开关电源适配器的制作流程
【最牛笔记】开关电源设计全过程!
【最⽜笔记】开关电源设计全过程!反激变换器设计笔记1、概述开关电源的设计是⼀份⾮常耗时费⼒的苦差事,需要不断地修正多个设计变量,直到性能达到设计⽬标为⽌。
本⽂step-by-step 介绍反激变换器的设计步骤,并以⼀个6.5W 隔离双路输出的反激变换器设计为例,主控芯⽚采⽤NCP1015。
基本的反激变换器原理图如图 1 所⽰,在需要对输⼊输出进⾏电⽓隔离的低功率(1W~60W)开关电源应⽤场合,反激变换器(Flyback Converter)是最常⽤的⼀种拓扑结构(Topology)。
简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点。
2、设计步骤接下来,参考图 2 所⽰的设计步骤,⼀步⼀步设计反激变换器1.Step1:初始化系统参数------输⼊电压范围:Vinmin_AC 及Vinmax_AC------电⽹频率:fline(国内为50Hz)------输出功率:(等于各路输出功率之和)------初步估计变换器效率:η(低压输出时,η取0.7~0.75,⾼压输出时,η取0.8~0.85)根据预估效率,估算输⼊功率:对多路输出,定义KL(n)为第n 路输出功率与输出总功率的⽐值:单路输出时,KL(n)=1.2. Step2:确定输⼊电容CbulkCbulk 的取值与输⼊功率有关,通常,对于宽输⼊电压(85~265VAC),取2~3µF/W;对窄范围输⼊电压(176~265VAC),取1µF/W 即可,电容充电占空⽐Dch ⼀般取0.2 即可。
⼀般在整流后的最⼩电压Vinmin_DC 处设计反激变换器,可由Cbulk 计算Vinmin_DC:3. Step3:确定最⼤占空⽐Dmax反激变换器有两种运⾏模式:电感电流连续模式(CCM)和电感电流断续模式(DCM)。
两种模式各有优缺点,相对⽽⾔,DCM 模式具有更好的开关特性,次级整流⼆极管零电流关断,因此不存在CCM 模式的⼆极管反向恢复的问题。
开关电源适配器的工作原理
开关电源适配器的工作原理
1、交流电源输入经整流滤波成直流;
2、通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号操控开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;
3、开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供应负载;
4、输出有些通过必定的电路反馈给操控电路,操控PWM占空比,以到达安稳输出的意图;
5、交流电源输入时通常要通过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的搅扰,一起也过滤掉
电源对电网的搅扰;
6、在功率相一起,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的需求就越高;
7、开关变压器的次级能够有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需求的输出;
8、通常还应该添加一些维护电路,比方空载、短路等维护,不然可能会焚毁开关电源适
配器。
充电器制造流程范文
充电器制造流程范文充电器是一种用于为电子设备充电的电源设备。
充电器制造流程包括材料采购、电路设计、生产加工、组装和测试等环节。
下面将详细介绍充电器制造的流程及每个环节的重点工作。
一、材料采购首先,需要采购充电器制造所需的各种材料,包括电路板、塑料壳体、电子元器件、电磁线圈等等。
采购时需要注意选择质量好、品牌可靠的供应商,并与供应商建立长期合作关系,以确保材料的供应和质量。
二、电路设计充电器的电路设计是充电器制造的核心环节,包括电源部分、充电控制部分和保护电路等。
电路设计师需要根据客户需求和产品规格,选择适合的电源型号,进行元器件布线和工作参数的计算,最终完成充电器电路图的设计。
三、生产加工1.电路板制造:电路板制造是充电器制造的重要环节,主要分为印刷制版和钻孔焊接两个步骤。
首先,使用光绘胶将电路图形纹印到铜膜上,然后进行钻孔,最后通过焊接技术将元器件焊接到电路板上。
2.注塑成型:采用注塑工艺将熔融的塑料注入模具中,冷却后获得固态塑料制品。
充电器壳体大多数采用塑料材料制作,注塑成型是制作充电器壳体的主要工艺。
