输出电压。
反馈电路一般由分压电阻、运放和电压比较器等组成。
三、电路的调试1.输出电压调节:利用调整反馈电路中的分压电阻,可以实现对输出电压的调节。
反激式开关电源设计方法
反激式开关电源设计方法1.输入变压器设计:反激式开关电源的输入变压器主要用于实现能量的储存和传递。
其设计方法一般包括确定变压器的变比、计算绕线参数和计算磁芯截面积。
变比的选择要根据输入和输出电压的关系来确定,一般采用副边大于主边的变比。
绕线参数的计算要根据输入电压、输出功率和开关频率来确定。
磁芯截面积的计算要根据输入电压、输出功率和变频器频率来确定。
2.控制电路设计:反激式开关电源的控制电路主要用于实现开关管的开关和关断控制。
其设计方法一般包括选择适合的开关管和控制芯片、设计反馈电路和设计保护电路。
选择合适的开关管和控制芯片要考虑输入和输出电压、输出功率和开关频率等因素。
设计反馈电路主要是为了实现恒定的输出电压,一般采用反馈误差放大器和锁相环等。
设计保护电路主要是为了提高电源的可靠性和稳定性,一般包括过流保护、过压保护和过温保护等。
3.输出滤波电路设计:反激式开关电源的输出滤波电路主要用于滤除开关管开关过程中产生的高频脉冲噪声,保证输出电压的稳定性和纹波度。
其设计方法一般采用LC滤波器或电容滤波器。
LC滤波器具有较好的滤波效果,但体积较大,适用于功率较大的电源。
电容滤波器体积小,但滤波效果相对较差,适用于功率较小的电源。
4.保护电路设计:反激式开关电源的保护电路主要用于保护电源,防止出现过流、过压、过温等故障。
其设计方法一般包括选择合适的保护元件和设计合理的保护电路。
选择合适的保护元件要考虑其额定参数和动态特性,以满足电源的保护要求。
设计合理的保护电路要考虑多种故障情况,实现对电源的全方位保护。
以上是反激式开关电源设计的基本方法和步骤,设计师在实际设计过程中还需考虑电源的稳定性、可靠性、效率等因素,并根据具体的应用需求进行优化设计。
同时,还要注意电源设计中的安全性和可调度性,确保电源工作的稳定性和可靠性。
反激式开关电源设计详细流程
反激式开关电源设计详细流程1.确定需求:首先要明确设计电源的输入电压和输出电流的需求,以及设计的环境条件,如工作温度范围和工作效率等。
2.选择主要元器件:根据需求确定选择适配器的主要元器件,包括变压器、MOSFET、二极管、电感器、电容器等。
3.设计变压器:变压器是反激式开关电源中的一个重要元器件,主要功能是提供电源输出的隔离和变压功能。
根据需求设计变压器的变比和功率,确定铁芯材料和绕线参数,如线径和绕线圈数等。
4.选择MOSFET:MOSFET是电源开关的关键元器件,它需要具备低导通和开关损耗、高效率和可靠性等特点。
根据需求选择合适的MOSFET,通过计算和模拟分析确定导通和关断时的最大功率损耗。
5.设计电感器和电容器:电感器和电容器用于滤波和稳压,通过计算和模拟模拟设计电流和电压波形,选择合适的电感值和电容值,以保证输出电流和电压的稳定。
6.设计控制电路:根据反激式开关电源的工作原理,设计适当的控制电路,用于控制开关管的导通和关断。
控制电路包括脉宽调制(PWM)控制和电流/电压反馈控制,以确保输出电流和电压的稳定和可靠。
7.选择和设计保护电路:反激式开关电源需要一些保护电路,如过压保护、过流保护、短路保护等。
根据设计需求选择合适的保护元器件和电路,以防止电源和被供电设备的损坏。
8.PCB设计:根据电路设计和布局要求进行PCB设计,包括元器件的布局、走线、线宽、间距等。
同时要考虑电磁兼容性(EMC)和热管理的问题。
