电源设计技术(线性电源及buck电源设计基础)

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电子工程中的电源设计技术手册

电子工程中的电源设计技术手册

电子工程中的电源设计技术手册电源在电子设备中起着至关重要的作用,为各个电路提供稳定的电能供应。

电源设计技术是电子工程师必备的核心技能之一。

本技术手册将向您介绍电子工程中的电源设计技术,并探讨其在实际应用中的一些常见问题和解决方法。

一、电源设计基础在进行电源设计之前,我们需要理解一些基础的电源概念和原理。

以下是电源设计的基础知识:1.1 电源类型常见的电源类型包括交流电源(AC)和直流电源(DC)。

交流电源一般是通过变压器将市电的交流电转换为适合电子设备使用的直流电;直流电源则直接提供直流电给电子设备。

1.2 电源的稳定性和纹波电源的稳定性是指在不同负载条件下输出电压和电流的波动范围。

纹波是指输出电压或电流中包含的交流成分,其大小可通过纹波系数来表示。

在电源设计中,我们需要保证电源的稳定性,并尽量降低纹波。

1.3 电源效率和功率因素电源效率是指电源输出功率与输入功率之比。

功率因素是指输入电源消耗的有用功率与总功率之比。

在电源设计中,我们需要考虑提高电源的效率和功率因素,以降低能源消耗和减少对环境的影响。

二、电源设计步骤电源设计可以分为以下几个关键步骤:2.1 电源需求分析在进行电源设计之前,我们需要明确电子设备的电源需求。

这包括输出电压和电流的要求、负载变化范围、额定功率等。

通过准确分析电源需求,可以为后续的设计提供指导。

2.2 选择适当的拓扑结构根据电源需求和应用场景,选择合适的拓扑结构是关键。

常见的拓扑结构包括开关电源、线性稳压电源、切换电源等。

不同的拓扑结构有不同的性能和特点,需根据具体要求进行选择。

2.3 选取合适的电源器件根据电源类型和拓扑结构,选取合适的电源器件非常重要。

这包括变压器、整流器、稳压器、开关管等。

正确选择和使用电源器件可以提高电源的效率和稳定性。

2.4 进行电源参数设计和计算在设计过程中,需要根据电源需求和电源器件的参数,计算电源的各项设计参数。

包括输入电压范围、输出电压范围、纹波系数、效率等。

电源相关知识及设计基础

电源相关知识及设计基础

电源相关知识及设计基础电源, 初学者, 电子电容器作为基本元件在电子线路中起着重要作用,在传统的应用中,电容器主要用作旁路耦合、电源滤波、隔直以及小信号中的振荡、延时等。

以上电路对电容器参数的主要要求有:电容量;额定电压;正切损耗;漏电流等,对其它参数没有过多的要求。

但对于从事电源设计的工程师来说,了解这些远远还不能够满足设计的需要,如开关电源输出端用的滤波电容上,与工频电路中选用的滤波电容并不一样,在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器,其上锯齿波电压的频率高达数十千赫,甚至数十兆赫,它的要求和低频应用时不同,电容量并不是主要指标,衡量它好坏的则是它的阻抗一频率特性,要求它在开关稳压电源的工作频段内要有低的等的阻抗,同时,对于电源内部,由于半导体器件开始工作所产生高达数百千赫的尖峰噪声,亦能有良好的滤波作用,一般低频用普通电解电容器在10 千赫左右,其阻抗便开始呈现感性,无法满足开关电源使用要求。

因此,对于电源设计,工程师需要了解更多的关于电容使用和选型的知识,以下的资料专门针对电源设计中电容选型时所遇到的问题,希望对你有所帮助!现代电源技术中电容器的正确选用开关电源中选取滤波电容的三个主要参数电容降压式电源中电容器的选用音响电源平滑滤波用铝质电解电容选型问答电子初学者必做(电源类)学习电子技术,最重要的一点是动手实践,这对提高学习兴趣、掌握电子技术非常有帮助。

这对初学电子的朋友来说,这种能力更是不能缺少的,也为今后的深入的学习和发展奠定了基础。

同时,一些实用电子制作对我们的日常工作、生活也非常有益。

在网络日益普及发达的今天,我们再也不用独自闭门造车,只要打开电脑,你会发现原来还有很多人与你同行。

寻找一个合适的电路、最佳的设计方案对提高制作成功率起着很重要的作用。

那就让我们开始吧!首先第一步要有电源,买的绝对不如自己做的好,买的电源干扰、内阻等各方面都没考虑,甚至连稳压都没有只有整流和滤波,谁用谁倒霉!做电源很简单也很复杂,那么我们先做简单的吧!一方面锻炼动手能力,另一方面就是自己用起来方便了!电源有两种:开关电源和线性电源,开关电源效率高但干扰大,电路复杂,极力推荐线性电源!1++ 1.5V电源的制作++在有些便携式的电子装置(如随身听、MD等)中经常用到1.5V的电源供电。

BUCK电路的课程设计(DOC)

BUCK电路的课程设计(DOC)