3.线圈制作:线圈是充电器中的重要元器件,用于电磁感应传输电能。
线圈的制作需要精确的绕线和焊接技术,确保线圈质量的稳定和可靠。
四、组装在完成各个零部件的制作后,需要进行组装工作。
组装包括将电路板安装到充电器壳体内部、连接线圈和其他元器件、安装开关、线缆等。
组装过程需要注意要避免电路板和元器件的损坏,并确保各个部件连接正确、稳固。
五、测试组装完成后,需要对充电器进行测试。
测试主要包括外观检查、电源输出检查、充电效果检查等。
外观检查主要检查充电器的外观是否完好,无划痕、凹陷等;电源输出检查主要检查充电器的输出电流和电压是否满足设计要求;充电效果检查主要检查充电器对电子设备的充电效果。
六、质量控制在充电器制造流程中,质量控制是一个重要的环节。
通过建立严格的质量控制体系,进行全面的检验和测试,确保每一台充电器的质量和性能稳定可靠。
开关工艺流程
开关工艺流程开关工艺流程是在生产开关产品时所需要经过的一系列工序和流程,下面将详细介绍开关工艺流程。
首先是开关产品的设计。
设计师根据市场需求和客户要求,进行开关产品的外观和结构设计。
设计师要考虑到产品的使用场景和功能,选择合适的材料和生产工艺。
接下来是开关产品的模具制造。
根据设计师提供的图纸和需求,制造模具。
模具制造的过程包括模具设计、材料选型、数控机床加工等。
模具制造的好坏直接影响到产品的质量和产能。
然后是开关产品的注塑成型。
利用模具,将注塑材料加热融化后注入模具中,通过压力和温度进行注塑成型。
注塑成型是开关工艺流程中最重要的一步,决定了产品的外观和尺寸精度。
再来是开关产品的组装。
将注塑成型后的各个零部件进行组装。
组装过程包括电路板焊接、电子元件安装、外壳组装等。
组装质量直接影响到产品的电性能和使用寿命。
接着是开关产品的调试和测试。
在组装完成后,对产品进行调试,确保产品的各项功能正常。
同时进行产品的质量测试,包括外观检查、电流电压测试等。
只有通过合格的测试,产品才能进行下一步的包装和出厂。
最后是开关产品的包装和出厂。
对产品进行包装,通常采用盒装或包装带封装。
包装过程中要注意产品的保护和避免损坏。
包装完成后,产品可以出厂销售。
总之,开关工艺流程是一个复杂且精细的过程,需要各个环节的配合和严格的控制。
只有每个环节都做好,才能保证产品的质量和性能。
开关产品作为电气行业的重要组成部分,对于人们的生活和工作都有着重要的影响,因此在生产过程中要高度重视质量控制和工艺改进。
只有不断提高开关工艺流程的效率和品质,才能满足市场和用户的需求。
充电器生产工艺
充电器生产工艺
充电器生产工艺是指制造充电器的整个生产过程,包括原材料选择、零件加工、组装和测试等环节。
下面以手机充电器为例,介绍一下充电器的生产工艺。
1. 原材料选择:生产充电器的常用材料有塑料、铜、铁等。
首先需要选择高质量的塑料颗粒,用于制作充电器外壳。
铜和铁则用于导电部分的连接器和内部线圈。
2. 零件加工:首先,将选好的塑料颗粒注入注塑机进行熔融和成型,制成充电器外壳的塑料壳。
接着,将铜和铁材料用数控机床进行加工、冲压和折弯,制成导电部分的连接器和线圈。
3. 组装:将加工好的零件通过自动化的生产线进行组装。
首先,安装连接器和线圈到塑料外壳的内部。
然后,将内部线缆连接到连接器上,并使用胶水固定。
最后,用螺丝将外壳的两部分固定在一起,并进行丝印和贴标。
4. 测试:将组装好的充电器连接到电源和手机上,进行严格的测试。
主要测试充电器的输出电压和电流,保证其符合安全标准,并且能够正常充电。
5. 包装:对通过测试的充电器进行清洁和包装。
通常使用塑料袋、气泡袋或包装盒将充电器包装好。
同时,还需要在包装上附上产品标签、使用说明书等。
6. 品质控制:充电器生产过程中,需要建立完善的品质控制体
系。
通过设立质量检验部门,对原材料和成品进行抽检,确保产品质量稳定和可靠。
以上就是充电器生产的主要工艺流程,通过科学合理的生产工艺,可以提高充电器的生产效率和质量。
随着科技的不断发展,充电器的生产工艺也在不断改进,采用更加智能化的生产设备和工艺,提高生产效率和产品质量。
开关电源制作 与调试 pdf
开关电源制作与调试pdf开关电源在现代电子设备中起着至关重要的作用,因为它们提供了一个可靠且高效的方法来转换和调节电能。
开关电源的优点包括高效率、小体积和轻重量,使其成为许多应用的理想选择。
本文将介绍如何制作和调试一个简单的开关电源。
一、开关电源的工作原理开关电源通过控制开关管的导通和截止时间来调节输出电压或电流。
