宽电压输入直流开关电源的设计

合集下载

宽电压输入直流开关电源的设计.

稳压
隔
离
驱
器）
动（驱
动
变
压
TL494
（稳压
）过流控制
输出
图4 整体电路方框图
主电路的选择
主电路的选择主要包括功率变换电路的拓扑结构的选择和整流电路的选择。
表2-1 功率变换电路各结构比较
电路
优点
缺点功率范围应用领域
正激型反激型
电路较简单成本低，可靠性高，驱动电路简单
变压器单向励磁，利用率低
我们设计的作品简单实用，稳定性好，测试工作120个小时工作正常、性能良好。有良好的应用前景，广阔的市场需求。下面我介绍一下我们作品的原理和设计的思路与过程。
作品优势
1）输入电源：可应用于直流250V和550V两种电压下。输入直流电压的范围要求要宽， 250V电压等级的电压范围为：150V-400V； 550V电压等级的电压范围为： 300V-800V。
大功率工业用开关电源、焊接电源、点解电源等
有偏磁问题
几百瓦—几低输入电压的
千瓦
开关电源
上表展示了各个不同电路的优点和缺点，经过综合考虑，并且由于设计要求两个电压等级同时适用，即250V和550V。故选择两个半桥开关电路，通过连线使其以并联或串形联式工作，就可满足要求。
下面我们讨论一下整流电路的选择。对于三种常用的整流电路，现将各自的优缺点和适用范围进行比较
宽电压输入直流开关电源设计
——大学生SRTP项目报告
项目队员：李洋任健刘江宽刘孝星薛彥召
指导老师：冯高明
一、开关电源现状和发展
开关电源现状
目前，开关电源产品正在向“四化”的方向发展：应用技术的高频化、硬件结构的模块化、软件控制的数字化和产品性能的绿色化。

开关直流降压电源(BUCK)设计

开关直流降压电源(BUCK)设计摘要随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。

近年来，随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展，新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。

该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。

开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。

开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。

本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计开关电源，利用MOSFET 管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。

关键词：直流，降压电源,TL494,MOSFET1目录摘要 (1)Abstract........................................................... ........ 错误！未定义书签。

1.方案论证与比较 (4)1.1 总方案的设计与论证 ...................................... 错误！未定义书签。

1.2 控制芯片的选择 (4)1.3 隔离电路的选择 .............................................. 错误！未定义书签。

2. BUCK电路工作原理 ......................................... 错误！未定义书签。

3. 控制电路的设计及电路参数的计算 ................ 错误！未定义书签。

3.1 TL494控制芯片................................................ 错误！未定义书签。

ACDC开关电源的设计

AC/DC开关电源的设计一．技术要求1.1 AC/DC 开关电源 1．输出电压：直流，纹波电压（峰峰值）小于额定电压的0.5% 2．输入电压： AC 三相380V ±10％ 3．输入电压频率： 50±5HZ 4．负载短时过载倍数： 200％ 5．瞬态特性：较好6．技术指标要求：输出直流电压(V)10~12~14输出电流（A ）140 1.2 设计条件1）电路形式全桥全波整流 2）工作频率 20KHZ3）逆变器电路最高，最低电压 DC 592～450V4）输出电压 max o V =14VDC min 10o V VDC = 输出电流 150A5）开关管最大导通时间 max o T ＝22.5us 6）开关管导通压降 1U ∆=3V7）整流二极管导通压降 2U ∆＝1V 8）变压器允许温升 25C ︒ 9）电原理图二、主电路原理与设计2.1主电路工作原理380V 市电经不控整流后变成了脉动的直流电，经直流滤波电路后变成平稳的直流供给逆变电路，逆变桥在驱动信号的作用下根据正弦脉宽调制原理将直流电变成一定电压一定频率的交流电，再经过隔离变压器来实现电压的匹配，经过整流来得到直流更好的直流电，经直流滤波隔离后供给负载。

采用SPWM 调制方式，通过电压负反馈调节输出电压，使输出电压稳定在一定的范围内。

2.2主电路结构UVW主电路原理简图如图所示主电路主奥包括以下几个部分：1）不控整流部分：主要采用三相不控整流，该电路结构简单，可靠性高。

2）DC滤波部分：注意用无源滤波电路来使电路中的有害谐波减少，提高对以后电路供电的可靠性。

3）逆变电路：采用功率IGBT为开关器件，SPWM调制方式，利用电压负反馈构成闭环控制，稳定输出电压。

4）隔离电路：主要是用隔离变压器来实现电路的隔离和电压的匹配。

5）二次逆变部分：注意是实现电压的二次变换，来实现供电的高可靠性和高直流性。

基于SG3525的DCDC开关电源设计

... 基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525... 毕业设计任务书题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、设计内容设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源，给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算。

二、基本要求1. 系统工作原理及设计思路。

2. 设计开关电源主电路。

3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。

4. 主要元器件的选择。

5. 利用saber进行系统仿真。

三、主要技术指标输入电压为DC10—35V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定功率为500W。