开关直流降压电源(BUCK)设计摘要本次电力电子装置设计与制作,利用BUCK型转换器来实现16V-8V的开关直流降压电源的设计。

使用TL494作为控制芯片输出脉冲信号从而控制MOS管的开通与关断。

为了将MOS管G极和S极隔离,本设计采用了推挽式放大电路。

另外本设计还加入了反馈环节,利用芯片自身的基准电压与反馈信号进行比较来调节输出脉冲的占空比,进而调整主电路的输出电压维持在一个稳定的电压状态。

关键字:BUCK型转换器,降压电源,TL494,推挽式放大电路。

AbstractThis Power electronic equipment design is used by BUCK to catch the goal of 16V-8VSwitch dc step-down power supply design. Use TL494 as control chip output pulse signal to control the opening of MOS tube and shut off. In order to make the MOS tube G pole and S pole separate, this design uses a push-pull amplifier circuit. In addition, the design also joined the feedback link to make the circuit more accurate and stable .Key word: BUCK type converter, Step-down power,TL494,Push-pull amplifier circuit.目录摘要 (1)Abstract (1)1.方案论证与比较 (3)1.1 总方案的设计与论证 (3)1.2 控制芯片的选择 (3)1.3 隔离电路的选择 (3)2. BUCK电路工作原理 (4)3. 控制电路的设计及电路参数的计算 (6)3.1 TL494控制芯片 (6)3.2 电路参数的计算 (7)3.2.1电感值的计算 (7)3.2.2 线圈圏数计算 (7)4. 实验结果以及分析 (7)4.1实验结果 (7)设计小结 (9)参考文献 (9)1.方案论证与比较1.1 总方案的设计与论证方案一:LDO也就是低压差线性稳压管来设计电路。

Buck电路的闭环设计及仿真分析

Buck电路的闭环设计及仿真分析

Buck电路的闭环设计及仿真分析一、本文概述随着电力电子技术的飞速发展,电源转换技术已成为现代电子设备不可或缺的一部分。

其中,Buck电路作为一种基本的直流-直流(DC-DC)转换器,因其结构简单、效率高、调节范围宽等优点,在电子设备中得到了广泛应用。

然而,为了确保Buck电路在各种环境和负载条件下的稳定性和高效性,闭环设计显得尤为重要。

本文旨在探讨Buck电路的闭环设计方法,并通过仿真分析验证设计的有效性。

文章首先简要介绍了Buck电路的基本原理和应用背景,然后重点阐述了闭环设计的重要性及常用方法。

在闭环设计部分,文章详细分析了反馈网络的选取、控制策略的制定以及功率级和控制级的协同工作等问题。

同时,结合具体的设计实例,阐述了闭环设计在实际应用中的具体实现过程。

为了验证设计的有效性,文章采用了仿真分析的方法。

通过搭建基于MATLAB/Simulink的仿真模型,对设计的Buck闭环电路进行了全面的仿真分析。

仿真结果证明了闭环设计的有效性,同时也为实际电路的制作和调试提供了重要参考。

文章对闭环设计的Buck电路进行了总结,并指出了未来研究方向和潜在的应用前景。

通过本文的研究,旨在为从事电源转换技术研究和应用的工程师和学者提供有益的参考和启示。

二、Buck电路的基本原理Buck电路,也称为降压转换器,是一种基本的直流-直流(DC-DC)转换电路,其主要功能是将较高的直流电压降低到所需的较低直流电压。

其名称来源于电路中开关元件(如MOSFET或晶体管)的操作,类似于"bucking"(减少或抑制)输入电压。

Buck电路的基本构成包括一个开关(通常是MOSFET),一个电感(或称为线圈),一个二极管(也称为整流器或续流二极管),以及一个输出电容器。

在开关打开时,电流通过电感从输入源流向输出,此时电感储存能量。

当开关关闭时,电感释放其储存的能量,通过二极管向输出电容器和负载供电。

Buck电路的工作原理基于电感的电压-电流关系。

线性电源电路设计基础.pdf

线性电源电路设计基础.pdf

线性电源电路设计基础电源是电路的基础..好的电源也是好音响的必要条件.好的机子.电源部分的造价占到整机造价的一半甚至更多.足以想象电源的重要.电子电路工作时都需要直流电源提供能量,电池因使用费用高,一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。

本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源,一般直流电源由如下部分组成:整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。

滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分,增加直流成分。

稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。

直流电源的方框图如图15.01所示。

下图这个是实际电路的部分.10.1.1.1 单相桥式整流电路(1) 工作原理单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路,其电路如图10.02(a)所示。

在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性。

10.02a根据图10.02(a)的电路图可知:当正半周时二极管D1、D3导通,在负载电阻上得到正弦波的正半周。

当负半周时二极管D2、D4导通,在负载电阻上得到正弦波的负半周。

在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。

单相桥式整流电路的波形图见图10.02(b)。

流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量,可将脉动电压做傅里叶分析。

此时谐波分量中的二次谐波幅度最大,最低次谐波的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。

下面是整流二级管的图片..和整流全桥一、电容滤波电路(1)滤波的基本概念滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波。