9.原理图和PCB布线优化:通过仿真软件对电路进行仿真和优化,优化电路的参数和特性,如输出电压波形、效率和稳定性等。
10.系统测试与调试:完成PCB的制作和组装后,进行系统测试与调试,测试电源的输出性能、稳定性和保护功能等,并进行必要的调整和优化。
11.电源性能评估:对设计的电源进行性能评估,包括效率、功率因数、纹波和噪声等,以确保其符合设计要求和行业标准。
12.生产和质量控制:根据设计要求进行电源的批量生产,并进行质量控制,包括检测和测试,以确保产品的质量和可靠性。
反激开关电源设计步骤
反激开关电源设计步骤一、初步规划1. 首先呢,你得确定这个反激开关电源的功率要求呀。
这就像是盖房子,你得先知道要盖多大的,对吧?功率确定了,才能进行后面的工作呢。
这一步看似简单,但可别小瞧它,要是功率定错了,后面可就麻烦大了!我每次做的时候都会多考虑一下,确保这个功率是符合实际需求的。
2. 接着呢,考虑输入电压范围。
是宽电压输入还是固定电压输入呢?这会影响到后面很多元件的选择哦。
一般来说,我会参考实际的使用环境来确定这个输入电压范围。
你是不是也觉得这一步很关键呀?二、元件选择1. 然后就是变压器啦。
变压器在反激开关电源里那可是相当重要的角色呢!选择的时候,要注意它的匝数比、电感量这些参数。
不过呢,这些参数不用特别精确地计算,大概差不多就行,当然也不能差太多哈。
我在选变压器的时候,会多找几个不同规格的对比一下,选一个最合适的。
2. 再就是开关管的选择啦。
这个开关管要能承受住电路中的电压和电流哦。
这一步我通常会花点时间去查看各种开关管的参数手册,找到最适合的那个。
你可千万别随便选一个就用,不然很可能会出问题的!三、电路设计1. 开始设计电路布局的时候,要把输入部分、输出部分还有控制部分合理地安排好。
这就像安排家里的家具一样,要让它们都呆在合适的地方。
这一步呢,每个人可能有不同的习惯,你可以根据自己的想法来安排,但是基本的原则还是要遵循的呀。
我有时候也会在这一步纠结一下,到底怎么布局才最好呢,哈哈。
2. 然后要设计反馈回路。
这个反馈回路可是保证电源稳定输出的关键呢!这一步要特别小心哦!我通常会再检查一次,真的,确认无误是关键。
如果反馈回路设计不好,电源的输出就会不稳定,那这个电源可就没法正常工作啦。
四、调试阶段1. 电路搭建好之后,就可以开始调试啦。
先给电路加上一个小的输入电压,看看有没有异常情况。
这时候你要特别留意有没有冒烟或者发出奇怪的声音之类的。
要是有,那肯定是哪里出问题了。
这一步其实还蛮简单的,但有时候我也会不小心漏掉哈所以大家一定要细心哦。
反激开关电源设计思路解析
反激开关电源设计思路解析一、整体概括下图是一个反激式开关电源的原理图。
输入电压范围在AC100V~144V,输出dc12v的电压。
开关电源的思路:要实现输出的稳定的电压,先获取输出端的电压,然后反馈给输出端调控输出功率(电压低则增大输出功率,反之则减小),最终达到一个动态平衡,稳定电压是一个不断反馈的结果。
二、瞬变滤波电路解析市电接入开关电源之后,首先进入瞬变滤波电路(Transient] 各个器件说明:F1-->保险管:当电流过大时,断开保险管,保护电路。
CNR1-->压敏电阻:抑制市电瞬变中的尖峰。
R31、R32-->普通贴片电阻:给这部分滤波放电,使用多个电阻的原因是分散各个电阻承受的功率。
C1-->X电容:对差模干扰起滤波作用。
T2-->共模电感:衰减共模电流。
R2-->热敏电阻:在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗,这样就可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。
