超宽供电电压(18-260V)开关电源设计
一种简单可靠的正激开关电源设计
· 37 ·设计应用技术一种简单可靠的正激开关电源设计彭 洋（中国空空导弹研究院，河南 洛阳控制器的正激式开关电源转换器。
ADP1074能降低主开关金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor field effect transistor，MOSFET）的电压应可以将同步整流的反馈和时序信号在初级与次级之间传递，ADP1074能够简化电路设计，减少布板面积，增强电路可靠性。
ADP1074；有源钳位；同步整流；正激开关电源A Simple and Reliable Design of Forward Switching Power SupplyPENG Yang(China Airborne Missile Academy, Luoyang forward switching power converter integrates an active clamp control circuit internally, which can reduce the voltage stress of the main switch Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET). At the same time, a unique coupler is integrated inside the chip, NMOSSR 1SR 2PMOSU inU out图1 同步整流+有源钳位示意用MOS 管SR 1和SR 2替代二极管进行整流。
一是MOS 管采用自驱动控制，当输出电压较低时，电路简单可靠，但是当输出电压较高时，需要增加电路限制驱动信号幅度，避免击穿MOS 管。
二是MOS 管采用外部驱动，需要增加控制芯片，芯片输入的时序信号来源又可以分为2种：一种来自初级侧的脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation ，PWM ）信号，如LTC 3900芯片，使用变压器绕组将初级信号耦合到次级，再由芯片输出同步整流驱动信号；另一种来自次级侧变压器绕组，如STSR 2芯片，采集变压器绕组MOS管在次级增加一个绕组，通过绕组取得的信号驱动同步整流不仅会增加元器件的数量，而且会降低系统的可靠性，使得调试更加困难。
一种基于TOP260EN的开关电源设计_张继东
收稿日期:2009-10基金项目:哈尔滨市科技创新研究专项资金项目(2008RFQXG 108)作者简介:张继东(1970)),男,硕士,副教授,主要从事大功率电能开关变换的控制和应用的研究。
图1 TOPS w itch -HX E 型封装的内部结构图和引脚排列图一种基于TOP260EN 的开关电源设计张继东,秦进平(黑龙江工程学院电子工程系,黑龙江哈尔滨150050)摘要:采用PWM 控制器和M OSFET 功率开关一体化的集成控制芯片是新一代开关电源设计的重要特点和趋势。
为此,针对超声波发生器辅助电源设计中存在的问题,设计出一种基于TOP260EN 的反激式开关电源。
介绍了TOP S w itch -HX 系列芯片的性能特点、内部结构和引脚功能,详细地说明了该电源的设计过程。
研制出一台电源,经现场检测,该电源性能良好,满足设计要求。
关键词:TO P260E N;TOPSw itch -HX;电路设计;辅助电源中图分类号:TM 86;TN 712 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2010)02-0063-04D esign of the Sw itch Power Supply B ased on TOP260ENZ HANG J-i dong ,Q IN Ji n -p i n g(D epart ment o f E lectron i c Eng i neering ,H e ilong jiang Institute of T echno l ogy ,H arb i n 150050,Chi na)Abst ract :It p s an i m portant character and tendency to i n troduce integ rati n g P WM controller w ith MOSFET po w er -s w itch .I n allusion to the prob le m s ex isti n g in the desi g n of aux iliar y po w er supp l y for ultrason ic generator ,a novel fl y -back s w itch i n g po w er supp ly based on TOP260E N is designed .The perfor m ance characteristics ,i n terna l structure and pi n descriptions o fTOPSw itc h-HX series chips are i n troduced in th is paper .The desi g n o f the po w er supply is particular -l y expla i n ed .The po w er supply is developed .Through field detecti o n ,the po w er supply has good perfor m ance and m eets desi g n requ ire m ents .K ey w ords :TOP260E N;TOPSw itch -HX;circuit design ;aux ili a ry po w er supp l y1 TOPS w itch -HX 系列芯片介绍1.1 芯片性能特点TOPSw itch -H X 系列芯片是美国Po w er I ntegrations 公司最新推出的一组开关电源集成芯片。
