基于FSEZ1317A的恒压-恒流开关电源设计

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一款使用的小功率恒压恒流电源的设计

一款使用的小功率恒压恒流电源的设计

一款使用的小功率恒压恒流电源的设计设计一款小功率恒压恒流电源可以满足一些特定应用场景的需求。

本文将分为以下几个部分来进行设计。

1.功能需求分析在设计任何电子产品时,首先需要明确产品的功能需求。

在这个场景中,我们需要设计一款小功率的恒压恒流电源,它应该具备以下功能:-提供稳定的电压输出,通常在0-30V之间可调节。

-提供稳定的电流输出,通常在0-3A之间可调节。

-具备恒压和恒流两种模式的自动切换功能。

-具备过载保护功能,可以在超过额定电压和电流时自动切换至恒流模式。

-具备短路保护功能,可以在负载短路时自动切断输出。

2.硬件设计在实际设计中,我们可以使用常见的电子元件和电路来实现这些功能。

以下是一种可能的设计方案:-电源输入和滤波:使用一个交流输入电源模块,如变压器和整流电路,将交流输入转换为直流电源。

然后使用电容和电感滤波电路,以减小输入电源的纹波。

-控制电路:使用微控制器或运算放大器等控制器件来控制输出电压和电流。

可以通过调整PWM信号的占空比来调节输出电压和电流。

-反馈控制:对输出电压和输出电流进行反馈测量,并将测量结果与设定值进行比较,以控制输出电压和电流的稳定性。

可以使用电压和电流采样电路来获取测量值,再通过运算放大器等控制器件进行信号处理。

-恒压恒流切换:使用比较器或MOSFET开关等元件来实现恒压和恒流模式的自动切换。

当输出负载超过额定电压或电流时,切换至恒流模式以保护负载和电源。

-过载和短路保护:使用过流保护器件和短路保护器件来实现过载和短路保护功能。

当负载发生过流或短路时,及时切断输出电源以保护电源和负载。

-显示和控制界面:可以添加一个显示屏和按键,用于显示和调节输出电压和电流。

可以通过按键来控制电源的开关和恒压/恒流模式的切换。

3.软件设计通过软件设计可以实现一些额外的功能,如数据记录、远程控制和故障诊断等。

以下是一些可能的软件功能:-远程控制:可以通过网络或无线通信等方式实现对电源的远程控制和调节。

制作一台数控恒压恒流电源

制作一台数控恒压恒流电源

制作一台数控恒压恒流电源(上)(一)2010-11-12 16:03:17 来源:《无线电》杂志魏坤【作者:肖庆高大中小】浏览:2874次评论:0条直流稳压电源是任何电子电路试验中不可缺少的基础仪器设备,基本在所有的跟电有关的实验室都可以见到。

对于一个电子爱好者来说,直流稳压电源也是必不可少的。

要得到一个电源,一般有两种方法:一是购买一台成品电源,这样最为省事:二是自己制作一台电源(因为你是电子爱好者),当然相比于第一种方法会麻烦很多。

很显然这篇文章不是教你如何去选购一台直流稳压电源……基本的恒压恒流电源结构框图如图1所示。

由电压基准源、调整管、误差放大、电压取样以及电流取样组成。

电压基准源的作用是为误差放大器提供一个参考电压,要求电压准确且长时间稳定并且受温度影响要小。

取样电路、误差放大和调整管三者组成了闭环回路以稳定输出电压。

这样的结构中电压基准源是固定的,电压和电流的取样电路也是固定的,所以输出电压和最高的输出电流就是固定的。

而一般的可变恒压恒流电源是采用改变取样电路的分压比例来实现输出电压以及最高限制电流的调节。

基本恒压恒流电源框图图2图1 基本稳压电源简图图2中所示的是一个基本输出电压可变的稳压电源简图,可以很明显地看出这个电路就是一个由运算放大器构成的同相放大器,输出端加上了一个由三极管组成的射极跟随器以提高输出能力,因为射极跟随器的放大倍数趋近于1,所以计算放大倍数时不予考虑。

输入电压V+通过R1和稳压二极管VD产生基准电压Vref,然后将Vref放大1+R3/R2倍,即在负载RL上的得到的电压为Vref(1+R3/R2),因为R3可调范围是0~R3max,所以输出电压范围为Vref~Vref (1+R3max/R2)。

这不就和我们常用的LM317之类的可调稳压芯片一样了,只是像LM317之类的芯片内部还集成了过热保护等功能,功能更加完善,但是也有它的弊端,主要因为它是将电压基准、调整管、误差放大电路都集成在了一个芯片上,因此在负载变化较大时芯片的温度也会有很大的变化,而影响半导体特性的主要因素之一就是温度,所以使用这种集成的稳压芯片不太容易得到稳定的电压输出,这也正是高性能的电压基准都是采用恒温措施的原因,比如LM399、LTZ1000等。