当开关管导通时,电能被存储在变压器中;当开关管截止时,存储的电能被释放到输出端。
通过改变开关管的导通和截止时间,可以调节输出电压或电流。
二、制作开关电源1. 确定规格:首先,确定所需的输出电压和电流规格。
这些规格将决定开关电源的规格和组件选择。
2. 选择组件:根据规格,选择适当的开关管、变压器、二极管、电容等组件。
确保所有组件都符合规格要求,并具有适当的耐压和电流容量。
3. 设计电路:根据工作原理,设计开关电源的电路。
确定输入和输出电压、电流,以及控制电路所需的反馈信号。
4. 搭建电路:将所有组件按照电路图组装在一起。
确保所有连接正确,并使用适当的绝缘材料将高压部分与其他部分隔离。
5. 测试:在接通电源之前,使用万用表测试电路的电阻、电压和电流等参数,确保所有组件正常工作且连接良好。
三、调试开关电源1. 初步测试:在接通电源之前,检查电路板上的所有连接,确保没有短路或断路。
使用万用表测量输入和输出电压、电流,确保它们在规定范围内。
2. 调整反馈:根据需要调整反馈信号,以稳定输出电压或电流。
这通常涉及调整运放器的反馈电阻,以改变其增益和带宽。
3. 测试效率:测量开关电源的效率。
在额定负载下,测量输入功率和输出功率,然后计算效率。
根据需要调整变压器和开关管的参数以提高效率。
4. 测试保护功能:确保开关电源具有适当的保护功能,例如过流保护和过压保护。
测试这些功能以确保它们正常工作。
5. 负载调整率:测试负载调整率以确保在变化的负载条件下,输出电压或电流保持稳定。
这涉及到在不同负载条件下测量输出电压或电流,并观察其变化。
开关电源适配器的制作流程
开关电源适配器的制作流程1.设计与规划在制作开关电源适配器之前,首先需要进行设计与规划。
确定适配器的功率需求、输入电压范围、输出电压和电流等参数。
也要确认设计所需的材料和元件,并进行预估和计算。
2.选择元件根据设计需求,选择合适的电子元件。
主要包括变压器、整流桥、滤波电容、稳压电路、开关管和控制芯片等。
根据设计所需的功率和电压等参数选择合适的元件,并确保它们的品质和性能。
3.组装电路板根据电路设计图和元件的布局,组装电路板。
多层电路板通常会采用PCB设计软件来完成布线设计,并通过印刷加工技术制作电路板。
将元件焊接到电路板上,并采取有效的措施来防止组装时的操作错误。
4.清理和涂层在组装完成后,清理电路板,确保没有任何污垢或焊渣残留。
然后可以选择性地涂上保护涂层,以提高电路板的抗湿、抗腐蚀和抗尘能力,并增加绝缘性能。
5.调试电路完成组装和清理后,连接电源和监测设备,对电路进行调试。
确保适配器的输入和输出参数与设计要求一致。
通过检查各个元件和适配器的工作状态,进行必要的调整和修正。
6.安全测试和认证制作完成后,适配器需要进行安全测试和认证。
根据国家和地区的法规和标准,如CE、UL等认证,确保适配器符合相关的安全和电磁兼容性要求。
7.包装和标识适配器制作完成后,需要进行适当的包装和标识。
包装可以使用塑料袋、泡沫箱或纸箱等保护适配器,并附上使用说明书和相关标识。
8.销售和售后服务完成包装和标识后,产品可以投入市场销售。
提供售后服务,解答客户的问题,确保适配器的正常运行和有效使用。
制作开关电源适配器需要仔细规划和高度专业的技术要求。
以上是一个大致的制作流程,可以根据实际情况进行调整和修改。
开关电源(适配器)工艺详解(史上最全最完整)
三.生产制程
3.1 注意事项
3.1.1 ESD防护
静电(ESD)是一种客观存在的自然现象,产生的方式多种,如接触、 摩擦、电器间感应等。静电的特点是长时间积聚、高电压、低电量、小电流 和作用时间短的特点。
人体自身的动作或与其他物体的接触,分离,摩擦或感应等因素,可以 产生几千伏甚至上万伏的静电。
静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两 大危害,常常造成电子电器产品运行不稳定,甚至损坏。
6
5
4
插件中投板工位作业要求:
NG
3.4 补焊
元件空 焊不良 元件连 锡不良
➢主要检查元件是否有虚焊、短路、少锡、锡尖、锡多、假焊等不良现象并进行修补; ➢必须做好静电防护。
良好焊点标准:
➢ 光滑亮泽、锡量适中、形状良好; ➢ 无冷焊(虚假焊)、针孔; ➢ 元件脚清晰可见,无包焊、无锡尖; ➢ 无残留松香焊剂、残锡、锡珠; ➢ 无起铜皮、无烫傷元器件本体及绝缘皮现象; ➢ 焊锡应覆盖整个焊盘,至少覆盖95%以上 。
环境温度 /Temp.