NKY1系列开关电源 说明书
NKY1系列开关电源NKY1系列开关电源是一种新型的直流稳压电源，适用于交流供电不大于260V，频率为50/60Hz的电路。
它广泛应用于电子电器、机械设备、数控机床、仪器仪表等各种需直流供电的电子场合。
符合标准：Q/ZT 305。
Hz N KY 1-□-□-□/□输入电压范围的切换方式 输出直流电压 输出功率(W) 输出电压组数 设计序号 开关电源代号 企业代号注：a.输入电压范围的切换方式—输入电压在交流110V和交流220V之间切换的方式，A：自动切换； F：全范围；S：通过开关选择。
b.输出直流电压—A、B、C、D、E……分别表示+3.3V、+5V、+7.5V、+9V、+12V……电压，1A、1B、1C、 1D、1E……分别表示-3.3V、-5V、-7.5V、-9V、-12V……电压。
c.输出电压组数代号—S表示输出电压只有一组输出，即单组输出；D表示双组输出；T表示三组输出； Q表示四组输出。
产品正常工作条件和安装条件见表1-40~4510~93表1 正常工作条件1 适用范围2 型号及含义3 正常工作条件和安装条件NKY1-S-25NKY1-S-351111.81314.818.5233.24.255.26.36.37.38.310.40.9NKY1-S-40NKY1-S-50NKY1-S-60NKY1-S-100NKY1-S-145NKY1-S-150NKY1-S-200NKY1-S-240NKY1-S-250NKY1-S-300NKY1-S-320NKY1-S-350NKY1-S-400NKY1-S-5002535405060100145150200240250300320350400500578101220253040404050505060802.133.54.258.51212.516.520182526293341.51.11.51.82.12.54.566.58.31010.412.512.514.61720.8111.833303040404050505050606060100100120120120NKY1-T-30NKY1-T-40NKY1-T-40NKY1-T-40NKY1-T-50NKY1-T-50NKY1-T-50NKY1-T-50NKY1-T-60NKY1-T-60NKY1-T-60NKY1-T-100NKY1-T-100NKY1-T-120NKY1-T-120NKY1-T-12035337543556106101010111.5112.52.5255111.52.530.50.50.510.50.510.50.50.510.50.51NKY1-D-30NKY1-D-30NKY1-D-50NKY1-D-50NKY1-D-60NKY1-D-60NKY1-D-100NKY1-D-100NKY1-D-120NKY1-D-12030505060601001001201202.2664310612623454 主要参数及技术性能112D型号NKY1-S-3206060100100100120120120180180250NKY1-Q-60NKY1-Q-100NKY1-Q-100NKY1-Q-100NKY1-Q-120NKY1-Q-120NKY1-Q-120NKY1-Q-180NKY1-Q-180NKY1-Q-2504613711108102020122142256112243.510.510.511160.51111110.51注：e：安全标准T：满足德国TUVEN60950(IEC950 UC1950)标准。
电脑atx开关电源电压值及输出各种电压的作用
电脑ATX开关电源电压值及输出各种电压的作用IT技术-电源 2009-11-25 22:43 阅读1 评论0字号：大中小+3.3V 电压，经主板的电压转换电路变换后用于驱动CPU、内存等电路。
+5V 用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外的大部分电路。
包括磁盘、光盘驱动器的控制电路。
＋12V：用于驱动磁盘驱动器马达、散热风扇，或通过主板的总线槽来驱动其他板卡。
在最新的P4系统中，由于P4处理器对能源的需求很大，电源专门增加了一个4PIN的插头，提供+12V电压给主板，经主板变换后提供给CPU和其他电路。
所以P4结构的电源+12V输出较大，P4结构电源也称为ATX12V。
－12V：主要用于某些串口电路，其放大电路需要用到+12V和-12V，通常输出小于1A。
－5V：在较早的PC中用于软驱控制器及某些ISA总线板卡电路，通常输出电流小于1A。
在许多新系统中已经不再使用-5V电压，现在的某些形式电源一般不再提供-5V输出。
＋5V Stand—By：最早在ATX提出，在系统关闭后，保留一个+5V的等待电压，用于电源及系统的唤醒服务。
以前的PSII、AT电源都是采用机械式开关来开机关机，从ATX开始（包括SFX）不再使用机械式开关来开机关机，而是通过键盘或按钮给主板一个开机关机信号，由主板通知电源关闭或打开。
由于+5V Stand-by是一个单独的电源电路，只要有输入电压，+ 5VSB就存在，这样就使电脑能实现远程Modem唤醒或网络唤醒功能。
最早的ATX1.0版只要求+5VSB达到0.1A，随着CPU及主板的功能提高，+5VSB 0.1A已不能满足系统的要求，所以Intel公司在A TX2.01版提出+5VSB不低于0.72A。
随着互联网应用的不断深入，一些系统要求+5VSB提供2A、3A，甚至更大的电流输出，以保障系统功能的实现，因此对电源提出了更高的设计要求。
电源的测试作为个人电脑动力之源的电源，也随着个人电脑的进步而发生变化。
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。
超宽输入电压范围电源设计方案
