浅谈高性能开关型直流稳压电源
浅谈直流稳压电源电路设计
浅谈直流稳压电源电路设计随着科技的发展，信息时代的进步，电子产品的应用越来越广泛，电子产品应用的同时需要直流稳压电源对这些电子产品进行充电，因此直流稳压电源的发展乃至成熟是信息发展的必然趋势。
本文主要阐述了直流稳压电源的设计过程，论述了直流稳压电源的发展历史和现状，简述了电路实际设计过程，完成了直流稳压电源电路的设计工作，对其应用做了总结。
标签：直流稳压电源;电路设计;工作原理一、直流稳压电源的发展历史、现状和设计背景从二十世纪60年代中期到了90年代以来，以电子为核心的电源产业进入快速发展时期，数据通讯和电信行业的技术更新推动电源行业向智能化方向发展。
电源的控制方式经过模拟控制、模数混合控制向数字控制阶段转变。
数字控制的优点是标定更的量，芯片价格也比较低，相对模数混合控制其对电压电流的检测更精确，实现较高精度的较正和快速灵活的控制。
1919年之后，我国相对发达国家，在电源行业方面存在不足和差距。
电源产品的开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、可靠性和持续创新等方面都存在差距，很多先进的电源设备国内不能生产，主要依赖于进口。
2018年直流稳压电源现状分析报告看出，国内直流稳压电源行业正处于发展时期，并且不断发展成熟起来。
二、电路设计实验设备及器件所谓巧妇难为无米之炊，电路设计同样需要必要的实验设施和工具，而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。
下面具体阐释设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的实验材料：1.电路所需实验设备、实验工具和仪表。
本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行，需要的实验仪器和实验工具如下：示波器、万用表、变压器（12v）、电烙铁、钳子和镊子等，另外需要若干焊锡和连接线。
2.电路所需元器件清单。
元器件清单如下：三、电路设计思路直流稳压电源又称为直流稳压器，其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。
其关键是输出直流电压的稳定性，所以设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。
开关型直流稳压电源的工作原理
开关型直流稳压电源的工作原理“哇塞，你们知道那个神奇的小盒子是干啥的不？”有一天，我和小伙伴们在我家做作业，突然停电了。
这时候，我爸爸拿出一个小盒子，接上一些线，然后灯就亮了。
我们都好奇得不得了，这到底是啥玩意儿呢？这个小盒子呀，就是开关型直流稳压电源。
它就像一个小魔法师，能把电变得稳稳当当的。
它有几个关键部件呢。
有个大大的变压器，就像一个大力士，能把电压变高或者变低。
还有一些电容和电感，就像小卫士一样，能把电变得更平滑。
那它是咋工作的呢？首先，它从插座里把电吸进来，就像小怪兽吃东西一样。
然后变压器开始工作啦，把高电压变成我们需要的低电压。
接着，电容和电感就上场了，它们把电变得滑溜溜的，没有一点波浪。
最后，稳稳的直流电就出来啦，可以给我们的台灯、电脑啥的供电。
开关型直流稳压电源的主要技术可厉害啦。
它就像一个聪明的小精灵，能快速地开关电，把不好的电都挡在外面。
它通过不断地开关，把交流电变成直流电，还能把电压稳定在一个固定的值。
就像我们玩游戏的时候，要遵守规则一样，电也得有个规矩，不能乱跳乱蹦。
这个小魔法师一样的电源在我们生活中的应用可多啦。
比如说，我们的手机充电器就是一种开关型直流稳压电源。
它能把家里的交流电变成手机需要的直流电，让我们的手机能充上电。
还有我们的电脑也需要它，没有它，电脑就没法工作啦。
就像我们人需要吃饭才能有力气一样，这些电器也需要稳定的电才能好好工作。
我觉得开关型直流稳压电源真的好神奇呀，它虽然小小的，但是作用可大啦。
它能让我们的生活更方便，让我们的电器都能好好工作。
我们应该好好爱护它，让它为我们的生活带来更多的好处。
直流开关稳压电源设计
直流开关稳压电源设计一、设计背景及意义随着电子技术的飞速发展，各类电子设备对电源的需求日益增长。
直流开关稳压电源以其高效、稳定、体积小、重量轻等优点，在通信、计算机、家用电器等领域得到了广泛应用。
设计一款性能优越、可靠性高的直流开关稳压电源，对于提高电子设备的整体性能具有重要意义。
二、设计目标1. 输出电压范围：12V±1V；2. 输出电流：2A；3. 转换效率：≥85%；4. 工作温度范围：25℃~+85℃；5. 具有过压、过流、短路保护功能；6. 体积小，便于安装。
三、设计方案1. 电路拓扑选择本设计采用开关电源的主流拓扑——反激式变换器。