当电路进入稳态工作时,由于线路中持续工作电流引起的NTC发热,使得电阻器的电阻值变得很小,对线路造成的影响可以完全忽略。
三、整流部分各个器件说明:BD1->整流桥:作用应该知道。
L1、EC1、EC2->π型LC滤波电路,主要起的就是滤波,使输出的电流更平滑。
四、开关电源主体部分开关电源的主题部分如下图,由于采用标注的方式更好说明,所以提供标注版PDF下载(末尾有链接)。
五、输出端滤波电路下图是输出端滤波电路,由于采用标注的方式更好说明,所以提供标注版PDF下载(末尾有链接)。
六、总结学习开关电源,所以只对整体部分有个了解,对比较困难的部分--变压器,目前还没有很深刻的理解,其余部分有不懂的地方,可以交流。
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反激式开关电源设计详解
一、工作原理
1.开关管控制:反激式开关电源中,开关管起到了关键的作用。
当输入电压施加在开关管上时,开关管处于导通状态,此时电流流经变压器和输出电路,能量存储在变压器核心中。
当输入电压施加在开关管上时,开关管处于截止状态,此时能量释放,通过一对二极管和电容器形成输出脉冲电流。
2.变压器作用:反激式开关电源中的变压器主要用于将输入电压转换为所需的输出电压。
在导通状态下,输入电压施加在变压器的一侧,能量存储在变压器的磁场中。
在截止状态下,变压器的磁场崩溃,能量释放到输出电路中。
3.输出电路过滤:输出电流通过一对二极管和电容器形成脉冲电流。
为了使输出电流更加稳定,需要通过电容器对输出电流进行滤波,降低脉冲幅度,使输出电压更加平稳。
二、基本结构
1.输入滤波电路:由于输入电源通常含有较多的噪声和干扰,为了保障开关电源的正常工作,需要在输入端添加一个滤波电路,通过滤波电容和电感将输入电压的尖峰和噪声滤除。
2.开关控制电路:开关控制电路用于对开关管进行控制,使其在合适的时机打开和关闭。
常见的控制方式有定时控制和反馈控制两种。
3.开关管:开关管在反激式开关电源中起到了关键的作用。
常见的开关管有MOS管、IGBT管等,其特性包括导通损耗、截止损耗和开关速度等。
4.变压器:变压器用于将输入电压变换为所需的输出电压。
同时,变压器还能起到隔离输入电源和输出负载的作用,保护负载。
5.输出整流滤波电路:输出整流滤波电路用于对输出电流进行整流和滤波,使输出电压更加稳定。
三、常见设计方法
1.脉冲宽度调制(PWM)控制:PWM是一种常用的反激式开关电源控制方法,通过控制开关管的导通时间来调节输出电压和电流。
PWM控制能够实现较高的效率和较低的输出波纹,但需要一定的控制电路。
2.变压器匹配设计:在设计反激式开关电源时,需要合理选择变压器的匝数比,以实现所需的输入输出电压转换。
同时,还需要考虑变压器的大小和功耗。
3.输出滤波电容选择:为了提高输出电流的稳定性,需要选择合适的电容值进行滤波。
电容值过大会增加开关电源的体积和成本,而电容值过小则会导致输出波纹较大。
4.开关管选择:开关管的选择要考虑开关速度、导通损耗和截止损耗等因素。
在选择开关管时,需要根据输出功率和开关频率进行合理匹配。
四、总结
反激式开关电源是一种常用的电源设计方案,具有高效率、小体积和轻质等优点。
本文详细介绍了反激式开关电源的工作原理、基本结构和常
见设计方法。
在实际设计中,需要根据具体的需求合理选择开关管、变压器和滤波电容等参数,以实现高效稳定的电源输出。