电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。

四、应收集的资料及参考文献[1] 邹怀虚. 电源应用技术[M]. 北京：科学出版社.1998[2] 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术[M]. 北京：电子工业出版社，2001五、毕业设计进度计划第1—2周：收集资料，完成系统工作原理及设计思路开题报告。

第3周：设计开关电源主电路。

第4—6周：选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。

第7周：中期检查。

第8—11周：利用saber进行系统仿真。

第12—13周：论文审核定稿。

第14—15周：答辩。

...毕业设计开题报告题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、研究背景21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。

开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。

从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。

功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。

宽电压输入直流开关电源的设计

宽电压输入直流开关电源的设计一、引言随着电子技术的不断发展，人们对电源稳定性、高效性和可靠性的要求也越来越高。

而宽电压输入直流开关电源是一种能够在不同电压范围内提供稳定输出电压的电源设计方案。

本文将介绍宽电压输入直流开关电源的设计原理、关键技术及实现过程。

二、设计原理1.输入电压范围选择2.稳压控制电路稳压控制电路是保证输出电压稳定的核心部分。

常用的稳压控制电路包括电流反馈式稳压控制电路和电压反馈式稳压控制电路。

电流反馈式稳压控制电路适用于输出电流变化较大的情况，而电压反馈式稳压控制电路适用于输出电压波动较大的情况。

3.开关元件选择开关元件的选择直接影响到设计方案的可行性和效率。

常用的开关元件有晶体管、开关管和MOS管。

其中，MOS管具有开关速度快、控制电压低、导通电阻小等特点，是较为常用的开关元件。

三、关键技术1.输入电压稳定性输入电压的稳定性对于宽电压输入直流开关电源的稳定性和可靠性至关重要。

可以通过滤波电路和稳压电路来提高输入电压的稳定性。

2.输出电压稳定性相比传统电源设计，宽电压输入直流开关电源输出电压波动范围更广。

因此，输出电压的稳定性也需要得到保证。

可以通过稳压控制电路和输出滤波电路来提高输出电压的稳定性。

3.效率四、实现过程实现宽电压输入直流开关电源的过程主要包括以下几个步骤。

1.选择合适的输入电压范围。

根据实际需求选择适当的输入电压范围。

2.设计稳压控制电路。

根据所选的输入电压范围和输出电压要求，选择合适的稳压控制电路，并进行设计和优化。

3.选择合适的开关元件。

根据设计要求和性能要求，选择合适的开关元件，并进行电路设计和优化。

4.优化输入电压稳定性。

通过合理的输入电压滤波和稳压电路设计，提高输入电压的稳定性。

5.优化输出电压稳定性。

通过稳压控制电路和输出滤波电路设计，提高输出电压的稳定性。

5.优化电源效率。

通过合理的选材、电路设计和优化，提高电源的效率，减少能量损耗。

六、结论宽电压输入直流开关电源具有宽范围的输入电压和稳定的输出电压特点，可以适应不同电压范围的需求。

超宽输入电压反激式开关电源的设计

超宽输入电压反激式开关电源的设计 Super Wide Input Voltage Range,Off-Line FlybackSwitching Power Supply Design飞兆科技股份有限公司杨恒(200070)摘要：一般的反激式开关电源变换器的输入电压范围只能满足于1：3的关系，即90-264V AC ，而当要输入电压范围更宽时，例如1：6.6，即90-600V AC 时，传统的固定工作频率的反激式开关电源变换器就不能满足工程上的要求。

本文介绍了利用压控振荡器(VCO)的控制方法，来实现非常宽的输入电压范围。

当输入电压变化时，变压器反馈绕组的电压也变化，使控制IC 的振荡频率作出对应的调整，以满足非常宽的输入电压的要求。

叙词：反激式开关电源,，压控振荡器(VCO)，定频率，变频率。

1. 引言现在有许多方面的问题困扰着电源设计工程师。

例如，正激式变换器的输入电压变化范围较小，仅为90-130V AC ；或180-264AC ；而使用升压模式的变换器输入电压范围也只能适合与90-270V AC ，任何要满足更高的输入电压范围的产品则必须重新设计。

公司生产产品的目的是满足市场的需要，如产品的成本很高，对消费者来说都将是难以接受的。

附加的产品功能不但对企业来说是必须的；而且对用户来说也是可接受的。

一般的反激式开关电源变换器的输入电压范围只能满足于1：3的关系，即90-264V AC ；而当要输入电压范围更宽时，例如1：6.6，即90-600V AC 时，传统的固定工作频率的反激式开关电源变换器就不能满足工程上的要求。

本文介绍了利用压振荡器(VCO)的控制方法，来实现非常宽的输入电压范围的要求。

当输入电压变化时，变压器反馈绕组的电压也变化，使控制IC 的振荡频率作出对应的调整，以满足非常宽的输入电压的要求。

2. 固定频率与压控振荡器(VCO)控制方法的比较 2.1固定频率电流型控制方法固定频率电流模式的反激式开关电源变换器的输出功率一般小于150W ，图1是该模式变换器的框图。