反激式变换器具有电路简单、体积小、效率高等优点，适用于中小功率电源设计。
2. 主控芯片选型选用ST公司的STM32F103系列微控制器作为主控芯片，该芯片具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点，能够满足开关电源的设计需求。
3. 功率开关管选型功率开关管是开关电源的核心元件，本设计选用N沟道MOSFET作为功率开关管。
根据设计指标，选用IRF530N型号MOSFET，其导通电阻低，可降低开关损耗，提高转换效率。
4. 输出整流滤波电路设计输出整流滤波电路采用肖特基二极管和LC滤波电路。
肖特基二极管具有正向压降低、开关速度快的特点，适用于开关电源整流。
LC滤波电路能有效抑制输出电压纹波，提高输出电压稳定性。
5. 保护电路设计为实现过压、过流、短路保护功能，设计如下保护电路：（1）过压保护：在输出端设置一个电压比较器，当输出电压超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
（2）过流保护：在功率开关管源极串联一个取样电阻，实时监测电流值。
当电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
（3）短路保护：在输出端设置一个电流比较器，当输出电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
四、实验验证与优化1. 搭建实验平台，对设计的直流开关稳压电源进行测试，观察输出电压、电流、效率等参数是否符合设计要求。
开关电源34063
MC34063构成的DC/DC开关稳压电源1.开关型直流稳压电源简介1.1线性稳压电源和开关稳压电源的比较线性稳压电源：结构简单，调节方便，输出电压稳定性强，纹波电压小。
缺点是调整管工作在甲类状态，因而功耗大，效率低（20％～49％）；需加散热器，因而设备体积大，笨重，成本高。
开关稳压电源：调整管工作在开关状态，大大减小了器件的功耗，提高了电源的工作效率，开关型稳压电源的效率可达70％～95％。
体积小，重量轻。
适于固定的大负载电流、输出电压小范围调节的场合。
1.2串联（降压）开关型稳压电路换能电路的基本原理图及其等效电路串联开关型稳压电源的结构框图串联开关型稳压电路的简化电路串联开关型稳压电路，通过对三极管斩波控制完成稳压输出。
由于能量到达负载为输入电压的断续形态，故输出电压低于输入电压为降压型开关电路。
1.3并联（升压）开关型稳压电路换能电路的基本原理图及其等效电路并联开关型稳压电路的简化电路并联开关型稳压电路，同样通过对三极管斩波控制完成稳压输出。
能量到达负载也为断续形态，但为输入电压与电感电压和的断续形态，故输出电压可高于输入电压为升压型开关电路。
2. MC34063 DC/DC变换器控制电路简介：MC34063是一单片双极型线性集成电路，专用于直流-直流变换器控制部分。
片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输出1.5A的开关电流。
它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。
特点：*能在3.0-40V的输入电压下工作*短路电流限制*低静态电流*输出开关电流可达1.5A（无外接三极管）*输出电压可调*工作振荡频率范围为100HZ到100KHZ*可构成升压、降压或反向电源变换器3.MC34063引脚图及原理框图4.MC34063 电路原理振荡器通过恒流源对外接在CT 管脚(3 脚)上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。
电力电子课程设计-sg3525脉宽调制高频开关稳压电源
电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域,在现代的各种电力设备中都得到里广泛的应用。特别是在小型及各种家用电器和电子设备中大量使用了各种AC—DC转化电路，其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻等突出优点而得到最为广泛的应用。本课题是设计一种基于SG3525PWM控制芯片为核心构成的高频开关电源电路。
SG3525芯片能同时满足较好的电气性能和较低的成本,因而被广泛用于小功率开关电源。用其作为PWM控制芯片组成的电路具有结构简单、体积小、容易实现的特点。实验表明由该PWM控制芯片控制的开关电源的性能可同集成稳压器媲美,效率比线性稳压电源高,有很好的发展前景。
电子电源微处理器监控，电源系统内部通信，电源系统智能化技术以及电力电子系统的集成化与封装技术。总之，开发高功率密度，高效率，高性能，高可靠性以及智能化电源系统仍然是今后开关电源技术的发展方向.
