(整理)电路设计之开关电源设计

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开关电源电路设计实例分析

开关电源电路设计实例分析

开关电源电路设计实例分析开关电源电路是一种常用的电源供电方式,其优点包括高效能、体积小、重量轻等特点,因此在电子设备中得到广泛应用。

本文将介绍开关电源电路设计的一般流程,并以设计一个12VDC输出的开关电源电路为例进行分析。

1.确定需求和规格在设计开关电源电路之前,首先要确定需求和规格。

例如,我们要设计一个12VDC输出电源,输出电流为1A,并且需要输入电压范围为220VAC。

此外,我们还需要确定开关电源的效率、功率因数等要求。

2.选取开关电源拓扑结构根据需求和规格,选择适合的开关电源拓扑结构。

常见的开关电源拓扑包括反激式、半桥或全桥式等。

根据需求,我们选择反激式开关电源。

3.选择主要元件根据选取的拓扑结构,选择适当的主要元件,包括主变压器、开关管、输出电容和滤波电感等。

选取主变压器时需要考虑输入输出电压比例、功率等因素;选择开关管时需要考虑导通电阻、开通速度等因素。

4.电路图设计根据所选的开关电源拓扑结构和主要元件,设计电路图。

包括输入滤波电路、整流电路、开关电路和输出滤波电路。

同时,需要设计开关电源的保护电路,如过流保护、过压保护等。

5.计算关键参数根据设计的电路图,计算关键参数。

例如,计算输入电流、输出电流、开关频率等。

这些参数可以通过电路图中的公式和关系计算得出。

6.仿真和优化通过电路仿真软件,对设计的电路进行仿真和优化。

可以通过调整元件参数和拓扑结构来优化电路性能,如提高效率或降低成本。

7.PCB布局设计在完成电路图设计和仿真优化后,需要进行PCB布局设计。

将电路图转化为实际的PCB布局,并考虑元件之间的布置、走线、散热等因素。

8.元件选型和采购根据PCB布局设计,选择合适的元件,并进行采购。

需要考虑元件的性能、价格、可靠性等因素。

9.确定元件焊接方式根据元件选型和PCB布局,确定元件的焊接方式。

根据焊接方式,可以选择手工焊接或波峰焊接等。

10.制作和调试样机根据设计和选型的元件,制作和调试样机。

dcdc开关电源设计原理和制作

dcdc开关电源设计原理和制作

dcdc开关电源设计原理和制作一、开关电源的基本原理开关电源是一种通过控制开关晶体管开通和关断时间比率,维持稳定输出电压的电源。

它主要由输入电路、输出电路、开关晶体管、振荡电路、稳压控制电路等组成。

开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点,广泛应用于电子设备、电力电子等领域。

二、开关电源的组成开关电源主要由以下几个部分组成:1.输入电路:接收交流电源输入,进行滤波、整流等处理,将交流电转化为直流电。

2.输出电路:将开关晶体管输出的脉动直流电进行滤波、稳压等处理,输出稳定的直流电。

3.开关晶体管:控制电源的开通和关断,决定输出电压的大小。

4.振荡电路:产生一定频率的脉冲信号,控制开关晶体管的开通和关断时间比率。

5.稳压控制电路:根据输出电压的变化,控制开关晶体管的导通时间,维持输出电压的稳定。

三、开关电源的设计设计开关电源需要考虑以下因素:1.输入电压范围:根据设备需要确定输入电压范围。

2.输出电压和电流:根据设备需要确定输出电压和电流。

3.转换效率:选择合适的开关晶体管和电路设计,提高转换效率。

4.稳定性:选择合适的稳压控制电路和反馈元件,保证输出电压的稳定性。

5.散热设计:选择合适的散热器和设计合适的散热结构,保证开关电源的正常工作。

四、开关电源的制作制作开关电源需要按照以下步骤进行:1.设计电路板:根据设计好的电路图,制作适合的电路板。

2.选择合适的电子元件:根据设计需要选择合适的电子元件,如开关晶体管、电容、电感等。

3.组装电路:将选择的电子元件按照电路图组装在一起。

开关电源放电电路设计

开关电源放电电路设计

开关电源放电电路设计一、引言开关电源是一种常用的电源类型,其工作原理是通过开关器件控制电源的输入和输出,实现电能的转换和调节。

在实际应用中,开关电源放电电路常用于处理电源中的能量,以保证电路的安全性和稳定性。

本文将介绍开关电源放电电路的设计原理和步骤。

二、设计原理开关电源放电电路的设计原理是利用电容器来接收和释放电源中的能量。

当开关电源工作时,电容器会接收电源的电能并储存起来;而当需要放电时,电容器会释放储存的电能,以满足电路的需求。

三、设计步骤1. 确定电容器的规格和参数:根据电路的需求和工作条件,选择合适的电容器,并确定其额定电压、容量和温度范围等参数。

常用的电容器有铝电解电容器和陶瓷电容器等。

2. 确定放电电阻的数值:为了控制电容器的放电速率,需要在电容器和电路之间串联一个放电电阻。

放电电阻的数值可以通过计算得到,通常选择合适的数值以确保电容器能够在需要的时间内释放出所需的电能。

3. 连接电路:将电容器和放电电阻按照设计要求连接到开关电源电路中。

确保连接正确并牢固可靠。

4. 测试和调整:完成电路的连接后,进行测试和调整。

通过测量电容器的放电时间和电压波动等参数,检查电路的工作情况并进行必要的调整,以确保电路的稳定性和性能符合设计要求。

四、注意事项1. 在设计和连接电路时,要注意电容器的极性,确保正负极正确连接,避免反向放电导致电路故障。

2. 选择合适的电容器和放电电阻,以满足电路的需求和性能要求。

3. 在实际应用中,要考虑电容器的寿命和容量衰减等因素,及时更换和维护电路设备。

4. 在进行测试和调整时,要小心操作,避免触电和其他安全事故的发生。

五、总结开关电源放电电路的设计是一项重要的工作,能够有效地处理电源中的能量,保证电路的稳定性和安全性。

在设计过程中,需要注意选择合适的电容器和放电电阻,确保电路的性能符合要求。

在实际应用中,还要注意电容器的寿命和容量衰减等因素,及时进行维护和更换。

通过合理的设计和维护,能够提高开关电源放电电路的工作效率和可靠性。

开关电源设计方案

