程控开关稳压电源的设计
开关稳压电源设计
开关稳压电源设计简介开关稳压电源是一种常见的电源设计，它可以将不稳定的输入电压转换成稳定的输出电压。
在电子设备和电子系统中，稳定的电源是至关重要的。
本文将介绍开关稳压电源的设计原理和步骤，并提供一个基本的设计示例。
设计原理开关稳压电源的设计基于开关电源的原理，通过开关管的开关操作，将输入电压切换成高频脉冲电压，经过滤波和调整电路后，得到稳定的输出电压。
输入与输出开关稳压电源的输入电压通常是交流电源，通过整流电路将交流电压转换成直流电压。
输出电压可以是固定的也可以是可调的，通过控制脉冲宽度调制（PWM）或变换频率调制（AFM）来实现。
控制电路开关稳压电源的核心是控制电路，它负责对开关管的开关操作进行控制。
一般情况下，控制电路由反馈电路、调整电路和开关控制器组成。
•反馈电路：用于监测输出电压，并将监测到的电压与设定的目标电压进行比较，得到误差信号。
•调整电路：根据误差信号调整开关管的开关周期和占空比，使输出电压接近设定的目标电压。
•开关控制器：根据调整电路的信号，控制开关管的开关操作。
开关管开关稳压电源的关键组件是开关管，它负责控制输入电压的切换。
常见的开关管有晶体管和MOSFET。
晶体管适用于小功率应用，而MOSFET适用于大功率应用。
设计步骤下面是一个基本的开关稳压电源设计步骤，供参考：1.确定设计需求：确定输入电压范围、输出电压需求、输出电流需求等。
2.选择开关管和开关控制器：根据设计需求选择适合的开关管和开关控制器。
3.设计反馈电路：根据输出电压需求设计反馈电路，包括误差放大器、参考电压源和比较器等。
4.设计调整电路：根据误差信号设计调整电路，包括比较器和PWM控制器等。
5.设计输入电路：根据输入电压范围设计整流电路和滤波电路，将交流电源转换成直流电源。
6.设计输出电路：根据输出电压需求设计输出电路，包括滤波电路和稳压电路等。
7.进行仿真和调试：使用电路仿真软件对设计进行仿真，调试出理想的输出电压波形。
稳压电源设计
稳压电源设计1. 引言稳定的电源是电子设备正常运行的关键，稳压电源设计是电子电路设计中非常重要的一环。
本文将介绍稳压电源的基本原理、设计方法以及常见的稳压电源类型。
2. 稳压电源的基本原理稳压电源的主要目的是提供一个稳定的直流电压输出。
它可以通过控制电源输入端的输入电压或调整电路的工作方式来实现。
稳压电源的基本原理是通过负反馈控制来实现稳定的输出。
稳压电源电路通常由三个主要部分组成：输入部分、稳压控制部分和输出部分。
输入部分用于接受电源输入，稳压控制部分负责检测输出电压并作出相应调整，输出部分则提供稳定的输出电压。
3. 稳压电源的设计方法稳压电源的设计需要考虑多个因素，如输出电压范围、负载能力、效率、稳定性等。
下面是一些常用的稳压电源设计方法：3.1. 线性稳压电源线性稳压电源是最简单和常见的稳压电源类型之一。
它使用线性元件（如二极管、晶体管）来控制输出电压，具有较低的噪声和较高的稳定性。
但由于线性元件的特性，线性稳压电源的效率较低。
3.2. 开关稳压电源开关稳压电源通过开关元件（如开关管、MOS管）对输入电源进行开关调制，从而实现对输出电压的控制。
开关稳压电源具有较高的效率和较低的体积。
但由于开关元件的开关动作会产生噪声和干扰，对于某些应用场景可能不适用。
3.3. 切换稳压电源切换稳压电源是一种结合了线性稳压和开关稳压的设计方法。
它通过在低负载时使用线性稳压模式，在高负载时自动切换到开关稳压模式。
这样既可以提供较高效率，又能保持输出电压的稳定性。
4. 常见的稳压电源类型根据用途和应用场景的不同，稳压电源有多种类型。
以下是其中一些常见的稳压电源类型：4.1. 低压差稳压电源低压差稳压电源是一种能够在输入电压和输出电压之间产生较小压降的稳压电源。
它适用于对输入电压要求较高或供电线路较长的应用。
4.2. 可调稳压电源可调稳压电源是一种可以根据需要调整输出电压的稳压电源。
它通常由一个可调节电阻和稳压控制电路组成，可以用于满足不同的应用需求。
tl431在开关电源中稳压反馈电路的应用电路设计
tl431在开关电源中稳压反馈电路的应用电路设计
TL431是一种常用的精密可调节稳压器件，通常用于开关电源中的稳压反馈电路。
它可以作为一个误差放大器，用于控制开关电源的输出电压。
以下是一个简单的TL431稳压反馈电路的应用电路设计示例：
在这个电路中，TL431被用作误差放大器，它通过比较参考电压和反馈电压来控制输出电压。
具体的设计步骤如下：
设置参考电压：TL431的参考电压通过外部电阻网络进行调节，根据需要选择合适的参考电压值。
连接反馈回路：将TL431的输出与开关电源的反馈回路相连，通过比较输出电压和参考电压，控制开关电源的输出电压稳定在设定值。
选择外部元件：根据具体的需求，选择合适的外部电阻、电容等元件，以确保稳压反馈电路的性能和稳定性。
稳压调节：通过调节外部电阻来调节输出电压的设定值，使得开关电源的输出电压符合要求。
需要注意的是，具体的电路设计需要考虑到开关电源的整体设计和控制要求，以及TL431的工作特性和参数。
此外，为了确保电路的性能和稳定性，建议在设计过程中进行仿真和实际测试验证。
开关直流稳压电源设计
开关直流稳压电源设计设计原理：关键参数：开关直流稳压电源的关键参数包括输出电压精度、输出电流、纹波电压和负载调节率等。
输出电压精度表示开关直流稳压电源输出的电压与设定值之间的偏差。
输出电流表示电源能够提供的最大负载电流。
纹波电压表示输出电压的波动情况，是由开关器件的开关操作引起的。
负载调节率表示在负载变化时，输出电压的变化程度。
主要组成部分：一个典型的开关直流稳压电源由以下几个主要组成部分构成：1.输入端：输入端通常有一个交流电源或者一个整流电路，将交流电转换为直流电。
在输入端还可能包含一些滤波电容和短路保护电路。
2.开关电路：开关电路由各种开关器件组成，包括晶体管、场效应管和硅控整流元件等。
开关周期性地打开和关闭，调节输入电压的占空比，从而调节输出电压。
在开关电路中，还可能包含一些保护电路，如过流保护和过压保护等。
3.控制电路：控制电路是开关直流稳压电源中的重要组成部分。
它根据输出电压与设定值之间的偏差，生成控制信号，控制开关器件的开关操作。
控制电路通常由一个误差放大器、一个比较器和一个参考电压源组成。
4.输出端：输出端是开关直流稳压电源输出电压的终点。
它通常由一个输出电感、一个输出滤波电容和一个负载组成。
输出电感和输出电容起到滤波作用，减小输出电压的纹波。
负载则是电源供电的目标设备。
5.反馈回路：反馈回路起到监测输出电压并调整开关操作的作用。
它通常由一个反馈电阻和一个反馈电压比较器组成。
反馈电阻将输出电压分压为反馈电压，反馈电压比较器将反馈电压与设定值进行比较，生成控制信号。
总结：开关直流稳压电源是一种常用的电源设计，用于提供稳定的直流电压输出。
它通过开关器件的开关操作调节输入电压，并通过反馈机制保持输出电压稳定。