采用FAN103与FSEZ1317的LED照明控制用原边调节反激变换器的设计指南

采用FAN103与FSEZ1317的LED照明控制用原边调节反激变换器的设计指南

Байду номын сангаас
AN-9735
采用FAN103与FSEZ1317的LED照明控制用原边调节反激变换 器的设计指南
引言
许多LED照明系统都采用反激变换器拓扑。在需要高精 度输出电流调节的应用场合中,副边必须采用电流检 测,这就导致了额外的检测损耗。对于正在努力应对日 益严格的规范压力的电源设计师而言,输出电流检测是 一项艰巨的设计挑战。 在LED照明系统中,采用原边调节(PSR)的电源是满 足规定、优化成本的最佳解决方案。只需通过LED灯原 边的控制器的信息,原边调节就能够实现对输出电压和 电流的高精度控制。这样就消除了输出电流检测损耗和 所有的副边反馈电路,使电源设计具有更高的效率,而 不会带来巨大的成本。飞兆半导体公司的PWM PSR控 制器 FAN103 和飞兆功率开关( FPS™ )( MOSFET + 控制器, EZ-PSR ) FSEZ1317 大大简化了满足较高效率 所需要的电路,而且只需要较少的外部器件。 本应用笔记介绍了采用飞兆半导体公司器件的 LED照明 系统的设计思路。其中包括变压器设计、输出滤波器设 计、器件选型与恒流控制实现。按步介绍了电源的设计 过程。采用 FSEZ1317 的变换器实验样机验证了该设计 的可行性。图1给出了采用 FSEZ1317的LED照明典型应 用电路。
最小输出电压工况下(工作点 C),电源输入功率和变 压器输入功率表达式为:
PIN @ C
VO
min
@ C
min
IO
N
(11)
N
PIN _ T @ B
VO
S @C
IO
(12)
@ B
0.7 VO V V O N F N 0.7 VO VF VO

电子设计大赛1317开关电源模块并联供电系统

电子设计大赛1317开关电源模块并联供电系统

电子设计大赛作品创意书基于C8051F340的开关电源模块并联供电系统1、摘要该作品由两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块构成的并联供电系统,使其在额定输出功率下,输出指定直流电压,并且供电系统效率不低于60%,两模块间电流能根据负载的调整而自动分配。

系统以C8051F340单片机为控制核心,通过对输出电压和电流采样计算,改变单片机PWM占空比输出,控制MOS管的通断,实现了两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块并联供电。

关键词:开关电源并联供电C8051F340 DC/DC模块2、绪论2.1设计任务:该作品由两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块构成的并联供电系统,其结构图如图1所示。

调整负载电阻,保持输出电压Uo=8.0±0.4V,使两个模块输出电流之和Io=1.0A,且按I1:I2=1:2两种模式自动分配电流,每个模块的输出电流的相对误差值不大于5%,使两个模块输出电流之和Io=4.0A,且按I1:I2=1:1模式自动分配电流,每个模块的输出电流的相对误差的绝对值不大于2%。

额定输出功率状态下,供电系统的效率不低于60%,要求系统具有负载短路保护及自动恢复功能,保护阀值电流为4.5A。

图1.DC/DC模块并联供电系统主电路2.2发展现状自20世纪50年代,美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来,在半个多世纪的发展中,开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源,并广泛应用于电子整机设备中。

其中DC/DC电源模块成为我国小功率模块电源的发展主力。

未来开关电源将朝着小型化、薄型化、轻量化、高频化、高可靠性、低噪声、采用计算机辅助设计和控制的方向发展。

大功率电源系统需要多个开关电源并联来提供,它能避免单个大功率电源制造成本高、稳定性差的缺点,并且具备了大容量、高效率、高可靠性、冗余特性、模块化个成本低的优点。

3、系统方案3.1 该系统所包含的模块并联供电系统主要有控制器模块、DC/DC变换稳压模块、电流检测模块以及输出电压采样模块组成。

恒压、恒流源数电设计报告

恒压、恒流源数电设计报告

电路设计--恒压、恒流源电路设计报告专业:测控技术与仪器班级:姓名:学号:邮件:手机:一、恒流当开关合上即将R2短路时,VF1超过限定电压5V时,U4输出为低,则电流将会流经二极管SD1和U4迫使VF1降为5V,故VF1最大为5V。

而VF2最大为10V,输出电流Io=10V/(10R3)=100mA则负载的临界值为R0=5V/100mA=50欧当负载R4为0~50欧之间时,经仿真输出电流恒为100mA,此时为恒流状态。

二、恒压开关断开,负载电压V o最大为10V,但VF2受到U4的限制,其输出超过设定电压5V时,降为5V,故VF2最大为5V,所以此时输出电流Io为50mA,则负载的临界值为R=10V/50mA=200欧当负载R4<200欧时,经仿真Io=50mA,为恒流状态;当负载R4>200欧时,经仿真V o=10V,为恒压状态。

三、既非恒压又非恒流1、设电源电压V3=5V,V6=10V,开关打到恒流模式时,当R4>9.4欧时,Vo=5V,电路处于恒压状态,工作在第四象限;此外电路既非恒压也非恒流状态。