适用于电机控制的开关电源设计

适用于电机控制的开关电源设计李国洪;陈华玉;李文兵【摘要】Motor control systems require multi-channel stable output low voltage DC power supply.According to the needs of motor control system,a switching power supply can meet the requirements of motor control is designed.The topology of switching power supply and the uses of PWM control chips are expatiated.The positive and negative bias generation circuit of IGBT is designed.Power circuit components' choices and design method of a high frequency transformer of the flyback switching power supply are given.Finally,the basic performances of switching power supply were tested;the results show that it can meet the requirements of motor control systems.%电机控制系统需要多路稳定输出的低压直流电源.根据电机控制系统的需要,设计了一个满足电机控制要求的开关电源.详述了开关电源的拓扑结构和相关的PWM控制芯片的使用,设计了IGBT正负偏置电源生成电路,给出了功率主电路元件的选择和反激式开关电源的高频变压器的设计方法.最后,对开关电源的基本性能进行了测试,结果表明满足电机控制系统的设计要求.【期刊名称】《天津理工大学学报》【年(卷),期】2017(033)006【总页数】4页(P37-40)【关键词】开关电源;电机驱动;脉宽控制芯片;高频变压器【作者】李国洪;陈华玉;李文兵【作者单位】天津理工大学自动化学院天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室,天津300384;天津理工大学自动化学院天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室,天津300384;天津市拓朴方得科技有限公司,天津300110【正文语种】中文【中图分类】TN86基于数字控制的电机控制系统除了其核心主控电路外，最重要的部分就是开关电源了.开关电源为其控制电路提供所需要的各种低压直流电源[1-2].此外，逆变电路里的IGBT驱动电路的电源也由开关电源提供，并且要求各电源互相隔离[3].所以，本文将控制电路的直流低压供电电路和IGBT栅极驱动电路结合，设计了带有IGBT栅极驱动的适用于电机控制的开关电源.1 开关电源的电路结构设计开关电源的输入电源为单相220AC市电.开关电源设计输出能力为：5V/1A，15V/0.4A，±12V/0.5A，3路25 V/0.1 A，1路25 V/0.3 A.电源效率为80%.本设计电源共有7路隔离输出电源.由于单个变压器绕组数量的限制和变压器的电气间隙及体积的要求，本设计最终采用二级电源设计.一级电源最终输出4路电压：±12 V电源，+15 V电源，CPU供电+5 V电源，以及中间+35 V电源.中间+35 V电源再进行二级变压实现4路IGBT栅极驱动电源输出，并且4路驱动电源输出分别使用单独的变压器.这样，本设计总共有5个变压器，虽然变压器的数目有所增加，开关电源的体积有所增大，但使得开关电源的输出稳定性和电气隔离安全等级得到了提高.由开关电源的基本设计参数，可估算出电源的总输出功率Po约为43 W.为留有适当的余量，按照输出功率为60 W进行设计.1.1 一级电源电路设计反激式变换器是隔离式开关电源最基本的拓扑结构，其结构设计灵活，可以实现多路隔离输出，故采用该结构.UC2844是一种高性能固定频率的电流型PWM控制芯片，其外围电路设计简单、性能良好，广泛应用于各类开关电源控制电路中[4-5].UC2844外围电路设计如图1.UC2844的电源端通过2个150 kΩ的启动电阻接直流高压电源，配合电容C61组成了启动时的供电电路.定时电阻和定时电容所决定振荡频率约为93 kHz.电流取样电阻为4个2Ω电阻的并联，可以限定最大开关电流在2 A以内.电压反馈信号采用变压器反馈绕组方式，即由反馈绕组NF和+5 V的二次绕组NS4匝数比及取样分压电阻值决定.1.2 二级电源电路设计SG3525是电压型PWM控制集成电路芯片，具有两路互补输出端，可以很方便的构成推挽式应用电路.图2为由SG3525构成的二级电源的电路图.软启动端（8脚）对地接了一只1 uF电容，实现上电后的软启动过程.由RT、CT和RD引脚所接元件，可计算出芯片的振荡频率约为86 kHz.高频变压器的二次侧采用全波整流方式.图1 一级电源的初级侧电路图Fig.1 The primary side circuit diagram of the level 1 switching power supply图2 二级电源电路图（次级输出只显示一路）Fig.2 The circuit diagram of the level 2 switching power supply（only one secondary output channel is showed）1.3 栅极驱动隔离及正负偏置电源生成电路设置负偏置电源可以避免电机驱动中高的dv/dt引起的IGBT虚假导通现象.只要负偏置电源的电压足够低，就可以保持IGBT的安全导通，但负偏压电源的精度要求并不高.权衡产品尺寸和稳压效果后采用分压电路方案.如图3所示，栅极驱动隔离采用集成线性光耦芯片TLP250，光耦输出侧供电电压为二次侧绕组的输出电压25 V，通过齐纳二极管和电阻分压电路可以在IGBT的GE端产生18.5 V和-6.5 V 电压PWM脉冲信号.2 主电路元器件的选择开关电源的输入电压为AC 220 V，并能承受电网电压在±20%范围内的波动.所以，交流输入电压的范围是249～373 V.