设计开关直流稳压电源需要考虑关键参数，包括输出电压精度、输出电流、纹波电压和负载调节率等。
主要的组成部分包括输入端、开关电路、控制电路、输出端和反馈回路。
开关直流稳压电源的设计涉及到多个领域的知识，包括电源电路、电子器件和控制理论等。
基于FPGA程控稳压电源设计—论文
基于FPGA的程控稳压电源设计学院名称：专业：班级：姓名：指导教师姓名：指导教师职称：2012年6 月基于FPGA的程控稳压电源设计摘要：直流稳压源是一种常见的电子仪器，其广泛应用于实验教学和科学研究等领域。
本设计提出了一个基于FPGA的程控稳压电源的方案。
通过按键向FPGA输入信号，FPGA 得到“十位”和“各位”计数脉冲信号，通过计数器模块计数，内部计数器的信号一路送给外部显示电路来显示当前的电压值，另一路经过D/A转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压，同时实现双路输出。
实际测试结果表明，本系统具有易调节，高可靠性，操作方便，电压稳定度高，其输出电压采用了数字显示的特点。
关键词：直流稳压电源；程控电源；FPGA；VHDLThe program-controlled power supply design based on FPGAAbstract:DC source is a kind of common electronic instrument, it is widely applied in the experimental teaching and scientific research. This project is to design a FPGA based programmable power supply. The key to the system through the FPGA input signal, FPGA is" ten" and" you" counting pulse signal, the counter module count, internal counter signal path to an external display circuit to display the current voltage value, via a D/A converter ( DAC0832) output analog quantity, then pass through an operational amplifier isolation amplifier, to control the output power pipe base, with the power transistor base-emitter voltage change and different voltage output, while achieving dual output. The actual test results show that, the system has easy adjustment, high reliability, convenient operation, high voltage stability, the output voltage by the digital display characteristics.Keywords: DC power supply；programmable power supply; FPGA; VHDL目录前言 (1)第1章程控直流稳压电源设计原理 (2)1.1直流稳压电源基本原理 (2)1.2程控电源的基本原理 (4)1.3基于FPGA的电源的基本原理 (6)第2章硬件电路设计 (7)2.1按键电路 (7)2.2显示电路 (7)2.3 DAC0832转换电路 (8)2.4 FPGA电路 (9)2.4.1供电电源部分 (9)2.4.2 I/O电压、内核电压供电连接部分 (9)2.4.3 时钟信号部分 (10)2.4.4 EP2C5T144芯片部分 (10)2.4.5 配置芯片部分 (11)第3章系统软件设计 (12)3.1系统软件整体设计 (12)3.2软件模块设计 (12)3.2.1分频器模块设计 (12)3.2.2键盘输入模块设计 (15)3.2.3 100进制计数器模块设计 (17)3.2.4 数据选择器模块设计 (19)3.3.5位码选择器模块设计 (20)3.2.6驱动共阴极数码管七段译码器模块设计 (21)3.2.6二-十进制译码器模块设计 (22)3.2.7层次化设计 (23)第4章系统运行与调试 (27)4.1系统运行过程 (27)4.2测试结果 (30)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (36)附录1 硬件实物图 (37)附录2 硬件电路图 (38)附录3 元器件清单 (40)附录4 程序代码 (41)前言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，被广泛的应用于电子产品生产线、实验室、工业控制和信息通讯等领域。
基于MCU控制的开关电源稳压电路设计
基于MCU控制的开关电源稳压电路设计李淑红;邢军【摘要】A voltage regulator circuit of the switching power supply based on MCU control was designed,which is com-posed of rectification filtering circuit,push-pull power conversion circuit and control circuit. In this circuit,the output voltage of the switching power supply is controlled by regulating PWM via the MCU. The digital signal output by MCU is converted into analog signal through the DAC0832. The analog signal is taken as the reference voltage of the second pin of the switching con-trol chip SG3525. SG3525 generates PWM control pulse automatically according to the variation of reference voltage to regulate the output pulse width of the switching tube,so the purpose of regulating the output voltage is achieved. The experimental re-sults show that the output voltage adjustable range is 28~36 V,the maximum output current is 15 A,and the efficiency of the switching power supply is 89%.