超宽输入电压范围电源设计方案关键词摘要:非隔离 宽电压输入范围 高耐压降压 蓄电池降压 超宽电压输入 DC-DC 转换器 AC-DC变换器 仪器仪表电源 工业控制辅助电源 宽电压电源模块设计特色：• 超宽输入电压范围(10-265 VAC 或13-400VDC）)• 极高能效• 效率高达65%• 极低的功耗:典型待机功耗小于6mW(@带载100uA时)应用领域：• 输入电压范围变化极宽的蓄电池供电场合（动力车系统、光伏系统、UPS不间断电源、EPS应急电源、光伏逆变器、风光互补控制器、动力电池保护板、BMS电池管理系统等的DC-DC转换供电模块）；• 工业电器的供电控制(特别是宽电压输入范围的工业控制所用的辅助电源,比如仪器仪表，智能电表，自动化仪表，定时器，工控设备等);• 家用电器的供电控制(比如WIFI插座、电饭煲、洗碗机及其它白色家电)。
• 其它非隔离供电的应用，比如夜间照明灯、LED驱动、电表及住宅加热控制器等。
设计概述：在某些特殊的应用场合里，需要电源系统在很宽的电压范围内都能正常工作，如光伏系统、UPS等，尤其在工业现场，电网的电压往往受用电负载的变化而变动，特别是负载较大时情况尤其严重，另外现场环境的干扰尖峰也会叠加在输入电压上一起进入电源电路，致使在恶劣环境下正常供电的电源芯片或其它的元件极其容易损坏。
本文所设计的超宽范围输入电压的转换器电源可在输入10～265VAC(或13-400VDC)的范围内正常工作(有较宽的输入电压，对外部电压有较大的容限，以保证外部供电电源出现较大波动时不会损坏系统，同时要有稳定的输出电压以及一定带负载能力，以保证整个系统能够稳定的工作)，适用于全球电压范围的交流市电又可使用蓄电池（24V，36V，48V，96V，240V,360V....等等）供电。
同时也为产品任意采用110V电压或220电压，还是使用蓄电池电压均可直接使用提供了方便，能够适用于世界各国的供电电压，包括日本的100VAC、欧洲的230VAC甚至美国的120/208VAC, 以及蓄电池供电电压（24V，36V，48V，96V，240V,360V....等等）。
PI-XD108 宽电压 微功耗电源模块规格书
PI-XD108宽电压微功耗电源模块规格书版本：5.0.1概述：PI-XD108为本公司研发的第五代超低功耗、超宽范围输入的DC-DC电源模块，具有微功耗、宽电压、高耐压、高效率、大电流、小体积、低成本、高低温度特性好、带负载能力强等特点，内部集成完善的过流保护、短路保护、温度保护等功能，普遍适用于非隔离型家电产品和智能家居产品及工业控制产品等。
产品特性：*超低功耗：典型待机功耗小于6mW(@V out=12V带载200uA时),满足对功耗极其严格产品的需要；*超宽输入电压：输入工作电压范围28-650VDC（@Vout=12V带载50mA），适应各种不同电压电网环境的应用；*较大输出电流：输出最大电流200mA,可满足低功耗大电流产品应用要求；*较低输出纹波：≤100mVpp；*极高效率：电源最大效率80%,能效利用率远高于工频变压器与阻容降压；*完善保护：过流保护,输出短路保护,温度保护；*超小体积：L18*W9.5*H15.5mm，可放入对体积空间要求比较严格的产品。
产品应用：*可用于对电源功耗要求极其苛刻的单火线智能家居产品(如单火线取电智能开关等)；*可用于非隔离供电产品的应用(如小家电之非隔离AC/DC电源等)；*可替代低效率的阻容降压供电电路(如白色家电，智能电表，自动化仪表电源等)；*低功耗要求电器的待机电源(如绿色环保节能型电器之超低功耗待机电源等)。
外观尺寸图：引脚说明：引脚编号功能描述备注1DCIN直流电压输入2FB电压反馈3G内部参考电压点4OUT电压输出，输出电压可调范围：9.5-22VDC5GND直流电源地规格参数：说明：实际应用中超过上述极限值可能会导致电源模块的永久性损坏，在应用设计中请注意。
电气参数：说明:上述参数值为常温环境测试下的典型值，实际应用中因工作环境不同可能有所差异。
典型应用电路应用说明：1)R2用于调整输出电压,最大调整范围为9.5~22V,其计算公式如下:Vout=2.55*(1+18/R2)-0.6(V);2)R3用于确保假负载电流在175uA及以上，如已有负载超过此电流情况下可以省去该电阻;3)TVS1与TVS2用于浪涌保护功能，TVS管的选择确定最大浪涌脉冲能量，如不需要可以取消。
电脑atx开关电源电压值及输出各种电压的作用
电脑ATX开关电源电压值及输出各种电压的作用IT技术-电源 2009-11-25 22:43 阅读1 评论0字号：大中小+3.3V 电压，经主板的电压转换电路变换后用于驱动CPU、内存等电路。
+5V 用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外的大部分电路。
包括磁盘、光盘驱动器的控制电路。
＋12V：用于驱动磁盘驱动器马达、散热风扇，或通过主板的总线槽来驱动其他板卡。
在最新的P4系统中，由于P4处理器对能源的需求很大，电源专门增加了一个4PIN的插头，提供+12V电压给主板，经主板变换后提供给CPU和其他电路。
所以P4结构的电源+12V输出较大，P4结构电源也称为ATX12V。
－12V：主要用于某些串口电路，其放大电路需要用到+12V和-12V，通常输出小于1A。
－5V：在较早的PC中用于软驱控制器及某些ISA总线板卡电路，通常输出电流小于1A。
在许多新系统中已经不再使用-5V电压，现在的某些形式电源一般不再提供-5V输出。
＋5V Stand—By：最早在ATX提出，在系统关闭后，保留一个+5V的等待电压，用于电源及系统的唤醒服务。
以前的PSII、AT电源都是采用机械式开关来开机关机，从ATX开始（包括SFX）不再使用机械式开关来开机关机，而是通过键盘或按钮给主板一个开机关机信号，由主板通知电源关闭或打开。
由于+5V Stand-by是一个单独的电源电路，只要有输入电压，+ 5VSB就存在，这样就使电脑能实现远程Modem唤醒或网络唤醒功能。
最早的ATX1.0版只要求+5VSB达到0.1A，随着CPU及主板的功能提高，+5VSB 0.1A已不能满足系统的要求，所以Intel公司在A TX2.01版提出+5VSB不低于0.72A。
