电源电路设计
众所皆知，电源电路设计，乃是在整体电路设计中最基础的必备功夫，因此，在接下来的文章中，将会针对实体电源电路设计的案例做基本的探讨。
电源device电路
※输出电压可变的基准电源电路
（特征：使用专用IC基准电源电路）
图1是分流基准（shunt regulator）IC构成的基准电源电路，本电路可以利用外置电阻与的设定，使输出电压在范围内变化，输出电压可利用下式求得：
----------------------（1）
：内部的基准电压。
图中的TL431是TI的编号，NEC的编号是μPC1093，新日本无线电的编号是NJM2380，日立的编号是HA17431，东芝的编号是TA76431。
（特征：高精度、电压可变）
类似REF-02C属于高精度、输出电压不可变的基准电源IC，因此设计上必需追加图2的OP增幅IC，利用该IC的gain使输出电压变成可变，它的电压变化范围为，输出电流为。
※利用单电源制作正负电压同时站立的电源电路
（特征：正负电压同时站立）
虽然电池device的电源单元，通常是由电池构成单电源电路，不过某些情况要求电源电路具备负电源电压。
图3的电源电路可输出由单电源送出的稳定化正、负电源，一般这类型的电源电路是以正电压当作基准再产生负电压，因此负电压的站立较缓慢，不过图3的电源电路正、负电压却可以同时站立，图中的TPS60403 IC可使的电压极性反转。
※40V最大输出电压的Serial Regulator
（特征：可以输出三端子Regulator IC无法提供的高电压）
虽然三端子Regulator IC的输出电压大约是24V，不过若超过该电压时电路设计上必需与IC 以disk lead等组件整合。
图5的Serial Regulator最大可以输出+40V 的电压，图中D2 Zener二极管的输出电压被设定成一半左右，再用R7 VR1 R8 将输出电压分压，使该电压能与VZ2 的电压一致藉此才能决定定数。必需注意的是R7 R8 若太大的话，会引发输出电压噪声上升与波动等问题；反R7 R8之若太小的话，会有发热耗损电力之虞，因此一般以R7 R8 2-5K 比较合适。
※输出电压为40-80的Serial Regulator
（特征：利用disk lead组件输出高电压）
图6是可以输出电压为40-80 的Serial Regulator，由于本电路的输出电压非常高，因此无法使用OP增幅IC。图中的VCEO是利用120V的2SC2240-GR构成误差增幅器。此外本电路还追加TR5 与Cascode增幅器，藉此改善误差增幅器的频率特性。
2SK373-Y是VDS=100V的FET，它可以构成高耐压的定电流电源。除了FET之外还可以使用最大使用电压为100V ，定格电力为300MW ，石冢电子的定电流二极管E-202。
※输出电压为150V的高电压Serial Regulator
（特征：设有输出短路保护电路）
如图7所示本Serial Regulator的base的共通增幅电路与OP增幅器输出端连接，因此可以输出高电压。如果输出发生短路的话，TR3 的保护电路就会动作，TR3将流入120MA 限制在范围内，此时输入电压会施加至TR2的drain与source之间，所以会有20W 左右的损失。
※输出电压为400V 的高电压Serial Regulator
（特征：设有输出短路保护电路）
如图8所示误差增幅器的基准电位与输出电位连接，形成浮动增幅型Serial Regulator。虽然电源变压器（transistor）必需使用误差增幅器专用的绕线，不过误差增幅器是由OP增幅器构成，因此非常适用于高电压Regulator。此外为避免输出短路时的大电力损失，因此保护电路具备倒V型特性。
※T0-220封装的非绝缘型Step Down Converter
（特征：无封装面积变大之虞，可将线性电源变成switching电源）
三端子Regulator的损失若超过3W 时，冷却片的面积会变得非常大，因此必需改用非线性而且效率极高较不易发热的switching type DC-DC Converter，不过实际上由于DC-DC Converter使用的组件数量非常多，因此有可能造成封装面积过大等问题。
如图9所示若使用与三端子Regulator同级的T0-220封装控制IC，就能获得输入电压为8-24V ，输出5V，电流为3.5A 的Step Down Converter。这种Converter最大特征是结构简单动作稳定，而且使用组件的数量非常少，因此不需刻意变更印刷电路板的pattern，或是担心封装面积变大等困扰，虽然价格稍为偏高不过Serial Regulator几乎网罗所有的规格。
本电路是由外置的二极管（diode）、电容、线圈，以及设定电压的电阻所构成，只有电容比较特殊必需使用switching电源专用低阻抗（impedance）type。
PQ1CG系列的产品几乎函盖拥所有电压、电流规格，从2.5V 低输出电压到5A以下机型一应具全而且都已经商品化。表1是T0-220封装非绝缘型Step Down Converter IC的规格一览，表中的PQ1CG3032FZ第五根脚兼具soft start与ON/OFF功能，因此使用上非常方便。