%设计了一款基于MCU控制的开关电源稳压电路,该系统主要由整流滤波电路、推挽式功率变换电路和控制电路组成,并通过MCU调节PWM控制开关电源输出电压.MCU输出的数字信号通过DAC0832转换为模拟信号,该模拟信号作为开关控制芯片SG3525第二管脚的基准电压,SG3525根据基准电压的变化自动产生PWM控制脉冲,调节开关管的输出脉宽,从而达到调节输出电压的目的.实验表明,输出电压可调范围为28~36 V,最大输出电流Imax=15 A,开关电源的效率为η=89%.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2015(038)022【总页数】4页(P139-141,146)【关键词】开关电源;MCU;SG3525;稳压电路【作者】李淑红;邢军【作者单位】河南省电子产品质量监督检验所,河南郑州 450005;河南省电子产品质量监督检验所,河南郑州 450005【正文语种】中文【中图分类】TN702-34传统的开关稳压电源通常以模拟脉宽调制芯片为核心控制开关电路、整流电路等完成稳定电压输出。
600W开关稳压电源设计分享之主电路方案
600W 开关稳压电源设计分享之主电路方案
在开关稳压电源设计的过程中，工程师们常常接触到的都是一些实用性很强的中小功率开关电源方案，通常对稳压精度的要求也比较高。
在今明两天的方案分享中，我们将会为大家分享一种非常实用的600W 开关稳压电源设计方案，今天我们将会就该方案的主电路设计情况进行详细介绍，下面就让我们一起来看看吧。
开关稳压电源设计要求
在这一600W 的开关稳压电源设计方案中，我们所具体设计的技术参数主要是：输入电压单相170~260V，输入交流电频率45~65HZ；输出直流电压12V 恒定；输出直流电流10A；最大功率120W，稳压精度小于直流输出电压整定值的1%。
在本方案中，我们所设计的这一开关稳压电源主要采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。
这一开关稳压电源设计方案的基本构成如下图图1 所示，其中DC-DC 变换器进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。
输出采样电路（R1、R2）检测输出电压变化，与基准电压Ur 比较，误差电压经过放大及脉宽调制（PWM）电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从而达到调整输出电压大小的目的。
在本方案中，我们所设计的电源系统具有一定的抗不平衡能力，对电路对称性要求不很严格，且该电源的适应的功率范围较大，从几十瓦到千瓦都可以。
本方案对开关管耐压要求较低，电路成本比全桥电路低。
全国大学生电子竞赛开关稳压电源设计
全国大学生电子竞赛开关稳压电源设计随着电子竞技的迅速发展和壮大，全国范围内的大学生电子竞赛也越来越受到关注和重视。
为了满足参赛选手对电源供应的需求，开关稳压电源的设计成为了重点。
一、电源设计的重要性电源是电子产品的重要组成部分，对于电子竞技场合来说，它的重要性更是突出。
游戏设备需要充足的电能支持，稳定的电压才能保证竞赛中不出问题，同时还要注意电源的安全和便携性。
二、开关稳压电源的特点开关稳压电源是目前使用最广泛的电源，它具有以下特点：1.高效率：开关电源的转换效率可达到90%以上，能够更好地利用能源，同时也可以降低因电能转换而产生的热量。
2.可调性强：开关电源的输出电流、电压等参数都可通过调节电路参数从而实现调节。
3.体积小、重量轻：开关电源整体采用集成电路和数字电路，体积和重量相比传统电源更小更轻，便于携带和存储。
4.更安全：开关电源采用设备保护措施，能够保护电源和被供电设备，保证电源的长期稳定运行。
三、开关稳压电源的设计思路开关稳压电源的设计需要考虑多个方面的问题，例如电源的输入输出参数、保护电路的设计等。
在设计过程中应注意以下几点：1.输入电压的稳定性：为了保证输出电压的稳定，需要对输入电压进行滤波和稳定性的处理。
常用的方法有电容滤波、稳压二极管等。
2.保护电路的设计：开关稳压电源的保护电路包括过压保护、过流保护、短路保护等，能够保证电源和被供电设备的安全。
3.输出电压的调节：在设计输出电压时，需要确定所需的输出电压，并确定调节范围和调节精度。
在输出电压的稳定性方面，需要注意输出电流和负载变化时的调整能力。
4.体积和重量的控制：对于电子竞技中使用的电源来说，体积和重量的控制非常重要。
为了更好地让参赛者使用，在设计电源时应注意体积和重量的控制。
四、总结全国大学生电子竞赛的举办可以促进大学生电子技术的发展和创新。
其中电源的设计是一个非常重要的环节，它对参赛选手的表现和安全都有重要影响。
因此，开发一种小巧、高效、安全的开关稳压电源是设计者们目前的重要任务。
基于单片机的高精度程控稳压电源的设计与实现_张宏
基于单片机的高精度程控稳压电源的设计与实现
文/张宏
摘
稳压直流电源属于电子科技
要
产 品 中 的 一 种 常 用 设 备， 通 过 单 片机控制的稳压直流电源解决了
传统稳压直流电源电压不稳技术
参 数 不 高 的 不 足， 具 有 较 高 的 设
计和开发价值。本文将 AT89 S51
针对承接单位安全性设计 方案制定的监理细则，监 理通知单和整改意见，工 程备忘录，监理工作记录
厂商输出文件
投标文件，采购谈判文件（厂 商资质文件）
工程安全性设计方案报审表， 阶段性安全测试验收文案报审 表，进度计划报审表，需求分 析说明书，系统评估，设计方
案
实施阶段审核意见， 实施阶段 阶段性验收申请书，
5 结语
4 程控高精度直流稳压电源软件部分的 设计和实现
程控高精度直流稳压电源的程序控制软 件部分共有主程序及过流保护类程序等两个部 分，主要的功能包括：步进式的加减，对键盘 的扫描、D/A 电压的转换、电源过流的报警及 LED 数码显示等。
4.1 直流稳压电源软件部分主程序的设计和实现
首 先 要 对 程 控 电 路 进 行 初 始 化， 即 对 AT89 S51 型单片机进行初始化处理，然后设 置单片机的系统时间，再对按键处理的子程序 进行调用，适时判断有无按键被按下，如果有 则就调用系统中的显示处理子程序，通过该子
图 4：软件部分主程序的设计流程
技 ,2012(12). [4] 罗 国 颖 , 鄢 峰 , 张 迁 , 等 . 数 控 开
关 电 源 的 设 计 与 制 作 [J]. 中 国 集 成 电 路 ,2010(03). [5] 朱士虎 , 王立巍 , 何培忠 . 基于 AT89S52 程 控 开 关 稳 压 电 源 设 计 [J]. 电 子 技 术 ,2009(06).