随着互联网应用的不断深入，一些系统要求+5VSB提供2A、3A，甚至更大的电流输出，以保障系统功能的实现，因此对电源提出了更高的设计要求。
电源的测试作为个人电脑动力之源的电源，也随着个人电脑的进步而发生变化。
开关电源电路设计要点与调试
3. 选取变压器磁芯气隙：
4. 对开关变压器初级线圈进行直流迭加测试： 最大迭加直流： 最大伏秒容量：
VTm E Im LX LX 0.9
…………(8) …………(9)
VTm I m LX 0.9
最大伏秒容量一定要合格，不合格，需要推倒重来！ 详细内容请参考《开关变压器伏秒容量的计算与测量》一文。
第二步，求最小占空比Dmin ：
在实际应用中，为了安全，最小占空比Dmin最少要比极限占空比Dmax多留30% 的余量，由此可求得： Dmin = Dmax×0.7 = 0.437×0.7 = 0.306 …………（3）
13
开关变压器匝数比的计算
在反激式开关电源中，输出电压不但与占空比有关，而且还与开关变压 器初、次级线圈的匝数比有关，而开关变压器初、次级线圈的匝数比是不可 变的，一旦最小占空比 Dmin 确定之后，开关变压器初、次级线圈的匝数比
6
RL
FSD200单IC开关电源简介
上图是一个采用仙童公司产品FSD200设计的单IC开关电源，FSD200采用LDMOS (
横向扩散金属氧化物半导体)工艺，输出功率为4～5W（85～265Vac-50℃），其工 作频率为130~138KHz来回跳动，其目的是使干扰信号的频谱不要集中在一点上，频 谱越分散对EMC越有利。 LDMOS 与VDMOS的主要区别在于，前者内阻小，但功率 也小，后者功率大，但内阻也相应增大，因此， VDMOS 多为多个管芯并联。
（2）式中，BVm=（Uim＋Upm），为电源开关管的最高耐压， Dmax 为：当输入
电压为最大值（Uim），且改变占空比使电源开关管两端电压达到最高耐压值时，此时占 空比所能达到的最大值，即极限值。 值得指出的是：占空比是随着输入电压变化而变化的，当输入电压为最大值时，此时 动态变化的D应该为最小值Dmin，但（2）式中的极限值Dmax则另有意义，它表示：当 输入电压为最大值，且此时的占空比D也达到极限值Dmax时，电源开关管将会过压被击 穿。因此，实际工作中的最小占空比 Dmin 应该比（2）式中的 Dmax 小好多，一般取 Dmin =0.7 Dmax 较为合适。
一种超宽输入范围的开关电源的设计
一种超宽输入范围的开关电源的设计陈丹江;张伟;肖质红;叶银忠【摘要】A new switching power supply with super wide voltage input range based on boost and flyback circuit was presented in this paper. The boost circuit was controlled by L6561 and flyback circuit was controlled by TOPSwitch. When input voltage was low, this voltage was stepped up by boost circuit and then converted by flyback circuit. ff input voltage was high, this voltage was connected to flyback circuit directly. These two modes were controlled by a hysteresis comparator. The experimental results show that when input AC voltage changes from 25 to 265 V, the output voltage is very stable.%介绍了一种基于升压电路和反激电路的超宽输入范围的开关电源电路.其中升压电路采用PFC控制芯片实现,反激电路采用TOPSwitch控制.在输入电压较低的情况下,采用先升压再DC/DC变换的工作模式;在输入电压较高的情况下,直接采用DC/DC变换的模式.两种模式的切换采用迟滞比较器进行控制.实验结果表明,当输入范围达到交流约25 V~265 V的超宽范围时,该电路仍然能够保持良好的性能.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】3页(P65-67)【关键词】超宽输入范围;开关电源;升压电路;反激电路;迟滞比较【作者】陈丹江;张伟;肖质红;叶银忠【作者单位】上海海事大学,上海200135;浙江万里学院,浙江宁波315100;浙江万里学院,浙江宁波315100;浙江万里学院,浙江宁波315100;上海应用技术学院,上海200235【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言随着开关电源的大量应用，对其要求也在不断的提高，要求其效率高、功率因数高、功率密度高、可靠性高等。
超宽输入电压电源解决方案(含电路原理图)
关键词摘要:非隔离 宽电压输入范围 高耐压降压 蓄电池降压 超宽电压输入 DC-
DC转换器 AC-DC变换器 仪器仪表电源 工业控制辅助电源 宽电压电源模块
设计特色：
• 超宽输入电压范围(10-265 VAC 或13-400VDC）) • 极高能效
• 效率高达65% • 极低的功耗:典型待机功耗小于6mW(@带载100uA时)
元件选择：
R1限流电阻,具体需根据输入电压范围与输出电流而定. C1滤波电容,建议使用0.47uF~100uF电解电容,具体需根据输入电压范围与输出电流而定. C2选用47uF/25V电解电容。 C3输出滤波电容，建议使用47uF~220uF.
Z1 对于12V以下输出模块最大不超过12V；对于12V输出模块最大不超过15V. 注：如果对静态电流要求相对比较严的情况下，建议C1~C3尽量选用漏电流比较小的电容.