开关电源设计方案

开关电源设计方案1. 导言开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备。

它具有高转换效率、小体积、轻重量等特点,被广泛应用于电子设备中。

本文将介绍开关电源的基本工作原理、设计流程以及几个常见的开关电源设计方案。

2. 开关电源的工作原理开关电源的工作原理包括输入滤波、整流、能量存储、调节和输出等步骤。

以下是一个典型的开关电源的工作原理图:开关电源工作原理图开关电源工作原理图1.输入滤波:交流电通过电源的输入端,首先经过输入滤波电路。

该电路使用电容和电感元件,去除交流电中的高频噪声和干扰,使得电源输入的电流更加稳定。

2.整流:经过滤波的交流电信号,经过整流桥或整流管,被转换为一个较高的直流电压。

整流桥通常由4个二极管组成,它们交替导通,使得输入交流电的正半周和负半周都能够被转换为正向的直流电。

3.能量存储:整流后的直流电压通过电容器进行存储。

电容器的作用是储存电荷以平滑输出电压,防止输出电压的波动。

4.调节:开关电源通常具有可调节输出电压的功能。

这是通过调整开关管的导通和截止时间来实现的。

调节电路通常由一片PWM控制芯片和电路反馈元件(如电感、变压器等)组成,以控制开关频率和占空比。

5.输出:经过调节后的直流电压,通过输出滤波电路去除残余的高频噪声,然后供给电子设备的负载。

3. 开关电源设计流程设计一个功能稳定、安全可靠的开关电源需要经过以下几个步骤:3.1 确定设计规格在开始设计之前,需要明确电源的输入和输出要求。

输入要求包括交流电的电压范围、频率、输入的稳定性等;输出要求包括直流电的电压、电流、纹波与噪声等。

3.2 选择拓扑结构常见的开关电源拓扑结构有多种,如Boost、Buck、Buck-Boost、Flyback等。

根据实际需求选择最适合的拓扑结构。

3.3 确定主要元件参数根据设计规格和拓扑结构,确定主要元件的参数,如开关管、变压器、电感、电容等。

3.4 确定控制策略根据实际需求,选择合适的控制策略,如PWM控制、电流模式控制等。

开关电源设计(精通型)

开关电源设计(精通型)

开关电源设计(精通型)一、开关电源基本原理及分类1. 基本原理开关电源的工作原理是通过控制开关器件的导通与关断,实现电能的高效转换。

它主要由输入整流滤波电路、开关变压器、输出整流滤波电路和控制电路组成。

在开关电源中,开关器件将输入的交流电压转换为高频脉冲电压,通过开关变压器实现电压的升降,经过输出整流滤波电路,得到稳定的直流电压。

2. 分类(1)PWM(脉冲宽度调制)型开关电源:通过调节脉冲宽度来控制输出电压,具有高效、高精度等特点。

(2)PFM(脉冲频率调制)型开关电源:通过调节脉冲频率来控制输出电压,适用于负载变化较大的场合。

二、开关电源关键技术与设计要点1. 高频变压器设计(1)选用合适的磁芯材料,保证变压器在高频工作时的磁通密度不超过饱和磁通密度。

(2)合理设计变压器的绕组匝数比,以满足输出电压和电流的要求。

(3)考虑变压器损耗,包括铜损、铁损和杂散损耗,确保变压器具有较高的效率。

2. 开关器件的选择与应用(1)开关频率:根据开关电源的设计要求,选择合适的开关频率。

(2)电压和电流等级:确保开关器件能承受最大电压和电流。

(3)功率损耗:选择低损耗的开关器件,提高开关电源的效率。

(4)驱动方式:根据开关器件的特点,选择合适的驱动电路。

3. 控制电路设计(1)稳定性:确保控制电路在各种工况下都能稳定工作。

(2)精度:提高控制电路的采样精度,降低输出电压的波动。

(3)保护功能:设置过压、过流、短路等保护功能,提高开关电源的可靠性。

三、开关电源设计实例分析1. 确定设计指标输入电压:AC 85265V输出电压:DC 24V输出电流:4.17A效率:≥90%2. 高频变压器设计选用EE型磁芯,计算磁芯尺寸、绕组匝数和线径。

3. 开关器件选择根据设计指标,选择一款适合的MOSFET作为开关器件。

4. 控制电路设计采用UC3842作为控制芯片,设计控制电路,实现开关电源的稳压输出。

5. 实验验证搭建实验平台,对设计的开关电源进行测试,验证其性能指标是否符合要求。

电源电路设计与开关电源技术

电源电路设计与开关电源技术

工业自动化领域开关电源解决方案
高可靠性工业自动化电源
针对工业自动化领域对电源高可靠性的要求,采用高品质 的开关电源元器件和先进的电路设计,提高电源的稳定性 和可靠性。
强大的抗干扰能力
针对工业自动化现场复杂的电磁环境,设计具有强大抗干 扰能力的开关电源,确保设备在恶劣环境下也能稳定工作 。
灵活可扩展的电源解决方案
温度监测和过热保护电路设计
温度监测
通过热敏电阻等温度传感器实时监测电路温度,将温度变化转换为电信号进行 处理。
过热保护
当监测到电路温度超过安全范围时,过热保护电路会启动,切断输出或降低功 率,防止设备过热损坏。
短路保护和自恢复功能实现
短路保护
在电路中设置短路检测电路,一旦检测 到短路故障,立即切断输出,避免短路 电流对设备造成损坏。
散热方式选择
根据功率、效率、体积等要求选择合适的散热方式,如自然冷却 、强制风冷、液冷等。
散热器设计
选择合适的散热器材料和尺寸,以满足散热要求;优化散热器的结 构和布局,提高散热效率。
散热方案实施
将散热器与开关电源电路紧密结合,确保热量能够及时传递;注意 散热器与其他元器件之间的绝缘和安装问题。
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应用范围
线性稳压电源适用于对电源精度要求 较高、负载变化较小的场合,如精密 仪器、模拟电路等。
开关稳压电源优势与局限性
优势
开关稳压电源通过控制开关管的导通 与截止,实现对输出电压的调节。它 具有效率高、体积小、重量轻等优点 ,适用于大功率、大电流的场合。
局限性
开关稳压电源的输出纹波较大,对负 载的变化较为敏感,且需要较为复杂 的控制电路。
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PWM调制原理