电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C应该并联在负载两端。

电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L 应与负载串联。

经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。

(2)电容滤波电路现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。

电容滤波电路如图10.06所示,在负载电阻上并联了一个滤波电容C。

基于BUCK电路的电源设计

基于BUCK电路的电源设计

基于BUCK电路的电源设计BUCK电路是一种常用的电源设计方案,其原理是通过电感压缩稳定输出电压。

在这篇文档中,我们将深入探讨基于BUCK电路的电源设计。

一、介绍电源设计是电子系统设计中至关重要的一部分。

它确保系统能够以稳定的电压供电,从而保证各个电路元件能够正常工作。

BUCK电路是一种常用的降压型DC-DC转换器,广泛应用于各种电子设备中。

二、BUCK电路原理BUCK电路的基本原理是通过控制开关管的导通时间,将输入电压降低到所需的输出电压。

当开关管导通时,电流从输入电压源流向电感和负载。

当开关管截止时,电流通过二极管回路,从电感中平滑输出。

通过调整开关管导通的时间,可以调整输出电压。

三、BUCK电路的设计要点1.选择合适的元件在设计BUCK电路时,需要选择合适的元件,包括开关管、二极管、电感和电容等。

开关管应具有低导通电阻和快速开关速度,以减少功耗和开关损耗。

二极管应具有低压降和快速恢复特性,以提高效率。

电感应具有合适的自感值和饱和电流,以满足输出电流的需求。

电容应具有足够的容值和频率响应,以提供稳定的输出电压。

2.稳压控制稳压控制是BUCK电路设计中的关键问题。

常见的稳压控制方式有电流模式控制和电压模式控制。

电流模式控制通过对电流变化的反馈控制开关管的导通时间,以稳定输出电流。

电压模式控制则通过对输出电压变化的反馈控制开关管的导通时间,以稳定输出电压。

选择合适的稳压控制模式可以提高系统的稳定性和响应速度。

3.过流保护BUCK电路设计中需要考虑过流保护功能。

过流保护可以防止电流过大导致元件损坏。

常见的过流保护方式包括电流限制和短路保护。

电流限制通过控制开关管的导通时间,将输出电流限制在一定范围内。

短路保护则通过在开关管回路中添加短路检测电路,当输出短路时及时切断开关管的导通。

4.过压保护过压保护是BUCK电路设计中的另一个重要问题。

过压保护可以防止输出电压超过设定值导致元件损坏。

常见的过压保护方式包括电压限制和过压检测。

电源电路设计:详解线性电源和开关电源

电源电路设计:详解线性电源和开关电源

电源电路设计:详解线性电源和开关电源(电源电路)设计:详解线性电源和(开关电源)本次就来简单介绍一下(电源)(电路设计),让普通人也能对电源设计有一个大概的了解。

说起电路设计,可以单独拎出来的特别重要的一项就是电源设计了,毕竟,所有的(电子)设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。

那本次就来简单介绍一下电源电路设计,让普通人也能对电源设计有一个大概的了解。

对于电源,目前市场上主要有两种类型:线性电源和开关电源。

那么这两种电源有啥区别呢?线性电源的(工作原理)是先将220V或其他交流电压通过变压器转变为低压电(12V或其他小一点的AC交流电),然后再通过一系列的(二极管)进行矫正和整流,并且把AC交流电变为脉动电压。

得到脉动电压之后,就需要对脉动电压进行滤波,一般通过(电容)完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成(DC)直流电。

不过,此时的直流电还不够纯净,会有一定的波动(一般叫纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。

最后就可以得到比较稳定的DC直流电输出了。

这整个过程的进行就是线性电源的原理了。

那开关电源呢?不同于线性电源要先将(高压)交流电转换为低压交流电这一过程,开关电源是直接将220V交流输入端转换为直流电DC,然后在高频振荡电路的作用下,用开关管控制(电流)的通断,形成高频脉冲电流。

最后在电感(高频变压器)的帮助下,输出所需的稳定低压直流电。

对于电源电路设计来说,一般首先需要掌握的就是开关电源电路,从家用交流电压220V中获取电压,转换为直流稳定电压之后,再给电子设备主板供电。

并且市场上大部分的电子产品如(电脑),(手机)都是采用的开关电源。

然后就是一个简单的开关电源例子了(缩减了交流转直流的这个过程)。

如下图所示,这是一个简单的开关电源,利用开关的不断闭合与断开,直流电的电压就会变化。

比如按照0.5s闭合0.5s断开的规律,这个12V的电压就可以变为6V,实现了降压效果。

BUCK电路手册笔记

BUCK电路手册笔记

1.1BUCK 电路的简介串接晶体管的高功耗耗和笨重的工频变压器使得线性调整器在现代电于应用中失去了重要地位。

而且高功耗的串接元件需要的大散热片和大体积储能电容增大了线性调整器的体积。

随着电子技术的发展,电路的集成化使得电路系统的体积更小。

一般的线性调整器输出负载的功率密度仅为0.2~0.3W/in 3,不能满足电路系统小型化的要求。

而且线性电源不能提供数字存储系统所需要的足够长的保持时间。

取代线性调整器的开关型调整器早在20世纪60年代就开始应用。

一般的,这些新的开关电源使用开关晶体管将输入直流电压斩波成方波。

方波由占空比调节,并通过输出滤波,得到直流稳压电源。

滤波器一般由电感和输出滤波电容组成。

通过调节占空比,可以控制经过电容滤波输出电压的平均值。

而输出电压的平均值等于方波的有效值。

其基本拓扑如图1.1.采用的是恒频的工作方式,这种模式下的工作方式,功率开关管的通断频率f 不变,即周期T 不变,通过调节占空比(T T ON /)来调节输出电压。