高频稳压电源要求高功率密度，外型尺寸小，高效率，高可靠性，高功率因数，以及智能化，低成本，EMI小，可制造性，分布电源结构等。现在功率MOSFET和IGBT己完全取代功率晶体管和中小电流的晶闸管，使开关电源的高频化有了可能:器件的工作频率可达400KHz(AC-DC开关变换器)和1MHz(DC-DC开关变换器)，超快恢复功率二极管和MOSFET同步整流技术的开发，也为研制高效，低电压输出(U<3V)的开关电源创造了条件。电源按硬开关模式工作时开关损耗大，高频化可以缩小电源的体积重量，但开关的损耗更大了.为此研究开发出开关电压/电流波形不交叠的技术，即零电压(ZVS) /零电(ZCS)软开关技术，有效的提高了开关电源的效率·例如在九十年代中期30A/48V开关整流器模块采用移相全桥ZVS-PWM技术后，仅重7kg。比用PWM技术的同类产品，重量下降40%.最近国外小功率AC-DC开关电源模块(48/12V)总效率可达到%%;48/5VAC-DC开关电源模块的效率可达到92-93%，二十世纪末，国产的50-100A输出，全桥移相ZV-ZCS-PWM开关电源模块的效率超过93%.
直流稳压电源
摘要开关电源以其高效率、小体积等优点获得了广泛应用。
传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术，而近年电流型PWM技术得到了飞速发展。
相比电压型PWM，电流型PWM具有更好的电压调整率和负载调整率，系统的稳定性和动态特性也得以明显改善，特别是其内在的限流能力和并联均流能力使控制电路变得简单可靠。
直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。
一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。
信号源产生控制信号，该信号有它激或自激电路产生。
比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值，、频率、波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到稳定输出电压值的目的。
DC/DC变换器用以进行功率变换，它是开关电源的核心部分。
除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等电路。
开关电源典型结构有串联开关电源结构、并联开关电源结构、正激开关电源结构、反激开关电源结构、半桥开关电源结构、全桥开关电源结构等。
这里重点介绍一下反激开关电源结构。
所谓单端是指只有一个脉冲调制信号功率输出端一漏极D。
反激式则指当功率MOSFET 导通时，就将电能储存在高频变压器的初级绕组上，仅当MOSFET关断时，才向次级输送电能，由于开关频率高达100kHz，使得高频变压器能够快速存储、释放能量，经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。
这也是反激式电路的基本工作原理。
而反馈回路通过控制TOPSwitch器件控制端的电流来调节占空比，以达到稳压的目的。
稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。
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第10章 直流稳压电源 (2)
(3)、输出特性(外特性): UL
1.4U2
电容滤波 纯电阻负载
0.9U2
0
IL
输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,U0和 纹波也随之改变。 如:RL愈小(I0越大),U0下降多,纹波增大。
IC 2 I2 CO IO
+ + U – I1 R Ci UI _
W78XX I3 3
+ UO _
（5）恒流源电路
1 + UI _ 2 + UXX _
W78XX Ci 3
R
IQ
IL
RL
U I L I Q R
IL与负载电阻无关，当器件选定后，UXX为一定 值，因此IL为恒流输出。
10.4 开关型稳压电源
整流电路为电 容充电
D2 u2
t1
t
充电结束
没有电容时的 输出波形
u0
t
a
u1
u1
u2
D4
D1 D3
C
S RL u0
b
RL接入（且RLC较大）时
D2 u2
忽略整流电路内阻 电容通过RL放电， 在整流电路电压小 于电容电压时，二 极管截止，整流电 路不为电容充电， u0会逐渐下降。
t
u0
t
a
u1
u1
• 内部有过热保护 • 内部有过流保护 • 调整管设有安全工作区保护
输出电压额定值有: 5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。
4. 三端固定输出集成稳压器的应用 (1) 输出为固定电压的电路 输出为固定正电压时的接法如图所示。 1 2 W7805 输入与输 + + 3 出之间的 0.1~0.33F Ui Ci CO UO 电压差取 1F 3～5V！ _ _ 用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 为了瞬时增减负载电流 时不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。