2、设电源V3=5V,V6=-10V,开关打到恒流模式时,当VF1(或Vo)处于-10V~5V时,经计算与仿真,负载电阻R4在50~200欧范围内时为恒流状态,恒定电流为100mA,电路工作于第一或第四象限;R4在14.7~50欧之间,V o=-10V,为恒压状态,工作于第二象限;R4>200欧时,V o=5V,电路处于恒压状态,工作在第一象限;此外既非恒流也非恒压。

3、设电源电压V3=-5V,V6=10V,开关打到恒流模式时,负载电阻R4在100~250欧之间时为恒流模式,此时恒定电流为-100mA,电路工作于第三或第四象限;经仿真,R4在10~100欧之间时,V o=5V,电路为恒压状态,工作于第四象限;R4>250欧时,V o=-10V,电路处于恒压状态,工作在第三象限;此外既非恒流又非恒压。

数控恒压恒流电源设计

数控恒压恒流电源设计

数控恒压恒流电源设计数控恒压恒流电源是一种在电子设备研发和制造工作中十分常见的装置,它能够提供稳定的电流和电压输出,广泛应用于电子元器件的测试、电子设备的加工和电子设备的研发等领域。

本文将详细介绍数控恒压恒流电源的设计原理、关键技术以及实际应用等内容。

一、设计原理当负载发生变化时,电源会检测到输出端的电压和电流的变化,然后通过反馈回路根据设定值进行调整,使输出端的电压和电流保持在设定值附近的范围内。

通过不断的反馈和调整,可以实现输出电压和电流的精确控制。

二、关键技术1.电压检测技术:设计电压检测电路,通过传感器或电路来实时检测输出端的电压。

可以使用电压分压器和运算放大器等电路来进行电压检测。

2.电流检测技术:设计电流检测电路,通过传感器或电路来实时检测输出端的电流。

可以使用电流采样电路和运算放大器等电路来进行电流检测。

3.反馈控制技术:通过比较检测到的电压和电流与设定值的差异,设计控制回路来实现恒压和恒流的输出控制。

可以使用控制芯片和电路来进行反馈控制。

4.保护技术:设计过流保护和过压保护电路,当输出端的电流或电压超过设定值时,能够及时切断输出,保护负载和电源设备的安全。

5.数控技术:设计数字控制电路,通过微处理器或可编程逻辑器件等实现对电源的数字控制和参数设定。

三、实际应用在电子设备测试中,数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出,用于测试电路的工作状态、负载能力等。

在电子设备加工中,数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出,用于控制电子设备的加工过程,确保电子设备的质量和性能。

在电子设备研发中,数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出,用于电路原型的调试、电路参数的测量和电路性能的验证等。

总结:数控恒压恒流电源是一种在电子设备研发和制造工作中常见的装置。

其设计原理基于电压和电流的控制回路,通过反馈控制实现稳定的恒压和恒流输出。

数控恒压恒流电源的设计涉及到多个关键技术,如电压检测、电流检测、反馈控制等。

基于FSEZ1317的7WLED驱动电源设计

基于FSEZ1317的7WLED驱动电源设计
参考 价值 。 关键 词 :F S E Z 1 3 1 7 ;L E D 驱动 电源 ;原 边反 馈 ;功率 因数校 正 ;变压 器设计
中图分 类号 T M4 0 2 文 献标 识码 :A
L E D是继节能灯后的新 一代绿色照 明光源 ,其具有 高亮度 、低热量 、 长 寿命 、无毒可 回收等优点 ,将
驱动 电源 。主要设 计包 括恒 流 电路 、功率 因数 校 正 、过压 保护 电路 、过 流保 护 电路 和变 压器 参数 等 ,并综 合考 虑 了高能效 、长 寿命 、防电磁 干扰 等 问题 。基 于本设 计 内容 已完 成 了样 品生产 ,该 电源 通过 赛 宝实 验室 输 出测试 和 功率 因数 测试 , 测 试结 果 的各项 性能 达到 设计 要求 , 并 具备 进入 市 场的 能力 , 对L E D 驱动 电源 的设计 具 有一 定 的
惠州 市科技 计 划资 助项 目 ( 2 0 1 1 C 0 2 0 0 0 5 0 0 5) ;惠 州学 院校 级重 点资 助项 目 ( 2 0 1 2 D 0 6) 作 者 简介 :周有 平 ( 1 9 7 2 一 ) ,男 ,广 东 中山人 ,佛 山科 学技 术学 院实 验师 。
第 4期
周有 平等:基 于 F S E Z 1 3 1 7的 7 W L E D 驱 动 电源设 计
6 5
l 驱 动 电路 设计
由于传统 的副边反馈光耦加 T L 4 3 1的结构 ,导致驱动电源成本较高和体积过大 。近年来 ,采用原边反
馈方式设计 的 L E D驱动 电源发展迅速 。 芯片厂商为此推 出了相关 的解决方案 , 如飞兆公 司推出的 F S E Z 1 3 1 7 ,
在针对 AC 1 0 0 ~ 2 4 0 V电压输入范 围里 ,可 以提供 2 0 w 内的解决方案 。其采 用原边控制架构 的 L E D驱动 电路具有成本 和性能 优势 ,可 以节 省光耦以及 尚有其他反馈 电路 ,使得产 品体积减小 ,从而很好地兼顾到