开关电源 全套设计方案

开关电源 全套设计方案

开关电源全套设计方案开关电源是一种常用的电源变换装置,它能将一种电源的电压变换为另一种电压,并可通过开关器件进行开关控制。

开关电源具有高效率、小体积、轻重量、稳定性好等特点,在各个领域得到广泛应用。

一、设计方案概述本设计方案通过分析需求,确定了设计目标和主要性能指标,然后选择适当的拓扑结构,确定了关键器件和参数,最后进行了电路设计和参数调试。

二、设计目标和主要性能指标1. 输入电压范围:AC 220V±10%2. 输出电压:DC 12V3. 输出功率:100W4. 效率:≥85%5. 输出稳定性:±2%6. 过载保护:输出短路时自动断开7. 过温保护:超过设定温度时自动断开三、选择适当的拓扑结构本设计采用了开关变换器的常见拓扑结构——反激式开关电源,具有简单的电路结构和较高的转换效率。

四、选择关键器件和参数1. 开关管(MOS管):根据输出功率和转换效率的要求,选择合适的MOS管,具有较低的开通电阻和导通损耗。

2. 反馈电路:通过反馈电路实现稳定输出电压和过载保护功能,选择合适的电压反馈元件和电流感测元件。

3. 输出滤波电容:选择合适的输出滤波电容,使输出电压具有较小的纹波和噪声。

4. 控制电路:选择合适的控制电路,实现对开关管的开关控制,避免过流和过载。

五、电路设计和参数调试1. 输入电路设计:包括输入滤波电容、输入稳压电路等,目的是提供稳定的输入电压。

2. 开关电源主要电路设计:包括开关管、反馈电路、输出滤波电容等,保证输出电压的稳定性和过载保护功能。

3. 控制电路设计:根据开关管的特性选择适当的控制电路,实现对开关管的开关控制。

4. 参数调试:根据设计目标和性能指标,通过不断调整各个元件的参数,以达到设计要求。

六、总结本设计方案采用反激式开关电源的拓扑结构,通过合理选择关键器件和参数,进行电路设计和参数调试,可以满足输入电压范围为AC 220V±10%,输出电压为DC 12V,输出功率为100W的要求。

开关电源设计步骤

开关电源设计步骤

开关电源设计步骤
1.需求分析(100字)
在设计开关电源之前,首先需要明确设计的目标和需求。

这包括输出电压、输出电流、输入电压范围、效率要求、输出电流稳定性等。

根据不同的需求,确定开关电源的拓扑和参数。

2.电路设计(300字)
在进行电路设计之前,需要选择开关电源的拓扑结构。

常见的拓扑结构有Buck、Boost、Buck-Boost、Sepic等。

根据需求和所选拓扑结构,设计主要电路模块包括开关管、滤波电感、修正电容、输出滤波电容等。

3.电路实现(300字)
根据电路设计确定的电路参数,在电路板上布线,连接各个器件和元件。

布线时需考虑到电路的稳定性和抗干扰能力。

注意分离高压和低压区域,减少互相干扰。

4.性能评估(200字)
完成电路实现后,需要进行性能评估,检验设计是否满足预期需求。

主要评估指标包括输出电压稳定性、负载调整能力、效率、开关频率、静态功耗、温度等。

通过测试数据和实际情况进行比较,查找问题和优化空间。

5.优化(200字)
根据性能评估的结果和问题分析,进行电路的优化。

优化可以包括改进布线、更换元器件、调整控制策略等。

目的是提高电路的性能,使其更加稳定、高效和可靠。

总结:
开关电源设计步骤包括需求分析、电路设计、电路实现、性能评估和优化。

通过明确需求,选择合适的拓扑结构,并根据电路设计参数进行电路实现,然后进行性能评估和优化。

这些步骤相互关联,需要不断地调整和优化,以得到满足需求的高性能开关电源设计。

开关电源制作设计(电路原理图+PCB)

开关电源制作设计(电路原理图+PCB)

一、工作原理我们先熟悉一款开关电源的工作原理,该电源可输出5V电压,如图1所示。

1. 抗干扰电路在电网输入端首先设置一个NTC5D-9负温度系数热敏电阻,作用是保护后面的整流桥,刚开机时热敏电阻处于冷态,阻值比较大,可以限制输入电流,正常工作时,电阻比较小。

这样对开机时的浪涌电流起到有效的缓冲作用。

电容CY1、CY2、CY3、CY4用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的不对称杂散信号,电容CX1、CX2用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的对称杂散信号,用电感L1抑制从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的频率相同、相位相反的杂散干扰电流信号。

采用高频特性好的瓷片电容和铁芯电感,实现开关稳压电源电路中的高频辐射不污染工频电网和工频电网上的杂散电磁波不会窜入开关稳压电源电路中而干扰和影响其工作,对高频分量或工频的谐波分量具有急剧阻止通过功能,而对于几百赫兹以下的低频分量近似一条短路线。

图1 开关电源的工作原理图2. 整流滤波电路在电路中D1、D2、D3、D4组成全桥整流电路,把输入的交流电压进行全波整流,然后用C1进行滤波,最后变成直流输出供电电压,为后级的功率变换器供电,整流滤波后的电压约为300V。

3. UC3842供电与振荡300V的脉动直流电压,此电压经R12降压后给C4充电,供电UC3842的7脚,当C4的电压达到UC3842的启动电压门槛值时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6脚输出推动开关管工作。

一旦开关管工作,反馈绕组的能量经过D6整流,C4滤波,又供电到UC3842的7脚,这时可以不需要R12的启动了。

C9、R11接UC3842的定时端,和内部电路构成振荡电路,振荡的工作频率计算为:f=1.8/(Rt*Ct)代入数据可计算工作频率:f=68.18K4. 稳压电路该电路主要由精密稳压源T L 4 3 1 和线性光耦P C 8 1 7 组成,假设输出电压↑→经过R 1 6 、R 1 9 、R20、RES3的取样电压↑→TL431的1脚电压↑,当该脚电压大于TL431的基准电压2.5V时,TL431的2、3脚导通,→通过光电耦合到UC3842的2脚,于是UC3842的6脚驱动脉冲的占空比↓→开关变压器T1绕组上的能量↓→输出电压↓,达到稳压作用;反之,假设输出电压下降,则稳压过程与上相反。

