高频开关稳压电源的设计

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稳压电源的设计与制作-毕业设计

稳压电源的设计与制作学生：XX 指导教师：XX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、生活的关系益密切。

任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。

特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛，也要求能够提供稳定的电源，以满足小型电子设备的用电需要。

本文基于这个思想，设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。

开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。

由于开关稳压电源具有这些优点，基于这个思想设计了一个1～5V可调的低功率开关稳压电源，以满足小型电子设备的供电需要。

本文以开关电源的发展历史、发展现状以及发展趋势为线索，介绍了开关电源的一些新技术，技术指标，分类标准等。

并根据这些标准设计了一种满足小型电子设备供电需要的开关稳压电源。

电源设计的主要指标是：输入电压为AC220V，输入频率为50HZ，输入电压范围为AC165V～265V，输出电压为直流1～5V可调，输出最大电流为150mA，输出最大功率为2.25W。

最后在完成基本指标的基础上，本文还增加了防浪涌电流的附属功能，使电路更加满足小型电子设备的用电需要。

数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小，而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源；本文介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控直流稳压电源电路，详述了电源的基本电路结构和控制策略；它与传统的稳压电源相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点，其结构简单、制作方便、成本低，输出电压在1～5V之间连续可调，其输出电压大小以1V步进，输出电压的大小调节是通过“＋”“－”两键操作的，而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。

该电源控制电路选用89C51单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。

详细分析了电源的拓朴图及工作原理。

电力电子课程设计-sg3525脉宽调制高频开关稳压电源

电流型控制及多环控制已得到较普遍应用，电荷控制，一周期控制，数字信号处理器(DSP)控制等技术的开发及相应专用集成控制芯片的研制，使电子电源动态性能有很大提高，电路也有大幅度简化。
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%.

开关式直流稳压电源的设计

开关式直流稳压电源的设计开关式直流稳压电源（Switched-mode DC power supply）是一种通过开关器件的开关操作进行高效转换的电源，用于将输入电压转换为稳定的直流输出电压。

它具有体积小、效率高、负载能力强等优点，因此被广泛应用于电子设备、通信设备、仪器仪表等领域。

下面将详细介绍开关式直流稳压电源的设计。

一、设计需求分析在设计开关式直流稳压电源之前，首先需要进行需求分析。

根据设计的具体应用场景和输出要求，确定以下参数：1.输入电压范围：根据使用环境的电源电压情况，确定输入电压的最大和最小值。

2.输出电压范围：根据应用需求，确定输出电压的稳定范围。

3.输出电流能力：根据应用的负载特性和输出功率需求，确定电源的输出电流能力。

4.整体体积和成本：根据实际需求，确定电源的体积和成本预算。

二、主要电路设计1.输入电路设计：输入电路主要包括滤波电容和输入电源保护电路。

滤波电容用于平滑输入电压，减少输入电压的纹波；输入电源保护电路用于保护电源免受输入过压、过流等异常情况的影响。

2.控制电路设计：控制电路主要包括开关器件的控制电路、反馈电路等。

开关器件的控制电路用于控制开关器件的开关频率和占空比，以实现输出电压稳定；反馈电路用于监测输出电压并通过反馈控制回路调节开关器件的工作状态，以保持输出电压的稳定。

3.输出电路设计：输出电路主要包括输出电感和输出滤波电容。

输出电感用于平滑输出电流，减少输出电流的纹波；输出滤波电容用于平滑输出电压，减少输出电压的纹波。

4.保护电路设计：保护电路主要包括过压保护、过流保护和过温保护等功能，用于保护电源和负载免受异常情况的伤害。

三、PCB设计与布局在设计电路板（PCB）时，需要考虑以下几个方面：1.合理布局：根据电路的功能和特性，合理布局各个模块和元件，尽量缩短信号传输距离，降低电磁干扰。

2.良好接地：保证电路板的接地良好，并根据需要进行分区接地，避免信号之间的干扰。

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。

稳压电源设计

稳压电源设计1. 引言稳定的电源是电子设备正常运行的关键，稳压电源设计是电子电路设计中非常重要的一环。

本文将介绍稳压电源的基本原理、设计方法以及常见的稳压电源类型。

2. 稳压电源的基本原理稳压电源的主要目的是提供一个稳定的直流电压输出。

它可以通过控制电源输入端的输入电压或调整电路的工作方式来实现。

稳压电源的基本原理是通过负反馈控制来实现稳定的输出。

稳压电源电路通常由三个主要部分组成：输入部分、稳压控制部分和输出部分。

输入部分用于接受电源输入，稳压控制部分负责检测输出电压并作出相应调整，输出部分则提供稳定的输出电压。

3. 稳压电源的设计方法稳压电源的设计需要考虑多个因素，如输出电压范围、负载能力、效率、稳定性等。

下面是一些常用的稳压电源设计方法：3.1. 线性稳压电源线性稳压电源是最简单和常见的稳压电源类型之一。

它使用线性元件（如二极管、晶体管）来控制输出电压，具有较低的噪声和较高的稳定性。

但由于线性元件的特性，线性稳压电源的效率较低。

3.2. 开关稳压电源开关稳压电源通过开关元件（如开关管、MOS管）对输入电源进行开关调制，从而实现对输出电压的控制。

开关稳压电源具有较高的效率和较低的体积。

但由于开关元件的开关动作会产生噪声和干扰，对于某些应用场景可能不适用。

3.3. 切换稳压电源切换稳压电源是一种结合了线性稳压和开关稳压的设计方法。

它通过在低负载时使用线性稳压模式，在高负载时自动切换到开关稳压模式。

这样既可以提供较高效率，又能保持输出电压的稳定性。

4. 常见的稳压电源类型根据用途和应用场景的不同，稳压电源有多种类型。

以下是其中一些常见的稳压电源类型：4.1. 低压差稳压电源低压差稳压电源是一种能够在输入电压和输出电压之间产生较小压降的稳压电源。

它适用于对输入电压要求较高或供电线路较长的应用。

4.2. 可调稳压电源可调稳压电源是一种可以根据需要调整输出电压的稳压电源。

它通常由一个可调节电阻和稳压控制电路组成，可以用于满足不同的应用需求。

开关电源设计设计

开关电源设计设计开关电源设计摘要随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。

开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨重的线性电源。

电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。

开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。

信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。

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。

本论文是基于芯片UC3842的小功率高频开关电源系统设计。

关键词开关电源；半桥全桥；高频变压器- II -目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究的目的及意义 (2)1.2.1 课题研究的目的 (2)1.2.2课题研究的意义 (2)第2章开关电源输入电路设计 (3)2.1 电压倍压整流技术 (3)2.1.1 交流输入整流滤波电路原理 (3)2.1.2 倍压整流技术 (3)2.2 输入保护器件保护 (4)2.2.1 浪涌电流的抑制 (4)2.2.2 热敏电阻技术分析 (5)2.3 本章小结 (6)第3章开关电源主电路设计 (7)3.1 单端反激式变换器电路的工作原理 (7)3.2 开关晶体管的设计 (8)3.3 变压器绕组的设计 (10)3.4 输入整流器的选择 (11)3.5 输出滤波电容器的选择 (12)3.6 本章小结 (12)第4章开关电源控制电路设计 (13)4.1 芯片简介 (13)4.1.1 芯片原理 (13)4.1.2 UC3842内部工作原理简介 (13)4.2 工作描述 (14)4.3 UC3842常用的电压反馈电路 (18)4.4 本章小结 (20)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)- II -第1章绪论1.1课题背景随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，特别是微处理器和半导体存储器的开发利用，孕育了电子系统的新一代产品。