：VODJ输出电压调整端子；feedback：输出归返（return）端子VC；：位相补偿用端子ON/OFF：standby端子；：输入端子VIN；：输出端子VOUT；NS：国家半导体。
表1 T0-220封装的DC-DC Converter控制IC的规格
※寻址Step Down Converter
（特征：IC容易取得价格低廉）
图10使用历史相当长久的Step Down Converter控制IC，它的输入电压为8-16V ，输出电压为5V 600MA。本Converter最大特点是价格低廉容易取得。图中的MC34063（On Semiconductor Co）动作频率被设为45KHZ ，因此线圈与电容器的外形可能会变大，不过只要印刷pattern设计得宜的话，上述问题对动作上尚不致构成困扰。
必须注意的是类似新日本无线的NJM2360与NJM2374A，虽然是特性相同的IC，不过结构
上却不相同，只有国家半导体的LM2574N-ADJ与Sunken的SAI01是寻址Step Down Converter用IC。
※On Board电源用Step Down Converter
（特征：封装面积小，操作简易的DC-DC Converter）
图11是利用寻址控制IC构成封装面积很小的Step Down Converter，它的输入电压为6-16V ，输出电压为5V 450MA。
图中的MAX738 IC为8pin的DIP封装，输入端的积层陶瓷电容C2 必需贴近IC的lead
否则无法顺利动作。本IC的动作频率为160-170KHZ 左右，因此周边的被动组件可以使用lead type。电容的等价串联阻抗必需使用低于0.5欧的type；线圈的inductance为100UH 或是33UH
※效率95%的超小型Step Down Converter
（特征：由5*5MM 的控制IC构成）
如图12所示超小型Step Down Converter，是由外型尺寸为5*5MM 的IC与数个外置组件构成，本电路内建两个power MOSFET属于同步整流type，它可以利用FBSEL端子的设定，使输出电压VOUT 作1.5 1.8 2.5V 三种切换。
※可输出5-10V 低噪讯DC-DC Converter
（特征：适用于电池device等模拟电路电源）
电池device的单电源，经常被要求必需能够提供OP增幅器的数个模拟电路正、电源，由于电流值相当低因此使用的组件数量相对很少。13是输入电压为5V ，输出电压为10V 的DC-DC Converter，图中的MAX865是8 pin的μMAX封装内建CMOS charge pump的控制IC，它只要四个外置电容就可以1.5-6V输入电源，制作两倍的正负电压，由于本电路未使用线圈，所以峰值电位（spike）的噪讯（noise）非常低。
charge pump的电容C1 C2 必需使用低等价串联阻抗，耐压超过16V 以上的电容组件，因为加大容量时可以降低波动（ripple）电压提高效率。根据规格书（datasheet）的记载MAX865内部的输出阻抗，分别是正电压端为90欧，负输出为160欧（输入为5V 时）。若流入5MA的负载电流时，正电压端会产生0.45V 的电压下降，负电压端则产生0.8V 的电压下降，要求无电压变动的电路可以采用MAX865并联连接，或是改用MAX743 type。此外V- 电路的负载电流较大时，基于保护电路等考虑，可以将shot key barrier二极管连接于V- 端子与GND 端子（第4 pin）之间。
。
※可输出+5-- --5V 的DC-DC Converter
（特征：可辅助正电源系统得负电源需求）
小型量测设备经常会有负电源需求，如果不需大电流容量时，可以使用charge pump的极性反转Converter。图14的DC-DC Converter可以使5V 的极性反转，同时输入–5V 50MA 的电力，图中的MAX860是8 pin表面封装type控制IC；表2是表面封装type控制IC的规格一览。上述Converter的动作频率可设定成6K 50K 130K 三种形式，无小型化要求时可将VC端子与输出端连接设定成130K ，同时使用低容量的小型电容。图14的设定值为50KHZ ，输入电压范围为1.5-5V ，输出阻抗为12，最大负载电流为50。如果希望利用负载降低电压时，可将MAX860并联连接。
表2 极性反转型Step Down Converter控制IC的规格
※可使电池电压上升的Step Up Converter
（特征：电池能量100%发挥）
使用二次电池驱动的可携式电子产品，要求即使电池电压下降亦能长时间动作，因此出现可将5V 的电池电压Step Up，输出200MA 的Converter（图15）。如表3所示具备上述功能的IC种类非常多，由于这类IC大多具有shut down端子（pin），因此可用logic level控制输出的ON/OFF。此外即使shut down输出与输入也不会连通线圈，使得输入电压（电池电压）直接被输出。要求大电流的场合（case）建议改用流入线圈的峰值电流极小，而且又是固定频率的PWM type MAX1700 IC。