FSEZ13X7反激变换器的设计指南

FSEZ13X7反激变换器的设计指南
@ B
0.7 VO N 0.7 VO VF
N


VO N VF VO N
(6)
P
1 3 , 2
S
2 3 1
: 输出电压 < 10V
(2) (3)
式中,VF为二极管正向压降。 70%额定输出电压下副边效率可近似为:
S @ B S
0.7 VO N 0.7 VO VF
Vds Ids Vds Ids
TON
输出电压和最小输出电压下都满足DCM工作模式, 则可以确保系统在整个负载范围内都工作在DCM模 式下。
V
ds
IPK
I
ds
tON
tD
V
ds
I
ds
IPKCC tDCC
tONCC
VO CC VO / k
TON CC TON / k
TDCC TD k
Figure 4. tON及tD随输出电压下降而改变

应用说明书 AN-8033
采用FAN103与FSEZ13X7的原边调节(PSR)反激变换器的设计指南
1. 引言 超过半数的外部电源都用在了便携电子设备中,如 手提电脑、移动电话和MP3 播放器等,为满足电池 充电要求,这些电源都具有输出电压和输出电流调 节功能。在某些需要输出电流精密调节的应用中, 必须检测副边电流,必然导致额外的检测损耗。对 于那些在压力不断增加的环境中苦苦努力的电源设 计人员来说,检测副边输出电流将是一项望而生畏 的挑战性设计。 一种优化方案是电源采用原边调节(PSR),能够减轻 满足国际节能规则 (加州能源委员会(CEC)和能源之 星 ) 的负担。原边调节控制只需要采集电源原边信 号,就可对输出电压和电流实现精密控制,因此消 除了输出电流检测损耗,而且无需原有副边反馈电 路。使得电源设计具有更高效率,而不会导致巨额 成本。飞兆半导体PWM PSR 控制器FAN103和飞兆 功 率 开 关 (FPS) (MOSFET + 控 制 器 EZ-PSR) FSEZ13X7 能 够 简 化 设 计 , 满 足 更 严 格 的 效 率 要 求,同时仅需较少外部元件。 FAN103 和 FSEZ13x7 具有一个集成的输出线压降补偿和外部元件温度波 动补偿电路,在充电器应用中,即使在输出线末端 同样具备较高精度。 本应用说明书给出了采用飞兆半导体PWM PSR控制 器 FAN103 和功率开关 (MOSFET+ 控制器, EZ-PSR) FSEZ13X7 的电池充电器实用设计思路,其中包括 变压器与输出滤波器设计、元件选型、恒压/恒流控 制实现等。这种按步设计过程有助于工程师更加轻 松地设计电源。设计过程得到了采用FSEZ1317实验 变换器样机的验证。图 1 为采用 FSEZ1317 的原边控 制反激变换器的典型应用电路。

基于LM317的恒流恒压充电电路

基于LM317的恒流恒压充电电路

基于LM317的恒流恒压充电电路基于LM317的恒流恒压充电电路本组认为LM317比MC34063A芯片更常用更简易。

固权衡后,以为设计本身服务为原则,采用LM317芯片搭建模块一的恒流恒压主电路。

模块一:用恒流充电以时间来控制通、断电,易造成充不足或过充电;而用恒压充电,当开始充电时,由于电池电压比较低,充电电流过大会对电池有害。

此恒流-恒压充电器对两者取长补短,开始时恒流充电,当电池电压升到某一值时变为恒压充电。

如图电路,开始充电时电池电压较低,不能使VS导通,LM317接成恒流充电形式,充电电流I=1.25/R。

充电一段时间后,电池电压上升到某一值时,VS导通,LM317 1脚通过RP1和VS接地,此时变成恒压充电,充电电压U=1.25[1+(R2/R1)-0.7],式中R2--RP1取值,R1—(R+R1)取值。

充电电流若很大,可在VD2上并联二极管。

R 承受功率W》1.6/R。

VS尽量选用导通电阻小的单向晶闸管。

使用时选择R阻值,从而确定恒流充电电流,然后调RP1得恒压充电电压,最后调RP2,使VS导通时电池电压应比充电电压低0.2V 左右。

模块二:利用指示灯显示充电电量多少,即利用多谐振荡器将直流电压转换成一定频率的交流电压使得发光二极管有相同频率的闪烁。

经过筛选我们选择了时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜的NE555来搭建振荡电路,而且由于其只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用以及它的操作电源范围极大,可与TTL,CMOS等逻辑电路配合,其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载,使得其相对于其他振荡电路更具有优势。