基于WT6632F的65WPD开关电源的设计

基于WT6632F的65WPD开关电源的设计基于WT6632F的65WPD开关电源的设计是一种用于为电子设备提供高效电力的电源设计。

WT6632F是一款具有多种保护功能的集成电路，适用于高效率隔离电源设计。

下面将从电源拓扑、功率转换、保护功能以及设计布局等方面，详细探讨基于WT6632F的65WPD开关电源的设计。

首先，根据65WPD的要求，可选取降压型稳压器作为电源拓扑，通过将输入交流电转换为直流电，并经过适当的电子元件和保护电路，实现输出稳压和过载保护。

其次，在功率转换方面，选择WT6632F集成电路作为控制主芯片，可通过其内部的PWM控制器来实现高效、可靠的电能转换。

该芯片内部具有一系列关键功能，包括过压保护、欠压保护、短路保护、过电流保护和过温保护等。

这些保护功能可以显著提高电源的稳定性和安全性。

然后，设计布局方面需要注意将输入和输出部分隔离，同时要防止高频噪音干扰。

可采用双层PCB设计，将输入部分和输出部分分开布局，并且通过适当的线路隔离和滤波电容来降低干扰。

此外，通过对输入滤波器的设计，可有效抑制开关电源输入端的高频噪音干扰，确保输入电流的纹波和噪音水平尽可能低。

同时，在输出端也需要合适的滤波电容和线路布局，以降低输出纹波和噪音，确保输出电流的稳定性和质量。

总之，基于WT6632F的65WPD开关电源的设计需要考虑电源拓扑、功率转换、保护功能和设计布局等多个方面。

只有在合理选择电源拓扑、充分利用WT6632F的保护功能、优化设计布局等条件下，才能实现高效、稳定、可靠的65WPD开关电源。

(整理)开关电源的设计与制作

开关电源的设计与制作第一章开关电源概述一. 什幺是开关电源(Switching Power Supply)所谓开关电源是指以高频变压器取代工频变压器,采用脉冲调制技术的直流直流变换器型稳压电源.开关晶体管,开关二级管和开关变压器是组成开关电源的三个关键组件.二. 隔离式高频开关电源.图标说明:1)交流线路电压无论是来自电纲的,还是经过变压器降压的,首先要经过电纲滤波,以消除电磁干扰和射频干扰;2)经电纲滤波后的电流首先要经过整流,滤波电路变成含有一定脉动电压成分的直流电压,然后进入高频变换部分;3)高频变换器具有多种形式,主要分为半桥式,全桥式,推挽式,单端正激式,单端反激式等;高频变换部分的核心是一个高频功率开关组件,比如开关晶体管,场效应管(MDSFET)等组件,高频变换器产生高频(20KHZ以上)高压方波,所得到的高压方波送给高频隔离变压器的初级,在变压器的次级感应出的电压被整流,滤波后就产生了低压直流.4)脉冲宽度调制器(P WM)主要用于调节输出电压,使得在输入交流和输出直流负载发生变化时,输出电压能保持稳定,运作过程是P WM电路通过输出电压采样,并把采样的结果反馈给控制电路,控制电路把它与基准电压作比较,根据比较结果来控制高频功率开关组件的开关时间比例(占空比),达到调整输出电压的目的.(注:控制电路还有调频方式的)5)为了使整个电路安全可靠地工作,必须设置过压,过流保护电路等辅助电路.三.开关电源常用术语.1.效率(dfficiency):电源的输出功率与输入功率的百分比(测量条件为满负载,输入交流电压为标准值)2.ESR: 等效串联电阻,它表示电解电容呈现的电阻值的总和. ESR值越低的电容,性能越好.3.输出电压保持时间: 在开关电源的输入电压撤离后,依然保持其额定输出电压的时间;4.激活浪涌电流限制电路: 属保护电路,它对电源激活时产生的尖峰电流起限制作用.5.隔离电压: 电源电路中的任何一部分与电源基板地之间的最大电压.或者能够加在开关电源的输入端与输出端之间的最大直流电压.6.线性调整率: 输出电压随输入线性电压在指定范转内变化的百分率,条件是线电压和环境温度保持不变.7.负载调整率: 输出电压随负载在指定范围内变化的百分率,条件是线电压和环境温度保持不变.8.噪音和纹波: 附加在直流输出信号上的交流电压和高频兴峰信号的峰值.通常是以mV度量.9.隔离式开关电源: 一般指高频开关电源,它从输入的交流电源直接进行整流和滤波,不使用低频隔离变压器.10.输出瞬态响应时间: 从输出负载电流产生变化开始,经过整个电路的调节作用,到输出电压恢复额定值所需要的时间.11.过载或过流保护: 防因负载过重,使电流超过原设计的额定值而造成电源损坏的电路.12.远程检测: 为了补赏电源输出的电压降,直接从负载上检测输出电压的方法.13.软激活: 在系流激活时,一种延长开关波形的工作周期的方法,工作周期是从零到它的正常工作点所用的时间.14.电磁干扰无线频率干扰(EMI一RFI):那些由开关电源的开关组件引起的,不希望传输和发射的高频能量频谱.15.快速短路保护电路:一种用于电源输出端的保护电路,当出现过压现象时,保护电路激活,将电源输出端电压快速短路.16.占空比:在高频开关电源中,开关组件的导通时间和变换器的工作周期之比.即:δ=Ton /Τ(T= Ton+Toff)开关电源的设计与制作第二章输入电路一.电压倍压整流技术世界范围内的交流输入电压,通常是交流90~130V和180~260V的范围,为了适应不同电源输入环境的需要,实现两种输入电源的转换,要利用倍压整流技术.如下图2一1所示.2一15可用于110V和220V交流的开关电源输入电路电路工作过程为:1)当开关S1闭合时,电路在115V交流输入电压下工作,在交流电的正半周,通过二极管VD1和电容器C1被充电到交流电压的峰值,即115×1.4=160V,在交流电的负半周,电容器C2通过二极管VD4也被冲电到160V, 这样,电路输出的直流电压应该是电容器C1和C2上充电电压之和(160+160V=320V) 注意:不同的用电环境电压选择开关位置一定要选择正确.否则,会导致直流变换器中的开关功率管损坏,或因为输入电压太低而使开关电源进入欠压输入自动保护状态.二.抗电磁干扰和射频干扰电路考虑输入滤波电路(电纲滤波)1.开关电源的设计,生产,一定要将其辐射和传导干扰降低到可接受的程度.