开关稳压电源系统设计
０ 引 言
随着 电力 电子技术 的发 展 ， 电源 装 置大 量 出现在 生 产生活 的各个领 域 ， 电压 电流 的稳 定性 、 其 电压调整 率、 负荷调 整率 、 变换 器 的效 率等 因素将直接影 响到用
电及 通信设备 的正 常运 行 ， 严重 时 还将 影 响 到设备 的 安全 性 。因此 ， 如何 改善上述 各项指标 ， 成为 电源装置
刘 杰 刘 ， 培 王 ， 琦 ’徐 跃 超 ，
（． １ 三峡 大 学 电 气 与新 能 源 学 院 ， 北 宜 昌 ４ ３０ ２ 华 南 理 工 大学 电力 学 院 ， 东 广 州 ５ ０ ４ ） 湖 ４ ０ ２；． 广 １６ ０ 摘 要 ： 章 构 建 了基 于 ［￣ ｔ 变换 器 的 ＤＣ Ｄ 变换 器 ， 文 ｋｏ 型 ｓ ／Ｃ 系统 以 专 用 芯 片 ＵＣ ８ ２作 为控 制核 心 ， 以 Ａｔ ｇ １８ ３４ 辅 ｍｅａ２ 单 片机 稳 定 输 出电 压 。利 用 ＵＣ ８２ 自身的 电压 电流 环 反 馈 ， 上 输 出 电 压 均值 环 设 计 成 输 出 电压 稳 定 可 调 的 Ｄ ／ Ｃ ３４ 加 ＥＤ 变换 电路 。本 系统还采 用了模拟 Ｐ ＷＭ 技 术、 在线保护技术 、 机交互技术。 实际测试表 明该 系统各 项指标 均达到 或超 人
ｍａ － ｃ ｉｅｉｔｒｃｉｎｔｃ ｎ ｌｇ ｒ ｌｏａ ｐｉｄｔ ｅｓｓｅ ， ｎ ｈ ｃｕ ｌ ｅｔｉｄｃ ｔｓｔ ａ ａ ｅ ｃ ｅ ｖ ｎｓ ｒ ｎｍａ ｈｎ ｎｅａ ｔ ｅｈ ｏｏ ｙａｅａｓ ｐ ｌ ｏｔ ｙ ｔｍ ａ ｄｔｅａｔ ａ ｓ ｉａｅ ｈ ｔ ｔ ｓｒａ ｈ ｄｅ ｅ ｕ — ｏ ｅ ｈ ｔ 词 ： ｍｅａ２ ； ３ ４ ； 线保 护 ； 机 交互 Ａｔ ｇ １８ ＵＣ ８ ２ 在 人
开关升压稳压电源的设计
电压调整因数：
电压调整率： 0.03(%/V)
电压稳压系数：
（3）稳压电源负载调整率测试（测试条件：V1＝18V,VO＝30V）
IO1＝0A，VO1＝30V; IO2＝0.5A(0.5A)，VO2＝30.2V。则：
设计报告
开关升压稳压电源的设计
专业：
班级：
姓名：
开关升压稳压电源的设计
一、设计目的
1、理解开关升压稳压电源的工作原理；2、知道焊接开关升压稳压电源电路的注意事项；3、掌握开关升压稳压电源特性测试的方法。
二、实验器材
电烙铁；开关升压稳压电源套件；焊Байду номын сангаас丝；导线等。
三、基于开关升压稳压电源的工作原理
当控制电路输出低电平，功率晶体管关闭，二极管正向导通，存储在电感L中的能量，开始释放，经过二极管D流到输出端为负载供电，同时给输出得电容器C充电，二极管D位于电感L和输出端之间，因此电感L两端的压降近似为VIN-VOUT（肖特基的压降很小，0,2V左右，可忽略）。
2、升压稳压电源主要技术指标测试（特性与质量）
(1) 输出电压调整范围测试（输入电压：18V，输出电流0.5A，保证系统正常工作）
测试项目
预设
实测
预设
实测
VL/V
27
27
33
33
最大输出电流IOMAX=0.76A
(2) 稳压电源电压调整率测试（测试条件：VI＝ 18V，VO＝30V ，IO=0.5A）
四、设计要求：
输入12V～16V 典型值：13V；输出电压：30V,可调范围27V～33V,电流500mA=0.5A。开关频率 。环形电感（47μH,3.5A,频率：400kHz）。二极管IN5825。电容器（1000μF,50V）。
《开关稳压电源》课件
不断试验
持续学习
常见问题与解决方案
问题1
01
电源发热严重
原因
02
可能由于电路设计不合理或元件性能不佳。
解决方案
03
优化电路设计，更换性能更好的元件。
常见问题与解决方案
问题2
电源效率低下
原因
可能由于损耗过大或电路结构不合理。
解决方案
降低损耗，对电路结构进行优化。
常见问题与解决方案
问题3
输出电压不稳定
应用
广泛应用于各种电子设备中，如音频功率放大器、逆变器等。
升降压型开关稳压电源
• 总结词：同时具有升压和降压功能的开关稳压电源。
• 详细描述：升降压型开关稳压电源是一种较为特殊的开关稳压电源类型，其工作原理是通过控制开关管的导通和截止时 间，既可以降低输入电压来降低输出电压，也可以增加输入电压来提高输出电压，具有双重调节功能。
空调
在空调中，开关稳压电源 用于控制压缩机和风扇的 运行，保持室内温度的恒 定。
冰箱
冰箱的开关稳压电源确保 冷藏和冷冻系统的正常运 行，保持食品的新鲜。源自通信领域的应用手机
手机的开关稳压电源为通 话、数据传输和各种功能 提供稳定的电力。
路由器
在路由器中，开关稳压电 源为处理数据和信号传输 提供稳定的电力。
初步检查
检查电路中各元件是否正常，无损坏。
调试步骤与注意事项
通电测试
逐步通电，观察各部分工作是否正常 。
调整参数
根据需要调整相关参数，如电压、电 流等。
调试步骤与注意事项
安全第一
确保调试过程中人员和设备安全。
逐步进行