电源的种类及其特点分析
电源的种类及其特点分析1.交流稳压电源的特点就是能够提供一个稳定电压和频率的电源称交流稳定电源。
目前国内多数厂家所做的工作是交流电压稳定。
下面结合市场有的交流稳压电源简述其分类特点。
参数调整（谐振）型这类稳压电源，稳压的基本原理是LC串联谐振,早期出现的磁饱和型稳压器就属于这一类.它的优点是结构简单,无众多的元器件,可靠性相当高稳压范围相当宽,抗干扰和抗过载能力强.缺点是能耗大、噪声大、笨重且造价高电流传感器(currentsensor)。
在磁饱和原理的基础上的发育形成的参数稳压器和我国50年代已流行的“磁放大器调整型电子交流稳压器”（即614型）均属此类原理的交流稳压器。
自耦（变比）调整型1、机械调压型，即以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的的绕组滑动面上移动，改变V o 对Vi的比值，以实现输出电压的调整和稳定。
该种稳压器可以从几百瓦到几千瓦。
它的特点是结构简单，造价低，输出波形失真小；但由于炭刷滑动接点易产生电火花，造成电刷损坏以至烧毁而失效；且电压调整速度慢电压传感器,(voltagesensor)。
2、改变抽头型，将自耦变压器做成多个固定抽头，通过继电器或可控硅（固态继电器）做为开关器10件，自动改变抽头位置，从而实现输出电压的稳定。
该种型稳压器优点是电路简单，稳压范围宽（130V-280V），效率高（≥95%），价格低。
而缺点是稳压精度低（±8～10%）工作寿命短，它适用于家庭给空调器供电。
大功率补偿型——净化型稳压器（含精密型稳压器）它用补偿环节实现输出电压的稳定，易实现微机控制保险丝(converter,resettablefuse)。
它的优点是抗干扰性能好，稳压精度高（≤±1%）、响应快（40～60ms）、电路简单、工作可靠。
缺点是：带计算机，程控交换机等非线性负载时有低频振荡现象；输入侧电流失真度大，源功率因数较低；输出电压对输入电压有相移。
对抗干扰功能要求较高的单位，在城市里应用为宜，计算机供电时，必须选用计算机总功率的2-3倍左右稳压器来使用。
大功率可编程直流电源
至茂电子生产的DLC6000系列开关型直流稳压稳流电源是产品研发、产品集成、产品认证、生产测试及老化、自动化制造测试和过程控制等应用领域的可靠高性能直流电源供应器。
产品采用高频PWM硬件调整软开关控制技术，具备交、直流兼容输入及各种保护功能。
采用进口IGBT模块功率器件及全桥变换技术，具体高效能、高精度、高稳定性、小体积等特性，优化于线性电源和硅整流电源的高效率，产品可长时间运行可靠，过载能力强。
别名：可调开关电源，可调直流稳压电源，大功率直流稳压电源，直流可调稳压电源，直流电源供应器，大功率直流电源。
DLC6000系列开关型直流稳压稳流电源电压电流值从零至额定值连续可调，恒压恒流自动转换，在额定范围内任意选择且限制保护点。
电压、电流同时数字显示。
内置温控散热风扇，既能有效散热，又能有效延长风扇寿命；产品具有过压、过流、输入缺相、输入欠压、输入过压、短路、过载等保护功能。
开机延时软启动，避免开机输出电压过冲。
产品可多台并串机，实现功率扩容。
产品控制可手动旋钮、按键、计算机、PLC等可选。
目前DLC6000系列开关型直流稳压稳流电源广泛应用于电力、工控、通信、科研、铁路、汽车、船舶、蓄电池充电、航空航天、表面处理、电化学、新能源、电容器、电机、污水处理、电子产品生产检测、LED照明、加热、地质勘探、医疗设备（MRI）、半导体设备（MOCVD）、真空镀膜设备等行业。
国内已有众多企业单位使用DLC6000系列直流稳压稳流电源用于产品测试和老化，另外众多科研单位、军工电子研究所、航空电器、有色金属等单位，使用此电源进行高精度高强度电源供应下的科研工作，广受好评。
产品特点1、显示：输出电压电流LED显示（可按客户要求加装LCD液晶显示）；2、外观：采用台式、塔式或19英寸标准化尺寸，支持N+1冗余扩容，可组合放置于各种工作台面及机架；3、优点：高频PWM硬件调整软开关控制技术使电源高效率，低纹波、低噪声、高可靠性、体积小、重量轻；4、恒压恒流：输出CC/CV恒压恒流自动切换，电压电流值从零到额定值连续线性调节；5、保护功能：过压保护（OVP)、过流保护(OCP)、过温保护(OTP)、欠压保护、过载保护；6、短路特性：工作状态下可长时间短路；7、外接补偿：可选外接补偿（Remote Sensing），减少回路线缆压降；8、过压保护值：输出过压保护值可调，保护后切断输出并锁定，重新开机恢复；9、电流预置功能：用户可以在不接负载的情况下将负载实际需要的任何电流进行预置，当产品实际有电流输出时，实际输出最大电流可到预先设置值（选配））。
开关电源原理与分析
８２０ ４７１
１５０ １５０
５６０
—
Ｃ５４
Ｇ
图 ２－１：开关电源原理图（输入、输出部分）