在美国,权威的指导性文件是F CCD ocket20780,在国际上,德国的Verband Deutscher Elektronotechniker(VDE)安全标准则得到了广泛的采用.2.开关电源中的RFI产生源:开关噪声的主要来源是开关晶体管,主回路整流器,输出二极管,晶体三极管的保护二极管以及控制单元本身.反激式变换器,由于设计的原因,其输入电流波形呈现三角形,较之输入波形为矩形的变换器,如正激式,桥式变换器等将产生较少的传导RFI噪声.(付里叶分析表明,一个三角形电流波形的高频谐波幅度是以40dB每倍频程进行跌落的,而对一个差不多的矩形电流波形,则只呈现20dB每倍频程的跌落)3.交流输入线路噪声滤波器对RFI的抑制.通常在开关电源中采用的噪声抑制方法是在主交流输入回路接入一个LC组成的滤波器,用于差模一共模方式的RFI抑制,通常是交流线路上串入一对电感L1, , 其两端并联二只电容器(X电容器),并在交流线二端对大地各接一只电容器(Y电容器),如图2一2(低通滤波纲络)2一2开关电源输入线路滤波器结构1)上图中电容电感的值可以采用下列的数值:C (X): 0.1~2UF;C(Y): 2200PF~ 0.033uF;L: 在25A时, 为1.8mH; 0.3A时, 为47mH注意:在选择滤波器的组件时,重要的是要使输入滤波器的谐振频率远低于电源的工作频率;另一方面,滤波器使得电源的工作频率增加时,会使噪声的传导变得更容易.2)上图中并联在交流输入线的电阻R是X电容的放电电阻,这是由VDE一0806和IEC一380两个标准中的有关安全的规范条款推荐应用的.IEC一380的8.8节阐明:若线路滤波器的X电容器的值大于0.1UF,则放电电阻的数值应由下式确定:R=t /2.21c (2一1)式中,t=ls, c为l电容器的总和值3)为进一步减少对称和不对称的干扰电压的措施是在交流线路中另外再接入一对电感L2,从而使得电容C4(X)的充电电流得到限制,于是降低了干扰,如图2一32一3改进的线路滤波器上图中L1与C3.C4组成常模抗干扰回路,L1与C1.C2组成共模,抗干扰回路,L2用于C4的充电电流的限制,因此,整个组合对各种高频干扰信号的抑制作用较好.三.输入整流器及整流后滤波电路.一)输入整流器如图2一1中,此整流电路由VD1~VD4组成(桥式或倍压整流)在选择组合组件或分立组件的整流器时,必须要查对下面的一些重要参数:1.最大正向整流电流,这个参数主要根据开关电源设计的输出功率决定.所选择的整流二极管的稳态电流容量至少应是计算值的2倍.2.峰值反向截止电压(PIV).由于整流器工作在高电压的环境,所以它们必须有较高的PIV值,一般应为600V以上.3.要有能承受高的浪涌电流的能力.二.输入滤波电容.由于滤波电容的选择将会影响到:电源输出端的低频交流波及电压和输出电压保护时间.一般情况下,高质量的电解电容所具有的滤除交流波纹电压的能力越强,它的ESR值越低.其工作电压的额定值至少应达到200V.在图2一1中,C1,C2 为滤波电容,电阻R4,R5与之并联以便在电源关闭时,给电容提拱一个放电通路.计算滤波电容的公式为:C=It /ΔV (2一2)式中C: 电容量, F;I: 负载电流 At: 电容提供电流的时间, s;ΔV: 所允许的峰一峰值纹波电压v .例:计算50w开关电源的输入滤波电容器的值.设输入交流电压为115V,60HZ,允许30V峰一峰值的纹波电压,且电容可维持电压电平的时间为半周期.解:1)计算直流负载电流假定一个最坏的情况,电源的效率为70%,那幺,输出功率为50W的电源其输入功率应该是:Pin=Pout/η=50 / 0.7=71.5(w)利用电压倍压技术(图2一1),在输入交流为115V时,直流输出电压将是2×(115×1∙4)=320(V),则负载直流电流应为I=P/E=7105/320=0.22(A)2)因半周期的线性频率或者说对于60HZ的交流电压大约是8ms,即t=1/2×1/60=8.33ms,故根据式2一2有.C=0.22(8×10 –3) /30=58×10 _6 =58(uF)选择标称值为50 uF的电容器.3)因为在倍压结构中,C4C5为串联,故有1/C=1/C1+1/C2,有C1=C2=100uF,即50W的开关电源,其滤波电容C4,C5为100uF.四.输入保护电路一).浪涌电流1.浪涌,一般情况下,只是电容的ESR值,如果不采取任何保护措施,浪涌电流可接近几百安培.2.控制电流主要是由滤波电容充电引起的,在开关管开始导通的瞬间,电容对交流电呈现出很低的阻抗浪涌电流的方法:广泛采用的措施有两种,一种是利用电阻双向可控硅并联纲络;另一种是采用负温度系数(NTC)的热敏电阻,用以增加对交流线路的阻抗.1) 如图2一1,R 1,VS 组成此电路,R 1与VS 并联,当输入滤波电容充满电后,由于双向可控硅和电阻是并联的,可以把电阻短路,对其进行分流.这种电路结构需要一个触发电路,当某些预定的条件满足后,触发电路把双向可控硅触发导通,如图2一4 所示.1 T 2可控硅VS 的工作过程为:当电源接通后,C 6两端的电压逐渐升高,电流相应稳定.在C 6两端的电压稳定之前,浪涌电流被与之串联的电阻R 1(6.8Ω)所抑制,当输入交流为115V 时,C6两端的电压V C =115×1∙4=160(V).当电容器C 6充电时,电压加到高频变压器T 1的绕组LB 上,则在绕组LP 4端上产生感应电压,当感应电压达到1.5V 时,电流I G 开启可控硅.即当IG 流过可控硅的控制极G 时,触发T 1与T 2短接,可控硅导通,电阻R 1被VS 短路,使其温度下降,于是实现了R 1抑制浪涌电流的目的 .注:设计时要认真地选择双向可控硅的参数,并加上足够的散热片,因为在它导通时,要流过全部的输入电流.2)热敏电阻技术:这种方法是把负温度系数(NTC)的热敏电阻串联在交流输入或者串联在经过桥式整流后的直流线上,如2一1图中的RT 1和RT 2,其工作原理为:当开关电源接通后,热敏电阻的阻值基本上是电阻的标称值,这样,由于阻值较大,它就限制了浪涌电流,当电容开始充电时,充电电流流过热敏电阻开始对其加热.由于其具有负温度系数,随着电阻的加热,其电阻值开始下降,如果热敏电阻选择得合适,在负载电流达到稳定状态时,其阻值应该是最小,这样,就不会影响整个开关电源的效率..