PI开关电源电路设计
基于PI控制方式的7A开关电源的MATLAB仿真
基于PI控制方式的7A开关电源的MATLAB仿真摘要随着人们对电源电路性能的更高要求，开关类电源受到了广泛关注，而PI（比例-积分）控制也是控制变频器和开关电源系统中一种普遍采用的控制策略。
本文主要选择MATLAB 建立了一种基于PI控制器的7A开关电源模型，以模拟光照了解负载变化对电源输出的影响，并基于PI控制器的输出电压控制，以确保系统具有良好的控制性能。
1 引言开关类电源具有可控、高效、低成本等优点，因而受到了广泛关注，电源系统输出电压的稳定性但负载变化取决于系统控制方法，所以在电源控制中，调节重要参数是非常有价值的材料[1]。
PI控制器是开关类电源系统中最常采用的控制手段，它通过调节电源的输出电流和电压来达到平稳的输出[2]。
2 MATLAB模型2.1 开关电源PI控制模型创建利用MATLAB 建立一个额定功率为7A的开关类电源模型，此模型正常工作，控制器输出电压为5V。
此模型由电源输出，比例积分控制器，开关模型，电动机及负载模型，空载通知与负载状态模型组成，通过PI控制器调控来控制电源系统的输出，如图2-1所示。
图2-1 开关电源PI控制模型示意图2.2 建立PI控制器为确保系统的稳定，PI控制器是一个飞地易控制系统的重要组成。
本文提出的PI控制器使用MATLAB 中的比较器子程序，通过比对实际负载电压和目标负载电压结果，来实现控制。
经过参数优化，模型初始采用积分时间常数（Ti=72.1ns），比例常数（Kp=55.4）。
2.3 建立开关模型开关模型采用ATMEL公司提供的ATM90E26芯片，其结构如图2-2所示。
电源系统中的功率MOSFET及反射式锁回电路，结合通过测量的电压与电流，充分考虑了开关系统的效率。
2.4 建立负载模型负载模型包括电机控制及负载模型，用于模拟实际负载的变化，以及影响负载的空载检测与负载状态模型，模拟负载变化对电源输出的影响，另外为了实现保护功能，增加电压保护模型，当电压超出额定范围，触发电压保护功能，以来确保系统的安全性。
PI控制方式的6A开关电源PSIM
基于PI控制方式的6A开关电源PSIM仿真研究学院：电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：绪论开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。
为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。
粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。
但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。
例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度，则又会使系统出现振荡。
所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例+积分+微分（PID）等三种类型。
PI控制器提高了系统的类型，从而有效地改善了系统的稳态误差，但稳定性会有所下降。
PD 控制器可以预测作用误差，使修正作用提前发生，从而有助于增强系统的稳定性。
PID控制器保持了PI控制器改善系统稳定性能的优点，同时多提供一个负实数零点，使得在提高系统动态性能方面具有更大的优越性。
1.基于PI控制方式的Buck电路的综合设计Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck 族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。
2.1技术指标输入直流电压(VIN)：10V输出电压(VO)：5V；输出电流(IN)：6A；输出电压纹波(Vrr)：50mV；基准电压(Vref)：1.5V；开关频率(fs)：100kHz。
2.2 Buck主电路的参数设计Buck变换器主电路如图1所示，其中Rc为电容的等效电阻ESR。
一款多路输出单端反激式开关电源的电路设计方案
多路输出电源对于电源应用者来讲，一般都希望其所选择的新巨电源产品为“傻瓜型”的，即所选择的电源电压只要负载不超过电源最大值，无论系统的各路负载特性如何变化，而各路电源电压依然精确无误。
仅就这一点来讲，目前绝大多数的多路输出电源是不尽人意的。
为了更进一步说明多路输出电源的特性，首先从图1所示多路输出开关电源框图讲起。
从图1可以看到，真正形成闭环控制的只有主电路Vp，其它Vaux1、Vaux2等辅电路都处在失控之中。
从控制理论可知，只有Vp无论输入、输出如何变动(包括电压变动，负载变动等)，在闭环的反馈控制作用下都能保证相当高的精度(一般优于0.5%)，也就是说Vp在很大程度上只取决于基准电压和采样比例。