输入电压 /AC Input
输入频率 /Freq.
输出负载设置 /Output Load Setup
25°C
90V/115V/132V 180V/230V/264V
NG
锡点
检查
OK
装外壳 OK
功能 测试
OK
超声波压合
NG 维修
NG
PE NG
报废
老化 测试
OK
高压 测试
OK
ATE 测试
OK
外观 检查
OK 包装
返工
NG
成品
检验
OK
入库
详解一步一步设计开关电源
详解一步一步设计开关电源【开篇】针对开关电源很多人觉得难,主要是理论与实践相结合;万事开头难,我在这里只能算抛砖引玉,慢慢讲解如何设计,有任何技术问题可以随时打断,我将尽力来进展解答。
设计一款开关电源并不难,难就难在做精;我也不是一个很精熟的工程师,只能算一个领路人。
希望大家喜欢大家一起努力!!【第一步】开关电源设计的第一步就是看规格,具体的很多人都有接触过;也可以提出来供大家参考,我帮助分析。
我只带大家设计一款宽围输入的,12V2A 的常规隔离开关电源1. 首先确定功率,根据具体要求来选择相应的拓扑构造;这样的一个开关电源多项选择择反激式(flyback) 根本上可以满足要求备注一个,在这里我会更多的选择是经历公式来计算,有需要分析的,可以拿出来再讨论【第二步】2.当我们确定用flyback 拓扑进展设计以后,我们需要选择相应的PWM IC 和MOS 来进展初步的电路原理图设计(sch)无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。
对里面的计算我还会进展分解分立式:PWM IC 与MOS 是分开的,这种优点是功率可以自由搭配,缺点是设计和调试的周期会变长〔仅从设计角度来说〕集成式:就是将PWM IC 与MOS 集成在一个封装里,省去设计者很多的计算和调试分步,适合于刚入门或快速开发的环境集成式,多是指PWM controller 和power switch 集成在一起的芯片不限定于是PSR 还是SSR【第三步】3. 确定所选择的芯片以后,开场做原理图(sch),在这里我选用ST VIPer53DIP(集成了MOS) 进展设计,原因为何(因为我们是销售这一颗芯片的).设计之前最好都先看一下相应的datasheet,自己确认一下简单的参数无论是选用PI 的集成,或384x 或OB LD 等分立的都需要参考一下datasheet一般datasheet 里都会附有简单的电路原理图,这些原理图是我们的设计依据【第四步】4. 当我们将原理图完成以后,需要确定相应的参数才能进入下一步PCB Layout当然不同的公司不同的流程,我们需要遵守相应的流程,养成一个良好的设计习惯,这一步可能会有初步评估,原理图确认,等等,签核完毕后就可以进展计算一般有芯片厂家提供相关资料【第五步】5. 确定开关频率,选择磁芯确定变压器芯片的频率可以通过外部的RC 来设定,工作频率就等于开关频率,这个外设的功能有利于我们更好的设计开关电源,也可以采取外同步功能。
开关电源适配器的生产流程主要分为开发及量产
开关电源适配器的生产流程主要分为开发及量产开关电源适配器,也有叫充电器;是一个外置的电源转换装置,通常可以从交流电转换成直流电,同时可以将电压进行转变。
开关电源适配器每个人的生活息息相关。
因为每个人都需要用到的这个电子配件,如手机/平板充电器,或是家里宽带猫、路由器都需要用到开关电源适配器。
开关电源适配器生产流程:从开发到正式量产,分两个阶段。
一、开发过程:首先,根据使用需要,进行外观设计,确定好后。
开模具,生产外壳。
其次,根据性能要求,电子工程师开发电子线路部分,选择合适方案,设计电子原理图,并画出线路板(PCB)的图纸,交予线路板厂家制作PCB的样品。
接着,电子工程师制作手工样品,然后对样品进行性能测试,组装测试,老化测试等各种测试。
然后,样品测试ok后。
开发PCB生产模具。
进行小批量试产。
测试在生产过程会不会有些问题。
然后做相应的调整。
最后,将线路板(PCB)定稿,PCB若有变动,需重新开模具。
制作规格书、作业指导书、检验指导书等相应档案。
二、量产过程:1、贴片(SMT):物料准备齐,检验合格后,先把PCB通过SMT机器进行贴片工序;2、插件(DIP):贴好片的PCB,在插件拉上,进行插件工序。
DIP会细分有:插件、压件、浸锡、切电子脚等工序;.3、后焊(补焊):在插件拉上,浸完锡后的电路板,有的电子元器件还没有上好锡,这时候就需要后焊来解决。