开关电源工作原理与设计

开关电源工作原理与设计

开关电源工作原理与设计1. 概述开关电源是一种将电能从一种形式转换成另一种形式的电源装置。

它通过开关器件(如晶体管、MOSFET等)来精确控制电路的通断,从而实现对电能的高效调节和转换。

本文将详细介绍开关电源的工作原理和设计。

2. 开关电源工作原理2.1 输入电路开关电源的输入电路通常包括输入滤波电路、整流电路和功率因数校正电路。

-输入滤波电路用于去除输入电源中的高频噪声和杂散信号。

- 整流电路将交流输入转换为直流信号,常见的整流方式有单相整流桥和三相整流桥。

- 功率因数校正电路主要用于改善电源对电网的功率因数,提高电能的利用率。

2.2 PFC控制电路功率因数校正(PFC)是开关电源中的一个重要环节,通过控制输入电流和输入电压之间的相位关系,提高整体效率和功率因数。

常见的PFC控制技术有边界模式控制和谐振模式控制。

2.3 DC-DC变换器DC-DC变换器是开关电源的核心部分,它将输入的直流电压转换为需要的输出电压。

常见的DC-DC变换器包括降压、升压、降压升压和反激式变换器。

2.4 控制电路开关电源中的控制电路主要负责检测输出电压和输出电流,并通过反馈回路对开关器件的导通和断开进行精确控制。

常见的控制技术有电压模式控制和电流模式控制。

3. 开关电源的设计要点3.1 选型与设计在开关电源的设计过程中,需要根据实际需求选择合适的开关器件、电容和电感等元件,并进行适当的参数计算和仿真分析,以保证整体性能和稳定性。

3.2 效率和功率因数开关电源的效率和功率因数是评估其性能的重要指标。

通过合理的拓扑结构设计、优化控制算法和合适的滤波电路,可以提高开关电源的效率和功率因数。

3.3 温度管理由于开关电源中包含许多功率器件,温度管理是开关电源设计中需要重点考虑的问题。

合理的散热设计和温度保护措施可以提高开关电源的可靠性和寿命。

3.4 EMI/EMC设计开关电源可能会产生电磁干扰和接收外部干扰,因此应进行合适的EMI/EMC设计,包括滤波、屏蔽和接地等,以满足相关标准和要求。

开关电源的设计

开关电源的设计

开关电源的设计开关电源的设计是一种将交流电转换为直流电的电源设计方法。

它具有高效率、稳定性好、体积小等优点,广泛应用于各种电子设备和通信设备中。

本文将从开关电源的原理、设计流程和关键技术等方面进行详细介绍。

第一部分:开关电源的原理开关电源是通过不同的开关电子元件进行电流的开关控制,实现对输入电流的调节。

其基本原理是将交流电通过整流、滤波电路转换为直流电,然后利用开关管对直流电进行高频开关控制,通过变压器进行电压变换,最后通过滤波电路和稳压电路得到稳定的输出电压。

第二部分:开关电源的设计流程开关电源的设计包括需求分析、电路设计、元器件选型和PCB设计等环节。

需求分析阶段主要确定输出电压、电流、输入电压范围等参数,并结合所需的保护功能进行设计要求的确定。

电路设计阶段主要根据需求确定各级电路的拓扑结构、开关元件、滤波电路和稳压电路等设计方案。

元器件选型阶段则根据设计方案选择适合的开关元件、变压器、电感、电容等元器件,并考虑其性能、成本和可获得性等因素。

最后,通过PCB设计将电路方案落实到具体的电路板上。

第三部分:开关电源设计中的关键技术在开关电源设计中,有一些关键技术需要特别注意。

首先是开关频率的选择,开关频率过高会增加功率损耗,开关频率过低则会导致变压器体积增大。

其次是开关管的选型,选择合适的开关管可以提高转换效率和稳定性。

另外,设计有效的磁偶合电路可以减小变压器的体积和重量。

同时,设计合理的电感和电容滤波电路可以提高输出稳定性。

最后,合理选择保护电路,如过压保护、过流保护和短路保护等,提高电源的可靠性和安全性。

第四部分:开关电源设计中的常见问题和解决方法在开关电源的设计中,常常会遇到一些问题,如电磁干扰、温升过高和功率因数低等。

为了解决这些问题,可以采用屏蔽技术、降低开关频率和增加散热设计等方法。

另外,合理选择功率因数校正电路可以提高功率因数。

结论:开关电源的设计涉及到电路设计、元器件选型、PCB设计和关键技术等多个方面。

开关电源原理和设计

开关电源原理和设计

二极管
二极管可以控制电流的方向和大小,保护电路免受 过载或短路的危害。
常见的开关电源拓扑结构
AC/DC开关电源 • 单端整流式 • 全桥式
DC/DC开关电源 • 降压式 • 升压式 • 升降式 • 反激式
开关电源的设计要点
1 元器件选用
不同的电源拓扑需要不同 的元器件,选用高质量的 元器件可以提高电源性能 和可靠性。
输出电压稳定性
输出电压稳定性是开关电源的 重要性能指标之一,这意味着 电源输出可以应对多种电流波 动。
功率密度
开关电源的功率密度是指它可 以在物理上承受多少功率。这 决定了电源设计中元器件的规 格和数量。
开关电源的应用领域
1
家用电器
如传统电视机、彩色电视机、音响、录像机、扫描仪、打印机等。
2
通讯设备
开关电源原理和设计
开关电源已经成为了各种电子设备中最受欢迎的电源方案之一。在这个演示 中,我们将深入挖掘开关电源的概念、原理、结构和性能,同时分享一些设 计要点和应用领域。
开关电源的概述
稳定性
开关电源可以提供高质量、 稳定的电源输出。
效率高
相比于线性电源,开关电源 的效率可以达到80%以上, 这也使得其在绿色能源领域 得到广泛应用。
2 电路设计
合理的电路设计是关键, 包括工作状态分析、稳态 和瞬态分析、选用开关器 件和变压器以及管脚的布 局等。
3 温度管理
热管理对于开关电源来说 非常重要,高温环境下, 各种元器件的工作稳定性 都会降低,所以需要进行 合理的热管理。
开关电源的性能参数
效率
一个好的开关电源应该有近乎 100%的效率,这样它才能提供 足够的电能,同时保持冷静。
例如移动电话、计算机调制解调器、传真机、电话机、光纤通信等。