对Vaux1，Vaux2而言，其精度主要依赖以下几个方面：1)T1主变器的匝比，这里主要取决于Np1：Np2或Np1：Np32)辅助电路的负载情况。
3)主电路的负载情况注：如果以上3点设定后，输入电压的变动对辅电路的影响已经很有限了。
图1在以上3点中，作为一个具体的开关电源变换器，主变压器匝比已经设定，所以影响辅助电路输出电压精度最大的因素为主电路和辅电路的负载情况。
在开关电源产品中，有专门的技术指标说明和规范电源的这一特性，即就是交叉负载调整率。
为了更好地讲述这一问题，先将交叉负载调整率的测量和计算方法讲述如下。
电源变换器多路输出交叉负载调整率测量与计算步骤1)测试仪表及设备连接。
2)调节被测电源变换器的输入电压为标称值，合上开关S1、S2…Sn，调节被测电源变换器各路输出电流为额定值，测量第j路的输出电压Uj，用同样的方法测量其它各路输出电压。
3)调节第j路以外的各路输出负载电流为最小值，测量第j路的输出电压ULj。
4)按式(1)计算第j路的交叉负载调整率SIL。
SIL=×100%(1)式中：ΔUj为当其它各路负载电流为最小值时，Uj与该路输出电压ULj之差的绝对值；Uj为各路输出电流为额定值时，第j路的输出电压。
PI方案TOP247电源
PI方案TOP247开关电源一.电路结构分析二.由TOP247YN构成的三路隔离输出+ 15V、+15V和+5V开关电源电路如图所示。
其输入电压变化范围为20-30V DC和85-265V AC。
整流桥型号为RS205，参数为反向耐压600V，最大可通过电流2A。
初级保护电路由箝位电路（D5、D8）构成，能有效抑制因高频变压器存在漏感而产生的尖峰电压，保护TOP247YN内部的功率开关管不受损坏。
D8采用P6KE200A型瞬变电压抑制二极管（TVS），其反向击穿电压UB=200V。
V5选用的是UF4007型超快恢复二极管（SRD）。
C5为VCC端的旁路电容。
D6和C13组成反馈线圈输出端的高频整流滤波器。
次级高频整流管采用大电流、低压降的肖特基二极管，型号为21DQ10（3A/100V）。
同时还使用了UF4007。
后面还有滤波电路，输出端接有假负载。
铁氧体磁芯型号为EE25。
为防止发生磁饱和现象，需要加入一定的气隙。
二．可以改进的方面以上是直接测绘的变送器开关电源部分电路得到的电路图。
经过分析，还有可以改进的地方，主要有以下两个方面。
1.还可以在变压器的初级加上RC吸收电路，即在D8上并联R=68kΩ/2W，C=4.7nF/1000V。
2.输出滤波部分，滤波电容值较小、没有接电感，这样会导致输出电压波动较大，而且在输出端接有保险管，不知是何用意。
三．核心部分的分析计算另外，还有两个需要注意的方面，需要进行更加详细的分析和计算，才能对电路的工作原理有更加深入的认识。
1．TOP247YN的外部管脚接法。
TOP247YN属于PI（Power Integration）公司推出的第四代TOPSwitch-GX系列单片开关电源芯片。
芯片共有六个引脚，除了必需的C（控制）、D（漏极）、S（源极）外，还具有三个特色引脚L（线电压检测）、X（外部限流）、F（频率）。
线电压检测引脚可以实现过压（OV）、欠压（UV）等功能；外部限流引脚可以实现外部限流调节、远程开/关控制；频率引脚可以控制开关频率为66kHz或者132kHz。
buck电路pi控制电路设计
buck电路pi控制电路设计
Pi控制电路设计
Pi控制电路是一种常用的反馈控制电路，可用于精确控制输出电压或电流。
在buck电路中，Pi控制电路可以有效地调整输出电压，使其稳定在设定值。
为了设计一个有效的Pi控制电路，我们需要以下步骤：
1. 确定输出电压设定值：根据实际应用需求，确定所需的输出电压设定值。
这
个设定值将作为Pi控制电路的参考。
2. 确定反馈信号：从buck电路的输出端获取反馈信号，用于与设定值进行比较。
可以使用一个电压分压器或者电流传感器来获取反馈信号。
3. 设计比较器：将设定值与反馈信号进行比较，得到一个误差信号。
这个误差
信号反映了实际输出与设定值之间的差异。
4. 设计积分环节：将误差信号输入积分环节，该环节对误差信号进行积分处理。
积分环节的作用是消除稳态误差，使输出更加稳定。
5. 设计比例环节：将积分环节的输出与误差信号相加，得到控制信号。
控制信
号将被输入到buck电路控制模块，以调整开关管的导通时间。
6. 调整参数：通过模拟仿真或实际测试，调整Pi控制电路中比例和积分环节
的参数，以使输出电压稳定在设定值附近。
7. 验证性能：使用示波器或多用途测试仪验证Pi控制电路的性能。
检查输出
电压是否能够快速响应设定值的变化，并保持在稳定的范围内。
总之，Pi控制电路的设计需要根据buck电路的实际要求来确定设定值，并设
计合适的反馈、比较、积分和比例环节。
通过不断调整和验证，确保输出电压稳定性和响应速度，以满足实际应用的需求。
基于pi控制方式的a开关电源multisim仿真研究大学论文(1)