不要一次性将所有参数调整到位，应逐步调整。
基于UC3843升压式程控开关稳压电源的设计
动和 工作 电流 等。该 系统 电路 主要包 括整 流滤 波 电路 、Ｄ — Ｃ 变换 电路 、过流保 护 电路 、稳压 反馈 电路 和单 片 ＣＤ
机控 制 电路 部分 。开关 电源输 出电压 可 以实现 在 ３ ０ Ｖ～３ 之 间程控 输 出，最大 输 出电流 ２Ａ，效 率大 于等 于 ６Ｖ
ｐ ｅ ｉｅｙ ｃ ｔ ｏｌｔ ｔ ｙｃｅ），ｃ ｒ ｎｔ ｍ ｏ ｒ ｑ ｎｃ （ ｖ ｌ ｂ ｅａｔ５ ＫＨ ｚ）， ｕｔ ｆ ｗ ａ ｄｃ ｒ ｃｓ ｌ ｏｎ ｒ ｈｅ ｄｕ ｙ ｃ ｌ ｕｒ ｅ — ｄｅｆ ｅ ｕｅ ｙ ａ ａｉａ ｌ ００ ａ ｏ—ｏｒ ｒ ｏｍ ｐｅ ｓ ｔｏ ｎ ａ ｉｎ，ｌ ｃ ｎ ｐ ｓ ｉｔ ａｔ ｈｉｇ ｕｌ ｅｗ ｄ ｈ
ｍ ｏ ｕ ａ ｉ ｎ （ ｉｈ ｃ ｎ ｂ — ｅ ｉ ｔ ，ｔ ｅ ｉ ｔ ｒ ａ ｕ ｉ ｇ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｖ ｌａ ｅ （ ｔ ｎ ｅ ｖ ｌ ｇ ｏ ｋ ｕ ） ｎ ｅ ｏ ｔ ｇ ｏ ｋ ｕ ｄ ｌｔ ｏ ｗｈ ｃ ａ ｙ ｗｅ ｋ ｌ ｍｉ） ｈ ｎ ｅ ｎ ｌｔ ｎ ｎ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｔ ｇ ｗｉ ｕ ｄ ｒ ｏ ｔ ｅ ｌ ｃ ｏ ｔ ，ｕ ｄ ｒ ｖ ｌ ｅ ｌｃ ｏ ｔ ｈ学 电子 信 息学 院 江 苏 苏州 ２ ５ ０ ） 江 苏省 吴 中职 业教 育 中心校 江 苏苏 州 ２ ５ ０ ） ・ １０１ （ １ ０ １ （ 常 州信 息职业技 术 学院 江 苏常 州 ２ ３ ０ ） 。 １ ０ １ 【 摘 要】系统基于 开关 电源 的工作 原理 ， 用 ＵＣ ８ ３高性 能 电流模 式控制器 实现 对 Ｂ ｏ ｔ升压 斩波 电路稳压 采 ３４ ｏｓ
开关电源方案
开关稳压电源设计方案一 设计要求1、分析题目要求，设计并制作如图一所示的开关稳压电源：R LU 1=开关稳压电源图一基本要求：① 输出电压0U 可调范围：30V ～36V ；② 最大输出电流max 0I ：2A ；③ 2U 从15V 变到21V 时，电压调整率()A I S O u 2%2=≤；④ O I 从0到2A 时，负载调整率)18%(52V U S I =≤；⑤ 输出噪声纹波电压峰-峰值()A I V U V U V U O Opp 2,36,18102===≤； ⑥ DC/DC 变换器的效率)2,36,18%(70002A I V U V U ===≥η；⑦ 具有过流保护功能，动作电流()A I th O 2.05.2±=。
二 方案论证及选择首先我们需要确定出系统设计方案。
在基本要求中，第 ④⑤⑦对总体方案的影响不大，这些指标都只与器件选择、制作工艺等因素有关，所以，我们主要对第 ⑥两条指标分析。
1、整流电路方案方案一：半波整流优点：单相板波整流电路是最简单的一种整流电路，结构简单，使用元件少。
缺点：输出波形脉动大，直流成分比较低，变压器的利用率低，容易饱和。
方案二：全波整流与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二级管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动系数小等优点。
因此本次设计采用方案二。
2、滤波电路方案方案一：电感滤波电感滤波电路适用于大电流负载，为特性比较硬，由于采用了电感，所以电路比较笨重。
方案二：电容滤波电容滤波电路结构简单，适用于小电流负载。
因电感没有现成的，需要自己缠制，所以制作麻烦且体积较大。
在这里我们选择电容滤波电路进行滤波，即选择方案二。
3、控制方案的选择对第⑥条指标分析，要求变换器整体效率大于或等于70%，对小功率电源来说有点高，计算有，在72W的额定功率、70%效率下，变换器的损耗不能超过21.6W，所以，不论是功率变换器构成的主电路，还是控制电路，都应该尽量简单。
开关稳压电源设计报告---第二组
二、模块电路方案论证与选择
1 、稳压电源的设计方案 DC-DC 变换电路包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。输入与输出 隔离，虽然安全系数比较高，但隔离变压器具有漏磁和损耗等不利缺点，从而会 造成效率降低，根据本研究的要求，并没有要求输入与输出隔离，所以采用非隔 离方式进行本次的电路设计。 方案一：并联（升压 Boost）型开关稳压电路 当可控开关 V 处于导通状态时，电源 E 向电感 L 充电，充电电流基本稳定 为 I，同时电容 C 上的电压向负载 R 供电。因 C 值很大，基本保持输出电压恒 定。设 V 处于通态的时间为 ton，关断时间为 toff 一个周期的时间为 T，输出电 压的计算公式：UO =