图3 栅极驱动隔离及正负偏置电压电路（共6路）Fig.3 The circuit of gate drive isolation and positive and negative bias voltage（a total of 6）开关电源的功率因数典型值约为0.6左右，流过整流电路的电流的有效值IS可按下式近似计算：式中，电源效率η为80%，可得IS=0.5 A.在选择整流桥时，一般留有1.5～2倍的安全裕量，所以，选择额定电压为600 V，额定电流为2 A的GBP206整流桥.整流滤波电容的容量的计算公式为：按照电容放电时间Δt=7 ms，纹波系数γ=10%，滤波输出电压UDC为1.2倍的输入电压有效值计算.可计算得电容容量约为60 μF.实际选择额定电压为450 V，标称容量为100 μF的KMH型号电解电容，其工作温度范围为-25～105℃.反激式开关电源功率开关管承受的最大电压可以按UCE=UACmax+130+50（V）来估算，所选功率管的击穿电压按照承受最大电压的1.2～1.4倍计算.所以，选用型号为2SK1358的MOSFET功率开关管，漏-源极的击穿电压为900V，漏极最大允许电流为9A.推挽式开关电源的功率开关管承受的最大电压约为 UCE=2UI+50（V），通常留出 30%～50%的电压裕量.实际选用IRF630型的MOSFET功率管，漏-源极的击穿电压为200 V，漏极最大允许电流为9 A.3 高频变压器设计在反激式开关电源中，高频变压器具有储存能量、隔离输出和电压变换三大功能.高频变压器的设计是开关电源设计的技术关键[6-8].3.1 变压器磁芯尺寸的选择由AP法选择磁芯的实用公式：式中：AP的单位为cm4；Kw为变压器窗口面积的利用系数，这里取0.3；最大占空比Dmax取0.5；KRP为电流脉动系数，对于电流连续模式通常取值为0.4～1，这里取0.7；J为绕组导线的电流密度，这里取400 A/cm2；对于反激式电源的变压器，磁通密度的变化量ΔB一般取0.12～0.15 T，这里取0.15 T；f为开关电源的工作频率.计算出AP=0.998 cm4.查找常用磁芯尺寸参数表，可得EE33型的Ae为1.17 cm2，计算得到Aw为1.33 cm2，AP值为1.58 cm4.故实际选用该型号磁芯，Aw值有较大的余量，可以减小高频变压器的绕制难度.3.2 计算一次绕组电感量由一次电感量的计算公式：式中，LP单位为H.计算得到一次绕组电感量LP为1.12 mH.3.3 一次绕组匝数和线径的计算变压器一次绕组匝数的计算公式如下：计算得到一次绕组匝数为76.3匝，本设计实际取75匝.导线直径的选取与流过导线的电流有效值IRMS和允许的电流密度J有关.由于电流连续模式设计，KRP取0.7，一次电流有效值的近似计算公式：计算出导线直径d=0.43 mm，实际选用标称直径0.45 mm的漆包线.3.4 二次绕组匝数和线径的计算二次绕组匝数的计算公式为式中：二次反射电压UOR取典型值130 V；UF为整流二极管的正向导通压降，通常取值0.5 V.计算得到：15 V输出，NS1=9.3（匝），实取10匝，d1=1.22 mm；35 V中间输出，NS2=20.8（匝），实取22匝，d2=0.81 mm；±12 V 输出，NS3=7.5（匝），实取 8匝，d3=1.36 mm；5 V 输出，NS4=3.1（匝），实取 3匝，d4=1.98 mm；反馈绕组 NF为 16 V 输出，NF=9.8，实取 10，d1=1.27 mm.3.5 计算气隙长度δ变压器气隙的计算公式为式中，δ的单位为 cm；Ae的单位为 cm2；LP的单位为uH.可以计算出δ=0.074 cm.磁芯间隙应为气隙宽度的一半，即0.37 mm，可通过加入一定厚度的电工绝缘纸来实现.图4 电源5 V输出纹波电压波形图Fig.4 Powersupply 5Voutputripplevoltagewaveformfigure4 开关电源的测试针对设计的开关电源样品，测试了5 V电压输出的纹波电压[8-11]和IGBT驱动输出的情况.如图4，5 V电压输出的纹波电压约为80 mV，满足不大于100 mV的设计要求.如图5所示，为测量得到IGBT的GE端的电压波形，VTI和VT2的波形互补，死区时间为2 μs，开关频率为10 kHz，占空比约为60%，可以看出在IGBT的导通和关断，GE端的电压分别为18 V和-6.5 V左右.图 5 IGBT 的栅极驱动波形（50 μs/格，10V/格）Fig.5 IGBT gate driving waveform（50 μs/case，10V/cell）5 结论本文设计了一款带有IGBT栅极隔离驱动的多路输出开关电源，设计时考虑了永磁同步电机数字控制系统对各种直流电源的需求，同样可适用于其他电机调速控制系统.经过样品性能测试，本设计基本能够各种设计要求，并且电源发热状况良好，可以应用于复杂的现场环境.为了降低畸变电流对电网的污染并抑制电源产生的高频杂波对电网的干扰，还应增加PFC功率校正电路和EMI滤波器.参考文献：［1］宋鸿斋，谢吉华，陈志强，等．变频器用多功能开关电源设计［J］．电力自动化设备，2008，28（1）：105-108．［2］管晓磊，刘富利．基于UC38．44的反激式开关电源控制环路设计实例［J］．通信电源术，2010，27（5）：53-58．［3］张燕宾．SPWM变频调速应用技术［M］．北京：机械工业出版社，2011．［4］Miao Zhongcui，Zhang Haiming．Design of DC chopper power supply based on UC3842［J］．Chinese Journal of Power Sources，2012，36（12）：1887-1888．［5］齐献伟．多输出开关稳压电源的设计与制作［D］．大连：大连理工大学，2015．［6］Patrick S．A guide to designing gate-drive transformers［J］.Power Electronics Technology， 2007（1）： 32-36.［7］朱晓曲．基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现［D］．长沙：湖南大学，2013．［8］马洪涛，周芬萍，沙占友，等．开关电源制作与调试［M］．北京：中国电力出版社，2014．［9］同金，马煜峰．直流电源输出的纹波和噪声的测量［J］．电子测试，2010（2）：88-91．［10］楚永宾，黄海宏，赵斌．基于UC3842的反激式多输出开关稳压电源的设计［J］．电源技术应用，2011（8）：47-51．［11］王开宇，谢军，程春雨，等．多路输出开关稳压电源的设计［J］．信息化研究，2016（2）：70-73．。