６
Ｖｉ
３９ｋ ３９ｋ
３９ｋ ０．４５２ｎ２Ｆ ２２
３９ｋ
１ ２２
Ｔ１１ ６，７
去输出电路
０．４５ｎＦ
２２ ３
４
５ ８，９
频率越低，这些元件的尺寸就越大。因为线性电源使用的市电频率是 50Hz— — 这是个非常
低的频率，所以变压器和电容会非常大。同样地，使用电力的设备电流需求越高，供应它们
的电源就需要越大尺寸的变压器。
２．开关电源原理
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的
交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转化为高频交流电的原
该电路由第三边（辅助绕组）供电，与常规的芯片启动电路有较大 差别。Ｃ３１ 及前面的两个二极管用于获得相对稳定的集电极直流偏压， 基极偏置取自输入电路的直流电压。Ａ、Ｃ 点用于提供其它辅助控制的上 偏电源。
３９ｋ ４００Ｖ，１８０ｕＦ ３９ｋ
去反馈电路，Ａ
３９ｋ
１ Ｔ１１
３９ｋ ０．４５２ｎ２Ｆ ３９ｋ ２２
２２ ０．４５ｎＦ
６
２２ ３
４
７
２．２ｋ ４Ｒ７４ ．７ｋ
５
去 ＭＯＳＦＥＴ 的 Ｄ 极
Ｃ，去电流极限电路
Ｃ３１ ５．１
Ｃ１８
０ １００Ｖ，４．７ｕ
０ ＴＲ３２
２ＳＤ１４５７
１８ｋ
Ｖｃｃ Ｇｎｄ Ｇ
８
图 ２－４：电源启动电路
线性稳压电源和开关稳压电源详解
线性稳压电源和开关稳压电源详解根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
而在开关电源中则不一样，开关管(在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小;关——电阻很大。
开关电源是一种比较新型的电源。
它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。
?通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示，电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管)，续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用)，将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制)，就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
在开关闭合期间，电感存储能量;在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能电感。
二极管D在开关断开期间，负责给电感L提供电流通路，所以二极管D叫做续流二极管。
在实际的开关电源中，开关K由三极管或场效应管代替。
当开关断开时，电流很小;当开关闭合时，电压很小，所以发热功率U×I就会很小。
这就是开关电源效率高的原因。
什么是线性电源?线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
大功率直流开关电源设计毕业论文
摘要开关电源具有效率高、体积小、重量轻等显著特点。
目前世界各国都有广泛的应用，特别是对大容量高频开关电源的研究和开发已成为当今电力电子学的主要研究领域，并派生了很多新的研究方向。
本文的主要内容就是研制一种高性能、大功率直流开关电源。
本文详细分析了高性能、大功率直流开关电源的工作原理，并提出了主电路和控制电路的详细设计方案。
在此基础上，完成了整个系统的硬件电路设计和软件程序的编制，并对电源装置的硬件和软件进行了调试和修改。
在分析原理的基础上，本文从三相桥式不控整流、全桥变换器、高频变压器、滤波电路等环节对该系统的主电路进行了阐述，同时探讨了该电源系统实现大功率的解决方案，即采用多个电源模块并联运行。
本文还探讨了多个电源模块并联运行时的自动均流技术，并详细介绍了基于平均值的自动均流电路。
在电压调节环节上，详细分析了基于UC3825控制芯片的PWM控制电路。
本文研制的直流开关电源具有输出电压可调、输出电流大、纹波小等特点，而且还具有换档、远程控制等功能。
实验结果表明它基本达到设计要求，从而验证了理论分析的正确性，具有广阔的应用前景。
关键词:DC-DC变换器，开关电源，均流，高频变压器，PWM控制目录摘要 .............................................. 错误!未定义书签。
ABSTRACT ........................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论 ........................................ 错误!未定义书签。
开关电源的发展及国外现状........................ 错误!未定义书签。
国内开关电源的发展及现状........................ 错误!未定义书签。