注:T ON /T 一般称为占空比,即一个周期内的导通时间ON T 占周期T 的百分比。

在某些书中也可以采用)/(OFF ON ON T T T +来表示。

OFF T 为功率开关管的关断时间,OFF ON T T T +=。

1.2 BUCK 电路的基本工作方式1.2.1 BUCK电路的基本框图,如图1.1图1.11.2.2 BUCK电路的基本工作方式如图1.1,MOS管Q和直流输入电压Vdc串联,通过Q的硬开通和硬关断,在V D处形成方波电压。

采用恒频控制方式,占空比可调,Q导通时间为T ON。

①Q导通时,V D点电压也应为直流输入电压Vdc设Q导通,压降为0),电流流经串接电感L,流出输出端。

等效模型如图1.2。

图1.2②Q关断时,电感L产生反电动势,使得V D点电压,迅速下降到0,便变为负值直至二极管D(因其续流作用而被称为“续流二极管”)被导通,并钳位于-0.8V。

电力电子的课程设计--BUCK变换器的设计

电力电子的课程设计--BUCK变换器的设计

目录一、设计要求 (2)二、设计方案 (2)三、电路的设计 (3)四、主电路参数计算和元器件选择 (4)1、IGBT (4)2、二极管 (4)3、电感 (4)4、电容 (5)五、各模块所选器件说明 (5)1、变压器EI86 (5)2、误差放大器UC3842 (5)3、脉宽调制器SG3525 (6)4、驱动器MC34152 (7)5、三端正稳压器7815 (8)六、电气原理总图及元器件明细表 (8)七、课程设计心得 (10)八、参考资料 (10)汽车电力电子技术课程设计——BUCK变换器的设计一、设计要求设计一稳压直流电源,输入为交流220V/50HZ,输出为直流15V的直流稳压电源,如下图1所示,其中DC-DC变换时主要采用BUCK变换器,变换器主器件采用IGBT,控制方式采用PWM控制。

图1 总电路原理框图二、设计方案小功率直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,其原理框图如2所示。

图2 直流稳压电源原理框图三、电路的设计GabcVi 0WMV Gd图3 Buck 变换器电路及相关波形Buck 变换器主要包括:开关元件M1,二极管D1,电感L1,电容C1和反馈环路。

而一般的反馈环路由四部分组成:采样网络,误差放大器(Error Amplifier ,E/A ),脉宽调制器(Pulse Width Modulation ,PWM )和驱动电路。

为了便于对Buck 变换器基本工作原理的分析,我们首先作以下几点合理的假设: a 、开关元件M1和二极管D1都是理想元件。

它们可以快速的导通和关断,且导通时压降为零,关断时漏电流为零;b 、电容和电感同样是理想元件。

电感工作在线性区而未饱和时,寄生电阻等于零。

电容的等效串联电阻(Equivalent Series Resistance ,ESR )和等效串联电感(Equivalent Seriesinductance ,ESL )等于零;c 、输出电压中的纹波电压和输出电压相比非常小,可以忽略不计。

buck-boost变换器设计

buck-boost变换器设计

湖南工程学院课程设计课程名称电力电子技术课题名称Buck-Boost变化器设计专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师2013 年6 月28 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称电力电子技术课题Buck-Boost变换器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2013年6 月17 日任务完成日期2013 年6 月28 日目录第一章概述 (1)第二章系统总体方案确定 (3)2.1 电路的总设计思路 (3)2.2 电路设计总框图 (3)第三章主电路设计 (5)3.1 Buck-Boost主电路的分析 (5)3.1.1 主电路原理分析 (5)3.1.2 主电路运行状态分析 (6)3.2 主电路参数的选择 (8)3.2.1 占空比α (8)3.2.2 电感L (9)3.2.3 电容C (10)第四章控制电路设计 (12)4.1 主控制芯片的详细说明 (12)4.1.1 SG3525 简介 (12)4.1.2 SG3525内部结构和工作特性 (12)4.2 控制单元电路设计 (16)4.3 检测及控制保护电路设计 (16)4.4 驱动电路设计 (17)4.5 Matalab的建模和参数设置 (18)总结 (22)参考文献 (24)附录1 (25)附录2 (26)附录3 (27)第一章概述《电力电子技术》课程是一门专业技术基础课,电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。

其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识,独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告的能力,使学生进一步加深对变流电路基本理论的理解和基本技能的运用,为今后的学习和工作打下坚实的基础。

电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教学,为电气工程及其自动化专业开设的专业基础技术技能设计,课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。

通过设计能够使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解,提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力,培养学生的创新精神和创新能力。

1.线性电源电路设计规范

1.线性电源电路设计规范

线性电源电路设计规范●总述电子电路与电子设备都需要有一个稳定的直流电源提供能量,而且对于我们现在所面临的控制器而言,都是利用电网提供的交流电源,经过整流、滤波、稳压后,滤去其不稳定的脉动、干扰成分,来使电子电路与电子设备保持正常的工作,并且我们目前绝大部分都是使用的线性电源,即通过降压、整流、滤波、稳压后而提供给电子电路及芯片工作的。