后焊拉工序细分为:过波峰焊:通过机器再次焊好插件拉上,浸锡时没有上好锡的电子料;看板补焊:通常一块PCB分区域,多人进行人工看板,没有上好锡的,手工再补好,有电子元件器少件、没插好的,也要标记出;补换电子料:电子料插反,少件的纠正工序;QC测试1:通过制作配套测试工具。
将裸板进行测试,测试OK的,给到下一道工序,测试没通过的,则给修理工进行修理;4、组装:这道工序最多复杂,也是最考验生产工艺水平的一道工序。
a.焊线:把DC线,焊到裸板上。
把AC线焊到外壳的下壳金属件上。
diy简单开关电源
本电源采用运算放大器μA741作为比较控制元件,两只三极管复合作为调整元件,电路工作于开关状态。
当输出电压比基准电压低2mV时,即μA741②脚比③脚低2mV(因为μA741的反应灵敏度为2mV),μAT41⑥脚输出高电平,控制VT1和VT2导通,以大电流为负载和有关滤波电容C2、C3等补充电能,很快使输出电压升到12V,即μA741②、③脚电位相等。
其⑥脚输出低电压(2V),VT1、VT2关闭,暂停补充电能。
随着时间的增长,输出电压逐渐下降,又重复上述过程,周而复始。
个人制作总结
用稳压源做实验:全波整流之后,经两个串联以提高耐压值的滤波电容。
三极管使用E13007,稳压管使用in4746 18V齐纳二极管,电压比较器使用lm339。
调试经验:
一、全波整流不能错
二、电容串联可以提高耐压值
三、部分电压比较器的输出端需上拉,lm339就需要
四、模拟开光电源的输出电流有限,比较低
数据:(24V稳压电源供电)
一、后级不加滤波电容,输出为震荡波形,差不多500 KHz,加了一个大电容后趋于直线
二、输出1A开光管开始发热,2A发热比较厉害,2.5A估计不大正常
结论:
一、本电路原理可行
二、输出功率额定在25W左右
三、输出纹波比较小,是小功率电源中成本较低、性能较稳定的方案
1K。
开关电源生产流程
第一产前对BOM:
对于新订单,工程部门必须依标准对电源进行老化测试,再由品质部门做最终可靠性老化、可靠性测试,品质确认OK再对产品及PCB板进行拍照存档,并在可靠性测试报表签名,工程工程负责人依可靠性报表及照片作这依据才能在BOM签字,再由工程部主管签字方可生效。
样品再由制造工程分晰其生产加工的合理性,并在作业指导书上签字,方可生产。
对于ERP已存在的BOM两个月内没有生产的机型由工程部再次确认,方可生产,两月内生产的机型可以直接生产,每次生产前工程必须提供两个以上的手件样品及PCB组立。
第二生产部贴片插件:
贴片插件前必须有工程提供的原始PCB样板,在贴片插件前必须按PCB组立的样品贴片插件,再贴片插件的同时,QC必须认真检查贴片及插件的正确性,在过锡后,QC第一时间做出2PCS PCB手件确认其电性能,如果发现异常应第一时间联系制造工程及研发部门,PCB手件确认OK,将快速完成PCB组立到成品并进行老化测试。
第三补焊:
补焊拉对插完件的裸板进行后续补焊加工,检查插件正确性,如果有大量连锡、倒脚、假焊应及时向插件拉反映,补焊还就对裸板进行测试维理,要保证送到组装拉的每一块PCB 板都是OK,补焊拉需要定其记录插件拉的错件,假焊等不规范的操作。
第四组装
组装拉负责对PCB的后续加工,在焊完线盖个盖子后进行测试,测试后老化,老化OK 后进行超音,打螺丝,最后再进行一次测试。
电源适配器的设计与制作
毕业设计(论文)《笔记本电脑电源适配器的设计与制作》专 业(系) 电气工程系电气自动化专业班 级学生姓名指导老师完成日期2013届毕业设计任务书一、课题名称:笔记本电脑电源适配器设计二、指导老师:陈勇宏三、设计内容与要求1、课题概述根据市场需求,需要设计制造一款笔记本电脑电源适配器,其设计方案有两种;(1)采用变压器、整流、稳压;(2)采用开关电源;采用开关电源的优点:不需要笨重的电源变压器,效率高,体积小,造价低。
开关电源已广泛用于工业产品及家用电子产品中2、设计内容与要求开关电源的技术要求:(1).确定设计方案,绘制方框图;(2).设计各部分电路,要求尽量采用集成电路,在保证实现基本功能和主要技术指标的前提下采用通用型元器件,并注意降低成本,以获取较高的性价比;(3).分析各单元电路的工作原理和特性;(4).画出整机电路图,设计印制电路板,并说明电路调试的基本方法;(5).每组制作实物一件。
完成毕业设计说明书一份。