基于pi控制方式的a开关电源multisim仿
真研究大学论文(1)
本论文通过对基于PI控制方式的A开关电源的Multisim仿真研究，探讨了该控制方式在电源设计中的作用，并分析了电源设计中的问题及其解决方法。
一、介绍
A开关电源是一种高效、快速响应的DC-DC转换器，广泛应用于各种应用领域，尤其是电子设备中。
本论文的研究对象是基于PI控制方式的A开关电源，在这种控制方式下，开关管的开关频率可以调节，从而实现电源输出端电压的稳定。
二、PI控制方式
PI控制方式是一种常用的闭环调节控制方法，它由比例（P）和积分（I）两个部分组成。
PI控制器可以对电源输出电压进行精确控制，并且具有响应速度快、稳定性高等优点。
三、A开关电源的Multisim仿真
Multisim是一款常用的电路仿真软件，可以帮助电源设计师设计和验证电路的功能及性能。
本论文使用Multisim对基于PI控制方式的A 开关电源进行了仿真，通过调节开关频率和PI控制器的参数等，调整电源输出端的电压，达到稳定的状态。
四、电源设计中的问题及其解决方法
在电源设计中，会遇到一些问题，如：开关频率不稳定、电源输出电压波动等。
为了解决这些问题，本论文提出了以下解决方法：
1.调整开关频率，使其在一定范围内稳定，从而保证电源输出端电压
的稳定性。
2.调整PI控制器的比例和积分参数，使其更加精准地控制电源输出端电压。
3.添加稳压管等器件，以保护电源免受短路等故障的影响。
五、结论
本文通过对基于PI控制方式的A开关电源的Multisim仿真研究，探讨了该控制方式在电源设计中的作用，并提出了解决方案，可以为电源设计工程师提供参考。
pi调节器和开关电源中的补偿
pi调节器和开关电源中的补偿著名的数学常数π（pi）在工程中扮演着重要的角色，特别是在调节器和开关电源中的补偿过程中。
本文将介绍π调节器和开关电源的基本原理，以及π调节器和开关电源中的补偿的重要性和方法。
首先，让我们来了解一下π调节器的工作原理。
π调节器是一种控制系统中常用的控制器，它通过测量系统的输出和期望值之间的差异，然后利用这个差异来调节系统的输入，使系统的输出接近期望值。
π调节器的数学模型通常采用差分方程或传递函数表示，它可以通过调整比例增益和积分时间常数来实现性能的优化。
在开关电源中，π调节器通常被用来控制电流或电压的输出。
开关电源是一种将输入电压转换为期望的电流或电压输出的电源，它通常采用开关元件（如MOSFET）来实现能量的转换。
在开关电源中，π调节器被用来控制开关元件的导通时间或占空比，从而控制输出电压或电流。
另外，开关电源中的补偿也是非常重要的。
补偿是为了解决系统中的稳定性、动态响应和抑制干扰等问题，通常通过调整控制器的参数或者添加补偿网络来实现。
在开关电源中，补偿通常用于提高系统的稳定性和动态响应，减小系统的超调和峰值偏差，抑制输入电压和负载的变化对系统的影响。
π调节器和开关电源中的补偿有很多种方法，下面我们来介绍一些常用的方法。
首先，对于π调节器来说，可以通过调整比例增益和积分时间常数来实现性能的优化。
比例增益的增大会使系统的响应更加快速，但会引入更多的超调和振荡；积分时间常数的增大会减小系统的静态误差，但也会减小系统的带宽和动态响应。
因此，需要通过权衡比例增益和积分时间常数来实现性能的平衡。
另外，还可以采用死区补偿、零值补偿等方法来改善π调节器的性能。
对于开关电源中的补偿来说，通常可以采用预留裕度、增加滤波器、添加补偿网络等方法来实现。
预留裕度是指在设计开关电源时，对系统的扰动和干扰进行估计，然后在设计时就考虑到这些因素，留出一定的裕度以保证系统的性能。
增加滤波器可以减小系统的高频噪声和电磁干扰，提高系统的稳定性和抗干扰能力。
开关电源设计软件PIExpert学习笔记(含参数选取,设计原理图)
开关电源设计软件PI Expert 学习笔记（含参数选取，设计原理图）社区搞活动，也借机会学习一下电源的设计工具PI Expert，先下了软件,默认是英文版的，不过汉化很容易，在菜单设置里改成中文菜单就行了，很方便。
下面的图都是汉化这后的结果。
上图是新建设计后出现的第一个窗口，从内容看是专为PI产品而开发的,包含所有PI产品的系列和产品选单，点选相应的产品就可能进行设计了，可能由于后面的设计文件里有PCB 布局的内容，所以在这里有封闭形式和外壳形式的选择。
根据实际应用选完后点下一个按钮这个汉化的就有点那个了。
建议改进一下。
PI Expert这款软件的分类很详细，可根据实际情况选择输入电源。
如果不是通用可点用户自定义设计输入电压范围。
此图是对输出电源的设置,点添加可把电源设计成单路或多路输出，三个参数选两个，第三项自动计算得出。
这里设计一个DC5V3A的电源输出,容差是默认的，如果不满意自己调整，这个功能在其他的设计工具里不大多见。
觉得软件设计的还是蛮精细的。
关于起始项的选择,好象不是很重要，只是在设计完成时最先显示的内容。
这个图没有动,都是默认的值。