特性曲线：
下面仅以PE-12V-B4组成的宽电压电源做说明。
1. 输入电压VS输入电流
)(uA
320
280
240
20
160 0.50
0 10 30 50 70 90 10 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310 30 350 370 390
本文所设计的超宽范围输入电压的转换器电源可在输入10～265VAC(或13400VDC)的范围内正常工作(有较宽的输入电压，对外部电压有较大的容限，以保证外部供电电源出现较大波动时 不会损坏系统，同时要有稳定的输出电压以及一定带负载能力，以保证整个系统能够稳定的工作)，适用于全球电 压范围的交流市电又可使用蓄电池（24V，36V，48V，96V，240V,360V....等等）供电。同时也为产品任意采用11 0V电压或220电压，还是使用蓄电池电压均可直接使用提供了方便，能够适用于世界各国的供电电压，包括日本的 100VAC、欧洲的230VAC甚至美国的120/208VAC, 以及蓄电池供电电压（24V，36V，48V，96V，240V,360V....等等）。
20W单端反激开关电源设计
20W单端反激开关电源设计在电子设备中，开关电源是一种高效率的电源供应器件，常用于电子设备中，如电视，电脑，手机等。
本文将详细介绍一个20W单端反激开关电源的设计。
首先，我们需要明确几个关键的设计参数：1.输入电压范围：通常开关电源的输入电压范围是广泛的，但本设计将限制在输入电压范围为85VAC-265VAC（即110VAC、220VAC两种标准市电）。
2.输出电压：输出电压为12VDC，电流为1.67A。
3.开关频率：选择合适的开关频率对于提高电源的效率和减小尺寸都是很重要的，本设计选择50kHz作为开关频率。
4.稳压与保护：开关电源需要稳定地输出电压，并具有过流保护、过压保护和短路保护等功能。
现在，我们可以开始进行开关电源的设计。
下面是本设计采用的主要电路元件及其功能：1.输入滤波器：用于滤除电网中的高频噪声和杂波。
2.整流电路：将交流输入电压转换为直流电压。
3.快速恢复二极管：用于输出短路时快速放电。
4.整流电容：稳定输出电压的波动。
5.反激变压器：将输入电压转换为合适的电压和电流输出。
6.控制芯片：用于调整开关管的工作频率和电流。
7.光耦隔离器：用于隔离控制芯片和开关管，以保护控制芯片免受开关管产生的高压脉冲的影响。
8.输出滤波器：用于去除开关管开关时产生的高频噪声。
9.稳压电路：通过调节开关管的工作状态，使输出电压保持在设定值。
10.保护电路：用于检测和处理过流、过压和短路等异常情况，以保护开关电源的安全运行。
然后，我们将根据上述电路元件和功能进行具体的电路设计：1.输入滤波器：本设计采用LC型电路进行输入滤波，用于滤除高频噪声和杂波。
选择合适的电感和电容值可以有效地滤波。
参数可根据实际情况进行调整。
2.整流电路：采用桥式整流电路将交流输入电压转换为直流电压。
可选择高效率和低压降的整流二极管。
3.快速恢复二极管：用于在输出短路时快速放电，以保护开关管和其他电路元件。
选择具有快速恢复时间和低反向电压的二极管。
电力仪表专用超宽输入电压范围开关电源
-2-
1.6 1.0 0.8
注：1.尺寸单位均为mm； 2.除特别注明，其余尺寸公差均为±0.5mm； 3.PCB为FR4 1.6mm双面玻纤板；
DC OR 47~440 Hz 0.046A Typ. @300VDC，Io=100%
0.25 Max@460VAC
71 Typ @300VDC，Io=100%
Out1：5V 1.2（Peak 1.8）
Out2：12V 0.3（Peak 0.5）
20 Max
50 Max
40 Max
100 Max
60 Max
温度系数（%/℃）
输出电压漂移（mV）*2
输出电压设定范围（V）
输出电压可调范围（V）
启动时间（s）
输入关闭电压（V）
输出过流保护*4
输出过压保护 输入 - 输出 1 或输出 2 输入 - 地线 输出 1 或输出 2 - 地线 输出 1 - 输出 2
工作温度、湿度和海拔高度
80~650VDC OR 150~460VAC
PMD15-0512
--- 电力仪表专用超宽输入电压范围开关电源
产品特点：
80~650VDC 超宽输入电压范围； 双路 1000VAC 隔离稳压输出； 固定开关频率； 直流无极性输入； 可接受单相交流电压输入； 输入过电压停机功能。
PMD15-0512 是专为电力仪表设计的开关电源，可工作于 80~650VDC 超宽电压范围，5V 和 12V 两路稳压输出， 隔离电压可达 1000VAC。PMD15-0512 内设输入侧过电压停机保护功能，当输入电压超过设定值时，电源自动停止工 作，从而减小开关 MOSFET 所受应力，降低在高输入电压下电源损坏的几率，提高系统的可靠性。PMD15-0512 还可 以接受单相交流电压输入，较低的交流电压输入会限制电源的输出功率，建议采用较高的（>150VAC）交流电压供电。
开关电源的原理与设计
随着电力电子技术的发展和新型功率元器件的不断出现，开关电源技术得到了飞速的发展，在计算机、通讯、电力、家用电器、航空航天等领域得到广泛应用，取得了显著的成果。
本论文是通过用电源控制芯片M51995AFP设计并制作一种开关电源，该开关电源是通过PWM技术控制开关的占空比来调整输出电压的，以达到稳定输出的目的。
论文主要完成的内容有：（1）根据设计需要选择开关电源电路；（2）设计输入整流滤波电路，并确定相关器件参数；（3）基于M51995AFP对开关电源的控制核心部分进行设计；（4）设计输出整流滤波电路，并确定相关器件参数；（5）设计电压反馈电路；（6）通过实验和计算对设计中的数据进行验证。
本论文对开关电源的滤波、整流、反馈电路等分别作了细致的研究工作，通过实验和计算，掌握了开关电源设计的核心技术，并对设计过程进行了详尽的阐述。