表3 Step Up Converter控制IC的规格
※高电压Step Down Converter
（特征：无变压器可使100-400V 直流电压转换成15V ）
如图16所示本Step Down Converter可将100V 以上高电压转换成15V，由于本电路未使用变压器就可以获得低电压，因此使用上非常方便。设计规格如下所示：
>DC输入：100-400V 。
>DC输出：15V 200MA 。
由于控制端子的电压高达5.7V ，所以输出电压无法低于5.7V ，输出电压VOUT 可以从ZenerVZ V二极管的电压求得：VOUT=VZ+5.7
图中的MIP0222SY与power MOSFET同样是三端子控制IC，内建有switching电源必需具备的所有功能，因此只需利用该IC就可以用简易的电路，形成高电压用Step Down Converter，值得一提的是与同等级的产品有Power Integration公司开发的TOP222Y；以外的同等级组件基本上可以从其它公司的产品型录中寻得。
为了抑制线圈L1波动（ripple）电流，因此线圈必需大于必需1MH ，在L1 流动的最大电流值则是根据IC1 的最大电流规格设定成500MA 。当IC1 为ON时输入电压会流入D1 D2 ，因此必需选用耐压超过400V的组件，此处考虑延迟（delaying）时间所以选用耐压600V 的type，若是要抑制switching损失的话，就必需使用高速、高效率、低损失的的二极管。
如上所述由于输入电压非常高，所以波动电流也很高，此处为降低输出波动电压，所以输出电容必需尽量挑选低等价串联阻抗的type。
※Memory Backup电源电路
（特征：即使系统电源OFF时，电源持续提供电力至内存）
如果PC使用简易系统的话，一旦电源OFF时的内存电力也会一并被切断，造成储存于内存（Memory）内部的数据面临全毁的厄运。
图17是电源OFF时仍旧可以维持SRAM电力的电路，当电源ON时镍氢二次电池进行充电动作，电源OFF时二次电池便自动释放电力。
由于SRAM动作时的电源电压超过4.5V 以上无法将TR1 变更成二极管，所以利用VDROP 很小的PNP晶体管（transistor）构成switch。当电源OFF时SRAM的CE2 会变成L level 成为待机状态。
※World Wide输入，三频输出简易型Switching电源
（特征：利用内建Power MOSFET的单芯片控制IC获Switching电源）
图18是数字、模拟混载系统用输入World Wide/三频输出，绝缘型Switching电源电路，它适用于10-45W 的device。
本电源电路主要规格如下：
>AC输入：85-264V
>DC输出1：15V 1.5A
>DC输出2：-15V 200MA
>DC输出3：5V 3A
图中的MIP0224SY控制IC内建有switching电源必需具备的所有功能，此外本IC采用与Power MOSFET相同的三端子（pin）封装，动作上则属于一般电压模式（mode）fly back converter，因此内建于输出段的Power MOSFET drain耐压高达700V。
使用MIP0224SY时只需注意耐压问题，就可以轻易获得制作上非常繁琐的绝缘型Switching 电路。变压器的设计是最棘手的一环，建议读者利用Power Integration公司的网页，下载设计用Excel sheet就可以轻易设计变压器。
必需注意的是绝缘距离，尤其是适用的安全规范会随着用途有很大的差异，图18的电路是根据IEC60905规范设计。
此外与市面上有许多与IC1 同等级的控制IC，例如Power Integration公司的TOP224Y就是典型代表，若使用TOP224Y的话就可以制作180W 的fly back converter。
图18 World Wide输入的Switching电源
(输入85 246V: ,DC输出1 15V 1.5A: ，DC输出2:-15V 200MA ，DC输出3:5V 3A )
※输出5V 1.5A的Step Down Converter
（特征：利用免费web tool轻松设计周边组件）
图19是利用monolithic switching regulator IC LM2576T-5.0，制作可输出5V 1.5A 的Step Down Converter，该Converter非常适用于利用24V 电源驱动5V CPU主板等领域。
有关L1 C2 、的最适值以及D1 的峰值电流，建议读者利用National Semiconductor公司的网页，下载「WEBENCH design program」的免费tool就可以轻易计算。该网页除了组件定数之外同时还会教导有关IC与二极管的具体名称，以及温度与动作的仿真分析与pattern的设计。
必须注意的是L1 若不选择特洛伊酒桶型core无间隙type，或是类似pot core兼具磁气shield 功能的组件时，强大的磁气噪讯（noise）可能会四处扩散；此外图中的C2 主要工作是频繁
的充放电，因此必须使用低ESR、抗ripple的电容。
※输入World Wide，输出100W的改良型电路