下面我们就原理及设计规范分各部分具体说明。

第一部分:原理性介绍下面我们就线性电源的降压、整流、滤波、稳压部分分节做较为详尽的原理性介绍一、线性电源电路的方框图与典型原理图:线性电源电路基本上由四部分组成:变压器降压、二极管或桥堆整流、电容或电感滤波、三端稳压块稳压,他们之间的组合则可构成一个最基本的,也是最可靠的线性电源电路:方框图7812 7805C1 C2 C3 C4 C5 C6典型电路图二、线性电源电路的降压部分即电源变压器部分1、结构与原理变压器由线圈绕组、铁芯组成。

一压般而言,变器还有一个外壳,用来起屏蔽和固定作用。

一般的变压器具有一个一次绕组、一个或多个二次绕组,线圈绕在铁心上。

给一次绕组加上交流电,由于电磁感应的原理,在二次绕组上则有电压输出。

给一次绕组加上交流电后,在二次绕组周围则产生交变磁场,一次绕组通电后产生的磁力线绝大部分由铁心构成回路(铁心的磁阻远小于空气的磁阻)。

二次绕组绕在铁心上,这样它的线圈切割磁力线而产生感应电动势,结果在二次绕组两端有电压输出。

无论在铁心上绕几个二次绕组,二次线圈上都会切割磁力线而产生感应电动势。

2、主要特性①电压比:亦称匝变比,用n表示。

它是一、二次绕组匝数之比:n=N2/N1=V2/V1;式中: n——变压器的匝比N2——二次绕组的匝数N1——一次绕组的匝比V2——二次绕组的输出电压V1——一次绕组的输出电压将上面的公式变换一下,得:V2= V1*N2/N1从上式可知,当n>1时,V2> V1,为升压变压器;n=1时,电压未变化,称为1:1变压器(如隔离变压器);n<1时,V2< V1,为降压变压器,这是常用的一种变压器,也是目前我们所用的变压器。

电力电子课课程设计buck

电力电子课课程设计buck

电力电子课课程设计buck一、教学目标本课程旨在让学生掌握电力电子领域中的Buck转换器的基本原理、设计和应用。

通过本课程的学习,学生将能够:1.描述Buck转换器的工作原理、电路组成及其主要参数。

2.分析Buck转换器的电压、电流波形,并理解其转换过程。

3.运用基本电路理论,计算Buck转换器的各项参数。

4.设计一个简单的Buck转换器电路,并能够进行实验验证。

5.了解Buck转换器在实际应用中的性能优化和故障处理方法。

二、教学内容1.Buck转换器的基本原理:介绍Buck转换器的电路组成、工作原理和主要参数。

2.Buck转换器的数学模型:分析Buck转换器的电压、电流波形,推导其主要参数的计算公式。

3.Buck转换器的设计与仿真:讲解Buck转换器的设计方法,教授如何使用仿真软件进行电路仿真。

4.Buck转换器的应用案例:介绍Buck转换器在实际应用中的案例,分析其性能优化和故障处理方法。

5.实验与实践:学生进行Buck转换器电路的实验,培养学生的实际操作能力和问题解决能力。

三、教学方法1.讲授法:用于讲解Buck转换器的基本原理、数学模型和设计方法。

2.讨论法:学生针对Buck转换器的应用案例进行讨论,提高学生的思考和分析能力。

3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地理解Buck转换器的性能优化和故障处理方法。

4.实验法:让学生亲自动手进行Buck转换器电路的实验,增强学生的实践能力。

四、教学资源1.教材:电力电子技术基础、电力电子设备及其控制等。

2.参考书:电力电子领域相关论文、技术手册等。

3.多媒体资料:教学PPT、视频教程、仿真软件教程等。

4.实验设备:Buck转换器实验电路、电源、示波器、信号发生器等。

五、教学评估为了全面、公正地评估学生在电力电子领域Buck转换器知识的学习成果,我们将采用以下评估方式:1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估,占总成绩的30%。

电源设计基础知识

电源设计基础知识

电源设计基础知识
电源是电子设备中不可或缺的部分,它为电子设备提供所需的电能。

电源设计是电子工程师必须掌握的基础知识之一。

本文将介绍电源设计的基础知识。

1. 电源类型
电源可以分为交流电源和直流电源两种类型。

交流电源是指输出交流电的电源,常用于家庭电器和工业设备中。

直流电源是指输出直流电的电源,常用于电子设备中。

2. 电源参数
电源的参数包括输出电压、输出电流、输出功率、效率等。

输出电压是指电源输出的电压大小,输出电流是指电源输出的电流大小,输出功率是指电源输出的功率大小,效率是指电源输出功率与输入功率之比。

3. 电源稳定性
电源稳定性是指电源输出电压或电流的稳定程度。

电源稳定性越好,输出电压或电流的波动就越小。

电源稳定性可以通过使用稳压器来实现。

4. 电源保护
电源保护是指在电源输出电压或电流超过一定范围时,自动切断电源输出,以保护电子设备不受损坏。

电源保护可以通过使用过流保护、过压保护、过温保护等方式来实现。

5. 电源滤波
电源滤波是指通过滤波电路,去除电源输出中的杂波和干扰信号,以保证电子设备正常工作。

电源滤波可以通过使用电容、电感等元件来实现。

电源设计是电子工程师必须掌握的基础知识之一。

电源的类型、参数、稳定性、保护和滤波等方面都需要考虑到,以保证电子设备的正常工作。

BUCK+电路设计+电力电子课程设计

BUCK+电路设计+电力电子课程设计

BUCK变换器的研究与设计1总体分析与解决方案1.1问题的提出与简述直流斩波电路(DC Chopper)的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,也称为直接直流—直流变换器(DC/DC Converter)。