(完整word版)基于Buck变换器的开关电源设计【适合做课程设计】

基于Buck变换器的开关电源设计摘要一个高可靠性的电源系统需要大功率宽电压输入范围的DC/DC变换，在充分考虑不同DC/DC变换器拓扑特点的基础上，选用Buck作为系统的电路拓扑.本文介绍了Buck电路的工作原理，对整个闭环结构进行设计与研究,并附以相关电路图表示。

并选择符合规范的元器件，计算产品的成本.关键词Buck拓扑；DC/DC；开关电源;MC34063第一章概述开关电源是利用现代电子电力技术控制功率器件(MOSFET、三极管等）的导通和关断时间来稳定输出电压的一种稳压电源，具有转换效率高，体积小,重量轻，控制精度高等优点。

1。

1基本要求输入直流9V-12V,输出5V，5W；开关振荡频率40KHz。

1.2方案设计采用MOSFET作为功率转换元件,MOSFET具有压降小，输入电阻高，动态特性好等特点。

控制方案采用集成电路MC34063单路PWM控制芯片，极大简化电路设计。

第二章开关电源输入与控制部分设计2。

1 开关电源工作原理开关电源是指调整管工作在开关方式，只有导通和截止两个状态，图2-1为工作过程。

基准电压为固定值,由于输入波动或负载变化导致输出电压减小，采样电压将减小，经过比较放大后，脉冲调制电路根据这个误差，提高占空比使输出电压增大.同理,当由于输入波动或负载变化导致输入电压增大时,脉冲调制电路降低占空比使输出电压减小，以此来控制输出电压的稳定。

图2-1 开关电源原理框图2。

2 Buck 调整器的基本工作方式Buck 调整器的基本电路如图2-2所示,晶体管Q1与直流输入电压dc V 串联，通过Q1的开通与关断，在V1处产生方波电压，采用恒频占空比可调的方式（PWM),在V1出产生方波电压，Q1导通时间为on T 。