二) 输入瞬间电压保护一般情况下,交流电纲上的电压比较稳定,但由于电纲附近电感性开关,暴风雨天气雷电等现象的存在,都会产生高压的尖峰(如受严重的雷电影响,电纲上的高压尖峰可达5KV;而电感性开关产生的电压尖峰的能量公式W=1/2L.I2.式中L是电感器的漏感:I是通过线圈的电流)可是,虽然电压尖峰持续的时间很短,但是它有足够的能量使开关电源的输入滤波器,开关晶体管等造成致命的损坏,故必须采取措施加以干扰.最通用的抑制干扰器件是金属氧化物物压敏电阻(MOV)瞬态电压抑制器.如图2一1中的RV 把压敏电阻RV连在交流电压的输入端,起到一个可变阻抗的作用.即,当高压尖峰瞬间出现在压敏电阻两端时,它的阻抗急剧减小到一个低消值,消除了尖峰电压使输入电压达到安全值.其瞬能量消耗在压敏电阻上,选择压敏电阻时应按下述步骤进行.(1)选择压敏电阻的电压额定值,应比最大的电路电压稳定值大10%~20%;(2)计算或估计出电路所要承受的最大瞬间能量的焦耳数.(3)查明器件所需要承受的最大尖峰电流开关电源的设计第三章高频电源变换器的基本类型一. 高频电源变换器的基本类型高频电源变换器的基本类型有五种:单端反激式,单端正激式,推挽式.半桥式和全桥式变换器,而半桥式和全桥式变换器电路实际上是推挽式变换器电路的改进型,所以,有人把这三种电路形式统称为推挽式变换器.高频电源变换器从激励方式上可分为单端(单极性)激励和双极性激励变换器,双极性变换器包括推挽式,半桥式,桥式等,其工作原理的实质是两个单端正激式变换器电路,从其耦合方式可分为直接耦合和变压器隔离两种,其中直接耦合形式为其基本形式.近年来出现的新型的变换器为C U K 变换器.1.单端反激式变换器的模型图: (3一1)(a) (b) 3 一1单端反激式变换器模型图单端反激式变换器的工作原理为:1) 当开关s 闭合时,电流I 流过电感L,在L 中储存能量,由于电压的作用,使二极VD 处于反向偏置,因此,在负载电阻R L 上无电压;2) 当开关S 打开时(上b 图),电感上的感应电压极性相反,则二极管VD 处于正向偏置,并产生电流Iv,这样,在负载电阻R L 上就出现一个与输入电压极性相反的电压.由于开关S 不断地开关动作,电路中的电流就以及脉的形式出现,因此,在单端反激式变换器中,当开关闭合时,能量存储在电感L 中,在开关打开时,能量被传递到负载RL 上.3. 单端正激式变换器的电路模式图(3一2)单端正激式变换器的工作原理为:Vin Ic------------- 1) 当开关S 闭合时,电流I 流过电感L,系,二极管VD 处于反向偏置; 2) 当开关S 打开时,电感L 中的磁场极性发生变化,,b2单端正激式变换器模型图,无脉动现象,恰恰与其相反,输入电流则是不连续的,. 3.(3一3)推挽式变换器的工作原理为:1)当S 1闭合S 2打开时,电源电流流过方向为 a Lp 1 b s1 d V in,那幺此时,在变压器次级绕组中咸应出电压并形成感应电流Is 1.2)当S 2闭合S 1打工时,电源电流方向为 a f e d vin,那幺此时在变压器次级绕组LS 2中感应出电压形成感应电流IS 2二. 隔离式单端反激式变换器电路.概述 :一般情况下,隔离式开关电源都是用高频变压器作为主要隔离器件.在单端反激式隔离L-------------电路中,高频变压器是以变压器的形成出现的,但实际上它起的作用是扼流圈,所以应称之为变压器扼流圈.如图3一4中,由于隔离变压器T 除了具有初次级间安全隔离的作用外,它还有变压器和扼流圈的作用,所以在反激式变换器的输出部分一般不需要加电感,但在实际应用中,往往在整流器和滤波电容之间加一个小的电感线圈,用以降低高频开关噪声的峰值.单端隔离激式变换器的工作过程为:1) 当晶体管VT1导通时,它在变压器初级电感线圈中储存能量,与变压器次级相连的二极管VD 处于反偏压状态而截止,故在变压器次级回路无电流流过,即没有能量传给负截. 2) 当晶体管VT 1截止时,变压器次级电感感线圈中的电压极性反转过来,使得二极管VD 导通,给输出电容C 充电,同时在负载L 年也有了电流I L 3 一4隔离单端反激式变换器电路注:图3一4中C 为输出滤波电容.1.单端反激式变换器电路中的开关晶体管在单端反激式变换器电路中,所使用的开关晶体管必须具备两个条件:1)在晶体管截止时,要能承受集电极尖峰电压; 2)在晶体管导通时,要能承受集电极的尖峰电流.1) 晶体管截止时尖峰电压的计算公式:V CE max =Vin / 1一δmax式中Vin 是输入电路整流滤波后的直流电压, δmax 是晶体管最大工作占空比(注意:为了限制限晶体管的集电板安全电压,工作占空比应保持在相对地低一些,一般要低于50%,δmax<0.5,在实际设计时, δmax 一般取0.4左右,这样就限制集电极峰值电压: V CE max ≦2.2Vin,因此,在单端反激式变换器电路设计中,晶体管的工作电压一般在800V 通常接900V 计算可安全可靠地工作.)2) 晶体管导通时的集电极电流计算式:I C = I L / n式中,I L 是变压器初级绕组的峰值电流,而n 是变压器初级与次级间的匝数比.注: 为了导出用变压器输出功率和输入电压表达集电极峰值工作电流的公式.变压器绕组传递的能量Pout =可用下式表示:Pout = L . I L 2 / 2T ·η (3 一 3 )式中,η是变换器的效率.则有: Ic= 2Pout / η·Vin ·δmax ( 3 一 4 )假定变器的效率η是0.8,最大占空比δmax=0.4(即40%),那幺Ic = 6. 2Pout / Vin ( 3 一 5 )2. 单端反激式变换电路中的变压器绕组.在单端反激式变换器电路中,在设计时要汪意不要使磁芯饱和,所选的磁芯一定要有足够大+ RL 一的有效体积,通常应用空气隙来扩大其有效体积:V=Uo ·Ue · I L max ·L / B 2max ( 3一6 )中,Ilmax: 最大负载电流;L :变压器次级绕组的电感量; Uo : 空气的导磁率,其值为1;Ue: 所选磁芯的磁性材料的相对导磁率Bmax:磁芯的最大磁通密度;(具体见第五章)3一53.