NE555多谐振荡电路如下:多谐振荡器的放电时间常数分别为t PH≈0.7×(R1+R2)×C1t PL≈0.7×R2×C1振荡周期T和振荡频率f分别为T=t PH+t PL≈0.7×(R1+2R2)×C1f=1/T≈1/[0.7×(R1+2R2)×C1]图中Vcc接输入电压,输出端接发光二极管,设计时取时间常数T=0.25,二极管发光频率为4Hz。

恒流恒压稳压电源的设计与制作

恒流恒压稳压电源的设计与制作

恒流恒压稳压电源的设计与制作摘要:。

本人设计的此直流恒流恒压电源是将交流电压转化为输出电压电流稳定的直流电源,电路的特点是:当负载电阻小于25欧姆时,输出为恒流,也即恒流源,有0.3A和0.6A两个档位。

当负载电阻大于25欧姆时,输出为恒压,也即电源为恒压源,有9V.12V和15V三个档位。

关键词:直流电源恒压源恒流源工作原理0 引言随着电子技术的发展,特别是电子计算机技术应用到各工业、科研领域后,各种电子设备都要求稳定的直流恒流恒压电源供电,电网直接供电已不能满足需要,直流恒流恒压电源的出现解决了这一问题。

目前直流恒流恒压电源的发展更快,它的种类繁多,功能不同应用非常广泛。

我们日常生活中的许多电器设备中都含有直流电源。

直流恒流恒压电源易于设计、配置、稳定、调节,随着电器的不断发展,它的应用会更多。

种类及功能都会进一步发展,以满足人们的需要。

通过直流稳压电源设计,把所学的知识用于实践,了解一些电子产品的设计原理,可以达到触类旁通的功效。

1 其它电源的发展近些年来,随着电子技术的迅猛发展,开关稳压电源已作为一种较理想的电源为人们所使用。

然而当前的开关稳压电源,虽然体积小,效率高,但输出电压的纹波较大Ⅲ,难以保证输出电压的高稳定性。

非隔离DC/DC技术发展也非常迅速。

现在的非隔离的DC/DC基本上分成两大类。

一是在内部含有功率开关元件,称DC/DC转换器;二是不含功率开关.需要外接功率MOSFET,称DC/DC控制器按照电路功能划分有降压的BUCK、升压BOOST,还有升降压的BUCK—BOOST等.以及正压转负压的INVERTOR等。

其中品种最多芨展最快的是BUCK型。

控制方式以PWM为主。

1.1 初级PWM控制IC不断优化有源筘位技术自从2002年VICOR公司此项专利技术到期解禁之后新型有源箝位控制IC纷纷涌现。

在大功率领域,全桥移相ZVS软开关技术在解决开关电源的效率上功不可没。

INTERSIL公司推出的PWM 对称全桥的ZVS控制IC—ISL6752,既能控制初级侧的四个MOS开关为ZVS工作状态,又能准确地给出控制二次侧的同步整流为ZVS工作状态的驱动信号。

恒压-恒流输出式单片开关电源的设计原理

恒压-恒流输出式单片开关电源的设计原理

恒压/恒流输出式单片开关电源的设计原理摘要:单片开关电源是国际上90年代才开始流行的新型开关电源芯片,本文阐述恒压/恒流输出式的设计原理。

关键词:单片开关设计原理恒压/恒流输出The Design Principle of Single chip Switching Power Supply with Constant Voltage or Constant CurrentAbstract:Three ends single chip switching power supply is new type swichting power core which has been popular since 1990. This paper introduces the design principle of single chip switching power supply with constant voltage or constant current.Keywords:Single chip switching, Design principle, Constant voltage or constant current恒压/恒流输出式单片开关电源可简称为恒压/恒流源。

其特点是具有两个控制环路,一个是电压控制环,另一个为电流控制环。

当输出电流较小时,电压控制环起作用,具有稳压特性,它相当于恒压源;当输出电流接近或达到额定值时,通过电流控制环使IO维持恒定,它又变成恒流源。

这种电源特别适用于电池充电器和特种电机驱动器。

下面介绍一种低成本恒压/恒流输出式开关电源,其电流控制环是由晶体管构成的,电路简单,成本低,易于制作。

1恒压/恒流输出式开关电源的工作原理7 5V、1A恒压/恒流输出式开关电源的电路如图1所示。

它采用一片TOP200Y型开关电源(IC1),配PC817A型线性光耦合器(IC2)。

基于单片机恒压恒流源的设计样本

基于单片机恒压恒流源的设计样本

恒压、恒流源设计学校:专业:电气工程及其自动化带队教师:参赛队员:第一章前言 (3)第二章方案论证 (4)第三章整体设计思路 (5)1)、整体主电路框图2)、整体框图3)、电源主体4)、控制电路第四章单元电路 (7)1)、充电电流取样检测电路2)、充电电压取样检测电路3)、检查及保护电路4)、时钟芯片DS1302辅助电路5)、1602液晶显示模块第五章软件设计 (13)第七章结论 (14)附页前言铅酸蓄电池是当前世界上广泛使用一种化学电源,该产品具备良好可逆性,电压特性平稳,使用寿命长,合用范畴广,原材料丰富(且可再生使用)及造价低廉等长处而得到了广泛使用。