说明的文字不详细不大好理解,应该是变压器的一些设置根据选择的参数对方案进行筛选，给出下图中推荐方案的数量和内容。
会给出多个方案代参考，选择一个需要的,通常第一个是较优的选择，点打开,软件开始进行设计，结束后会给出设计文件。
另外汉化的不太彻底，表头都是英文。
最后给出的电路原理图，应该说电路原理是很规范的,和实际的设计方案相差不大，此前曾对以前一款电源进行了对比，与最终设计相差不大，元器件取值也较准确.精密电阻和普通电阻的选择都有区分。
变压器电特性及绕制结构都有详细说明，这个在其他软件里不大多见。
很强大。
最后的设计方案文件，bom，PCB参考设计。
原理图,及变压器的设计文件，PCB布板下方有不少说明，可以减少调整布板时出现的麻烦，因为电源的尺寸是需要根据实际应用情况进行改变的,这个很有用。
PI控制器电路设计（转载）
PI控制器电路设计（转载）
PI控制器电路设计发布时间：2009-01-14
22:46:52 技术类别：模拟技术
PID是一个经典的控制律，被广泛应用于各种控制系统中。
PID控制器可以用模拟电路来实现，也可以用数字算法来实现。
实际应用中，PI控制相对于PD或PID控制用的更多一些。
下图为一个采用运放来实现的PI控制器电路：
U1A部分是比例为1的差分电路，此电路输入为反馈值和设定值输出为它们之间的偏差。
U1B部分是一个比例电路，比例系数为R2/R1 。
U1C部分是一个积分电路，积分系数为1/(R4 * C1) 。
U2A与U2B部分是一个加法电路，输出为控制值。
比例控制可以实现对偏差的快速响应，积分控制可以消除静差。
将比例与积分控制结合起来可以在消除静差的同时加快对偏差的响应。
采用上述电路设计了一个电流控制器，实现电流输出值对电流设
定值的跟踪。
当仅采用积分控制时，波形如下（红色为设定值，橙色为输出值）：
X轴单位为1ms
X轴单位为10us
当采用比例积分控制时，波形如下：
X轴单位为1ms
X轴单位为10us
由上可见，两种方法都可以消除静差，实现输出值对设定值的跟踪，不过相比于纯积分控制，比例积分控制的效果更好一些，超调量小，稳定时间短。
PI控制方式的6A开关电源PSIM
基于PI控制方式的6A开关电源PSIM仿真研究学院：电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：绪论开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。
为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。
粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。
但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。
例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度，则又会使系统出现振荡。
所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例+积分+微分（PID）等三种类型。
PI 控制器提高了系统的类型，从而有效地改善了系统的稳态误差，但稳定性会有所下降。
PD控制器可以预测作用误差，使修正作用提前发生，从而有助于增强系统的稳定性。
PID控制器保持了PI控制器改善系统稳定性能的优点，同时多提供一个负实数零点，使得在提高系统动态性能方面具有更大的优越性。
1.基于PI控制方式的Buck电路的综合设计Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck 族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。
2.1技术指标输入直流电压(VIN)：10V输出电压(VO)：5V；输出电流(IN)：6A；输出电压纹波(Vrr)：50mV；基准电压(Vref)：1.5V；开关频率(fs)：100kHz。
2.2 Buck主电路的参数设计Buck变换器主电路如图1所示，其中Rc为电容的等效电阻ESR。
PI工程师教你电源设计技巧
PI工程师教你电源设计技巧文章1. 反激式电源中的铁氧体磁放大器对于两个输出端都提供实际功率(5V 2A和12V 3A，两者都可实现± 5%调节)的双路输出反激式电源来说，当电压达到12V时会进入零负载状态，而无法在5%限度内进行调节。
线性稳压器是一个可实行的解决方案，但由于价格昂贵且会降低效率，仍不是理想的解决方案。
我们建议的解决方案是在12V输出端使用一个磁放大器，即便是反激式拓扑结构也可使用。
为了降低成本，建议使用铁氧体磁放大器。
然而，铁氧体磁放大器的控制电路与传统的矩形磁滞回线材料(高磁导率材料)的控制电路有所不用。
铁氧体的控制电路(D1和Q1)可吸收电流以便维持输出端供电。
该电路已经过全面测试。
变压器绕组设计为5V和13V输出。