基本的单端反激式变换器的变形.1)如图3一5中,由于考虑到单只晶体管有时承受不了过高的输入电压,(一般商甲晶体管达不到指针),故利用两只晶体管工作.图中VD 1和VD 2同时导通或截止,二管起箝位作用,它们把晶体管的最大集电板电压限制在Vin,这样耐压低的晶体管就可以使用了.2单端反激式变换器电路的优点是:电路结构简单,可以实现多路电压输出.如图3一6,在电路中隔离变压器对各路输出电压起到公共扼流圈的作用变压器的次级可以有多个绕组,故可以实现多路输出 .每个次级绕组只需一个整流二极管和一个滤波电容,就可以得到一组直流输出电压.3一6有多路输出的单端反激式变换器电路+ R L 一1 1 out 1 out2 + V out3 一 L L3一7隔离单端正激式变换器电路图三.隔离单端正激式变换器电路1.概述:如图3一7所示1)在单端正激式变换器电路中,隔离组件是一个纯粹的变压器,为了有效地传递能量,,在输出电路中, 必须有储能组件电感线圈Lo同时,初次级绕组的极性是相同的.其电路工作过程为:当VT1导通时,在变压器的初级产生了电流,并储存了能量,由于变压器的次级极性与初级同相,这个能量也传到了变压器的次级并处在偏正的二极管VD2把能量储存到了电感L中.此时,二极管VD3是处在反向偏压状态,为截止状态,当三极管VT1截止时,二极管VD2是反向偏压,变压器绕组中的电压反向,续流二级管VD3处于正向偏压,在输出回路中,储存在电感中的能量通过电感L 继续传负载R L .2)变压器的第三绕组称为箝位绕组(或回授绕组)LP2,它与二极管VD1串联,其作用是用来限制晶体管C一E结上的电压尖峰,在晶体管截止时,还能使高频变压器的磁通复位, 这是因为:A.在VT1导通时,变压器初级绕组LP 1中会储存能理,当VT1截止时,变压器次级侧二极管VD2截止,那幺储存在LP1中的能量再不能传递到次级绕组了,此时必须要通过一种途径释放出来,否则,必然在线圈两端产生过高的电压,解决的办法是增加箝位绕组和二极管VD1,并使箝位绕组的匝数与初级绕组的匝数相同,二者紧密耦合,这样,当箝位绕组上的感应电超过电源电压时,二极管VD1导通,将磁能送回电源中,就可以把初级绕组的电压限制在电源电压上,所以,开关晶体管VT1的C一E极间的最高电压就被限制在二倍电源电压上.B.为满足磁芯复位的条件,使磁通建立和复位的时间相等,所以这种把电路的占空比不能超过50%.3)磁化电流Imag的计算公司为:Ima= Tδmax·Vin∕N ( 3一7)式中, T·δmax是VT时向,L是输出电感Ho4))单端正激式变换器是在晶体管导通时通过变压向负载传输能量,故运用的输出功率范转较大,一般情况下可达50~200W,其高频变压器要起变压器隔离和传输能量的作用,又起电感线圈储存能量的作用.2单端正激式变换器电路中的开关晶体管1)晶体管截止峰值电压:在单端正激式变换器电路中,由于有第三绕组和续流二极管VD1的作用,所以其截止时降在VT1上的最大电压VCEmax应为2Vin,且只要二极管VD1处于导通状态,即在Tδmax这个时间内,降在VT铁C 一E间的2Vin的峰值电压就维持不变.2)晶体管导通时集电极电流的峰值:为正激式变换器的电流值加上磁化电流Imag.Ic= Ic / n + Tδmax Vin / L =6.2Pout / Uin式中.n: 变压器初次级匝数比;IL : 输出电感电流. A;Tδmax: 晶体管导通时间L: 输出电感, H.3.单端正激式变换器电路的传输变压器在设计正激式变换器的传输变压器时,应十分注意选择适当的磁芯有效体积,并选择空气隙,以避免磁芯的饱和,其有效体积V为:V= UoUe I2mag L / B2max注意:A.这种电源的最大工作占空比应保持低于50%,以便通过第三绕组将变压器的电压进行箝位,将总电限制在2倍输入电压之内.这样,当VT1导通时,为箝位电平:当VT停止时,使该总电压接近于0值.如果最大工作占空比大于50%,即δmax > 0.5,将打破这种2倍于电源电压的平衡,导致变压器发生饱和,反过来会产生很高的集电峰位电流,这可能会损坏开关晶体管.B.尽管有第三绕组以及箝位二极管可将开关晶体管的峰值集电极电压限制在2倍直流输入电压之内,但在制作变压器时,还要严格注意初级绕组和第三绕组间的紧密耦合,以消除由于漏感引起的致命的电压尖峰.4.单端正激式变换器电路的变形.1)如同单端反激式变换器电路一样,也可用两个晶体管代替一个晶体管工作,它们同时导通或同时截止,但每个晶体管所承受的电压不会高于Vin.2)此电路也可以产生多路的出电压,但是需增加二极管和扼流圈应指出的是,续流二极管的容量至少要与主回路中的整流二极管相同,因为在晶体管VT1截止时,它要提供输出电路中的全部电流.四. 推挽式变换器电路概述:如图3一8所示,推挽式变换器电路实际上是由两个正激式变换器电路组成,只是它们工作时相位相反,在每个周期里,,两个晶体管交替导通和截止,在各自导通的半个周期内,分别把能量传递给负载,所以称之为”推挽”电路.故在推挽式变换器电路中,两组开关三极管和输出整流二极管因流过每一组组件的平均电流比同等的单端正激式变换器电路减少35%以上,其设计计算可接单端正激式变换器.还应看到,在只开关晶体管导通间隙,二极管VD1和VD2同时导通,它们把高频变压器的次级给短路了,与此同时,把能量传递到了输出回路,实质上,它们起到了续流二极管的作用.推挽式变换器电路的输出电压可用下式计算:V out= 2δmax·Vin / n (3一10)注意:为了避免两只开关晶体管同时导通而引起损坏,公式中δmax的值必须得持在0.5以下.假定δmax=0.4则有:Vout = 0.8Vin / n (3一11 )式中n是高频变压器的初级对次级的匝数比.1)每只开关管的峰值集电极电流Ic=Ic / n (3一12)Ic = Pout / η. (3一13)设η=0.8 δmax=0.8则Ic= 1.6Pout / Vin (3一14)2)每只管所承受的峰值电压限制在2Vin以内.3.推挽式变换器电路中的高频变压器在推挽式变换器电路中,两只晶体管导通时间相等(或者说强制两管导通时间相等),高频变压器的。