直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况,不包括直流—交流—直流的情况,直流斩波电路的种类较多,包括6种基本斩波电路:降压斩波电路,升压斩波电路,升降压斩波电路,Cuk斩波电路,Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。

利用不同的基本斩波电路进行组合,可构成复合斩波电路,如电流可逆斩波电路,桥式可逆斩波电路等,利用相同结构的基本斩波电路进行组合,可构成多相多重斩波电路。

1.2设计目的及解决方案任务的要求是需要设计一个输出为20~30V的直流稳压电源,此部分内容由以前所学模拟电路知识可以解决。

然后对降压斩波主电路进行设计,所涉及电力电子原理知识的直流斩波部分,可以参见所学课本第三章,所选着的全控型器件为IGBT。

任务还需要通过PWM方式来控制IGBT的通断,查阅相关资料,需要使用脉宽调制器SG3525来产生PWM控制信号。

电路需要使输出电压恒定为15V,采用电压闭环,将输出电压反馈给控制端,由输出电压与载波信号比较产生PWM 信号,达到负反馈稳定控制的目的。

得到电路的原理框图如下:图1 总电路原理框图2直流稳压电源设计2.1 电源设计原理小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,其原理框图如下所示:图2 直流稳压电源原理框图图3 直流稳压波形图电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压U1变换为整流电路所需要的交流电压U2。

电源变压器的效率为: ,其中:2P 是变压器副边的功率, 1P 是变压器原边的功率。

一般小型变压器的效率如表1 所示:表1 小型变压器效率因此,当算出了副边功率2P 后,就可以根据上表算出原边功率1P 。

在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路,整流电路的作用是将交流电压U2变换成脉动的直流电压U3。

电源电路设计与稳压技术

电源电路设计与稳压技术

电源电路设计与稳压技术电源是电子设备的重要组成部分,电源电路的设计和稳压技术的应用对保证设备的正常运行至关重要。

本文将详细介绍电源电路设计和稳压技术的原理、应用以及一些实际案例。

一、电源电路设计的原理在电子设备中,电源电路的设计需要考虑功率转换、电流调节和电压稳定等因素。

根据实际需求,我们可以选择不同的电源电路类型,如线性电源、开关电源、切换电源等。

1. 线性电源设计原理线性电源是一种常见的电源电路设计,其原理是通过变压器将交流电转换为所需的直流电,并通过线性调节器实现电流和电压的稳定输出。

线性电源的优点是噪声低、输出稳定,但效率较低,适用于对电源稳定性要求较高的设备。

2. 开关电源设计原理开关电源是一种高效率的电源电路设计,其原理是通过高效的开关元件(如MOSFET)将输入的交流电转换为高频的脉冲信号,再经过整流、滤波和稳压等环节得到所需的直流电。

开关电源的优点是效率高、体积小,但噪声较大,适用于对电源效率要求较高的设备。

3. 切换电源设计原理切换电源是一种将输入直流电转换为所需直流电的电源电路设计,其原理是通过开关(如晶闸管)控制电压和电流的切换,以实现稳定的电压输出。

切换电源的优点是效率高、输出稳定性好,但也存在噪声问题,适用于对电源稳定性和效率要求较高的设备。

二、稳压技术的应用稳压技术是电源电路设计过程中必不可少的一环,它用于保证输出电压的稳定性和抗干扰能力。

1. 线性稳压技术线性稳压技术广泛应用于电子设备中,它通过传感器测量输出电压,并通过反馈回路调节控制器,以保持输出电压的稳定性。

线性稳压技术的优点是输出电压稳定,但也存在一些缺点,比如效率低、发热严重等。

2. 开关稳压技术开关稳压技术是一种高效率、低功耗的稳压技术,它通过开关元件和控制电路实现对输出电压的精确调节和稳定控制。

开关稳压技术的优点是高效率、体积小,但也存在电磁干扰等问题。

三、实际案例为了更好地理解电源电路设计与稳压技术的应用,以下是两个实际案例:1. 自动调节车载电源车载电源是汽车电子设备的重要组成部分,为了保证设备工作的正常稳定,需要设计一种自动调节的车载电源电路。

电源设计技术(线性电源及buck电源设计基础)

电源设计技术(线性电源及buck电源设计基础)
• Dropout = 0.6 ~ 0.8V max.
– NPN VCE(SAT)
V IN 2 (> V IN 1 )
• Low quiescent current
V IN 1
VO UT
– Nearly all drive current flows into load Ideal for 3.3V to 2.5V Needs a second, higher input for drive A minimum load current is required for regulation Can be met using the resistor feedback chain
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An LDO Primer
• Types Of Low Dropout Regulator
– – – – – NPN NPN with dual inputs PNP NMOS PMOS
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NPN Based LDO
• CBYP is connected from the adjust pin to ground to improve ripple rejection & transient response • For NPN LDOs, at the ripple frequency, set the impedance of CBYP = R1 for optimal performance
+ V RE F
E RRO R A M P
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(最新整理)BUCK电路方案设计

(最新整理)BUCK电路方案设计

(完整)BUCK电路方案设计编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)BUCK电路方案设计)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。