是社会生产经营活动中不可缺少产品。

但是,若使用不当,其寿命将大大缩短。

影响铅酸蓄电池寿命因素诸多,而采用对的充电方式,能有效延长蓄电池使用寿命。

研究发现:电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程影响较少。

也就是说,绝大多数蓄电池不是用坏,而是“充坏”。

由此可见,一种好充电器对蓄电池使用寿命具备举足轻重作用。

并且,老式充电器充电方略比较单一,只能进行简朴恒压或者恒流充电,以致充电时间很长,充电效率减少。

此外,充电即将结束时,电池发热量很大,从而导致电池极化,影响电池寿命。

针对上述问题,设计了一种智能充电器,尽量延长铅酸蓄电池使用寿命。

第二章方案论证一、方案论证与比较1.1控制器选取方案1:采用AT89S52单片机,该单片机做为典型单片机,以便使用,价格便宜,较长使用;但其功能单一,使用中需要外加各种其她电路,增长外围电路设计及成本;方案2:选取STC12C5A60S2单片机,此款作为本控制器自身带有AD转换、捕获、PWM等功能,可减少外围设计且价格适中,开发周期短,编程及调试环境简朴,容易实现;方案3:选取PIC16F1829单片机,本款控制器功能齐全,属于当前高品位8位MCU,其工作速度快,功耗低,可靠性高,但其开发调试环境都需要专门调试器,不利于任务完毕。

基于某单片机的恒流开关电源-新

基于某单片机的恒流开关电源-新

毕业论文(设计)中文题目:基于单片机的恒流开关电源英文题目:MCU-based switching power supply design姓名学号专业班级指导教师提交日期摘要本开关电源设计采用STC12C5A60S2单片机发生47KHZ的PWM脉冲信号,经过IR2104控制MOS,从而控制整个BUCK(降压式变换)电路。

单片机部自带的10位ADC 能通过电压电流检测电流实时反馈电流和电压数值,并由此调整输出的PWM的占空比,形成电流电压闭环控制系统。

按键能设置输出电流从0.2A到2A,以0.01A递增,输出最大10V,液晶能显示实时输出电流与电压。

根据测试,满载的供电效率为88%。

按键设置的输出电流的误差小于0.01A。

关键词:开关电源,BUCK,STC单片机,IR2104,恒流源MCU-based switching power supply designAbstractThe switching power supply design uses STC12C5A60S2 microcontroller PWM pulse signal 47KHZ happen, after MOS driver IC IR2104 control the whole BUCK circuit. MCU comes with 10 internal ADC voltage detection current by real-time feedback current and voltage values, and thereby adjust the output PWM duty cycle, forming a voltage closed-loop control system. Button can set the output voltage from 0V to 10V limit of, 1V steps, the LCD can display real-time output voltage and current. 10W at the rated power output, full load power efficiency of 81%. Buttons to set the output voltage error is less than 0.1V..Key words: Switching power supply BUCK STC microcontroller IR2104Adjustable output目录1 前言 (1)1.1课题研究意义 (1)1.2研究现状及存在问题 (1)1.3研究容和方式 (2)2系统分析 (4)2.1 系统论述 (4)2.2 Buck工作原理 (4)2.3 Buck波形分析 (5)2.4 Buck稳压分析 (6)2.5小结 (7)3硬件设计 (8)3.1总统框架 (8)3.2各部分电路的选择 (8)3.3小结 (13)4软件设计 (14)4.1电压电流双闭环控制算法设计 (14)4.2主程序程序设计 (15)4.3按键子程序设计 (15)4.4 ADC中断程序 (16)4.5 关键程序 (17)5系统测试 (19)5.1实物图片 (19)5.2电压调整率测试 (19)5.3 负载调整率测试 (21)5.4 电路效率测试 (22)6 总结 (25)6.1结论 (25)6.2创新点 (25)6.3存在问题 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)附C语言程序源代码 (28)1 前言1.1课题研究意义开关电源顾名思义,开关电源便是使用半导体开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等),经过控制电路,使半导体开关器件不停地“导通”和“关闭”,让半导体开关器件对输入的电压进行脉冲调制,从而完成直流到交流、直流到直流电压变换,和输出电压可调和自动稳压。

恒流恒压电路方案

恒流恒压电路方案

恒流恒压电路方案 Hessen was revised in January 2021LED路灯是低电压、大电流的驱动器件,其发光的强度由流过LED的电流决定,电流过强会引起LED的衰减,电流过弱会影响LED的发光强度,因此LED 的驱动需要提供恒流电源,以保证大功率LED使用的安全性,同时达到理想的发光强度。