Q1导通时V1点电压为dc V ，电流通过串接的电感L0流入输出端,Q1关断时，电感L0产生反电动势，使V1点电压迅速下降到0并变负，直至被D1钳位于—0。

8V 。

假设二极管导通压降为0,则V1点电压为矩形波，该方波电压平均值为T T V on dc /。

开关电源宽电压输入原理_理论说明

开关电源宽电压输入原理理论说明1. 引言1.1 概述开关电源作为一种常见的电力转换设备，广泛应用于各个领域中。

它具有高效率、体积小、重量轻等优点，因此在现代电子产品和工业设备中得到了广泛使用。

而开关电源的输入电压通常有一定范围限制，这不利于应对实际生活中电网电压波动较大或特殊应用场景下存在的宽电压输入需求。

本文将深入研究开关电源宽电压输入原理，介绍宽电压输入的定义以及开关电源基本原理解析，并阐述宽电压输入带来的优势和适用领域。

随后，我们将探讨实现宽电压输入的方法和技术，包括输入滤波和稳压技术、多级转换器设计与控制策略以及瞬态响应和过载保护的考虑因素。

为了更好地理解宽电压输入原理在实际产品中的应用情况，本文还将分析手机充电器设计、工业设备开关电源设计以及汽车电子系统中宽电压输入原理的具体案例。

通过这些案例分析，我们可以了解到宽电压输入原理在实际产品中的应用效果和可能面临的挑战。

最后，本文将总结开关电源宽电压输入原理及其在实际应用中的价值，并展望未来研究方向和发展趋势。

同时也会指出本研究的局限性和改进方向，为进一步深入研究提供思路和参考。

通过本文的阐述，读者将能够全面了解开关电源宽电压输入原理及其在实际应用中的意义，为相关领域从业人员提供技术支持和指导，并为未来的相关研究工作提供参考依据。

2. 开关电源宽电压输入原理：2.1 宽电压输入的定义：宽电压输入是指开关电源能够适应宽范围的输入电压变化。

传统的开关电源通常只能适应一定范围内的输入电压，而无法在较大范围内稳定工作。

然而，随着对电力供应要求越来越高以及不同应用场景对电源输入要求的差异，宽电压输入成为了一个重要的特性。

2.2 开关电源基本原理解析：开关电源是通过将交流输入转换为直流输出的一种设备。

其基本原理是使用半导体器件（如晶体管和二极管）以高频率切断和恢复直流汇流器上的电路，以实现将交流信号转换为脉冲状直流信号，并通过滤波器使其转换为平滑的直流输出。

宽电压范围输入PFC电路的研究

宽电压范围输入PFC电路的研究作者：张雨心宋连庆张瑞国来源：《电脑知识与技术》2019年第06期摘要：该文针对如何实现90V～400V的交流电压向600V直流电压转换的问题，研究了一种适用于宽电压范围输入的功率因数校正电路。

文中介绍了第三代半导体器件——氮化镓器件，并对PFC电路的拓扑结构——boost电路的工作原理进行了阐述和分析。

然后对电路中的关键器件的参数进行了设计。

最终通过实验验证了电路的可行性，表明该电路适用于宽电压范围输入的功率因数校正电路。

关键词：功率因数校正；宽电压范围输入；boost电路中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2019）06-0234-03Wide Voltage Range Input PFC Circuit ResearchZHANG Yu-xin， SONG Lian-qing， ZHANG Rui-guo（School of Electronic Information，Xi’an Polytechnic Universit y，Xi’an 710048， China）Abstract： In this paper， a power factor correction （PFC） circuit suitable for wide voltage range input is studied to realize the conversion from 90V～400V AC voltage to 600V DC voltage.This paper introduces the 3rd generation semiconductor devices—GaN devices， and describes and analyzes the working principle of boost circuit， which is the topological structure of PFC circuit.Then the parameters of the key components in the circuit are designed.Finally， the feasibility of the circuit is verified by experiments， indicating that the circuit is suitable for power factor correction circuit with wide range voltage input.Key words： PFC； wide range voltage； boost circuit随着我国现代化事业发展的脚步，各行各业的自动化水平都在不断地提高，用电设备的数量飞速增长带来用电量的大幅上升，使得电源的转换效率成为新时代下衡量开关电源质量的重要指标。

一种超宽输入范围的开关电源的设计

一种超宽输入范围的开关电源的设计陈丹江;张伟;肖质红;叶银忠【摘要】A new switching power supply with super wide voltage input range based on boost and flyback circuit was presented in this paper. The boost circuit was controlled by L6561 and flyback circuit was controlled by TOPSwitch. When input voltage was low, this voltage was stepped up by boost circuit and then converted by flyback circuit. ff input voltage was high, this voltage was connected to flyback circuit directly. These two modes were controlled by a hysteresis comparator. The experimental results show that when input AC voltage changes from 25 to 265 V, the output voltage is very stable.%介绍了一种基于升压电路和反激电路的超宽输入范围的开关电源电路.其中升压电路采用PFC控制芯片实现,反激电路采用TOPSwitch控制.在输入电压较低的情况下,采用先升压再DC/DC变换的工作模式;在输入电压较高的情况下,直接采用DC/DC变换的模式.两种模式的切换采用迟滞比较器进行控制.实验结果表明,当输入范围达到交流约25 V~265 V的超宽范围时,该电路仍然能够保持良好的性能.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】3页(P65-67)【关键词】超宽输入范围;开关电源;升压电路;反激电路;迟滞比较【作者】陈丹江;张伟;肖质红;叶银忠【作者单位】上海海事大学,上海200135;浙江万里学院,浙江宁波315100;浙江万里学院,浙江宁波315100;浙江万里学院,浙江宁波315100;上海应用技术学院,上海200235【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言随着开关电源的大量应用，对其要求也在不断的提高，要求其效率高、功率因数高、功率密度高、可靠性高等。