本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)BUCK电路方案设计的全部内容。

项目2项目名称基于PWM控制 Buck变换器设计一、目的1.熟悉Buck变换电路工作原理,探究PID闭环调压系统设计方法。

2.熟悉专用PWM控制芯片工作原理,3.探究由运放构成的PID闭环控制电路调节规律,并分析系统稳定性。

二、内容设计基于PWM控制的Buck变换器,指标参数如下:⏹输入电压:9V~12V;⏹输出电压:5V,纹波<1%;⏹输出功率:10W⏹开关频率:40kHz⏹具有过流、短路保护和过压保护功能,并设计报警电路。

⏹具有软启动功能。

⏹进行Buck变换电路的设计、仿真(选择项)与电路调试。

三、实验仪器设备1. 示波器 2。

稳压电源3。

电烙铁 4. PC817隔离5. 计算机 6。

PWM控制芯片SG35257。

IRF540_MOSFET 8。

MUR1560快恢复整流二极管9。

74HC74N_D触发器 10。

LM358放大器11。

万用表 12. 电容、电感、电阻四、研究内容(一)方案设计基于PWM控制的Buck变换器主要由五部分构成,功率主电路、PWM发生电路、MOSFET 驱动电路、隔离电路和保护电路组成。

Buck变换器的基本控制思路框图如图1。

1所示,总体电路图如图1.2所示。

图1.1 Buck变换器控制框图图1.2 总体电路图1、功率主电路图1。

3 功率主电路功率主电路图如图1.3所示,在功率管导通时电管L 上电压为(Vd-Vo ),当功率管关断时时电管L 上电压为(—Vo ),由于一个周期之内电感两端电压的积分为0,从而得到:D T t V V son o ==d 从而通过控制占空比D 就可以控制使Vd 从9V 到12V 变化时输出电压Vo 保持在5V[1]。

电源设计基础

电源设计基础

电源设计基础一、 线性串联稳压电源1. 框图典型线性串联稳压电路如图1所示,由电源变压器(工频变压器)、桥式整流、电容滤波、线性稳压等部分组成。

图1 典型线性串联稳压电路(三端稳压模块)框图2. 工作原理及各部分波形最大输出电流为1A ,输出电压为5.0V 的线性串联稳压电源实际如图所示,由工频电源变压器、桥式整流电流、电容滤波、线性稳压(本例由LM317三端稳压模块承担稳压功能)等部分组成。

根据LM317稳压模块特性,输出电压O U =212)1(R I V R R ADJ REF ++(其中内部参考电压REF V =1.25V ;调整端输出电流ADJ I 约为50uA)各点电压、关键支路电流波形如图所示。

U,经桥式整流电流整工频变压器将220V正弦交流电压变为所需的低压正弦交流电压2u,再经稳压器稳压后获得流、电容滤波后获得脉动的直流电压,作为稳压器的输入电压inU。

稳定的直流电压O由图可见,由于滤波电容C1容量大,整流二极管导通角θ远小于π,变压器初级电流也不再与电压同步。

C1越大,通角θ越小,峰值电流就越大;另一方面,开机瞬间整流二极管冲击电流也越大。

3.参数选择(1)选择稳压模块类型与封装方式根据输出电流大小、效率、功耗、应用场合等指标选择稳压模块型号及封装方式。

稳压模块最小压差越小,输出电压最小值就可以小,模块本身功耗就越低,效率也就高、体积也就越小(散热片体积可以小一些,或利用PCB敷锡区散热,甚至不加散热片);当负载容易出现过流、短路现象时,如实验用稳压电源时,要求稳压模块本身具有较为完善的过流、过热保护功能(否则需要就增设额外的过流保护电路);对于同一型号的稳压模块,不同封装方式的热阻不同,最大输出电流也不同。

一般说来,TO-3封装热阻最小、耗散功率最大,TO-220封装次之,帖片封装方式热阻较大,耗散功率也较小。

常用的线性串联稳压模块主要有78XX系列(正输出三端固定稳压模块)、79XX(负输出三端固定稳压模块)、317(正输出三端可调稳压模块)、SPX1117系列(正输出三端固定稳压模块)以及HT75XX系列简易三端稳压模块等,主要特性如表所示。

基于BUCK电路的电源设计

基于BUCK电路的电源设计

现代电源技术基于BUCK电路的电源设计学院:专业:姓名:班级:学号:指导教师:日期:目录摘要3一、设计意义及目的4二、Buck电路基本原理和设计指标42.1 Buck电路基本原理42.2 Buck电路设计指标6三、参数计算及交流小信号等效模型建立63.1 电路参数计算63.2 交流小信号等效模型建立10四、控制器设计12五、Matlab电路仿真175.1 开环系统仿真175.2 闭环系统仿真19六、设计总结23摘要Buck电路是DC-DC电路中一种重要的基本电路,具有体积小、效率高的优点。

本次设计采用Buck电路作为主电路进行开关电源设计,根据伏秒平衡、安秒平衡、小扰动近似等原理,通过交流小信号模型的建立和控制器的设计,成功地设计了Buck电路开关电源,通过MATLAB/Simulink进行仿真达到了预设的参数要求,并有效地缩短了调节时间和纹波。