第2章系统的整体分析和选择 ........................ 错误!未定义书签。
《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。
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。
可调直流稳压电源论文
可调直流稳压电源摘要：在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电，小功率的稳压电源是由电源变压器，整流电路，滤波电路和稳压电路等四部分组成。
本文应用变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压源。
输出电压在1.5V-12V范围内连续可调，输出电流最大可达1A;输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于3%，输出电阻小于0.1 。
由于本次设计能力有限，不能达到如此高的要求，所以只能简单的用于实验作为可调电源使用。
直流稳压电源具有高准确度、精确度和高稳定性的特性，在研究单位、实验室作为可调电源或是生产线上作为产品寿命试验的固定电源，它是最好的选择，再则它具有完善的保护线路，更能满足使用者简单、方便的使用需求。
Summary：In electronic circuits, usually required the dc voltage stability voltage power supply, small power manostat is by power transformer, rectifying circuit voltage circuit, filter circuits and four components. This paper applied transformer, rectifier diode, filter capacitance and integrated voltage source to design the dc voltage stabilizer. Output voltage in 12V range 1.5 V - continuously adjustable output current biggest can reach 1A; Output ripple voltage less than 5mV voltage coefficient is less than 3%, output resistance less than 0.1. Because of this design ability is limited, cannot achieve such a high demand, therefore can only simple used in experiment as adjustable power use. Dc voltage stabilizer with high accuracy, precision and high stability characteristics, research units, laboratory as adjustable power or line as a product of life test power source, it is fixed the best choice, moreover, it is the perfectprotection circuit, which can better satisfy users simple, convenient use requirement.关键词：电源变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压器1引言近几年随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千，直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备，常见的直流稳压电源，大都采用串联式反馈式稳压原理，通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。
TF-1型开关电源论文
TF-1型开关电源研究摘要:本文叙述了tf-1型开关电源的设计思想;有关电路工作特点和设计过程;并对开关电源的发展前途作了必要的阐述。
关键词:tf-1开关电源稳压滤波逆变随着电子产业的飞速发展,电子电讯设备对滞留稳压电源的要求越来越高,传统的使用工频变压器的线性调节稳压电源由于体积大、效率低、抗干扰能力差,正逐步被淘汰。
取而代之的是开关型直流稳压电源。
开关型稳压电源是一种高性能的直流稳压电源。
由于其功率调整工作在高频开关状态,使得整机的效率高、抗干扰能力强。
随着大规模集成电路的快速发展,开关电源体积越来越小、价格越来越低,因此,用开关稳压电源是大势所趋。