开关稳压电路

开关稳压电路1开关稳压电路的工作原理开关稳压电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。

功率转换部分是开关电源的核心，它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。

它主要由开关三极管和高频变压器组成，电路如图1(a)所示，波形如图1(b)所示。

Ui是用电网交流220V直接整流滤波得到的直流高压(这样可省去工频变压器)。

高频变压器的原绕组为N1，N2为变压器副绕组，供输出用。

N3为基极正反馈绕组，R1是启动电阻，R2是限流电阻。

加上电源时，电流通过R1流向开关管T的基极，使T导通。

此时变压器副边的二极管反向偏置，于是T集电极电流和变压器绕组N1中电流相等。

由于是从零起动，基极电流不大，就能使T导通。

原绕组N1通过电流，产生上正下负的感应电压，经磁芯耦合，反馈绕组N3也产生感应电压UL3，并向T的基极注入iB，使T进一步导通，即UL3增加，iB增大，使iC进一步增大，这是一个正反馈雪崩过程。

在T导通期间，副边因二极管反偏没有电流。

当T进入高饱和区后，iC的变化率减小，原边N1绕组感应电压下降，同时反馈绕组N3电压下降，造成iB下降，iC下降，这再次形成一个正反馈雪崩过程，使开关管迅速截止。

T的导通时间TON取决于iC达到饱和的时间。

T导通期间，副边电路截止，原边线圈储能。

T截止时，N1的感应电压上负下正，相应地N3的电压上负下正，保证T截止，同时副边N2电压上正下负，D导通。

由N2通过D向负载传送能量，副边绕组中电流iD线性下降，直到iD=0，电路恢复起始状态，开始一个新的周期，T再次导通。

TOFF取决于副边绕组放电到零的时间。

输出电压与开关管的导通时间成正比。

2开关稳压电源的构成及稳压过程开关电源电路如图2所示。

下面对这个电路的各个主要组成部分的作用及原理作分析。

2.1输入部分RT1、C1为输入滤波器(RC低通滤波器)，L1、C2、C3为共模滤波器，可以衰减、削弱共模干扰，V1为全桥电路，桥式整流可防止输入电源极性接反烧坏电源电路，C4为滤波电容，R2、C5、V2构成主绕组吸收网络，其作用在后面保护部分详细叙述。

开关稳压电源课程设计

电力电子技术课程设计目录一．前言二，设计方案1.选择方案2.各模块方案的比较和选择三．系统设计与分析1.总体结构图2.主电路的设计3.参数计算开关稳压电源的设计一前言开关电源是一种高效率、高可靠性、小型化、轻型化的稳压电源，是电子设备的主流电源。

开关电源的基本作用就是将交流电网的电能转换为适合各个配件使用的低压直流电做供给使用。

另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

输入电压为AC220v ，50Hz 的交流电，经过变压器，再由整流桥整流后滤波变为直流电，然后通过功率开关管的导通与截止将直流电压变成连续的脉冲，再经输出滤波后变为直流电。

开关管的导通与截止由PWM （脉冲宽度调制）控制电路发出的驱动信号控制。

PWM 驱动电路在提供开关管驱动信号的同时，还要实现输出电压稳定的调节、对电源负载提供保护。

为此设有检测放大电路、过电流保护及过电压保护等环节。

通过自动调节开关管导通时间的比例（占空比）来实现。

二方案1. 单片机产生PWM 信号，输出到驱动芯片2101。

经滤波消除纹波，实现脉宽调制控制。

采用PWM 脉冲方式来实现的开关电源可以简化硬件电路，易于控制和调节，而且具有效率高的优点，可适应本设计对精度的要求。

另外单片机采用超低功耗MSP430可以对反馈信号做PI 计算形成闭环控制，使得输出电压在设定范围内变化，同时可以将给定值与测量值进行液晶显示。

其中最为关键的是进行PI 算法过程中比例系数和积分系数的调节，但是结合实际的硬件电路与相关测试数据可以得到适合硬件电路的参数。

2.各模块方案的比较与选择采用Boost 升压电路，此为隔离型结构，此电路能将一输入电压变换成一较高的稳定输出电压， Boost 升压电路优点为结构简单、动态反应快、转换效率高。

控制电路方案选择。

采用单片机完成，MSP430内部具有定时比较器通过设定其周期及比较值就可以形成占空比可调的PWM 波，驱动MOSFET 。

SG3525A开关电源设计

6
六、原理图
1A/400V T1 TIP127 (100V/5A/Darl-L) R1 4K7
15 13
L1 10mH/0.5A
+12
R2 4K7 104 C4
9 1 2 16 11 14
4K7 R6
104 C4
FR107 D4 104 C6 4K7 R8 C5 470/16V
5K1 R10
续流管阴极电位VK 、电感电流IL、负载电流IO Ipk=2(IO)max VO -VF (tON)min (tOFF)max 储能不足 (VIN)max-VSTA-VO (IO)max t
8.
图五：最大输入满负荷时的续流波形图五：最大输入/满负荷时的续流波形
IL
八、电感的绕制
t
1. 2.
铁氧体磁芯或磁罐(高频磁性材料、居里温度~230Ｃ）。漆包线线径：考虑趋肤效应和机械强度，
软启动－－上电时输出电压由低到高建立，需要一定时间。上电时，C2充电需要一定时间，SS端电压由低逐渐变高，输出管的导通时间逐渐增大，输出电压逐渐升高。
6
七、参数选择
1. 整流管：桥式整流，整流管电流=0.5负载电流，最大反向电压=输入交流电压峰值，IN4007(1A/1kV)可以满足要求。
IC VEC PT
VIN+VF
2.
IECO VSTA 滤波电容：RLC=(3~5)T，整流滤波后直流电压VIN=18.0~28.8V， tON tOFF RL~18.0V/0.5A=36Ohm, T＝10mS，图四：图四：开关管开关速度与功耗分析 1000uF/35V电解电容可满足要求。最常用电解电容：1.0、2.2、3.3、4.7、 6.8及相应十百千uF，耐压有6、16、25、 35、50、63、100、120、200、400V。