用市电驱动大功率LED需要解决降压、隔离、PFC(功率因素校正)和恒流问题,还需有比较高的转换效率,有较小的体积,能长时间工作,易散热,低成本,抗电磁干扰,和过温、过流、短路、开路保护等。

本文设计的PFC开关电源性能良好、可靠、经济实惠且效率高,在LED路灯使用过程中取得满意的效果。

1 基本工作原理采用隔离变压器、PFC控制实现的开关电源,输出恒压恒流的电压,驱动LED路灯。

电路的总体框图如图1所示。

LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。

加强这方面的保护也很重要。

LED路灯装在户外更要加强浪涌防护。

由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。

因此LED驱动电源应具有抑制浪涌侵入,保护LED不被损坏的能力。

EMI滤波电路主要防止电网上的谐波干扰串入模块,影响控制电路的正常工作。

三相交流电经过全桥整流后变成脉动的直流在滤波电容和电感的作用下,输出直流电压。

主开关DC/AC电路将直流电转换为高频脉冲电压在变压器的次级输出。

变压器输出的高频脉冲经过高频整流、LC滤波和EMI滤波,输出LED 路灯需要的直流电源。

PWM控制电路采用电压电流双环控制,以实现对输出电压的调整和输出电流的限制。

反馈网络采用恒流恒压器件TSM101和比较器,反馈信号通过光耦送给PFC器L6561。

由于使用了PFC器件使模块的功率因数达到。

2 DC/DC变换器DC/DC变换器的类型有多种,为了保证用电安全,本设计方案选为隔离式。

隔离式DC/DC变换形式又可进一步细分为正激式、反激式、半桥式、全桥式和推挽式等。

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2× 6.17
× 50kH = 2.22mH
在输出功率最大的 A 点处, I DS 及 MOSFET 导通时间达到最大值,即:
I DS _ PK =
2 × PIN _T @ A = LP × fS
2 × 8.53 A = 392mA
2.22m × 50k
tON @ A
= I DS _ PK
× LP VMIN @ A
图 6 EE16 磁芯规格参数
图 7 PC40 锰锌铁氧体 B-H 曲线
为了防止磁芯出现饱和,通常将最大磁通密度设为 2500~3000 高斯。取最大磁通密度为 3000 高斯注,则可以计算出一次绕组匝数:
NP
=
LP × I DS _ PK B × Ae
×108
=
2.22m × 392m 3000× 0.192
tON @C
=
LP
×
2 × PIN _T @C LP × fS
VMIN @C
2.22m × 2× 2.62
=
2.22m × 33k s = 2.2us
269.6
tOFF @C
=
1 fS
− tON @C
× ⎜⎜⎝⎛1+
NS NP
× VMIN @C VO _ min + VF
⎟⎞ ⎟⎠
= 1 − 2.2u × ⎜⎛1+ 1 × 269.6 ⎟⎞s
= 4.8×1.4 W = 8.53W 0.788
为了使 FSEZ1317A 准确检测输出参数以实现恒流输出,必须保证电源在所有情况下都 处于非连续工作状态(DCM)。如图 1 所示,当输出电压降到额定电压的 70%时,FSEZ1317A
会主动将开关频率 fS 从 50kHz 降到 33kHz,以防止电源进入连续工作状态(CCM),因此 B
FSEZ1317A 正常工作的VDD 电压范围为 5.5V~24V,考虑到纹波电压的影响,轻载时VDD
最低电压增加 3V 的裕量,取VFa =0.7V,则辅助绕组与二次绕组的匝比需满足:
VDD _ min1
=
Na NS
× (4.8 + 0.4)− 0.7 > 5.5 + 3 ⇒
Na NS
> 1.77
CIN ( μF/Watt )
195VAC-265VAC(European)
1
90VAC-265VAC(Universal)
2-3
表 3 输入滤波电容典型取值
取 CIN =10 μF ,计算最小直流输入电压VMIN :
VMIN =
(2
×
V2 ACMIN
)

2 × PIN
×( 1 2× fL CIN
− tC )
PIN @C =
0.57
W = 2.95W
PIN _ T @C
=
0.25× 4.3×1.4 0.64
W
=
2.62W
3.确定 CIN ,VMAX ,VMIN
计算最大直流输入电压VMAX :
VMAX = 2 ×VACMAX = 2 × 265V = 375V
按下表选择输入滤波电容:
Input Voltage
定义η 为整体效率,ηP 为初级效率,ηS 为次级效率,如下图所示:
图 2 变换器效率定义 第 1 页 共 15 页
η 、ηP 和ηS 通常有如下的关系:
1
2
ηP ≅ η 3 ,ηS ≅ η 3 (output voltage < 10V)
2
1
ηP ≅ η 3 ,ηS ≅ η 3 (output voltage > 10V)
× ⎜⎜⎛1+ ⎝
NS NP
×
VMIN @ B 0.7 ×VO +VF
⎟⎟⎞ ⎠
=
1 fS
− tOFF @ B
第 6 页 共 15 页
tOFF 的确定需要考虑 FSEZ1317A 的频率跳动(Frequency Hopping)及其误差,取 tOFF @ B
为开关周期的 20%,即:
则有:
tOFF @ B
若取η@ A =70%,则:
2
2
ηS @ A ≅ η@ A 3 = 0.7 3 = 0.788
计算 A 点的总输入功率 PIN 和变压器输入功率 PIN _T :
PIN @ A
=
VO _ N × IO _ N η@ A
= 4.8×1.4 W = 9.6W 0.7
PIN _ T @ A
=
VO _ N × IO _ N ηS@ A
×108
= 151
其中,一次电感 LP 的单位为亨利(H),峰值电流 IDS _ PK 的单位为安培(A),磁通密度 B
的单位为高斯( GS ),磁芯截面面积 Ae 的单位为 cm2 。
注:当铁氧体材料用于 30kHz 频率以下时,会出现最小的铜损耗超过磁芯损耗,因此使 用最大的磁通密度可以得到最大的(不是最优的)效率。增加磁通密度可减小匝数和铜损耗,
ηS@B