开关电源电路设计要点与调试

开关电源电路设计要点与调试

开关电源电路设计要点与调试开关电源是一种用于电子设备的电源供应,其具有高效率、稳定性和可调性等优点。

设计和调试开关电源时,需要注意一些重要要点。

一、开关电源设计要点:1.选择适当的拓扑结构:开关电源的拓扑结构有多种,如降压型、升压型、升降压型等。

要根据设备的功率需求和使用环境来选择合适的拓扑结构。

2.选择合适的功率器件:开关电源的功率器件主要包括开关管、二极管和变压器等。

需要选择具备合适功率和工作频率范围的器件,并且要考虑其可靠性和成本。

3.控制和保护电路设计:开关电源需要有稳定的控制和保护功能,如输出电压、电流的监测和调节,过载、过压、短路等故障的保护。

需要设计相应的反馈和控制电路,保证开关电源的可靠工作。

4.选择合适的滤波电路:开关电源在工作过程中会产生较大的开关干扰,需要采取合适的滤波措施,减小开关干扰对其他电子设备的影响。

5.选择合适的输出电容:开关电源的输出端需要连接电容进行滤波,以减小输出纹波。

应选择适当容量和质量的电容,保证输出电压稳定。

6.保证开关电源的安全性:开关电源设计时需要考虑一些安全因素,如避免触电危险、瞬态过电压保护等,保证电源的安全可靠性。

7.合理布局和散热设计:开关电源的布局设计要合理,器件的热量要及时散热,避免温度过高对电源稳定性的影响。

二、开关电源调试要点:1.确认电源输入输出参数:在开关电源调试之前,首先要明确电源的输入和输出参数,如输入电压范围、输出电压和电流等,以便调试和验证工作的正确性。

2.建立逐步调试的过程:开关电源调试时可以采用逐步调试的方法,即先调试一部分功能,然后逐渐增加其他功能的调试。

这样可以避免在调试过程中出现一些难以排查的问题。

3.注意开关电源的保护功能:在调试的过程中,要注意开关电源的保护功能是否正常,如过载、过压、短路等故障保护功能是否有效。

可以通过人工模拟故障情况进行测试。

4.确保开关电源的稳定性:开关电源在调试过程中需要保证输出电压和电流的稳定性。

(整理)开关电源电路设计实例分析(设计流程)

(整理)开关电源电路设计实例分析(设计流程)

开关电源电路设计实例分析(设计流程)1. 目的希望以简短的篇幅,将公司目前设计的流程做介绍,若有介绍不当之处,请不吝指教.2 设计步骤:2.1 绘线路图、PCB Layout.2.2 变压器计算.2.3 零件选用.2.4 设计验证.3 设计流程介绍(以DA-14B33 为例):3.1 线路图、PCB Layout 请参考资识库中说明.3.2 变压器计算:变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的,以下即就DA-14B33 变压器做介绍.3.2.1 决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)Lp = 一次侧电感值(uH)Ip = 一次侧峰值电流(A)Np = 一次侧(主线圈)圈数Ae = 铁心截面积(cm2)B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK FerriteCore PC40 为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3500 Gauss 之间,若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae 越高,所以可以做较大瓦数的Power。

3.2.2 决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power,但相对价格亦较高。

3.2.3 决定变压器线径及线数:当变压器决定后,变压器的Bobbin即可决定,依据Bobbin的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。

设计流程简介3.2.4 决定Duty cycle (工作周期):由以下公式可决定Duty cycle ,Duty cycle 的设计一般以50%为基准,Duty cycle 若超过50%易导致振荡的发生。

开关电源电路设计

开关电源电路设计

开关电源电路设计电源电路是电子系统中不可或缺的重要部件,它的设计是电子系统的基础。

开关电源电路采用半导体开关,通过变压、调整输出电压,并具有输入保护,可靠性高,用途广泛。

一、开关电源电路的工作原理开关电源电路是一种能够改变电压大小的电路,它有一个典型的变压结构,包括调节器模块(传动芯片)、可调变压器、保险丝等,可以检测输出电压,自动调整。

开关电源电路是一类不同结构、功率元件组成的“系统”,其中,每个组件的功率必须充分考虑考虑,考虑不同参数、情况,以免在使用时发出错误的报警,损害器件的安全可靠性。

同时,一定要考虑拓补的充分性,每个组件的容量最小建议不低于计算结果的1.2-1.5倍。

三、开关电源电路控制策略设计电源电路的控制策略是电源性能和可靠性的重要考量因素,常用的控制策略有PWM控制、反馈控制和关断控制。

PWM控制是中央处理器控制电源输出,通过利用PWM信号调节输出电压大小。

反馈控制是根据输出电压的变化,接收控制信号控制电源的输出。

而关断控制的方式是当输出电压超过设定范围时,关闭电源,减小输出电压。

四、开关电源电路外部结构设计由于开关电源电路以小型、低压封装为主,为了更好地实现安装方便,实用性强,同时要考虑能够引出更多控制端口和输出端口,因此开关电源外壳可以选用金属和塑料,金属电源外壳尤其适用于需要考虑高温,高电压使用环境的情况。

因此,在开关电源电路外壳的设计中,务必要考虑到使用的环境请求,安装的方面,以及外形的要求,才能满足客户的需求。

比如外壳的设计不再是简单的一定结构,而是要考虑产品本身的安装方式以及搭配,才能更好的满足不同应用场景需求,才能发挥出产品本身最大的使用价值。

开关电源设计报告

开关电源设计报告

开关电源设计报告目录•引言•开关电源基本原理•开关电源设计流程•开关电源关键技术•开关电源设计实例•开关电源发展趋势与展望01引言Part报告目的和背景目的本报告旨在介绍开关电源的基本原理、设计方法、性能指标以及应用领域,为读者提供关于开关电源的全面了解和指导。