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开关稳压电源设计报告 摘要： 作品以开关稳压电源为原理，使用高性能 IRF640 场效应管，通过
MSP430F5438A 单片机内部的定时器的比较功能，产生 PWM 波以控制 Boost 升 压斩波电路的输出电压， 开关工作频率达 20KHz，微调 PWM 波的占空比可以控 制 Boost 电路输出不同的电压。 此系统电路主要包括整流滤波模块、DC-DC 变换电路模块、继电过流保护 模块、稳压模块。设计的本课题的开关稳压源输出电压可以实现在 30V~36V 之 间输出，可以达到输出电流大于 2A，效率大于 86%，效果相对较好。 该系统操作灵活，界面友好。经过测试，作品基本达到了题目基本要求和扩 展要求的功能。 关键词：开关稳压电源；DC-DC；单片机
默认电压、电流输 默认电压、电流输 出及显示 出及显示
判断加按键是否按下 判断加按键是否按下
Y
改变 CCR1 值，调整 改变 CCR1 值，调整 输出 PWM 占空比， 输出 PWM 占空比， 使得输出电压 +1 使得输出电压 +1
开关稳压电源的设计与应用阅读札记
《开关稳压电源的设计与应用》阅读札记目录一、内容综述 (1)二、开关稳压电源的基本原理 (2)2.1 开关稳压电源概述 (3)2.2 工作模式分析 (4)三、开关稳压电源的设计要素 (5)3.1 输入与输出设计 (6)3.2 市场需求与成本考虑 (8)3.3 散热与电磁兼容性设计 (9)四、开关稳压电源的应用案例 (11)4.1 通信设备应用 (12)4.2 家用电器应用 (13)五、开关稳压电源的挑选与测试 (14)5.1 电源规格挑选 (16)5.2 硬件电路设计 (17)5.3 软件程序调试 (18)六、结语与展望 (20)一、内容综述《开关稳压电源的设计与应用》是一本全面介绍开关稳压电源设计原理及应用的书籍。
本书从基本的开关稳压电源概念入手，详细阐述了从电源输入、滤波、变换到输出的全过程，并通过具体的应用实例，展示了开关稳压电源在不同领域的实际应用。
在电源输入部分，书中介绍了如何选择合适的整流和滤波电路，以减少电源噪声对后续电路的影响。
也讨论了输入电压的变化范围和电源线的走线策略，以确保电源的稳定性和可靠性。
在滤波部分，重点讲解了电容、电感等滤波元件的原理和选择方法，以及如何根据实际需求设计合适的滤波器，以减小射频干扰和提高电源质量。
变换部分是本书的核心内容之一，详细介绍了各种开关电源变换器的设计方法，包括降压、升压、反相等多种变换器的工作原理、电路结构、控制方式等。
这些内容不仅有助于读者理解开关电源的核心技术，也为实际应用提供了宝贵的参考。
在输出部分，讨论了如何根据负载需求设计合适的输出电路，包括输出电压的调整、电流的分配、保护功能等。
也介绍了如何评估输出电压的稳定性和电流的连续性，以确保电源的输出性能满足要求。
二、开关稳压电源的基本原理输入滤波：首先，输入电源会经过一个滤波器，通常是一个LC 网络，以减少射频干扰和传导电磁干扰，确保输入电源的质量。
开关变换：接着，输入电源被送到开关管进行开关变换。
电源电路设计与稳压方法
电源电路设计与稳压方法电源电路设计对于各种电子设备来说都是至关重要的一环。
一个优秀的电源电路设计可以确保电子设备正常运行，保护设备免受损坏。
同时，在电路设计中，稳压方法也是不可忽视的一部分，因为它可以确保输出电压在一定范围内保持稳定，提供给后续电路可靠的电源供应。
在本文中，我们将讨论电源电路设计的基本原理和常用的稳压方法。
一、电源电路设计基本原理电源电路设计的基本原理是将一个或多个能源转换成适合供应各种电子设备的直流电压。
为了实现这一目标，电源电路设计通常包括以下几个关键步骤：1. 选择合适的电源转换器：根据设备的功率和工作电压要求，选择合适的电源转换器，如开关电源、线性稳压器等。
2. 选择合适的电源滤波器：为了去除电源转换器输出的纹波和噪声，需要选择合适的电源滤波器。
常用的滤波器包括电容滤波器、电感滤波器等。
3. 保护电路设计：为了保护设备和电源电路免受过电流、过电压等因素的损坏，需要设计合适的保护电路，如过流保护电路、过压保护电路等。
二、常用的稳压方法稳压方法是电源电路设计中非常重要的一部分，它可以确保输出电压在一定范围内保持稳定。
以下是常用的稳压方法：1. 线性稳压方法：线性稳压方法是最常见的一种稳压方法。
通过使用稳压二极管、稳压三极管等元件，将输入电压降低到所需稳定的输出电压。
优点是输出电压稳定、精度高，但效率相对较低。
2. 开关稳压方法：开关稳压方法是一种高效的稳压方法。
通过使用开关电源芯片，将输入电压进行高效的开关转换，实现输出电压的稳定。
优点是效率高，但输出电压稳定性相对稍差。
3. 电压反馈稳压方法：电压反馈稳压方法是一种常用的自动稳压方法。
通过将输出电压与参考电压进行比较，并通过反馈控制电路自动调整增益，从而实现输出电压稳定。
这种方法适用于各种不同功率要求的电源。
三、电源电路设计的优化除了基本原理和稳压方法外，电源电路设计还可以通过一些优化措施来提高性能和可靠性。