η
S
@
A
×
0.7 ×VO 0.7 ×VO _ N
_N
+ VF
× VO _ N + VF VO _ N
PIN @ B
=
0.7 ×VO_ N × IO _ N η@ B
第 2 页 共 15 页
PIN _ T @ B
=
0.7 ×VO _ N × IO_ N ηS@B
其中,VF 为输出整流二极管的正向压降,取VF =0.4V,代入相关数据可得:
( ) VDD
=
Na NS
×
VO
+ VF
− VFa
其中,VFa 为辅助绕组二极管的正向压降。
第 5 页 共 15 页
重载时,由于漏感引起的辅助绕组上的电压过冲影响,实际VDD 电压会大于上式的计算
值,其最大值可表示为:
VDD _ max
=
Na NS
⎛ × ⎜⎜VO

+ VF
+
NS NP
×VOS
⎞ ⎟⎟ −VFa ⎠
∆i
2 × PIN _T @ B
( ) =
VMIN @ B × tON @ B 2 × PIN _T @ B
2
×
fS
VMIN @ B × tON @ B × fS
可求得一次电感值:
( ) LP
=
VMIN @ B × tON @ B 2 × PIN _T @ B
2
×
fS
=
(259.1× 2.86u)2
基于 FSEZ1317A 的恒压-恒流开关电源设计
——@奔雷_红箭
1.确定变换器需求 VACMIN
、 VACMAX
、 VON

ION
及 V min O
AC 输入定为额定 230VAC,上下波动 15%;恒压模式额定输出电压为 4.8V;恒流模式 额定输出电流为 1.4A,其最小输出电压为恒压模式额定输出电压的 25%。
同理,可算出电源在 C 点的效率和输入功率:
η@C

0.7 ×
0.25× 4.8 ×
0.25× 4.8 + 0.4
4.8 + 0.4 4.8
=
0.57
0.25× 4.8 4.8 + 0.4 ηS@C ≅ 0.788× 0.25× 4.8 + 0.4 × 4.8 = 0.64
0.25× 4.8×1.4
2 × 50 10 ×10−6
V = 259.1V
2 × 2.95 ×( 1 −3 ×10−3)
VMIN @C = (2 ×1962 ) −
2 × 50 10 ×10−6
V = 269.6V
4.确定变压器匝比
变压器一次与二次绕组的匝比需要根据下式进行选取:
VR
> VD _ max
=
NS NP
×VMAX
33k
⎝ 15 1.2 + 0.4 ⎠
= 3.39us > 3us
第 7 页 共 15 页
tOFF @C 大于开关周期的 10%,考虑到频率误差也可以满足 DCM 要求。
对于 9.6W 的输入功率等级,EE16 磁芯是比较合适的选择,磁芯材料可以选择常用的 PC40 锰锌铁氧体。EE16 磁芯及 PC40 铁氧体材料的相关参数如下:
= 0.2×
1 fS
= 0.2× 1 s = 4us 50k
tON @ B
= 1+
1 fS
− tOFF @ B
NS × VMIN @ B
1
− 4u
=
50k
1+ 1 × 259.1
= 2.86us
N P 0.7 ×VO + VF
15 0.7 × 4.8 + 0.4

L = u × ∆t = VMIN @ B × tON @ B
+ VO
=
375 + 4.8V = 29.8V
15
辅助绕组与二次绕组的匝比由 FSEZ1317A 的VDD 电压范围和恒流模式的最低电压决
定。当电源工作在恒流模式时,VDD 电压会随着输出电压的降低而降低,如下图所示:
图 4 VDD 和辅助绕组电压示意图
轻载时,由漏感引起的辅助绕组上的电压过冲可以忽略不计,VDD 电压可表示为:
点或 C 点是电源最容易进入连续工作状态的点。在设计变压器时,也就需要对 B 点和 C 点 的工作情况重点加以考虑。
当在恒流模式下输出电压降低时,电源的效率也会随之下降。电源在 B 点的效率和输 入功率可按下式进行计算:
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