关键词：开关电源；占空比；PWMWith the development of the electronic technology and the emerging of new power components, switching power supply has been widely used in computer, communications, electricity, home appliances and aerospace fields, achieving remarkable results.The purpose of this papers is to design and make a switching power supply based on control chip M51995AFP and PWM Control. This switching power supply could adjust the output voltage by using the duty cycle of PWM Control. Stable output purposes could be attained.The main content of the papers are:(1)Choose switching power supply circuit based on the requirement;(2)Design input rectifier filter circuit and identify the relevant device parameters;(3)Design the core control parts of switching power supply based on M51995AFP;(4)Design rectifier output filter circuit and establish the relevant device parameters;(5)Design voltage feedback circuit;(6)Validate data of the designing by adoption of experimental and computations.In the thesis , the switching power supply filtering, rectifier and the feedback circuit are studied in details. The main technology of designing switching power supply is obtained by experiments and calculations. The design process is specified also.Key words: Switching Power Supply; Duty cycle; PWM目录1．绪论 (1)1.1 开关电源的概念和分类 (1)1.1.1开关电源的概念 (1)1.1.2开关电源的分类 (3)1.2 开关电源设计中存在的问题与未来发展 (4)1.2.1开关电源中存在的问题 (4)1.2.2开关电源的发展趋势 (5)2．开关电源元器件的选用 (6)2.1 开关晶体管 (6)2.1.1功率开关MOSFET (6)2.1.2 绝缘栅双极型晶体管 (7)2.2 软磁铁氧体磁芯 (8)2.2.1磁性材料的基本特性 (9)2.2.2磁芯的结构与选用 (9)2.3 光电耦合器 (10)2.4 二极管 (12)2.4.1开关二极管 (13)2.4.2稳压二极管 (13)2.4.3快速恢复及超快速恢复二极管 (14)2.5 自动恢复开关 (14)2.6 热敏电阻 (15)3．开关电源的设计基础 (17)3.1 开关电源的控制方式 (17)3.1.1脉宽调制的基本原理 (17)3.1.2脉冲频率调制的基本原理 (18)3.2 各类拓扑结构电源分析 (19)3.3 谐振式电源与软开关技术 (24)3.3.1电路的谐振现象 (24)3.3.2谐振式电源的基本原理 (25)3.3.3谐振开关的动态过程分析 (26)3.3.4软开关技术及常见软开关拓扑简介 (30)3.4 其它软开关技术应用及发展概况 (36)4．开关电源设计 (38)4.1 开关电源集成控制芯片 (38)4.1.1芯片管脚排列及说明 (38)4.1.2芯片基本特性 (39)4.1.3芯片工作原理分析 (40)4.2 开关电源电路分析 (47)4.2.1开关电源电路原理图 (47)4.2.2开关电源各单元电路具体分析 (49)结论 (55)致谢 (56)参考文献.................................................................................................................- 57 -1．绪论开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源，它具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点，在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业设备、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。
WideRlus温度控制仪使用说明书
Wide Rlus 智能数字控制仪使用说明书(香港上润精密仪器有限公司)WP系列显示控制仪使用于各种温度、压力、液位、速度、长度、流量等的测量控制。
采用微处理器进行数学运算，可对各种非线性信号进行高精度的线性矫正。
光柱显示控制仪集数字测量显示和模拟显示于一体采用数码LED显示，可精确的显示控制实时测量值；同时采用高精度101线光柱显示，清晰直观的显示实时测量值（类似模拟表显示）。
可切换输入多种分度号。
采用先进的无跳线技术，更改输入分度号时，不用更改跳线或开关。
整个仪表改型过程不需要断电。
支持多机通讯，可选择多种通讯接口方式，通讯波特率仪表内部参数自由设定。
一、主要技术参数：输入信号：模拟量热电偶：标准热电偶—B、S、K、E、J、T、WRe等电阻：标准热电阻—Pt100、Cu50、或远传压力电阻等电流：0~10mA、4~20mA、0~20mA等—输入电阻≤250电压：0~5V、1~5V、mV等——输入阻抗≥250K测量范围：- 1999~9999字测量精度：0.2%FS±1字或0.5%FS±1字分辨率：1、0.1、0.01或0.001字温度补偿：0~50℃显示方式：-1999~9999测量值显示。
-1999~9999设定值显示0~100%测量值光柱显示。
发光二极管工作状态显示光柱精度：光柱显示精度为1%控制方式：位式ON/ OFF带回差输出信号：模拟量输出：DC0~10mA(负载电阻≤750)DC4~20mA(负载电阻≤500)DC0~5V(输出电阻≤250)DC1~5V(输出电阻≤250)开关量输出：继电器控制输出—继电器ON/OFF带回差。
触电容量：AC220V/3A；DC24/6A（阻性负载）可控硅控制输出—SCR（可控硅过零触发脉冲）输出，可触发可控硅：400V/100A固态继电器输出—SSR（固态继电器控制信号）输出，5~24V/30mA通讯输出：接口方式—标准串行通讯接口：RS-485，RS-232C，RS-422等波特率—300~9600bps 内部自由设定馈电输出：DC24V，负载≤30mA控制或报警方式：可选择2~4限控制或报警，LED指示。
开关电源参数范文