1. 合理布局电源线路：在电路板设计中，合理布局电源线路可以减少电源线的长度和电流回流路径，从而降低电源线的阻抗，提高电源的稳定性。
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详细软硬件分析
硬件整体框图设计
理论分析与参数计算
如 图 ４所示 ，单 片机通过键 盘控 主 回路器件的选择及参数设计
方案二 ：电流断续模式 。 断续模式下 ，电感能量释放 完时 ， 下 一周期 尚未到来 ，电容能 量得不 到
及 时补充 ， 二极管 的峰值 电流非常大 ，
制 电压 的步进 ，经过 单 片机控 制 Ｄ Ａ ／
８路 １ ２位 Ａ Ｄ 和 ２路 １ Ｉ ２位 Ｄ Ａ， ／
耗 Ｐ＝ ． Ｉ ０７ Ｘ； Ｖ 。降低 门级驱 动和输 出
电容损 耗 ，主要 是通过 选取低功 耗的
器件和低 Ｅ Ｒ的电容 。 Ｓ
有较高的导磁率 ， 磁性能稳定性好 （ 温
升 低 ，耐 大 电流 、噪声 小 ） ，适 用 在
择的 Ａ ＷＧ 导 线规 格 为 ２ ＃，直径 为 １ ００ ８ ｃ （ 漆皮 ） 芯选 择铁 镍 ．７ ５ ｍ 含 。磁 钼磁 芯 ，该 磁芯 具有 高的饱 和磁 通密 度 ，在 较 大的磁化 场 下不 易饱 和 ，具
（ 控制 器 ）都 只能 由 ｕｉ 口供 电 ， ｎ端 不 能另 加辅助 电源 ，所 以单 片机及 一 些外 围 电路 消耗 功耗要 尽量 的低 。为 此 ，在设计 本系统 时采 用超低 功耗单 片 机 ＭＳＰ ３ Ｆ ９，该 系统 集 成 了 ４０ １ ６
开关 频率 越大 ，线径 越小 ，但 是所 允 进 一步 降低 芯片 内部功 耗 。Ｔ ４ ４如 损耗 、门级驱 动损耗 、二极管 的损耗 Ｌ９ 许经 过 的 电流 越小 ，并且开 关 损耗增 图 ５所示 。 大 ，效 率 降 低 。本 系 统 采 用 的 频 率 为 ４ Ｋ，查 表 得 知 在 此 频 率 下 的 穿 ４ 透 深 度 为 ０３ ０ ｍｍ， 直 径 应 为 此 ．３ ４
程控开关稳压 电源 的设计
Ｄ ｓ ｆ ｒｇａ Ｃ ｎｒｌ ｄＳ ｉ ｈｎ ｏ ｅ ｕ ｐ ｅ ￣ｎｏ Ｐ ｏ ｒｍ ｏ ｔ ｌ ｗｔ ｉ Ｐ ｗ ｒ ｐ ￣ ｏｅ ｃ ｇ Ｓ
一 深圳市金 宏威技术股份有限公司 黄华
言
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 。由于拥
世 界 电－－ Ｔ 元器 件 ２ ｌ ． ｃｃｎ ｃ － － Ｏ１ ２ ＣｅＣ ｅ ２ ． ｏｍ
丌 用 Ｄ ｓ ｎ＆Ａ ｐ ｃ ｔ ｎ ｅｉ ｇ ｐ ｌ ａｉ ｓ ｉ ｏ
外 还设置 了三个 Ａ Ｄ芯片 ，分别 采集输 出电压 、输 出 电流 ／ 和输入 电流 。为 了降低功耗 ，设计中采用了 １ ８Ｘ６ ２ ４屏幕 ，
方 案二 ： 采用恒 频脉宽调制 控制 器 Ｔ ４ ４，这个 芯片可 推挽或 单端输 Ｌ９ 出 ，工作频率为 １ Ｈ － ０ ｋ ｚ ｋ ｚ ３ ０ Ｈ ，输 出 电压可达 ４ Ｖ，内有 ５ ０ Ｖ的电压基准 ， 死 区时间可 以调整 ，输 出级 的拉 灌 电 流可达 ２ ０ ０ ｍＡ，驱动能力较 强。芯 片 内部 有两个 误差 比较 器 ，一个 电压 比 较器和 一个 电流 比较 器 。电流比较器 可 用于过 流保护 ，电压 比较 器可设置 为 闭环控制 ，调整速 度 陕。 鉴于上面 分析 ，本设计 选用方案 及 外 围 电路 功 耗 、单 片 机及 外 围 电 提供—个参考 电压 ， 与输出电压的反馈 路供 电电路 的效 率和 ＤＣ ＤＣ变换 器 分压进 行 比较 ，在 Ｔ ４ ４内部 的电压 — Ｌ９
主 电路如图 ６所示 。 主 ＣＰ ＣＢ如图 ７所示 。 ＵＰ
软件设计
本设计 的软件设计比较简 单 ，完全出于效率 的要 求 ，
致输出 电流 降低 ，检测 电压降低 ，电流误差放大器 就会输 把外 围 电路设计 的尽可能 的少 ，所以单片机驱 动外 围芯 片
电流 连 续 工 作 状 态 ，在 下 一 周 低 损耗 的元器件和优异的控制策略。 期 到来时 ，电感 中的 电流还 未减小 到 零 ，电容 的 电流 能 够 得 到及 时 的补 充 ，输 出电流的峰 值较小 ，输 出纹 波
电压 小 。
为止。参考 电 压输出后 电 的反馈调节 压 是由 Ｔ ４ ４自 Ｌ９ 动调节 ， 调节速度 陕。
图 ２ ＯＯＳ 拓 扑 Ｂ Ｔ
个 完全集成 的混合信号 系统 级 ＭＣ Ｕ芯片 。内部 集成 １ 位 ２
方 案 三 ： Ｕ — ＯＯＳ Ｂ ＣＫ Ｂ Ｔ拓扑 。如 图 ３所 示 ，由于 电
的 Ａ Ｄ芯 片和 ＤＡ芯片 ，且这个 单片机资源 非常丰 富。采 路属于 升降压拓 扑 ，控制 比较复 杂 ，因本题 只需升压 ，故 ， ／ 用 ＪＡ Ｔ Ｇ方式 ，可通过 Ｕ Ｂ口在线下载 调试 ，使 用十分方 选 择方 案二。 Ｓ
深 度 的 ２倍 ， 即 为 ０６ ０ ｍｍ。 选 ．６ ８
和输出 电容的损耗。