该电路在实现12V输出± 5%调节的同时，甚至还可以达到低于1W的输入功率(5V 300 mW和12V零负载)。
图1文章2. 使用现有的消弧电路提供过流保护考虑一下5V 2A和12V 3A反激式电源。
该电源的关键规范之一便是当12V输出端达到空载或负载极轻时，对5V输出端提供过功率保护(OPP)。
这两个输出端都提出了± 5%的电压调节要求。
对于通常的解决方案来说，使用检测电阻会降低交叉稳压性能，并且保险丝的价格也不菲。
而现在已经有了用于过压保护(OVP)的消弧电路。
该电路能够同时满足OPP和稳压要求，使用部分消弧电路即可实现该功能。
从图2可以看出，R1和VR1形成了一个12V输出端有源假负载，这样可以在12V输出端轻载时实现12V电压调节。
在5V输出端处于过载情况下时，5V输出端上的电压将会下降。
假负载会吸收大量电流。
R1上的电压下降可用来检测这一大量电流。
Q1导通并触发OPP电路。
图2文章 3. 有源并联稳压器与假负载在线电压AC到低压DC的开关电源产品领域中，反激式是目前最流行的拓扑结构。
这其中的一个主要原因是其独有的成本效益，只需向变压器次级添加额外的绕组即可提供多路输出电压。
PI开关电源电路设计
PI开关电源设计指引（发布日期：2011-11）1范围本标准描述了开关电源电路硬件控制的实现方法，一般开关电源电路设计者在使用不同型号的开关电源控制IC及不同的开关电源电路方案时可以此为参考，更快、更好地完成特定功能的硬件设计。
希望本标准能对硬件可靠性的提升有所帮助。
本标准适用于PI开关电源电路的设计。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 7725 房间空气调节器GB/T 15184 按能力批准评定质量的电子设备用开关电源变压器分规范GB/T 14714 微小型计算机系统设备用开关电源通用技术条件QMK-J33.242 开关变压器设计指引3硬件接口定义及相关原理图3.1控制芯片型号——TinySwitch-III系列离线开关IC(TNY276~TNY279)；3.2管脚功能说明如下：EN/UV脚：输入使能信号和输入线电压欠压检测。
1、EN功能：在正常工作时，通过此引脚可以控制功率MOSFET的开关，当从此引脚拉出的电流大于115μA，MOSFET被关断。
当此引脚拉出的电流小于75μA时，MOSFET重新开启。
2、UV功能：在EN/UV引脚和DC电压间连接一个外部电阻可以用来感测输入电压的欠压情况。
如果没有外部电阻连接到此引脚，TinySwitch-III可检测出这情况并禁止输入电压欠压保护功能。
BP/M脚：旁路/多功能控制脚。
1、旁路：一个外部旁路电容连接到这个引脚，用于生成内部5.85 V的供电电源。
2、外部限流点设定：根据所使用电容的容值选择电流限流值。
3、关断功能：在输入掉电时，当流入旁路引脚的电流超过I SD时关断器件，直到BP/M电压下降到4.9 V之下。
PI公司的开关电源自动设计软件
PI公司的开关电源自动设计软件现代电子设备的电源需求越来越复杂，因此设计一个高效、可靠的开关电源变得越来越重要。
为了提高设计效率，降低开发成本，越来越多的公司选择采用开关电源自动设计软件。
PI公司是一家专注于开关电源设计的软件公司，其开发的开关电源自动设计软件是业界公认的领先产品。
该软件通过结合先进的算法和丰富的电源设计经验，能够自动完成开关电源的设计任务，大大提高了设计效率。
首先，PI公司的开关电源自动设计软件具有强大的功能和灵活的操作性。
用户只需要输入所需的电源参数，例如输入电压范围、输出电压、输出电流等，软件就能自动计算出所需的元件数值、拓扑结构、控制策略等，并生成相应的设计文档和电路图。
在设计过程中，软件还会根据用户的需求和输入的参数自动生成不同的设计方案，供用户选择。
其次，PI公司的开关电源自动设计软件具有高度的可靠性和准确性。
软件内置了大量的电源设计数据和算法，经过多年的实践验证，在设计过程中能够自动考虑各种因素的影响，如输入和输出纹波、效率、温度等，从而设计出符合要求的电源。
软件还能验证设计的可行性，并显示出设计的性能指标，方便用户评估设计的质量。
同时，PI公司的开关电源自动设计软件还具有良好的用户界面和友好的操作体验。
软件界面简洁易懂，操作简单直观，新手也能快速上手。
软件还提供了详尽的帮助文档和教程，用户可以随时查询和学习相关知识，提高设计的能力和水平。
总结起来，PI公司的开关电源自动设计软件是一款功能强大、可靠准确、操作简便的设计工具，可以大大提高设计效率，降低开发成本。
无论是专业的电源设计师还是初学者，都能从中受益，快速设计出高质量的开关电源。
基于PIExpert的反激式开关电源设计
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鳗 廑 一 Ｊ