背景随着电子设备的快速发展,开关电源作为一种高效、可靠的电源供应方式,在各个领域得到了广泛应用。

了解和掌握开关电源的相关知识对于电子工程师和相关从业人员具有重要意义。

开关电源简介定义开关电源是一种通过控制开关管开通和关断的时间比率,将输入电压转换成稳定输出电压的电源供应方式。

工作原理开关电源通过将输入电压整流成直流电压,然后通过开关管和高频变压器进行能量转换,最终输出稳定的直流电压。

特点开关电源具有效率高、体积小、重量轻、稳定性好等优点,广泛应用于计算机、通信、工业控制等领域。

02开关电源基本原理Part开关电源工作原理开关电源的基本原理是通过控制开关管的工作状态,将输入的直流电压转换成高频的矩形波电压,再通过整流滤波电路将高频的矩形波电压转换成直流电压输出。

开关电源主要由输入电路、输出电路、控制电路和开关管组成。

输入电路的作用是隔离和保护输入电压,输出电路的作用是稳定输出电压和滤波,控制电路的作用是调节开关管的工作状态,开关管的作用是控制能量转换。

根据输出电压是否可调,开关电源可分为定压式和稳压式。

定压式开关电源的输出电压是固定的,而稳压式开关电源的输出电压可以通过调节控制电路来改变。

根据输入电压是否可变,开关电源可分为单输入式和多输入式。

单输入式开关电源只能接收一种输入电压,而多输入式开关电源可以接收多种输入电压。

效率高开关电源的效率一般可达到80%以上,比传统的线性电源高出很多。

可靠性高开关电源的电路设计简单,元器件数量少,因此其可靠性相对较高。

体积小由于采用了高频变压器,开关电源的体积可以做得非常小,有利于设备的紧凑设计。

重量轻由于体积小,重量也相对较轻,便于携带和移动。

开关电源设计全过程资料

开关电源设计全过程资料

开关电源设计全过程资料一、开关电源的基本原理开关电源是一种利用电子技术将交流电转换为直流电的电源装置。

其基本原理是通过对交流电进行整流、滤波、转换和稳压等处理,得到稳定的直流电输出。

二、开关电源的设计步骤1.确定电源的输入和输出要求首先确定所需电源的输入电压范围、输出电压和电流要求。

根据具体应用需求,选择合适的输入电压范围,确定输出电压和电流的设计值。

2.选择开关电源拓扑结构常见的开关电源拓扑结构有单端式、双端式、反激式、谐振式等。

根据实际需求,选择适合的拓扑结构。

3.开关电源原件的选取与设计根据拓扑结构的选择,选取合适的元件,如开关管、二极管、电感、电容等。

根据电流和功率的要求,计算电感和电容的数值。

同时,设计控制电路,包括开关频率、占空比等参数的确定。

4.稳压控制电路设计开关电源中稳压控制电路起到保持输出电压稳定的作用。

根据选择的拓扑结构和需求,设计合适的稳压控制电路,如比例积分稳压控制电路、反馈稳压控制电路等。

5.保护电路设计6.电路板设计根据电路设计完成电路板的布局设计和走线设计。

保证电路板的贴片电容、电感等元件的布局合理,走线紧凑,避免干扰和散热问题。

7.原型机制作与测试根据设计的电路板完成原型机的组装与焊接。

进行相应的测试:包括电源输出电压、电流的测量,以及各项保护功能的测试。

8.优化与调整测试后,根据测试结果进行相应的优化与调整工作,包括稳压性能的调整,保护功能的完善等。

三、常见问题及解决方案1.输出电压波动过大:可以通过增加滤波电容、提高稳压控制电路的准确度等方法来降低输出电压波动。

2.开关管损坏:可以通过增加过流保护电路、过压保护电路等来提高开关管的可靠性。

3.效率低:可以通过优化开关频率、增加反馈环路稳定电路等方法来提高开关电源的效率。

四、开关电源设计的一般流程1.确定输入输出电压和电流;2.选择拓扑结构;3.选取合适的原件并进行设计;4.设计稳压控制电路;5.设计保护电路;6.进行电路板设计;7.制作原型机并测试;8.优化与调整。