1 设计思想开关电源的基本原理是,电网电压整流、滤波后,转换成直流电输入高频变换电路。
高频变换电路则把输入的直流电转变为高频脉冲电压,该脉冲电压经整流、滤波后变为所需的直流电压。
通过改变脉冲电压的宽度,来稳定输出电压。
在进行了广泛的市场调研和查阅了大量资料的基础上,结合一些企业的实际情况,形成了研制这种高性能开关电源的总体思路:1.1 由于开关电源工作在高频开关状态,具有极强的抗干扰能力。
为了防止开关电源本身对电网产生射频干扰(rfi),应在开关电源的输入电路中加入lc滤波器。
整个开关电源的外壳要采用铝合金罩,进行电磁屏蔽,以便有效地抑制开关电源对外产生的辐射干扰。
1.2 高频变换电路采用它激式工作方式。
在它激式工作方式中,高频脉冲电压为脉冲方波,整流、滤波以后的纹波电压很小。
1.3 采用必要的保护措施。
为了防止由于负载发生故障而开关电源,因此,应设计过载、短路保护,提高整机的工作可靠性。
2 实施方案及具体设计过程根据以上构思,我们设计出了tf-1型开关稳压电源。
其工作原理框图如图1所示。
tf-1型开关电源的工作过程为:电网电压经工频变压器隔离和降压后,由开关电源的交流输入端输入,经射频干扰(rfi)滤波器滤波后输入整流滤波电路,变为含有一定脉动电压的直流电压,然后进入高频逆变电路。
直流稳压电源使用手册
线性电源的主要优点：
1.电路简单可靠 2.电气噪声低 3.对电网污染小等
开关电源的主要优点：
1.体积小、重量轻 2.效率高 3.应用灵活
线性电源主要缺点：
1.笨重 2.体积大 3.效率较低 目前线性电源主要应用于 对噪声敏感的场合如高精度仪器， 实验室教学等一些中小功率的场 合。
开关电源的主要缺点：
线性电源有很多指标，但可以从逻辑上划分为三 类：准确度和分辨率、稳定性和交流特性。我们 将分别介绍属于这三类的重要指标。 准确度和分辨率 设置准确度 设置分辨率 回读准确度 回读分辨率
电压和电流设置(有时称为极限或设置值)分别有与之相关的分辨率和准确 度指标。这些设置的分辨率决定了输出可调的最小增量，准确度描述了输出 值符合国际标准的程度。应当分别考虑设置和回读指标。回读准确度好并不 一定就意味着设置准确度好。
纹波和噪声
MODEL:
Iout +
Vac (t)
Constant
DC V out Nominal
Specified in RMS and P/P
Power V Supply out
RL
In CV
t
的 AC电源频率生成的低频纹波 由于电路设计不当导致低频 纹波和噪声 不定期的随机噪声
DC I out
其他实用功能简介
键盘锁功能 SPD3000系列线性可编程直流电源支持键盘锁功能，开启其次功能， 可防止误操作。 长按面板LOCK/VER案件即可进入
本地设置状态存储功能 SPD3000系列支持本地5 组设置状态的存储，可保存的状态有：独立/ 串联/并联模式、输出电压/电流值和定时器设定值。
对比固纬优势：
Constant Voltage（CV） 恒压模式下，输出电流小于设定值，并 通过前面板控制。前面板指示灯亮绿灯（CV），电压值保持在设定值。 而当输出电流值达到设定值，则返回恒流模式。
可调开关直流电源..
可调开关直流电源背景可调开关直流电源（Adjustable Switching DC Power Supply）是一种常用的电源，它可以将交流电转换为稳定的直流电，提供给电子设备使用。
通过调节电源输出电压和电流，可满足不同电子设备的工作需求。
在实验室、制造工厂、学校、医院、家庭等各种场合中广泛应用。
组成可调开关直流电源由输入端、变压器、整流电路、滤波电路、开关转换器、控制部分等多个组成部分组成。
输入端：接受交流电源输入，常为220V/110V交流电。
变压器：将输入端的交流电变为需要的低压交流电。
整流电路：将变压器输出的低压交流电转换为直流电。
滤波电路：将直流电中的杂波滤掉，使输出稳定。
开关转换器：控制输出的电压和电流，使其稳定在需要的范围内。
控制部分：控制整个电源的工作状态和输出参数。
特点1.高效率：可调开关直流电源采用了高效率转换器，能够将大部分的输入电源能量转换成输出电源，减少能量浪费。
2.全电压调节：可调开关直流电源可以通过调节开关转换器的工作状态，改变输出电压，从而满足不同电子设备的工作需求。
3.大范围调节：可调开关直流电源可以在一定范围内调节输出电压和电流，便于适应不同的电子设备的需求。
4.可靠性高：可调开关直流电源采用精良的整流、滤波、开关转换器等设计，具有高可靠性和长寿命。
应用可调开关直流电源广泛应用于各种领域，包括电子产品生产制造、实验室研究、通信系统、医疗设备、汽车生产制造等领域。
例如，可调开关直流电源在电子产品制造中，可以为各种电路板和模块提供适合的电源，保证电子产品正常工作。
在实验室中，可调开关直流电源可以为各种实验设备提供精确稳定的电源，便于实验的进行。
在通信系统中，可调开关直流电源可以为通信设备提供稳定的电源，保证通信的质量和可靠性。
在医疗设备中，可调开关直流电源可以为各种医疗设备提供稳定的电源，保证医疗设备的正常工作。
在汽车生产制造中，可调开关直流电源可以为各种测试设备提供精确的电源，保证汽车生产质量。