ｔ ＝ Ｑ — － × Ｎ （ １ ３ ） 其 中， ３ — ＝ Ｕ 一 Ｉ ｍ ｉ ＝ ， Ｑ为 高通 滤 Ｑ 为 总 的基 波补 偿 容 量 ， 。 为 单调 谐 滤波器 的基 波补 偿容 量 ，Ｎ 系 统 中单 调谐 滤 波 器 的 品质 因数 ，一 般 情 况 下 ，Ｑ 取 值 为 波器 的个数 。 ０ ． ７ － １ ． ４ ，从而ｍ 的取值 为０ ． ５ － ２ 。 ３ ） 对 系 统参 数 进行 分 析 ，确 定滤 波 装 ５ ） 根据 所 选 参数 代 入系 统进 行 校验 ， 置。 检 验得到 的各项 指标是 否符合要 求 。 无 源 滤波 装 置 的组 成 主要 是指 单 调 谐 ４ 算例 设计 滤 波器 的的次数和 组数 ，以及 是否要装 设高 由于 Ｐ Ｐ Ｆ 接 入 电网 中，谐振 点两侧 的 阻 通滤 波器 ，如何选取其 截止频 率。单调谐 滤 抗 变化 率 相 差 很大 ，针 对 这 一情 况 ，为 了 波器 主要滤 除系统 中的主要特 征谐波 ，例 如 使 Ｐ Ｐ Ｆ 在 电网本 身或本 身参 数有 一定制 造误 六相 整流负荷 可 以设５ 次、７ 次 、ｉ １ 次等单 调 差 时 ，滤 波 效 果不 受影 响，应 将 谐 振频 率 谐滤 波器 。如要滤 除更高次 的谐波 ，可 以设 设 置 的 比谐 波源 频 率低 ，根 据工 程 经验 约 组高 通滤 波器 （ 如 果主要 目的是吸 收ｌ ３ 次 低 ３ ％ 一 ５ ％ 以计 算机 的谐 波治理 与无 功补偿 为 谐波 ，则截止频 率可 以选为 １ ２ ＊ ５ ０ Ｈ Ｚ ） 。 例 ，根 据 某 设 备工 作 时 的谐 波进 行 测量 ， ４ ） 滤波 器参 数的确 定。 得 到其 主 要含 有 ３ 、５ 、７ 、９ 次谐 波 ，其 他 单调 谐滤波 器： 谐 波含有 较少 ，其 中３ 次谐波 含有 量都 达到 有最 小安装 容量法 得： 了９ ０ ％ ，５ 次谐 波含 有量 超过７ ０ ％ ，其他谐 波 含 有率 相对 较少 ，功率 因数 ｃ ｏ ｓ ： Ｏ ． ５ ８ ３ ２ ， ＝ × ｕ ＊ （ １ ４ ） 有 功功 率 Ｐ： １ Ｈ Ｘ １ ４ １ ． ７ ２ ６ Ｗ，谐 波 电压 、 谐波 电 进一 步得 出： 流和 谐波含 有率 的的波形 图如 图２ － ４ 。 通 过 分 析 ，滤 波 器 的装 置 方 案 可 以 为 三组 单 调 谐滤 波 器和 一 组 高通 滤 波器 ， 三 组 单 调谐 滤 波 器 分 别 调 谐 ３ 、５ 、７ 次 谐 ｃ Ｑ 为品质因数，Ｄ ： ４ ＿ Ｌ Ｓ ／ 般３ ０ ＜ Ｑ ＜ １ ０ ０ 。 波频 率 ，截 止 频率 分别 为 １ ４ ５ ． ５ 、２ ３ ７ ． ５ 、 高通滤 波器参 数 ： ３ ３ ２ ． ５ ，高通滤波 器的截止 频率为４ ２ ７ ． ５ Ｈ ｚ ， 在高通 滤波 器Ｒ 、Ｌ 、Ｃ － 个 参数 中，按 为 了滤波９ 次及 以上 的谐波 。通 过Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 编 照滤 波 电容 器 的最 小 安装 容量 要 求 ，可确 程得到滤波 器的参数如 表１ 。 定 电容量为 ： 图５ 、６ 是 加入滤 波器得 到的 图形 。 （ １ ６ ） 由 图５ 、６ 的 图形 ，可 以看 出， 无源 滤 ｃ ： 波 器 的设 计起 到 了很 好 的效果 ，３ 、３ 、７ 、 进一步 得到 ： ９ 次谐 波含 有 率明 显降低 ，功 率因数 由原 来 ． ５ ８ ５ ３ 提 高 到 了０ ． ９ ２ ，通 过检 验 ，谐 波 Ｒ＝兰卫 Ｌ ｍ Ｒ Ｃ （ １ ７ ） 的０ 含有 率 ：３ 次谐 波 由９ １ ． ８ ８ ％ 降到 了２ ． ３ ％ ， ． ４ ４ ％ 降 到 了１ ％ 同样 ７ 、９ 次 谐波 含有 率 也 明 显减 低 。总 的谐 波 电流畸 变 率 由ｌ ２ ８ ％ 降到 了３ ％ ，各 次谐 波畸 变 率和 总 的 谐波 畸变率均 满足要 求 。 ５ 结论 本 文 从 谐波 抑制 方 面进 行 了无源 滤波 器 的优 化 设计 ， 结果 证 明加 入 滤波 器 后减 小 了谐 波源 对 系 统 的影 响 ，另 外还 介 绍 了 无源 滤 波器 设 计 的步 骤 ，并 且通 过 算 例说 明 了滤 波器 的设 计可 行 性 ，但 是这 只 是从 滤波 器 自身 的一个 参 数 出发 ， 并没 有 考虑 到滤 波 器 的成 本 、无 功补 偿 以及 外 界 参数 对 其 性 能 的影 响 ，所 以滤 波 器 的研 究任 务 还很艰 巨， 需要我们共 同 的努 力。
分析一个模拟PI（比例积分）调节电路
分析一个模拟PI（比例积分）调节电路今天来介绍一个自动控制上常用的一个调节电路：PI调节电路，也就是比例积分电路。
当然作为PID调节电路，会有很多种形式，这可是最简单的由单运放构成的PI电路。
你也可以通过三个运放来构成，U2构成积分器，U1做比例运算，U3构成加法器。
如图1:图 1上面的比较好理解，这里就不讨论了。