具体损耗如 下 ：
效率的分析
输 出功 率 计 算 公 式 ：１＝ ０ ． １ Ｐ／ ， Ｐ 输入功率计算公式 ： ．Ｕ ×Ｉ Ｐ＝ ． 。
由 于 题 目要 求 ＤＣ／ ＤＣ变 换 器
导通 损耗 和开关 损耗 ，主要是针 对开关管来说的 ，选取 Ｉ Ｐ ４ ，功耗 Ｒ ５０ 为 Ｏ４ 。 ． Ｗ 另 外 一 个 主 要 损 耗 为二 极 管 损 耗 ，二极管 正常导通压 降为 Ｏ７ ． Ｖ，损
开关 电源上 。
保护 电路设计与参数设计
康 铜 电阻 的大小选择 ： 康铜丝主
减 少 了 ￣，ＵＡ Ｄ和 Ｄ Ａ的 功 耗 。提 ＇／ Ｉ ｔ Ｊ ／
控制 电路设计 与参数设计
高效 率主要 是 降低变换 器 的损耗 ， 变 要起过 流保护 和测试 负载 电流两个作
Ｅ 控 制 电 路 选 用 Ｔ ４ ４来 产 生 换 器 的损 耗 主要 有 ＭＯＳＦ Ｔ导 通 损 用 。康 铜丝接在 整流输 入地和 负载地 Ｌ９
磁 芯 和 线径 选 择。 当 交 变 电流
对 开关管 和二极管 的要 求就 非常 高 ，
二 极管 的损耗也 非常大 ，而 且 由于 电
流 是断续 的 ，输 出电流交 流成分 比较
大 ， 增加 输 出电容上 的损耗 。对 于 会
相 同功 率的输 出 ，断续工作 模式 的峰
值 电流要 高很多 ，而且输 出直流 电压
便， 并且低 功耗 便于整体效率的提高 。
Ｄ ． Ｃ 回路 拓扑的方案选择 ＣＤ 主
Ｄ ． Ｃ变换有隔离和非隔离两种 。输入输 出隔离 的方 ＣＤ 式 虽然安全 ，但是 由于隔离 变压器 的漏磁和 损耗等会 造成
Ｖ
效率的降低 ， 隔离变压器绕制复杂， 所以选择非隔离方式 ，
具体有 以下几种 方案 ： 方 案 一 ： Ｕ Ｋ拓 扑 。如 图 １ ＢＣ 所示 ，开关 Ｖ 受 占空 １ 比为 Ｄ的 Ｐ ＷＭ 波 的 控 制 ，交 替 导通 或截 止 ，再 经 Ｌ 和 控 制方法的方案选择 方 案一 ： 用单片机 产生 Ｐ 采 ＷＭ 波 ，控制开关 的导通 Ｃ滤 波 器 在 负 载 Ｒ上 得 到 稳 定直 流 输 出 电压 Ｕ ＝ Ｖ ｏ ＤＸ ｄ
的效 率 。本 设 计 采 用 了 超 低 功 耗 的 误差放大器产生—个高 电平或低 电平 ，
图４ 系统整体框图
电流工作模式的方案选择
方案一 ： 电流连续模式 。
单 片机 ＭＳ ４ ０ １ ９，高转换效 率的 控制脉宽变化，来达到调整输 出电压 的 Ｐ ３ Ｆ ６ 芯 片对 外围 电路进 行供 电 ，并且 采用 变化 ，反复调整后使输 出达到设定的值
方 案论 证与 比较
主控Ｃ Ｕ的选择 Ｐ
方 案一 ： 采用 Ａ ８ Ｓ １单片 机进行 控制 。５ Ｔ９５ １单片机
Ｖ
外接 ＮＤ和 ＤＡ比较简单， ／ 但是由于 ５ 单片机功能简单 ， １
对于这种复 杂的系统 来说做起来比较复杂 。
方 案二 ： 采用超低功耗单 片机 ＭＳ ４ ０ １ ９，这是一 Ｐ ３ Ｆ ６
１ 姆的电阻 ， 后截取其长度的十分之一。 欧 然
Ｔ ４ ４片 内有 电流误差放大器 ，可用 于过流保护 。将 Ｌ９ 康铜 电阻上 的压降与预先调好的值进 行比较 ， 电流过大 ， 若 输 出高电平 ，阻止 Ｐ ＷＭ信号产生 ， 关管处于 关断状态 ， 开 使 输 出电压 降低 ，形 成保护功能 。一旦输 出电压降低 ，导
的纹波也会增加 ，损耗大 。
鉴于上面分析 ， 本设计选用方案一。
Ｌ 一 彻 ∞ｍ 一 … ∞
图 ６ 主 电 路 图
通 过导体 时 ，电流将 集 中在导体 表面 Ｐ ＷＭ 波 形 ， 控 制 开 关 管 的 导 通 ，
耗 、ＭＯＳＦ Ｔ开 关 损 耗 、ＭＯＳ Ｅ Ｅ ＦＴ
流过 ，这 种现 象 叫集肤效 应 。电流或 Ｒ 、Ｃ 选 择为 １ ２ Ｔ ０ Ｋ和 ２ Ｋ，频 率为 驱 动损耗 、二极管 的损耗 、输 出电容 ４ 电压 以频 率较 高的 电子在 导体 中传导 ４ ｋ ｚ ４ Ｈ 。软启动 电路由 １ ４脚和 ４脚接 的 损耗和控 制部分 的损耗 ，这些损耗 时 ，会聚 集于 总导体 表层 ，而非 平均 电阻和 电容来 实现 ，通过充 放 电来 实 可 以通 过 降 低 开 关 频 率 等 方法 来 降 分 布于整 个导 体 的截 面积 中。线 径的 现 。 启 动 时 间 为 １ ｍＳ，Ｃ ＝ ０ Ｆ ０ １ｕ ， 选 择主要 由本 系统 的开关 频率 确定 。 Ｒ ＝ Ｋ ３号脚 接地 ， 用单管输 出 ， １ 。１ 采 低。 各级 损耗主要有导 通损耗 、开关
‘田 由
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～
一
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片 内 ＮＤ后输入单 片机 ，当该 电压达 到一定 值时关 闭开关管 ，形成过 流保 护。该方 案主要 由软件 实现 ，控 制算 法比较 复杂 ，速 度慢 ，输 出 电压 稳定 性 不好 ，若想实 现 自动 恢复 ，实 现起