开关电源设计

开关电源设计

开关电源设计
开关电源是一种能将交流电变换成直流电的电源设备,具有较高的转换效率和稳定性。

本文将探讨开关电源设计的一般原则和步骤。

开关电源设计的一般原则是确保高效转换和稳定输出。

以下是一般的开关电源设计步骤:
1. 确定输出电压和电流要求:需要根据应用需求确定输出电压和电流,以便选择合适的电源芯片和元件。

2. 选择开关电源IC:根据输出电压和电流要求,选择适当的开关电源芯片。

一般来说,选择具有高转换效率、稳定性和保护功能的芯片。

3. 设计输入电路:设计输入电路以满足电源IC的输入电压要求。

一般来说,输入电路需要包括稳压器、滤波电容和过流过压保护电路。

4. 设计变换电路:设计变换电路以将输入电压转换为所需输出电压。

这个步骤包括选择合适的电感和电容元件,以及确定开关频率和占空比。

5. 设计输出电路:设计输出电路以满足输出电压和电流要求。

输出电路需要包括滤波电容和稳压器,以确保输出电压的稳定性。

6. 进行稳定性和保护性设计:根据应用需求,设计稳定性和保护性电路,如过热保护、过载保护和短路保护。

7. 进行性能测试和调整:制作样机后,进行性能测试和调整,以确保设计满足要求。

开关电源设计不仅需要掌握电路原理和元件特性,还需要了解开关电源芯片的使用和调整方法。

因此,设计师需要具备电子电路设计的基础知识和经验。

开关电源设计的关键在于坚持高效转换和稳定输出的原则,通过合理选择元件和调整参数,确保设计的开关电源满足应用需求。

同时,还需要注意保护设计和电磁兼容性的考虑,确保开关电源的稳定性和可靠性。

开关电源的原理与设计

开关电源的原理与设计

开关电源的原理与设计开关电源是一种高效、稳定并且广泛应用于各种电子设备中的电源供应方式。

本文将探讨开关电源的原理与设计方法,帮助读者理解和应用开关电源技术。

一、开关电源的原理开关电源的工作原理主要基于开关器件(如晶体管或MOSFET)、变压器和滤波电路。

其基本原理如下:1. 输入电压通过整流桥变成直流电压,然后经过输入滤波电路去除大部分的纹波。

2. 直流电压通过PWM(脉宽调制)技术控制开关器件,使其周期性地开关。

3. 开关器件的快速开关与关断导致电压和电流的变化,并通过变压器传导到输出端。

4. 输出电压经过输出滤波电路去除纹波,然后供应给负载。

二、开关电源的设计要素1. 选定开关器件:合适的开关器件应具备低导通电阻、快速开关速度和高耐受电压等特点。

2. 设计变压器:变压器的设计应根据输入输出电压比例、功率需求和开关频率来选择合适的磁芯和线圈参数。

3. 输出滤波:合理设计输出滤波电路以减小输出纹波,采用合适的电容和电感来实现滤波效果。

4. 转换控制电路:PWM技术常用于控制开关器件的开关频率和占空比,需要设计合适的控制电路来实现转换。

三、开关电源的设计步骤1. 确定功率需求:根据需求确定开关电源的输出功率和电压范围。

2. 选择开关器件:根据功率需求选择适合的开关器件,考虑其导通电阻、开关速度和电压容忍度等。

3. 设计变压器:根据输入输出电压比例和功率需求设计变压器的磁芯和线圈参数。

4. 设计滤波电路:根据输出电压的纹波要求确定输出滤波电路的参数,包括电容和电感等。

5. 设计转换控制电路:选择合适的PWM控制芯片或设计自己的控制电路,实现开关器件的控制。

四、开关电源的优点1. 高效性:相比线性电源,开关电源的转换效率更高,能够节省能源并减少功耗。

2. 稳定性:开关电源具有更好的稳定性和调节性能,能够在不同负载条件下保持输出电压的稳定。

3. 体积小巧:开关电源采用高频开关器件和储能元件,使得电源尺寸更小、重量更轻。

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1 绪论开关电源(Switching Mode Power Supply,英文缩写为SMPS)又称为开关稳压电源,问世后在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。

随着全球对能源问题的越来越重视,电子产品的耗能问题将愈来愈突出,如何降低其待机功耗,提高供电效率成为一个急待解决的问题。

传统的线性稳压电源虽然电力结构简单、工作可靠,但它存在着效率低(只有40%~50%)、体积大、铜铁消耗量大,工作温度高及调整范围小等缺点。

为了提高效率,人们研究出了开关式稳压电源,它的效率可达85%以上,稳压范围宽;除此之外,还具有稳压精度高的特点,是一种较理想的稳压电源。

开关电源具有效率高、体积小、重量轻、应用广泛等优点,现已成为稳压电源的主流产品。

正因为如此,开关电源被誉为高效、节能型电源,代表着稳压电源的发展方向,并已广泛应用于各种电子设备中[1]。

1.1 开关电源的特点1.1.1 开关电源的优点(1) 功耗小,效率高。

晶体管V在激励信号的激励下,它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态,转换速度很快,频率一般为50kHz左右,在一些技术先进的国家,可以做到几百或者近1000kHz。

这使得开关晶体管V的功耗很小,电源的效率可以大幅度地提高,其效率可达到80%。

(2) 体积小,重量轻。

采用高频技术,省掉了体积笨重的工频变压器。

由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了较大的散热片。

由于这两方面原因,所以开关稳压电源的体积小,重量轻。

(3) 稳压范围宽。

从开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的,输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿。

这样,在工频电网电压变化较大时,它仍能够保证有较稳定的输出电压。

所以开关电源的稳压范围很宽,稳压效果很好。

此外,改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。

开关稳压电源不仅具有稳压范围宽的优点,而且实现稳压的方法也较多,设计人员可以根据实际应用的要求,灵活地选用各种类型的开关稳压电源。

(4) 滤波的效率大为提高,使滤波电容的容量和体积大为减少。

开关稳压电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz,是线性稳压电源的1000倍,这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍;即使采用半波整流后加电容滤波,效率也提高了500倍。

在相同的纹波输出电压下,采用开关稳压电源时,滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/500~1/1000。

电路形式灵活多样,有自激式和他激式,有调宽型和调频型,有单端式和双端式等等,设计者可以发挥各种类型电路的特长,设计出能满足不同应用场合的开关稳压电源。

1.1.2 开关电源的缺点电压调整率和负载调整率指标较差,对负载变化的瞬态响应时间较长,输出纹波电压和噪声电压较高,不适合制作精密稳压电源。

一种改进方案是把它当做前级稳压器来使用,而把开关式稳压器或低压差稳压器作为后级稳压器,构成两级稳压的高效、精密稳压电源。

1.2 开关电源的基本工作原理1.2.1 开关电源的组成部分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。

其电路比较复杂,基本构成如图1.1所示。

图1.1 开关电源的基本构成主要由以下5部分构成:①输入整流滤波器:包括从交流电到输入整流滤波器的电路。

②功率功率管(VT)及高频变压器(T)。

③控制电路(PWM调制器),含振荡器、基准电压源(U REF)、误差放大器和PWM比较器,控制电驴能产生脉宽调制信号,其占空比受反馈电路的控制。

④输出整流滤波器。

⑤反馈电路。

除此之外,还需增加偏置电路、保护电路等。

其中,PWM调制器为开关电源的核心。

1.2.2 开关电源的工作过程交流电网电压进入输入电路后,经输入电路中的线路滤波器、浪涌电流控制电路以及整流电路,变换成直流电压。

其中线路滤波器及浪涌电流控制电路的主要作用是削弱由电网电源线进入的外来噪声以及抑制浪涌电流,整流电路则完成交流到直流的变换,可分为电容输入型和扼流圈输入型两大类,开关电源中通常采用电容输入型。

功率变换电路是整个开关电源的核心器件,它将直流电压变换成高频矩形脉冲电压,其电路主要由开关电路和变压器组成。

开关电路的驱动方式分为自激式和他激式两大类;开关变压器因是高频工作,其铁芯通常采用铁氧体磁芯或非晶合金磁芯;开关晶体管通常采用开关速度高,导通和关断时间短的晶体管,最典型的有功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等三种。