（特征：AC输入电流的高频波电流低于规范值）
图20是World Wide输入的改良型电路，该电路主要功能是将输出的绝缘型Converter整流电路，置换并符合高频波规范值。本电路的设计规格如下：
>AC输入：85 -264V
>DC输出：390V 300MA
本电路属于电流间断型，因此非常适合应用于200W 以下低输出电源等领域。由于电感（inductance）LB 的电流间断流动，因此转流二极管的逆回复损失的影响很小，其结果连带造成switching损失与辐射噪讯也随着降低。此外最大电流是输入电流峰值的二倍以上，所以成为选择LB与Power MOSFET TR1 时的主要考虑因素。
LB 在B-H curve呈巨大的minor loop，因此必需使用低铁损的ferrite core，此外core要求很大间隙（gap），从该部位散发的磁束动乱，会造成卷线涡卷电流损失变大，所以必需使用编织线（litz wire）加以隔绝。
本电路的动作为电流模式（mode），所以内建有过电流保护单元，问题是过电压保护，尤其是与第一pin连接的输出电压分压电阻，一旦open或是短路的话，输出会立刻变成高电压，而电容则遭到破坏，因此过电压保护单元使用TA76431S IC。虽然同等级的FA5500/FA5501（富士电机）具备完整的过电压保护对策，不过由于检测level太高，反而造成必需使用耐压超过450V 的平整电容的后果。
事实上并无与上涨IC1功能完全的同等级产品，而功能性的代替品同时也是业界标准品，分别有MC33261、FAN7527B、L6561、NJM2375等等可供选择。
※锂离子二次电池的充电电路
（特征：以USB界面为电源）
如果USB接口具备5V 500MA 的话，就能当作便利的电源使用，反之若超过500mA时，USB内部的breaker就会开始动作。
图21是利用TI的bq24010 IC，串联构成锂离子二次电池的充电电路，该电路是以USB接口当作电源，因此系统一旦起动后电池的电压若低于4V 时，就会开始自动充电。最大充电电流I 可以利用REST 设定，为符合USB的规格，因此RSET被设定成1.68K ，I则被设定成498MA。
最大充电保留温度与最低充电保留温度，则分别利用电阻RT1与RT2设定成60度与0度。图22是上述充电电路与USB接口连接时，锂离子二次电池实际充电的特性。
※两镍氢电池串联的充电电路
（特征：以USB界面为电源）
图23是以USB为电源的两cell镍氢电池串联的充电电路，充电时电压若低于2.5V 时，会被视为满溢充电进而停止充电。Timer会以最大充电时间160分动作，当电池达60度时就会停止充电。
快速充电结束后会以C/32进行160分的补充电，接着再以C/64无期限持续进行pulse trickle 充电。
充电器利用-或是检测出满溢充电时，每单位电池cell的充电电压会变成
1.6V左右，由于主电源为5V因此本电路若三电池cell串联充电的话，就会显得相当吃力。
图24是本电路的实测充电特性，由图可知两cell镍氢电池串联时的最大充电电压会上升至3V，由于单cell电池为1.5V所以三cell电池串联时的最大充电电高达4.5V。必须注意的是系统内若设有上述电路的话，会因系统的驱动电流与布线阻抗产生噪讯，进而造成错误检测成满充电信号，为防止这类现象发生，因此必需将signal ground（S.GND）与power ground （G.GND）分开布线。
※小容量简易绝缘电源电路
（特征：利用Timer IC 555驱动绝缘变压器）
图25是可应用于感测（sensor）的小容量绝缘电源电路。驱动TR1的ON/OFF时间可用R1 R2 电阻调整，当R1=R2 时，理论上IC会输出50%的duty cycle矩形波，然而实际上有TR1 OFF时的延迟，因此必需作微调。
若从脉冲变压器的ET积求取TR1 的最大ON时间，就可以决定switching频率与必要的ON/OFF时间。ON的时间是由C1 与C3 决定。输出电压「H」时的充电时间，与「L」
时的放电时间可利用下式求得：
※Flash Memory写入用电源
（特征：OFF时电源line被ground short）
图26是可以输出Flash Memory改写内容时，必要的12V直流电压的电源电路。
写入控制信号为「H」时，输出VOUT 变成0V ，写入控制信号为「L」时，输出VOUT 变成11.8V ，未写入期间为提高噪讯耐性，所以将电源线与ground短路（short），VOUT 的升降则是利用控制输入端子控制。
如果控制输入端子变成5V的话，线性regulator M5237L的电压监控（monitor）输入（第三pin）电压会超过1.5V 以上，M5237L为阻止电流的吸入会将TR1 关闭（OFF），TR2 呈ON状使VOUT 与ground短路。
如果控制输入端子为0V 时，上述第三pin的电位会变成1.26V并将电流吸入，当TR1开
启（ON），TR2 关闭（OFF）时，就变成12V 。
DCDC电源设计方案