开关电源参数范文1.输入参数(1)输入电压范围：开关电源的输入电压范围通常为AC85-264V，可以适应不同地区的电压标准。
(2)输入频率范围：开关电源的输入频率范围通常为50/60Hz，可以适应不同地区的电源频率。
(3)输入电流：输入电流是指开关电源在正常工作时的输入电流，通常为几个安培。
2.输出参数(1)输出电压：开关电源的输出电压通常为直流电压，常见的有5V、12V、24V等。
(2)输出电流：输出电流是指开关电源能够提供的最大输出电流，通常以安培为单位。
(3)输出功率：输出功率是指开关电源提供的最大输出功率，通常以瓦特为单位。
(4)输出调整范围：开关电源的输出电压和电流通常具有一定的可调范围，可以根据需要进行调整。
3.效率参数(1)效率：开关电源的效率是指输入功率与输出功率的比值，通常以百分比表示。
(2)纹波电流和噪声：开关电源输出的直流电压和电流通常都存在一定的纹波和噪声，纹波电流和噪声越小越好。
4.工作环境参数(1)工作温度范围：开关电源的工作温度范围通常为-20℃～+50℃，可以适应不同的工作环境。
(2)相对湿度：开关电源的相对湿度范围通常为20%～90%，可以适应不同的湿度环境。
(3)海拔高度：开关电源的海拔高度范围通常为0～5000m，可以适应不同海拔地区的使用。
5.保护功能参数(1)过载保护：开关电源具有过载保护功能，当输出电流超过额定电流时，自动切断输出电流，以保护电源和负载。
(2)短路保护：开关电源具有短路保护功能，当输出短路时，自动切断输出电流，以避免电源和负载损坏。
(3)过压保护：开关电源具有过压保护功能，当输出电压超过额定电压时，自动切断输出电压，以保护负载。
(4)过温保护：开关电源具有过温保护功能，当温度超过一定值时，自动切断输出电流或电压，以防止电源过热。
(5)欠压保护：开关电源具有欠压保护功能，当输入电压低于一定值时，自动切断输出电流或电压，以避免电源和负载受损。
XD308H 18~600V超宽电压输入DC_DC降压电源芯片手册
XD308H 18-600V 超宽电压输入DC_DC 降压电源芯片手册1.1产品概述：1.2产品特性：•18-600VDC 超宽输入电压,可适应12-380VAC超宽电压输入；•典型待机功耗小于40mW；•输出电压最大24V，可设定3.3V，5V，12V，24V等单一电压；•输出最大持续电流500mA （峰值800mA),无音频噪音、发热低；•全面的保护功能：✓过流保护（OCP）✓过流保护（OCP）✓过温保护（OTP）✓过压保护（OVP）•SOP8贴片封装；1.3典型应用（非隔离）：•替代低效率的阻容降压供电电路(如低压电器，智能电表，自动化仪表电源等)；•小家电电源•工业控制电源•无刷直流电机电源•LED驱动电源•其他非隔离辅助电源1.4输入电压/输出电流表（典型值）：序号输入电压范围（DC 单位：V）输出电压（DC 单位：V）持续工作输出电流（Max 单位：mA)短时间可承受峰值电流（单位：mA)118-600 3.3500800218-600 5.0500800345-60012500800445-60024500800XD308H 是一款18-600V 超宽范围输入的高压降压型DC-DC 转换器电源芯片，可适应12-380VAC 超宽电压输入(外部加整流滤波)，输出持续电流高达500mA（最大800mA)，无音频噪音、发热低，内部集成全面完善的保护功能（短路保护，过载保护，输出过压保护、输出欠压保护，过热保护等）。
该电源芯片以较低的BOM 成本（外围元件数目极少）方便的实现宽电压高压降压小功率电源解决方案,广泛应用于非隔离型家电产品和工业产品等领域。
1.5封装参考：1.6引脚功能：编号名称描述备注1VCC/BP所有控制电路的电源。
外部旁路电容连接点2GND/S芯片参考地。
内部功率MOSFET的源极。
3FB反馈输入4CS电流检测5,6,7,8DRAIN内部功率MOSFET的漏极1.7功能框图：1.8典型应用电路1)典型应用电路之一（输出电压<12Vdc）：2)典型应用电路之二（输出电压>=12Vdc）：1.9绝对最大额定值(备注1)：1.10推荐的工作条件(备注2)：参数数值单位工作环境温度-40to85°C1.11电气特性：除非特别注明，环境温度T=+25℃。
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12 μH (maximum)
表 1. 变压器参数。（NC = 无连接，TIW = 三层绝缘线）。
Power Integrations 5245 Hellyer Avenue San Jose, CA 95138, USA. Main: +1 408-414-9200 Customer Service Phone: +1-408-414-9665 Fax: +1-408-414-9765 Email: usasales@
On the Web
A 09/07
Power Integrations reserves the right to make changes to its products at any time to improve reliability or manufacturability. Power Integrations does not assume any liability arising from the use of any device or circuit described herein. POWER INTEGRATIONS MAKES NO WARRANTY HEREIN AND SPECIFICALLY DISCLAIMS ALL WARRANTIES INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, AND NON-INFRINGEMENT OF THIRD PARTY RIGHTS. The products and applications illustrated herein (transformer construction and circuits external to the products) may be covered by one or more U.S. and foreign patents or potentially by pending U.S. and foreign patent applications assigned to Power Integrations. A complete list of Power Integrations' patents may be found at . Power Integrations grants its customers a license under certain patent rights as set forth at /ip.htm.