3、技术指标:(1).输入交流电压:110V~260V;(2).输入直流工作电压:19±0.1V;(3).直流工作电流:4A;(4).具有短路保护、过载保护等功能。
(5).使用环境:0~40℃。
1)设计19V开关电源的电气原理图,PCB图,PCB板要按照CE标准。
2)采用集成元件,元件数量要尽可能少。
3)设计开关变压器的参数。
4)按要求设计、制作PCB板图,并装配调试,由指导老师提供部分元件。
5)编写使用说明书。
包括电气原理图;电路板图;元件明细表。
6)图纸要独立完成,文字表达准确,条理清晰,文笔通顺,采用打印。
四、设计参考书及参考网址1、陈梓城主编《模拟电子技术基础》,高等教育出版社3、王建生主编《电源技术教程》,高等教育出版社4、周志敏、周纪海编《开关电源实用技术设计与应用》,人民邮电出版社5、《开关电源设计》电子工业出版社王志强6、《开关电源的原理与设计》张站松7、《开关电源印制板电路板(PCB)工程设计》中国电力出版社杨恒五、设计说明书要求1.封面2.内容摘要3.目录4.引言5.正文(设计方案比较与选择,设计方案原理、计算、分析、论证,设计结果的6.说明及特点)7.文献8.致谢9.附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、设计进程安排第 1 周:资料准备与借阅,了解课题思路。
电源开关是怎么做成的
电源开关是怎么做成的电源开关是怎么做成的电源开关是怎么做成的?作为非常基础的电源开关技术正为满足可遥控调控输出电压改变技术得到快速发展,于是可调遥控电源开关的研究成为电子科学技术研究设计与开发应用的热点。
下面就由店铺来给大家说说电源开关是怎么做成的,欢迎大家前来阅读!电源开关是怎么做成的电源是各种电子设备必不可缺的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态,功耗小,转化率高,且体积和重量只有线性电源的 20%—30%,故目前它已成为稳压电源的主流产品。
电子设备电气故障的检修,本着从易到难的原则,基本上都是先从电源入手,在确定其电源正常后,再进行其他部位的检修,且电源故障占电子设备电气故障的大多数。
故了解开头电源基本工作原理,熟悉其维修技巧和常见故障,有利于缩短电子设备故障维修时间,提高个人设备维护技能。
二.开关电源的组成开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成,见图1。
1. 主电路冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。
输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。
整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。
逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分。
输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
2. 控制电路一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对电源进行各种保护措施。
3. 检测电路提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。
4. 辅助电源实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。
三.开关电源的工作原理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。
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开关电源适配器的制作流程(1)开关电源适配器的设计与制作要从主电路开始,其中功率变换电路是开关电源适配器的核心。
功率变换电路的结构也称开关电源拓扑结构,该结构有多种类型。
拓扑结构也决定了与之配套的PWM控制器和输出整流/滤波电路。
下面介绍开关电源适配器设计与制作的一般流程。
1. 确定电路的结构无论是AC/DC开关电源还是DC/DC开关电源,其核心都是DC/DC变换器。
因此,开关电源适配器的电路结构就是指DC/DC变换器的结构。