开关稳压电源系统设计

Ｉ．
０引言
随着电力电子技术的发展，电源装置大量出现在生产生活的各个领域，电压电流的稳定性、其电压调整率、负荷调整率、变换器的效率等因素将直接影响到用
电及通信设备的正常运行，严重时还将影响到设备的安全性。因此，如何改善上述各项指标，成为电源装置
刘杰刘，培王，琦 ’徐跃超，
（．１三峡大学电气与新能源学院，北宜昌４３０２华南理工大学电力学院，东广州５０４）湖４０２；．广１６０摘要：章构建了基于［￣ｔ变换器的ＤＣＤ变换器，文ｋｏ型ｓ／Ｃ系统以专用芯片ＵＣ８２作为控制核心，以Ａｔｇ１８３４辅ｍｅａ２单片机稳定输出电压。利用ＵＣ８２自身的电压电流环反馈，上输出电压均值环设计成输出电压稳定可调的Ｄ／Ｃ３４加ＥＤ变换电路。本系统还采用了模拟ＰＷＭ技术、在线保护技术、机交互技术。实际测试表明该系统各项指标均达到或超人
ｍａ－ｃｉｅｉｔｒｃｉｎｔｃｎｌｇｒｌｏａｐｉｄｔｅｓｓｅ，ｎｈｃｕｌｅｔｉｄｃｔｓｔａａｅｃｅｖｎｓｒｎｍａｈｎｎｅａｔｅｈｏｏｙａｅａｓｐｌｏｔｙｔｍａｄｔｅａｔａｓｉａｅｈｔｔｓｒａｈｄｅｅｕ — ｏｅｈｔ词：ｍｅａ２；３４；线保护；机交互Ａｔｇ１８ＵＣ８２在人

《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。

开关电源方案

开关稳压电源设计方案一设计要求1、分析题目要求，设计并制作如图一所示的开关稳压电源：R LU 1=开关稳压电源图一基本要求：① 输出电压0U 可调范围：30V ～36V ；② 最大输出电流max 0I ：2A ；③ 2U 从15V 变到21V 时，电压调整率()A I S O u 2%2=≤；④ O I 从0到2A 时，负载调整率)18%(52V U S I =≤；⑤ 输出噪声纹波电压峰-峰值()A I V U V U V U O Opp 2,36,18102===≤； ⑥ DC/DC 变换器的效率)2,36,18%(70002A I V U V U ===≥η；⑦ 具有过流保护功能，动作电流()A I th O 2.05.2±=。

二方案论证及选择首先我们需要确定出系统设计方案。

在基本要求中，第 ④⑤⑦对总体方案的影响不大，这些指标都只与器件选择、制作工艺等因素有关，所以，我们主要对第 ⑥两条指标分析。

1、整流电路方案方案一：半波整流优点：单相板波整流电路是最简单的一种整流电路，结构简单，使用元件少。

缺点：输出波形脉动大，直流成分比较低，变压器的利用率低，容易饱和。

方案二：全波整流与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二级管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动系数小等优点。

因此本次设计采用方案二。

2、滤波电路方案方案一：电感滤波电感滤波电路适用于大电流负载，为特性比较硬，由于采用了电感，所以电路比较笨重。

方案二：电容滤波电容滤波电路结构简单，适用于小电流负载。

因电感没有现成的，需要自己缠制，所以制作麻烦且体积较大。

在这里我们选择电容滤波电路进行滤波，即选择方案二。

3、控制方案的选择对第⑥条指标分析，要求变换器整体效率大于或等于70%，对小功率电源来说有点高，计算有，在72W的额定功率、70%效率下，变换器的损耗不能超过21.6W，所以，不论是功率变换器构成的主电路，还是控制电路，都应该尽量简单。

UC3846脉宽调制高频开关稳压

课程设计说明书题目 UC3846脉宽调制高频开关稳压（院）系电气与信息工程系专业自动化班级学号学生姓名指导老师姓名完成日期 2008 年 6 月 10 日至2008 年 6 月 20 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称：电力电子技术题目：UC3846脉宽调制高频开关稳压电源设计专业班级：学生姓名：学号：指导老师：审批：任务书下达日期2008 年6 月10 日设计完成日期2008 年6 月20 日目录第1章概述第2章系统总体方案确定2.1 电路的工作原理2.2 电路的组成第3章主电路设计与分析3.1 主电路的设计3.2 主电路元器件的计算及选型3.3 主电路保护环节的设计第4章控制电路设计与分析4.1 芯片详情4.2功能单元电路的设计4.3控制电路参数确定第5章总结与体会第6章附录总电路图参考文献课程设计评分表第1章概述在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。

对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。

在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术，通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。

高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。

开关稳压电源(以下简称开关电源)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。

早期出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态。

随着脉宽调制(PWM)技术的发展，PWM开关电源问世，它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制，电源的效率可达65%~70%，而线性电源的效率只有30％~40％。

因此，用工作频率为20 kHz的PWM开关电源替代线性电源，可大幅度节约能源，从而引起了人们的广泛关注，在电源技术发展史上被誉为20kHz革命。

4～16V开关稳压电源详细设计

4～16V开关稳压电源详细设计摘要：介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V±20％，输出电压为直流4～16V，最大电流40A，工作频率50kHz。

重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。

关键词：脉宽调制；半桥变换器。

1、引言：在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在5～15V，电流在5～40A的电源。

而一般实验用电源最大电流只有5A、10A。

为此专门开发了电压4V～16V连续可调，输出电流最大40A的开关电源。

它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率MOS管，开关工作频率为50kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。

2、主要技术指标1）交流输入电压AC220V±20％；2）直流输出电压4～16V可调；3）输出电流0～40A；4）输出电压调整率≤1％；5）纹波电压Up　p≤50mV；6）显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。

3、基本工作原理及原理框图该电源的原理框图如图1所示。

220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。

图1整体电源的工作框图4、各主要功能描述4.1、交流EMI滤波及整流滤波电路交流EMI滤波及整流滤波电路如图2所示。

图2交流EMI滤波及输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。

IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。

PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。

交流输入220V 时，整流采用桥式整流电路。

如果将JTI跳线短连时，则适用于110V交流输入电压。

20kHz高压开关电源的设计

20kH z高压开关电源的设计Design of20kH z High V oltage S witching C onverter(250002)山东电力研究院　封晓蕾(256610)滨州电业局　刘前卫(100044)北方交通大学　姜学东摘　要　主要研究一种20kH z高精度、高压(20kV)、大功率开关电源的设计原理,分析了斩波调压电路、全桥逆变升压电路的驱动控制与保护并介绍了升压变压器的设计。