宽电压直流输入双端反激开关电源仿真与设计

电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering 宽电压直流输入双端反激开关电源仿真与设计张明詹佩袁钥(西安西驰电气股份有限公司陕西省西安市710075 )摘要：本文为了满足装置内部控制供电需求，设计了一款具备宽电压直流输入、两路输出的双端反激开关电源；借助P S I M仿真软件，搭建了详细的电路仿真模型，通过仿真验证了环路的稳定性、电压调整率、负栽调整率等；最终通过实物的测试和整改，进一步验证仿真糢型，对同类别双端反激开关电源的设计具有一定的理论和实践指导意义。

关键词：宽电压；双端反激；开关电源；P S I M仿真随着电力电子技术的不断发展，尤其是开关器件的高频化、控制策略的性能改进，电力电子产品逐渐趋向于小型化、高效化以及高功率密度化。

作为有目共睹的典型特例，以往的大体积、低效率的开关电源逐渐被淘汰，高频化、小体积、高效率的开关电源越来越得以推广。

随着开关电源技术的发展，衍生出了多种类别。

根据变压器输入输出绕组是否为同名端，开关电源可分为正激式和反激式；根据拓扑电路不同可分为不对称半桥、全桥等。

相对来说，目前在中、小功率段仍以反激式开关电源为主，究其原因主要有以下两点：(1) 反激式开关电源在开关导通时励磁，能量储存在变压器中，当开关管断开后，变压器中的能量才传递给负载，即不能实时传递能量，故不适合较大功率；(2)相对比其它拓扑，正激式开关电源需要额外的磁复位绕组及电路；全桥拓扑元器件多，大功率场合具有一定优势；不对称半桥虽然成本低，但损耗较大；最主要的，同等功率下，反激开关电源效率最高。

因此，反激开关电源经常用于各种装置、小系统的供电11]。

根据变压器原边绕组所接开关管的个数，反激式开关电源又可分为单端式和双端式。

其中，单端式应用最为广泛，常用于工频交流90-270V;当输入为较高的直流电压时，由于单端反激开关管关断时尖峰电压较高，对开关管耐压要求较高，故经常采用双端反激。

开关电源的主要性能指标及其分析

开关电源的主要性能指标及其分析开关电源主要性能指标分为输入参数、输出参数、电磁兼容性能指标和其他标准等４类，它们是开关电源选择和设计制造的依据。

1、输入参数（1）输入电压国内应用的民用交流三相电源电压为３８０Ｖ，单相为２２０Ｖ。

目前，开关电源多采用国际通用电压范围，即单相交流８５～２６５Ｖ，这一范围覆盖了全球各种民用电源标准所限定的电压。

直流输入电压情况较复杂，从２４～６００Ｖ均有可能。

由于输入电压变化范围过宽，在设计开关电源过程中就必须留下较大裕量而造成浪费，因此，变化范围应在满足实际要求的前提下尽可能小。

（2）输入频率我国市电频率为５０Ｈｚ。

航空、航天及船舶用电源常采用４００Ｈｚ，它们的输入电压通常为单相或三相１１５Ｖ，整流后的脉动频率远高于工频，因而整流后所接滤波电容的电容量可减小很多。

（3）输入相数三相输入的情况下，整流后直流电压约为单相输入时的１．７倍，当开关电源功率大于５ｋＷ时，应选三相输入，以避免引起电网三相间的不平衡，同时可减小主电路的电流，以降低损耗。

功率为３～５ｋＷ时可选单相输入，以降低主电路电压等级，以降低成本。

（4）输入谐波电流和功率因数为保护电网环境、降低谐波污染、提高电能效率，许多国家和地区已出台相应的更高的标准要求（ＩＥＣ６１０００－３系列），对用电装置的输入谐波电流和功率因数做出较严格的规定，因而，输入谐波和功率因数成为开关电源的一个重要指标，也成为设计、应用开关电源产品的一个重点。

但减小谐波电流和提高功率因数会增大电路的复杂程度，增加成本，可靠性也会随着元器件的增加而下降。

因此，应根据实际需要和有关标准来制定指标。

目前单相有源功率因数校正（ＰＦＣ）技术已基本成熟，附加成本也较低，可很容易使输入功率因数达到０．９９以上，输入总谐波电流小于５％。

三相ＰＦＣ技术还不成熟，若要使功率因数达到较高值（如高于０．９９），则需要６开关ＰＷＭ整流电路，其成本很可能会高于后级ＤＣ／ＤＣ变换器成本。

基于SG3525的DCDC开关电源设计

基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要本文主要目的是设计一款基于SG3525的推挽式DC/DC开关电源，首先可以将DC10~35V，转变成DC360V，额定功率达到500W。

可应用在低压转高压的设备中，特别是适用于低压输入的车载逆变电源的前级升压等。

通过对比研究，设计了基于SG3525的推挽式DC/DC开关电源的主拓扑结构，将前级的低压直流电通过变压器耦合升压，输出经过桥式整流和LC滤波，得到360V 直流高压。