图 3. 峰值电流超过电流限流点，但仍在数据手册注明的限值内
PI-4799-090407
Current PI-4791-090407
600 µA 400 µA
IBP IQ2
200 µA
IQ1
PI-4792-090407
100 V
200 V DC Bus Voltage
300 V
图 2. 在低输入电压条件下，浮动恒流源提供充电电流
18 - 265 VAC
D1
F1
1N4007
1A
D2 1N4007
C1 4.7 MF 400 V
C6
1 nF 250 VAC
C2 4.7 MF 400 V
R1 510 k7 0.5 W
1
10
C3 1.2 nF 1 kV
R2 100 7 0.125 W
2
33
8
NC T1
EF20
D5 1N4007GP
C5 C7 680 MF 470 MF
PI-4790-082807
EN/UV引脚的关断阈值电流(115 μA)，将跳过开关周期。当EN/UV 引脚流出的电流低于关断阈值电流时，开关周期将重新使能。
设计要点 • 确认在高电压和最大过载条件下最大漏极电压小于650 V。根据
需要调整R1和C3的值。然而要避免箝位电路消耗过大（例如 R1的值较低，而C3的值较高），否则将导致空载功耗的增加。 • 将慢速阻断二极管D5与一个100 Ω的串联电阻配合使用。为确 保反向恢复时间不超过2 μs，请仅使用玻璃钝化(GP)类型的二 极管。如果没有玻璃钝化类型的二极管，可以使用如FR107类 的快速二极管代替。选择的这些二极管可重新再利用部分的箝 位能量并提高空载效率。
图 4. 230 VAC最差情况下测量的EMI，输出RTN接假手
变压器参数 磁芯材料 骨架
绕组详情
绕组顺序 初级电感量 初级谐振频率 漏感
EF20 NC-2H or equivalent, gapped for ALG of 272 nH/t²
EF20, 10 pin, Horizontal
Shield: 17T x 2, AWG28, tape Primary: 32T x 1, AWG28, tape Shield: 7T x 4, AWG27, 3 layers, tape 5 V: 8T x 1, AWG26, TIW, 1 layer, tape Shield (1,2 - NC), Primary (3-1,2), Shield (NC-1,2), 5 V (10-8) 278 μH, ±12%
• 根据公式I = (VVR2) / R5，电阻R5与VR2共同决定了恒流值(600 μA)。
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0 5.00E-07 1.00E-06 2.00E-06 2.50E-06 3.00E-06
-0.2
Drain Current
Current Limit
SOA Limit
DI-152
该电路源自基本的单晶体管电流源，它采用一个齐纳二极管 (VR2)，为Q2(NPN)的基极引出端设定参考电压，并以此给R5两端 一个固定电压，从而设定恒流值。然而，由于输入电压的范围很 宽，参考齐纳二极管的偏置电流在很大范围内变化。这将导致功 率耗散增加并使编程的恒流发生偏移。要克服上述难题，需要由 其它的电流源（由Q1(PNP)与R4形成）提供偏置电流。将等于 VBE的恒压强加于R4，这将在整个工作范围内固定流入参考齐纳二 极管的偏置电流。Q2在较低输入电压下提供恒流，而Q1则在较 高的输入电压下提供恒流。图2还显示了电流流经Q1和Q2时的模 拟结果。输入电压达到大约50 VDC时，Q2将提供恒流。输入电 压超过50 VDC时，经过Q2的电流将线性降低，而经过Q1的电流 则呈线性增加。输入电压达到最大值375 VDC时，则主要由Q1提 供恒流。
工作原理 本设计使用TNY280PN的降低限流点模式来实现一个5 V、600 mA 超宽输入电压范围（18至265 VAC）电源。此类电源的应用包括 工业控制所用的辅助电源。
AC市电由D1进行整流。电容C1和C2用于平滑半波整流的波形， 为反激式电源提供高压直流。电感L1放置在C1和C2之间，构成 了一个π形滤波器，用于降低差模传导EMI。在变压器的初级和次 级绕组之间使用了Y电容C6，用来降低共模噪声。
DI-152参考设计 TinySwitch®-III
3 Y280PN
输出功率 3W
输入电压 18 – 265 VAC
输出电压 5V
拓扑结构 反激式
设计特色 • 超宽输入电压范围(18 – 265 VAC) • 极高能效
• 效率为65% • 极低的空载功耗（在230 VAC交流输入时小于200 mW） • 符合CISPR-22/EN55022B传导EMI限制，EMI裕量大于 10 dBμV（见图4） • 浮动电流源向BP/M引脚提供电流 • 自动重启动功能允许无限制的短路输出
The PI logo, TOPSwitch, TinySwitch, LinkSwitch, DPA-Switch, PeakSwitch, EcoSmart, Clampless, E-Shield, Filterfuse, StackFET, PI Expert and PI FACTS are trademarks of Power Integrations, Inc. Other trademarks are property of their respective companies. ©2007, Power Integrations, Inc.
TinySwitch-III(U1)采用开/关控制，提供了非常简单的反馈方式和 非常快速的动态响应功能。U1中的控制器通过光耦合器U2接收来 自次级的反馈，这样可以使能或禁止其集成MOSFET的开关， 以维持输出电压的稳定。流经U2A内LED的电流代表输出电压。 和LED电流成比例的电流从EN/UV脚被拉出。一旦电流超过
S
7.5 V
D4 1N4148
Q2 ZTX458
R5 13 k7 0.125 W
C4 1 MF 50 V
U2B PC817A
PI-4789-082807
L1 1mH
图 1. 使用TinySwitch-III的宽范围输入5 V, 600 mA电源的电路设计
September 2007
• 由于电源输入电压范围宽，因此初级电感量必须足够低，避免 过度的电流连续设计。但是，低电感量会导致265 VAC下的di/dt 值过大，并会因流限延迟时间的影响而造成漏极电流过冲。
• 图3显示了在265 VAC输入和满载条件下测得的漏极电流。测得 的峰值漏极电流为900 mA。数据手册中规定的TNY280PN的绝 对最大电流为1.36 A，从而留有充足的安全裕量。
数据手册中注明的用于确保U1正常启动和工作的最小漏极电压限 值为50 V。但是，如果通过外部电源向旁路引脚馈电，芯片可接 受外部供电，那么即使在较低的输入电压下也可启动和工作。