输出电路是将高频变压器次级方波电压经过高频整流滤波电路整流成单向脉动直流,并将其平滑成设计要求的低纹波直流电压,供给负载使用。

1.3 开关电源的工作方式开关电源按控制原理来分类,有以下4种工作方式:(1) 脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,简称PWM,即脉宽调制)式:其特点是开关周期为恒定值,通过调节脉冲宽度来改变占空比,实现稳压目的。

其核心是脉宽调制器。

(2) 脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,简称PFM,即脉频调制)式:其特点是脉冲宽度为恒定值,通过调节开关频率来改变占空比,实现稳压目的。

其核心是脉频调制器。

(3) 脉冲密度调制(Pulse Density Modulation,简称PDM,即脉密调制)式:其特点是脉冲宽度为恒定值,通过调节脉冲数实现稳压目的。

它采用零电压技术,能显著降低功率电压管的损耗。

(4) 混合调制式:它是(1)、(2)两种方式的组合。

开关周期和脉冲宽度都不固定,均可调节。

它包含了脉宽调制器和脉频调制器。

以上4种统“称时间比率控制”方式,其中以脉宽调制器应用最广。

1.4 脉宽调制器的基本原理脉宽调制式开关电源的工作原理如图1.2所示。

220V交流电u首先经过整流滤波电路变成直流电压U I,再由功率开关管VT斩波、高频变压器T降压,得到高频矩形波电压,最后通过整流滤波后后的所需要的直流输出电压U O。

脉宽调制器能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制功率开关管的通、断状态,进而调节输出电压的高低,达到稳压目的。

锯齿波发生器用于提供始终信号。

利用取样电阻。

误差放大器和PWM比较器形成闭环调节系统。

输出电压U O经R1、R2取样后,送至误差放大器的反相输入端,与加在同相输入端的基准电压U REF进行比较,得到误差电压U r,再用U r的幅度去控制PWM比较器输出的脉冲宽度,最后经过功率放大和降压式输出电路使U O保持不变。

U J为锯齿波发生器的输出信号。

[2]图1.2 脉宽调制式开关电源的工作原理2 开关电源控制的选择开关电源有两种控制类型,一种是电压控制(V oltage Mode Control);另一种是电流控制(Current Mode Control)。

2.1 电流控制型开关电源电流控制型正是针对电压控制型的缺点而发展起来的,电流控制型开关电源在电压控制环的基础上又增加了电流控制环,形成双环控制系统,使得开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有所提高,是较为理想的工作方式。

其基本原理如图2.1所示。

图2.1 电流控制型开关电源电流控制型的工作原理是采用恒频时钟脉冲置位锁存器,输出脉冲驱动功率管导通,电源回路中的电流脉冲逐渐增大。

当电流检测电阻R S上的压降达到并超过U S时,电流检测比较器状态翻转,锁存器复位,驱动撤除,功率管截止,直到下一个始终脉冲使PWM锁存器置位,这样逐个检测和调节电流脉冲,就可达到控制电源输出的目的。

2.2 与电压型控制相比,电流型控制的优势(1) 对输入电压变化的响应快。

电网电压的变化,必然会引起电流的变化,假设电压升高,那么电流增长变快,反之则变慢。

当电流脉冲达到预定的幅度,电流控制动作就会开始,控制脉宽发生变化来进行稳压。

对于电压型控制,检测电路对输入电压的变化没有直接的反应,要等到电压发生较大的变化后,才会进行处理,所以响应速度慢。

(2) 过流保护。

由于采用了直接的电感电流峰值技术,它可以及时,准确的检测输出和开关管电流,自然形成了诸葛电流脉冲检测电路,通过给定一个参考电流,就可以准确的限制流过开关管的最大电流,当输出超载或短路时,自动的保护电路,同时也可防止电网浪涌所产生的尖峰电流损坏电路器件,这样设计电路时就不需要考虑留什么余量,能省一些成本。

(3) 回路稳定性好,负载响应快。

电流控制是一个输出电压控制的电流源,电流源的大小反映了输出电流的大小。

因为电感中电流脉冲的幅值与负载电流的平均值是成比例的,这样电感的相位延迟就不存在了[3]。

3 单相桥式整流电路单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路。

3.1 工作原理T为变压器;D1、D2、D3、D4为四个整流二极管,R L为负载电阻。

整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性。

单相桥式整流电路如图3.1所示。

图3.1 单相桥式整流电路当u2正半周时,二极管D1、D3正向导通,D2、D4反偏截止,在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。

u2正半周时,电流流向图如图3.2所示。

图3.2 u2正半周时u2负半周时,二极管D1、D3反偏截止,D2、D4正向导通,电流经过负载时,产生的电压极性仍是上正下负。

u2负半周时,电流流向图如图3.3所示。

图3.3 u2负半周时单相桥式整流电路的波形图如3.4所示。

图3.4 单相桥式整流电路波形3.2 参数计算输出电压是单相脉动电压,通常它的平均值与直流电压等效。

输出平均电压:πO L2221sin d0.9ππV V t t Vωω====(3.1) 流过负载的平均电流:220.9LL LVIR Rπ==(3.2)流过二极管的平均电流:220.452L D L L I V I R R π=== (3.3)二极管所承受的最大反向电压[4]:max 2R V = (3.4)3.3 电容滤波电路整流电路将交流电变成脉动直流电,但其中含有大量的交流成分(称为纹波电压)。

应在整流电路的后面加滤波电路,滤去交流成分。

3.3.1 滤波的基本概念滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波。

电容器C 对直流开路,对交流阻抗小,所以C 应该并联在负载两端。

电感器L 对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L 应与负载串联。

经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。

3.3.2 电容滤波的组成及工作原理在负载电阻上并联一个滤波电容C ,如图3.5所示。

二极管导通时,一方面给负载RL 供电,一方面对电容C 充电。

在忽略二极管正向压降后,充电时,充电时间常数D 2R C τ=充电,其中R D 为二极管的正向导通电阻,其值非常小,充电电压U C 与上升的正弦电压U 2一致,2o c u u u =≈,当U C 充到U 2的最大值时,U 2开始下降,且下降速率逐渐加快。

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