通过此次设计,对所学课程的有效复习与巩固,并初步掌握了开关电源的设计方法,为以后的学习奠定基础。

关键词:开关电源设计Buck电路一、设计意义及目的通常所用电力分为直流和交流两种,从这些电源得到的电力往往不能直接满足要求,因此需要进行电力变换。

常用的电力变换分为四大类,即:交流变直流(AC-DC),直流变交流(DC-AC),直流变直流(DC-DC),交流变交流(AC-AC)。

其中DC-DC电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,包过直接直流变流电路和间接直流变流电路。

直接直流变流电路又称斩波电路,它的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,主要包括六种基本斩波电路:Buck电路,Boost电路,Buck-Boost电路,Cuk电路,Sepic电路,Zeta电路。

其中最基本的一种电路就是Buck电路。

因此,本文选用Buck电路作为主电路进行电源设计,以达到熟悉开关电源基本原理,熟悉伏秒平衡、安秒平衡、小扰动近似等原理,熟练的运用开关电源直流变压器等效模型,熟悉开关电源的交流小信号模型及控制器设计原理的目的。

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Thermal Considerations
• Getting The Heat Out
– – – – Power dissipation Surface mount or through-hole? Selecting external heatsinks Surface mounting
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EDP Power Solutions
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Thermal Considerations
• Power Dissipation
– Worst case:
PD V IN ( MAX
)
V OUT
( MIN )
I
OUT ( MAX )
• Calculating required heatsink thermal impedance:
I OUT t V DROOP
C BULK
(min)
• VINST and VDROOP can be met using parallel combinations of capacitors if needed
Selecting COUT & CBYP
• Stability
– COUT is required for stability, since it forms a part of the LDO frequency compensation – Good quality, low ESR capacitors should be used, such as Al electrolytic or tantalum – Adding CBYP reduces phase margin, hence increasing minimum capacitance required
T A ( MAX PD
)

R TH ( J C ) R TH ( C S )
• RTH(C-S) varies depending upon the medium between the LDO and the heatsink (grease, insulator, bare metal, anodizing), mounting pressure (clips, screws), etc • RTH(S-A) depends primarily upon heatsink surface area and air flow
Setting VOUT
V IN PASS D E V IC E VO UT R1 V RE F E RRO R A M P R2
“Floating” References
R2 V OUT V REF 1 I REF R 2 R1
IREF (typ. ~50µA) term usually negligible Can select R1 such that
• Dropout = 0.6 ~ 0.8V max.
– NPN VCE(SAT)
V IN 2 (> V IN 1 )
• Low quiescent current
V IN 1
VO UT
– Nearly all drive current flows into load Ideal for 3.3V to 2.5V Needs a second, higher input for drive A minimum load current is required for regulation Can be met using the resistor feedback chain
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P-Channel MOSFET
• Low dropout
V IN VO UT
– IO x RDS(ON)
• Very low quiescent current
– Nearly independent of output current since FET is voltage driven
+ E RRO R AM P V RE F
• No charge pump response time issues • Limited VGS limits RDS(ON), hence current rating
9/16/98 EDP Power Solutions 8
Electrical Design
Selecting COUT
• VDROOP is determined by the bulk capacitance:
V DROOP I OUT t C BULK
– t = LDO response time, usually < 250ns – Rearranging gives us the minimum bulk capacitance required:
(1) Both examples based upon TA = 70° C, TJ = 125 ° C
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EDP Power Solutions
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Selecting External Heatsinks
• Remembering that
R TH ( S A )
T
J ( MAX )
– Example 1: TO-263 packages limited to approximately 2~2.5W - above that a TO-220 plus a heatsink will be required(1) – Example 2: SOT-223 packages limited to approximately 1.25~1.5W - above that the larger TO-263 will be required(1)
• CBYP is connected from the adjust pin to ground to improve ripple rejection & transient response • For NPN LDOs, at the ripple frequency, set the impedance of CBYP = R1 for optimal performance
T
J ( MAX )
PD – Where TJ(MAX) & RTH(J-C) come from the device data sheet, RTH(C-S) from the heatsink data and TA(MAX) from the system requirements – Surface Mount or Through-Hole?
• Careful thermal design required • At higher power levels, heatsinks take up space and add to cost • Heat effect on system
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LDO Pros and Cons
• LDO Advantages
– No switching noise – Simple to use – Low cost
• LDO Disadvantages
– Low efficiency = VOUT / VIN
• Dropout = 1.3V max.
– PNP VCE(SAT) + NPN VBE
• Low quiescent current
– Nearly all drive current flows into load
V IN
VO UT
V c e ( s a t)
Vbe
+ E RRO R A M P V RE F
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Selecting COUT
• A minimum capacitance is usually required by the LDO for stability • Minimum capacitance value and maximum ESR for application is defined by the maximum allowable change in output voltage
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EDP Power Solutions
2
An LDO Primer
• Types Of Low Dropout Regulator
– – – – – NPN NPN with dual inputs PNP NMOS PMOS
9/16/98
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3
NPN Based LDO
+ V RE F
E RRO R A M P
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EDP Power Solutions
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PNP Based LDO
• Dropout = 0.2 ~ 0.3V
– PNP VCE(SAT)
• Ideal for battery powered systems where headroom is low • High quiescent (ground pin) current in dropout
– Nearly independent of output current since FET is voltage driven
+ E RRO R A M P V RE F
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