MOSFET漏源极采用RC吸收电路，对变压器漏感产生的尖峰电压进行吸收。

电压的反馈采用TL431和PC817结合的隔离采样方式，实现了前后级的电气隔离。

电压反馈信号送入SG3525的比较端，与SG3525的内部三角波进行比较，可以得到占空比变化的PWM波形，实现对输出电压的闭环控制。

通过对主电路工作原理分析和参数计算，完成了硬件电路的设计，最后通过电力电子仿真软件SABER对电路进行仿真验证，可以在输入电压全范围内实现稳压输出360V，输出功率达到额定要求，电路性能稳定，响应速度快。

关键词：SG3525推挽DC/DC开关电源SABER仿真AbstractThe main purpose of this paper is based on a push-pull DC/DC SG3525 switching power supply, can be transformed into DC10~35V, DC360V, rated power reaches 500W. Can be used in high pressure and low pressure rotor device, especially suitable for low voltage inverter power input before voltage etc..Through the comparative study, design the main topology of push-pull DC/DC switching power supply based on SG3525, the low voltage DC power stage through transformer step-up, output filtered bridge rectifier and LC, 360V DC high voltage. MOSFET drain source using RC snubber circuit, peak voltage of transformer leakage generated by absorption. Isolation by TL431 and PC817 combined with the feedback sampling voltage, electrical isolation between the before and after class. Comparison of terminal voltage feedback signal is sent to SG3525, compared with the internal triangular wave SG3525, can get the PWM duty cycle waveform changes, to achieve closed-loop control of output voltage.Through the work of the main circuit principle analysis and parameter calculation, completed the hardware circuit design, the power electronic simulation software SABER to verify the circuit, the input voltage can achieve the full range output voltage 360V, output power reaches the rated circuit requirements, stable performance, fast response speed.Key words：SG3525 push-pull DC/DC SABER simulation目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3论文研究内容 (2)第2章课题设计要求及方案 (3)2.1设计要求 (3)2.2设计方案 (3)第3章系统主要元器件介绍 (5)3.1SG3525芯片介绍 (5)3.1.1 引脚功能说明 (6)3.1.2 SG3525的工作原理 (7)3.2 TL431工作原理介绍 (9)3.3PC817性能介绍 (11)3.4高频变压器 (12)第4章硬件电路设计 (14)4.1 推挽电路原理及设计 (14)4.2 SG3525控制电路设计 (17)4.3 TL431和PC817反馈电路设计 (18)4.4 高频变压器设计 (19)第5章saber仿真验证 (22)5.1 仿真软件介绍 (22)5.2 系统仿真电路图 (23)5.3 仿真结果 (23)第6章结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附录A外文资料 (30)附录B电路原理图 (47)石家庄铁道大学四方学院毕业设计第1章绪论1.1 课题研究的目的意义随着电力电子技术的高速发展，电力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80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，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、电子检测设备电源、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[1]。

一种宽输入电压范围反激电源的研究与设计

一种宽输入电压范围反激电源的研究与设计李文豪;廖建军【摘要】当前针对小功率开关电源输入宽电压范围、输出高电压的要求日趋普遍.实现高压输出的方式很多,但电源产品研发需要综合考虑性能、可靠性、可生产性及成本等多方面因素.着重介绍一种采用双绕组变压器的电源设计思路,每个绕组分别整流后再叠加升压,以此获得直流高压输出.分析了该方法在器件选择、频率设定以及电路体积重量等方面的优势.最后运用该方案研制了一款电路,通过仿真和实测结果表明设计满足要求.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2018(018)011【总页数】4页(P18-21)【关键词】高效率;反激;双绕组变压器;叠加倍压;TL431【作者】李文豪;廖建军【作者单位】中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆400060;中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆400060【正文语种】中文【中图分类】TN4021 引言当下DC/DC开关电源技术持续演变发展，宽范围电压输入、高压输出的小型化开关电源模组应用越来越广泛，例如军事应用领域的电子对抗、雷达探测、电磁脉冲武器和科研院所机构使用的回旋式电子加速器等，在民用领域诸如机场、高铁站、会议中心等公共场所人员密集区域的安检以及各类工业探伤、医疗诊断检测等方面也有大量应用。

本文基于某应用场景，需研究设计一款特殊环境下使用的高压小功率输出的低成本电源模块电路。

经查询参考资料[1-2]及相关学术文献，发现当前的研究偏重于高压大功率领域，对高压小功率输出的研究较少，且多采用直升高压或倍升高压等传统的高压输出方式，在本文研究的特定条件下存在一定局限性。

2 电路总体方案现有开关电源模组的重量、体积等关键指标很大程度上取决于内部变压器，而在固定的转换功率约束条件下，工作频率的高低直接决定了变压器的体积和重量大小（轻重）。

因此为了获得更小的体积和更轻的重量，最有效的技术途径就是尽力提高变压器的工作频率。

这就是开关电源小型化技术的基础。