我们来研究下面的PI电路。
如何来读懂这个电路呢，似乎与图1差别很大，好下面来计算一下传递函数图 2如图2 箭头表示电流的方向，取电压与电流关联参考方向。
根据运放“虚短“可知运放反向输入端基本保持零电位。
则I=Vi÷R1-------------------------(1)由“虚断断”可得I直接流过R2 C1路径,Ur2 Uc1 分别表示R2 C1上的压降则Ur2=I×R2可得Ur2= Vi×(R2÷R1)---(2)由1/C1×(dUc1/dt)=I两边积分可得1/C×∫I=Uc1=>1/C1×∫(Vi÷R1)dt--------(3)综合2 3两式的，我们就可以华丽的得出以下Vo=－Vi×R2/R1－1/C1×∫(Vi÷R1)dt 稍微整理一下可以看到更清楚一点Vo=﹣(R2/R1) ×Vi－1/( C1×R1) ×∫Vidt------—(4)令Kp=﹣(R2/R1) Ki=－1/( C1×R1)Vo=Kp×Vi＋Ki×∫Vidt 这其实就是个PI调节的标准表达式。
Vo通过某种方式去控制外设，常用方法如三角波比较进行脉宽调试。
我们再对上面的图进行简单的变形得到下图图 3采用上面的计算方法可以很方便的计算出输出表达式其中 I=(Vi/R1+Vref/R3)在实际系统中Vi作为实际采集的目标值 Vref就是设定的目标值。
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PI开关电源设计指引
（发布日期：2011-11）
1范围
本标准描述了开关电源电路硬件控制的实现方法，一般开关电源电路设计者在使用不同型号的开关电源控制IC及不同的开关电源电路方案时可以此为参考，更快、更好地完成特定功能的硬件设计。
希望本标准能对硬件可靠性的提升有所帮助。
本标准适用于PI开关电源电路的设计。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 7725 房间空气调节器
GB/T 15184 按能力批准评定质量的电子设备用开关电源变压器分规范
GB/T 14714 微小型计算机系统设备用开关电源通用技术条件
QMK-J33.242 开关变压器设计指引
3硬件接口定义及相关原理图
3.1控制芯片型号——TinySwitch-III系列离线开关IC(TNY276~TNY279)；
3.2管脚功能说明如下：
EN/UV脚：输入使能信号和输入线电压欠压检测。
1、EN功能：在正常工作时，通过此引脚可以控制功率MOSFET的开关，当从此引脚拉出的
电流大于115μA，MOSFET被关断。
当此引脚拉出的电流小于75μA时，MOSFET重新开启。
2、UV功能：在EN/UV引脚和DC电压间连接一个外部电阻可以用来感测输入电压的欠压情况。
如果没有外部电阻连接到此引脚，TinySwitch-III可检测出这情况并禁止输入电压欠压保护功能。
BP/M脚：旁路/多功能控制脚。
1、旁路：一个外部旁路电容连接到这个引脚，用于生成内部5.85 V的供电电源。
2、外部限流点设定：根据所使用电容的容值选择电流限流值。
3、关断功能：在输入掉电时，当流入旁路引脚的电流超过I SD时关断器件，直到BP/M电压下降
到4.9 V之下。
还可将一个稳压管从BP/M引脚连接到偏置绕组供电端实现输出过压保护。
D脚：旁路电容充电引脚，同时也是内部功率MOSEFT的漏极（D极）。
S脚：内置功率MOSEFT的源极（S极），同时也是开关电源控制电路的参考点。
3.3参考设计原理图
本设计电路为双路输出，17V/100mA，12V/1.1A。
17V输出与初级侧共参考地，12V为次级侧，与初级侧安全隔离。
电源IC的供电有两种方式，一种是由IC内部直接供电，在每次MOSFET关断时，内部稳压器会从漏极电压吸收电流，向旁路电容充电；另外可以由外部辅助绕组供电，供电的电流需要大于IC的漏极供电电流，本设计为了提供待机效率，采用了辅助绕组供电方式。
12V输出作为稳压取样回路，该回来电压稳定度最高，可以达到±2%，17V稳定度则次之。
4各元器件在电路中的作用
4.1、使用TinySwitch-III (TNY279)的2路输出15W开关电源电路如上图所示。
其中12V作为主输
出，17V作为辅助输出。
交流输入宽范围为：85～264V，总输出功率15W。
4.2、IC601：电源控制IC，是开关电源的核心器件，TinySwitch-III提供了TNY274~TNY280共7
个不同功率的型号，可以根据不同的使用条件选择不同型号，选型表如下：
4.3、D601、R601、C601构成DRC吸收回路，将漏极的漏感关断电压控制在安全范围，D选用
快速二极管或超快速二极管，R选用68~330kΩ/2W金属氧化膜电阻，C选用1kV/222高压瓷片电容/薄膜电容。
4.4、R603用于限制外部供电电流，为了提高电源的效率，IC可选择外部供电方式，供电电流I bp
由下等式计算：
I bp=（V CC-5.85V）/R603