该电源具有双级调压、精度高、稳定性好、动态适应性强等优点,是一种理想的大功率电压源。

关键词　智能功率模块　脉宽调制集成控制中图分类号:T M8 文献标识码:B 文章编号:1007-9904(2002)03-0062-031　引言高频、大功率、高可靠性开关电源是当今电源变换技术发展的重要方向之一。

智能型电力电子器件、抗干扰技术和新的控制理论的应用使其在高频、高效、高可靠性方面更具竞争力。

应用含有IG BT驱动、保护的智能功率模块(Intelligent P ower M odule)和脉宽调制(PW M)稳压、限流双闭环集成控制技术设计的20kH z高压开关电源,能达到较为理想的技术指标,如:15kW的功率,优于0.1%的稳定度,对电网干扰不大于0.1%,适宜环境温度-40℃-+65℃等,并兼有缺相、过流、过压、短路等保护功能,因此是功率电源的理想解决方案。

本文主要介绍该电源的原理框图、核心电路(整流电路、斩波电路、全桥逆变电路、IPM驱动控制电路和PW M脉宽调制集成控制电路),双级调压的驱动控制和保护以及升压变压器的设计,并给出仿真及实验结果。

2　原理设计框图开关电源原理框图如图1所示。

200V、400H z 的三相交流电源经过滤波后,送入不可控三相桥式整流电路;降压型斩波电路的斩波开关由两个并联的IPM构成,PW M集成控制电路(20kH z)对其进行推挽式开关控制,以调节第一级输出电压幅值。

当单个斩波开关工作频率为20kH z时,推挽式输出方波频率可达40kH z;输出电压经τ型滤波电路滤波后,作为IPM全桥逆变器的支撑电压;逆变器的开关频率为20kH z,占空比接近50%,从而使输出电压的纹波最低;电源输出的20kH z高频方波脉冲经过升压变压器,送给高压负载。

如何设计一个简单的稳压电路

如何设计一个简单的稳压电路电源的稳定性对电子设备的正常运行非常重要，特别是在各种电压波动和电流变化的情况下。

稳压电路能够确保所提供的电压稳定在设定的数值范围内，从而保护电子设备免受电压波动的影响。

本文将介绍如何设计一个简单的稳压电路，以提供可靠的稳定电源。

一、选择稳压器类型稳压器是稳定电源电压的核心组件，可以根据需求选择适当的稳压器类型。

常见的稳压器有线性稳压器和开关稳压器两种。

1. 线性稳压器（Linear Regulator）：线性稳压器包括三个主要部分：输入电路、调整电路和输出电路。

通过输入电压的降压和约束调整电路来稳定输出电压。

线性稳压器简单易用，成本较低，适用于较小电流和较低功率的应用。

2. 开关稳压器（Switching Regulator）：开关稳压器将输入电压转换成高频脉冲，并通过电感和电容进行滤波，稳定输出电压。

开关稳压器效率较高，但设计和调整较为复杂，适用于高电流和高功率的应用。

根据具体需求和应用场景，选择合适的稳压器类型。

二、设计稳压器电路1. 确定输入电压范围：首先，确定设备所需的输入电压范围。

输入电压范围应包含设备所需电压的上下波动范围，以确保稳压器能够稳定输出所需电压。

2. 确定输出电压：根据设备的要求和需要，确定所需的输出电压。

稳压器的设计目标是将输入电压稳定在设定的输出电压上。

3. 选择适当的稳压器芯片：在市场上选择适当的稳压器芯片，该芯片应具备所需的输入电压范围和输出电压范围。

同时还应考虑芯片的效率、温度稳定性以及其他特性。

4. 添加输入滤波电路：为了减少输入电压的噪声和波动对稳压器的影响，可以添加输入滤波电路，如电容和电感等。

这样可以提供更稳定和干净的输入电压。

5. 连接稳压器芯片和输出负载：将稳压器芯片的输入引脚连接到输入电源，输出引脚连接到输出负载，如电路板或其他设备。

6. 调整稳压器：根据稳压器芯片的技术参数，通过调整相关的电阻等元件，以满足所需的输出电压和电流。

开关稳压电源设计

开关稳压电源设计开关稳压电源是一种基于开关电源原理设计的电源装置，可以通过转换电源的输入电压来稳定输出电压。

其具有体积小、效率高、输出稳定等特点，被广泛应用于电子设备中。

在本文中，将会详细介绍开关稳压电源的设计原理和步骤。

一、设计原理1.开关管：开关稳压电源采用的是开关电源原理，其中的关键元件就是开关管。

常见的开关管有功率场效应管（如MOSFET）和双极性晶体管（如BJT）等。

通过控制开关管导通和截止的状态，可以实现输入电源与输出电源之间的电压转换。

2.变压器：变压器是开关稳压电源中的核心组件之一，用于将输入电压转换为输出电压。

其中的主变压器可以通过变换绕组的比例来实现输入输出电压的变换，而辅助变压器则用于提供偶极电源。

3.滤波电容：滤波电容用于滤去开关管通过时产生的纹波，使输出电压更加平滑稳定。

4.电感：电感是用于限制开关管电流上升和下降速度的元件，可以减小开关管的电压压降和电流压降。

二、设计步骤根据开关稳压电源的设计原理，下面是一些设计开关稳压电源的基本步骤：1.确定输出电压：根据所需的输出电压，确定变压器的变比以及滤波电容的容值。

一般而言，输出电压为12V、5V和3.3V较为常见。

2.选择开关管和开关频率：根据输出电压和负载电流的要求，选择合适的开关管。

同时，选择合适的开关频率，以避免输出电压的纹波过大。

3.计算变压器参数：根据输入和输出电压的变压比，计算变压器的绕组比例以及辅助变压器的参数。

4.计算滤波电容和电感参数：根据开关频率和输出电压的要求，计算合适的滤波电容和电感参数。

5.进行电路设计：根据所选择的元器件和参数，进行电路设计。

电路设计包括开关管驱动电路、变压器设计、滤波电路设计等。

6.进行实际搭建和调试：根据电路设计图，进行电路的实际搭建和调试。

在搭建电路过程中，应注意元器件的选取、焊接质量和电路的布局等方面。

7.进行性能测试：搭建完电路后，进行性能测试，包括输出电压的稳定性、效率和纹波等方面。