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浅谈高性能开关型直流稳压电源
摘要:高性能开关型直流稳压电源是根据移相控制全桥DC／DC 变换器中的小信号模型,依据系统频域特性研究了电源性能,按技术指标研制出来的一台样机,经过反复的实验,结果表明了高性能开关型直流稳压电源的实用性。
本文主要着手于高性能开关型直流稳压电源的性能探究。
关键词:高性能开关型直流稳压电源探究
随着电力电子技术的不断发展,高性能开关型直流稳压电源将在电力系统得到广泛的应用,开关型直流电流的主要优点变现在:工作稳性、可靠性好、重量轻、效率高以及功耗小等,其发展趋势相对于其他开关型电流更具竞争力。
开关型直流电流应用于粒子加速器电源等领域。
经过全方位的分析及全盘考虑。
相关技术研究人员采用移相控制桥DC／DC变换小信号模型设计了高性能开关型直流稳压电源。
1 动态小信号模型探析
动态小信号模型的选取具有多样性,选取不同的模型运用得到的设计结果各不一样。
开关电源本质上是一个非线性的控制对象,采用解析的方法指导建模只能近似建立其在稳态时的小信号扰动模型,而用这种模型来解释大范围的扰动时所获得的结论并不完全准确。
其基本得益于开关电源一般工作在稳态。
依据小信号扰动模型设计出的高性能开关型直流稳压电源,配合辅助电路的使用,完全能使开关电源的
性能满足要求。
2 直流稳压电源性能指标的确定
2.1 稳定性指标要求
据有关数据及实践结果表明,不同的系统应该具有不同程度的鲁棒性,同时暂态特性也相对较好。
然而对于直流稳定电源来说,其要求系统的增益余量大于或等于40dB,相位余量大于或等于30dB。
2.2 瞬态响应指标
开关电源在受干扰状态下,其输出量会受到影响导致相应的抖动,最后渐渐地恢复到稳定值。
通常我们以过冲幅度和动态恢复的时间长短来测评动态特性。
穿越频率越高,动态恢复所需的时间越短;过冲幅度与相位余量亦存在紧密的相关性。
2.3 电源精度探析
电压精度具有严格的要求,其设计范围为不大于1‰,纹波不大于1‰。
然而纹波中分为高频和低频两部分,开关频率造成高频部分的产生,依靠输出滤波器来抑制;电网波动引入了低频部分,低频部分主要依靠系统负反馈来加以克服。
3 高性能开关型直流稳压电源的分析与设计
3.1 补偿网络的设计及运用
在稳定电源设计中,最常用的方法就是采用PI或PID算法来设计补偿网络。
当PI调节器补偿之后,大大地提高系统的抗高频干扰能力,唯一的不足是动态性能差。
当引入微分算法后,会大大提高系统的响应速度,但是也存在有一定的缺陷:(1)额外的引入了过多的零点,导致对高频信号的敏感程度加强,容易造成放大器堵塞。
(2)对应于开关纹波的放大倍数增大,容易导致放大器进入非线性区。
因此尝试选用超前滞后对补偿网络进行相关的补偿。
3.2 高性能开关型直流稳压电源的设计原理
在高性能开关型稳压电源的设计中,其理想技术指标:(1)输入交流电压220v(50Hz～60Hz)。
(2)输出直流电压5v,输出电流3A。
(3)输入交流屯压在180v～250v之间变化时,输出电压相对变化量小于2%。
(4)输出电阻R0小于0.1v。
(5)输出最大纹波电压低于10mv。
基本工作原理:线性自流稳压电源的工作频率低,调整管工作丁线件状态,体积大、效率低。
当调整管工作于开关状态,体积小、效率高。
开关型直流稳压电源按开关信号的产生有自激式和它激式两种,从能量传递方式上分为电感储能和变压器耦合两大类。
自激式开关型直流稳压电源,电路简单,电压调节范围较窄,输出电压稳定度不高。
它激式开关型直流稳压电源,主要靠自动调整工作波形的占空比来稳定输出电压,输出电压相当稳定。
电感储能式适合在50w以下直流稳压电源中采用,而变压器耦合式常在大功率直流稳压电源中采用。
电路设有反馈误差放大环节,根据输出电压的变化自动调节变压器原边矩形波
的占空比,从而达到稳定输出电压的目的。
4 高性能开关型直流稳压电源探究结果
从分析结果可以得出高性能开关型直流稳压电源具有如下特点:(1)品体管是处在开关工作状态下,功率调整管QI上的功耗很小,对于理想的晶体管而言,当它处于截止状态时,流过晶体管Q1的电流为零:所以功耗为零。
(2)具有较高的穿越频率,动态响应速度较高。
(3)低通滤波器对系统响应速度已无影响。
(4)开环穿越频率远低于开直流电压约470V,输出48V。
电压稳定性很好,低频纹波几乎没有稳定性为0.996,均符合设计要求。
综上所述,小信号模型的选择是设计高性能电源直流稳压电源的关键所在。
高性能直流稳压电源的设计原理,运用超前滞后网络补偿的原理解决了由于精度电源的纹波限制高,输出滤波器的电感和电容值大,构成的低通滤波器时间常数大等产生的矛盾。
实践证明高性能开关型直流稳压电源技术将是一大突破,它将更好的服务于人们的日常生活。
参考文献
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关,2008(4).
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