注：V CC：供电绕组电压，5.85V为BP/M引脚内部稳压源的稳压值。
供电电流I bp需要满足下列要求：
1、为了保证IC不从漏极吸收电流，I bp要大于漏极供电电流，漏极供电电流如下表所示：
2、需要保证在I bp在最恶劣情况需要小于BP/M脚关断电流：4mA。
否则IC将会关断，直到BP/M
脚电压下降到4.9V以下才能恢复。
4.5、C606作为IC内部电源退耦和储存能量电容，同时也作为限流点的选择。
0.1 µF的电容即可实现标
准的电流限流值；1 µF电容将选择一个与相邻更小型号相同的流限值，10 µF电容将选择一个与相邻更大型号相同的流限值（TNY274的没有提高流限的能力，TNY280更高流限值通常设定在850 mA）。
4.6、IC603光电耦合器将初级和次级反馈信号进行安全隔离，光耦合器可以使用PC817或性能相近或更
优、绝缘耐压在3750Vac以上、电流传输比在100%或以上的光偶。
4.7、R607、R608构成电压取样电路，将12V电源的电压变化反馈给控制端，该取样电路直接决定输
出电压的电压值，TL431的参考电压为2.495 V，输出电压：
V12V=2.495*（R607+R608）/ R608
通常选取流过R608的电流是TL431参考端电流的100倍，所以R608的值可以选2~10kΩ的阻值，如对待机功耗有特别要求，电阻可以取较大的阻值。
R608确定后，R607则可以由上等式确定。
4.8、C607和R606构成TL431的频率补偿电路，使反馈环路有足够的相位裕量和幅值裕量，保证电
源动态稳定。
C一般取104瓷片电容，R74的阻值需要小于R8。
4.9、R605并光耦的LED两端，用来保证当LED不导通时流过TL431的电流大于1mA。
PC817的
LED的压降典型值为1.2V，所以R605的通常取1k。
4.10、C608、R612用于吸收二极管D603的反压尖峰，C608的取值需要大于二极管结电容的两倍，
具体参数需要通过实验确定。
4.11、E602、L5、E603构成π型滤波电路，对输出电压进行平滑滤波和噪声抑制。
5开关电源PCB设计注意事项
在任何开关电源设计中，PCB板的物理设计都是重要一个环节，如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，甚至造成电源工作不稳定，在Layout时需要特别注意一下几点：
5.1、BP/M引脚电容应放置在MP/M脚和源极最近的地方，并且电容不能与源极的大面积铜箔进行
直接连接，要求通过较窄的走线来连接，因为电源IC通过源极来散热，连接源极的铜箔会发热，从
而影响旁路电容寿命。
5.2、输入滤波电容、变压器初级、电源IC构成的回路尽可能小，滤波电容到变压器初级、变压
器初级到MOSFET漏极的走线不能太大，过大的铜箔会增加高频辐射EMI。
5.3、变压器次级、整流二极管、输出滤波电容构成的回路也要尽可能小，二极管阳极的铜箔应选
择适当大小，过大会增加高频辐射EMI。
5.4、MOSFET源极是IC的主要散热途径，增大源极的铜箔可实现良好的散热效果。
5.5、光电耦合器要放置于靠近电源IC，缩短初级侧铜箔走线长度。
5.6、高电流、高电压的漏极及钳位电路铜箔远离光电耦合器，以避免噪声信号干扰。
6关键元器件的选择
6.1电容的选择
6.1.1电解电容E601、E602、E603、E607、E608应选择CD286系列高频低ESR电容，电容的耐
压应根据厂家提供的功能规格书，预留20％以上的余量，温度等级选用105℃。
6.1.2磁片电容C603、C604、C605、C606、C607、C610、C611应选高频特性好的陶瓷电容，一
般选104。
6.1.3安规电容CY602应选泄漏电流小的陶瓷Y1类或Y2类安规电容。
6.1.4电容C601选用高压瓷片电容或薄膜电容，耐压选1000V或2000V。
6.1.5电容C608选用高压瓷片电容，耐压选400V或1000V。
6.2二极管的选择
D601、D602需要选择快恢复二极管，二极管额定电流不小于输出平均电流的5倍，常用的有UF系列（UF4004、UF4007）、HER系列（HER104、HER107）、FR系列（FR104、FR107）等等，还可以选择低导通电压的肖特基二极管。
D603需要选择肖特基二极管或超快速二极管，如选肖特基二极管，二极管的额定电流不小于输出平均电流的3倍，如选超快速二极管，二极管的额定电流不小于输出平均电流的5倍。
6.3光电耦合器的选择
光电耦合器选择电流传输比100%~300%的，常用的有PC817、TLP781等。
6.4电阻的选择
R601选择不小于2W、耐压不小于500V的氧化膜电阻或陶瓷类电阻；
R612的功率为：P=CV2f，C为C608的容值，V为电容两端的电压，f为开关频率，R612取标称功率为实际计算功率的1.5倍以上，最后通过温升测试来确认功率是否选择合适。
附录：其他参考电路：
1、室外6W单路输出参考电路：。