开关电源中常用的DC/DC变换器拓扑结构如下:a) 降压式变换器(Buck Converter),亦称降压式稳压器。
b) 升压式变换器(Boost Converter),亦称升压式稳压器。
c) 反激式(亦称回扫式)变换器(Flyback Converter)。
d) 正激式变换器(Forward Converter)。
e) 半桥式变换器(Half Bridge Converter)。
f) 全桥式变换器(Full Bridge Converter)。
g) 推挽式变换器(Push-pull Converter)。
降压式变换器和升压式变换器主要用于输入、输出不需要隔离的DC/DC开关电源中;反激式变换器主要用于输入、输出需要隔离的小功率AC/DC或DC/DC开关电源中;正激式变换器主要用于输入、输出需要隔离的较大功率AC/DC或DC/DC开关电源中;半桥式变换器和全桥式变换器主要用于输入、输出需要隔离的大功率AC/DC或DC/DC开关电源中,其中全桥式变换器能够提供比半桥式变换器更大的输出功率;推挽式变换器主要用于输入/输出需要隔离的较低输入电压的DC/DC或DC/AC开关电源中。
降压式变换器的输出电压低于输入电压,升压式变换器的输出电压大于输入电压。
在反激式、正激式、半桥式、全桥式和推挽式等具有隔离变压器的DC/DC变换器中,可以通过调节高频变压器的一、二次匝数比,很方便地实现电源的降压、升压和极性变换。
此类变换器既可以是升压型,也可以是降压型,还可以是极性变换型。
在设计开关电源适配器时,首先要根据输入电压、输出电压、输出电流的大小,以及是否需要电气隔离,来选择合适的电路结构。
2. 选择控制电路开关电源适配器是通过控制功率MOS场效应管或功率晶体管的导通与关断时间来实现电压变换的,其控制方式主要有脉冲宽度调制、脉冲频率调制和混合调制三种。
脉冲宽度调制方式,简称脉宽调制(英文Pulse Width Modulation,缩写PWM);脉冲频率调制方式,简称脉频调制(英文Pulse Frequency Modulation,缩写PFM);混合调制方式,是脉冲宽度和开关频率均不固定,彼此都能改变的方式。
PWM方式,具有固定的开关频率,通过改变脉冲宽度来调节占空比,因此开关周期也是固定的,这就为设计滤波电路提供了方便,所以应用最为普遍。
目前,开关电源适配器大多采用此方式。
为便于开关电源厂家的设计,众多IC厂家将PWM控制器设计成集成电路,以方便电源工厂选择。
在早期的电源适配器产品中,我们常用的PWM控制器如下:a) 自激振荡型RCC控制电路。
b) TL494电压型PWM控制电路。
c) SG3525电压型PWM控制电路。
d) UC3842电流型PWM控制电路。
e) TOPSwitch-II系列的PWM控制电路。
f) TinySwitch系列的PWM控制电路。
自激振荡型RCC控制电路通过启动电阻,利用高频变压器的正反馈绕组实现功率开关管的饱和导通,利用功率管的退饱和特性实现功率开关晶体管的关断。
通过控制功率开关管基极电流大小实现脉冲宽度调制。
具有结构简单、成本低廉的特点,适合在小功率的反激式开关电源适配器中应用,例如各种电器设备的待机电源、手机充电器等。
TL494是电压型PWM控制电路芯片,具有固定振荡频率,它包含了开关电源需要的全部控制功能,广泛应用于推挽式、半桥式、全桥式拓扑结构的开关电源。
内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力,具有推或拉两种输出方式,适合驱动双极型功率开关晶体管。
适合构成较大功率的开关电源。
SG3525也是电压型PWM控制电路芯片,是SG3524的改进产品,SG3524的功能与TL494的功能基本相同。
SG3525内置软启动电路,具有输入欠电压锁定功能,可实现逐个脉冲关断。
其驱动输出级采用了推挽式电路结构,灌电流/拉电流能力超过200mA,关断速度更快。
不但能够驱动双极型功率开关晶体管,更适合驱动场效应功率管(MOSFET),以便获得更高的开关频率和电源转换效率。
UC3842是电流型PWM控制芯片电路,她具有引脚少、外围电路简单、性能优良、单价低廉等优点,适合构成小功率单端反激式开关电源,是目前单端PWM控制电路的一种优选型号。
该电路具有欠电压锁定功能和大电流图腾柱式输出结构,适合驱动双极型功率管和场效应功率管。
其电流型控制模式,很容易实现对每个周期的峰值电流限制,能有效防止高频变压器的磁饱和,提高了开关电源适配器的可靠性。
TOPSwitch-II系列单片开关电源是将PWM控制系统的全部功能集成到三端芯片中。
内含脉宽调制器、场效应功率管、自动偏置电路、保护电路、高压启动电路和环路补偿电路,通过高频变压器即可实现输出端与电网完全隔离。
外部仅需配整流滤波器、高频变压器、漏极钳位保护电路、反馈电路和输出整流滤波电路,即可构成反激式开关电源适配器。
TinySwitch系列单片开关电源是美国PI公司推出的一种高效率、小功率、低成本的四端单片开关电源专用IC。
TinySwitch系列比TOPSwitch-II系列三端单片开关电源增加了一个使能端,使用也更加方便、灵活。
其控制系统实际上是采用跳过周期的方式实现稳压过程的,等效为脉冲频率调制器。
该系列产品特别适合制作10W以下的微型开关电源适配器或者待机电源。
在设计开关电源适配器时,要根据主电路的拓扑结构、输出功率的大小、电源的应用领域等选择合适的PWM 控制电路。
开关电源适配器的制作流程(2)开关电源适配器的设计与制作要从主电路开始,其中功率变换电路是开关电源适配器的核心。
功率变换电路的结构也称开关电源拓扑结构,该结构有多种类型。
拓扑结构也决定了与之配套的PWM控制器和输出整流/滤波电路。
之前的文章有讲解了电路结构和控制电路,本篇文章将介绍开关电源适配器的辅助电路、电路原理图整理和高频变压制作。
1. 确定辅助电路开关电源适配器通常由输入抗电磁干扰滤波器、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路等组成。
其中功率变换电路是开关电源适配器的主要电路,对开关电源适配器的性能起关键作用。
根据不同的拓扑结构,开关电源适配器还需要一些辅助电路才能正常工作。
有些辅助电路可能包含在主要电路环节当中。
开关电源适配器常见的辅助电路如下:a) 电压反馈电路。
b) 尖峰电压吸收电路。
c) 输入滤波电路。
d) 整流滤波电路。
e) 输出过电压保护电路。
f) 输出过电流保护电路。
g) 尖峰电流抑制电路。
其中电压反馈电路是各类开关电源适配器都具有的辅助电路。
尖峰电压吸收电路是反激式开关电源适配器必需的辅助电路。
输入滤波电路通常只在AC/DC变换器中出现。
整流滤波电路包括工频整流滤波和高频整流滤波。
自激式振荡型本身就具有输出过电流保护特性。
有时还需要开关电源适配器具有防雷击保护电路,输入过电压、欠电压保护电路等。
设计开发人员可以根据设计要求进行适当的选取。
2. 整理电路原理图开关电源适配器的拓扑结构、控制电路和辅助电路确定以后,就可以整理、绘制电路原理图。
以便确定所有元器件的型号、参数、形状尺寸及数量,完成个元件引脚之间的电气连接。
电路原理图应按照信号流程和功能划分不同区域,力求布线清晰、整洁、密度分配合理、信号流向清楚。
然后确定所有元器件的封装,以便电路板设计时的元件布局与布线。
3. 制作高频变压器高频变压器的设计是制作开关电源适配器的技术关键。
在半桥式、全桥式和推挽式开关电源中,高频变压器通过的是交变的电流,不存在直流磁化问题,设计方法和工频变压器基本相同,只是采用的磁芯材料不同,设计起来相对比较简单。
正激式开关电源的高频变压器与全桥式有相同之处,但存在直流磁化问题,设计起来要复杂一些。
因此有时会在高频变压器中增加去磁绕组,以便降低设计难度。
反激式开关电源在小功率开关电源中应用最为普遍,但其高频变压器的设计也最为复杂。
反激式开关电源的高频变压器相当与一只储能电感,在固定的开关频率下,其储存的能量大小直接影响开关电源的输出功率。
在设计反激式开关电源的高频变压器时,需要以下几个步骤:a) 计算一次电感量Lp.b) 选择磁芯与骨架。
c) 计算一次绕组匝数Np。
d) 计算二次绕组匝数Ns。
e) 计算气隙长度。
f) 检验最大磁通密度Bm。
首先要根据一次绕组的峰值电流Ip和开关电源的输出功率Po计算一次电感量Lp。
然后是选择磁芯与骨架并确定相关参数。
接下来依据选定的磁芯截面积和磁路长度等参数计算一次匝数Np。
在根据一次和二次的变换比值计算二次绕组匝数Ns。
为了防止高频变压器出现磁饱和,通常要在磁芯中加入空气间隙,还需要根据一次电感量Lp和所选磁芯参数计算气隙长度。
最后还要根据峰值电流Ip、一次绕组匝数Np和磁芯参数计算最大磁通密度Bm,检验是否满足磁芯材料要求。
在部分条件不能满足时,要重新选择磁芯与骨架,进行计算和检验,直到满足设计要求为止。