DCDC电源设计方案 1、DC/DC电源电路简介 DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路，其主要功能就是进行输入输出电压转换。一般我们把输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC/DC转换。常见的电源主要分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列，前者的使用的电压一般为48V、36V、24V等，后者使用的电源电压一般在24V以下。不同应用领域规律不同，如PC中常用的是12V、5V、3.3V，模拟电路电源常用5V 15V，数字电路常用3.3V等。结合到本公司产品，这里主要总结24V以下的DC/DC电源电路常用的设计方案。 2、DC/DC转换电路分类 DC/DC转换电路主要分为以下三大类： （1）稳压管稳压电路。 （2）线性(模拟）稳压电路。 （3）开关型稳压电路 3、稳压管稳压电路设计方案 稳压管稳压电路电路结构简单，但是带负载能力差，输出功率小，一般只为芯片提供基准电压，不做电源使用。比较常用的是并联型稳压电路，其电路简图如图(1)所示， 选择稳压管时一般可按下述式子估算： (1) Uz=V out; (2)Izmax=(1.5-3)I Lmax (3)Vin=(2-3)V out 这种电路结构简单，可以抑制输入电压的扰动，但由于受到稳压管最大工作电流限制，同时输出电压又不能任意调节，因此该电路适应于输出电压不需调节，负载电流小，要求不高的场合，该电路常用作对供电电压要求不高的芯片供电。 有些芯片对供电电压要求比较高，例如AD DA芯片的基准电压等，这时候可以采用常用的一些电压基准芯片如MC1403 ,REF02,TL431等。这里主要介绍TL431、REF02的应用方案。 3.1 TL431常用电路设计方案 TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。它的输出
DCDC开关电源管理芯片的设计
DC-DC开关电源管理芯片的设计 引言 电源是一切电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。而开关电源更为如此，越来越受到人们的重视。目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化，其功耗都比较大，要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高，必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。 目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。具有各种控制功能的专用芯片，近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高，给应用带来极大方便。 从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中，由于输入电压或输出端负载可能出现波动，应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内，需要复杂的控制技术，于是各种 PWM控制结构的研究就成为研究的热点。在这样的前提下，设计开发开关电源DC-DC控制芯片，无论是从经济，还是科学研究上都是是很有价值的。 1. 开关电源控制电路原理分析 DC－DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换，把某一等级直流输入电压变换成另—等级直流输出电压。在给定直流输入电压下，通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换，并通过调整导通区间长度来控制平均输出电压，这种方法也称为脉宽调制［PWM］法。 PWM从控制方式上可以分为两类，即电压型控制（voltage mode control）和电流型控制（current mode control）。电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较，产生控制用的PWM信号。从控制理论的角度来讲，电压型控制方式是一种单环控制系统。电压控制型变换器是一个二阶系统，它有两个状态变量：输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件稳定系统，只有对控制电路进行精心的设计和计算后，在满足一定的条件下，闭环系统方能稳定的工作。图1即为电压型控制的原理框图。 图1 电压型控制的原理框图 电流型控制是指将误差放大器输出信号与采样到的电感峰值电流进行比较．从而对输出脉冲的占空比进行控制，使输出的电感峰值电流随误差电压变化而变化。电流控制型是一个一阶系统，而一阶系统是无条件的稳定系统。是在传统的PWM电压控制的基础上，增加电流负反馈环节，使其成为一个双环控制系统，让电感电流不在是一个独立的变量，从而使开关变换器的二阶模型变成了一个一阶系统。信号。从图2中可以看出，与单一闭环的电压控制模式相比，电流模式控制是双闭环控制系统，外环由输出电压反馈电路形成，内环由互感器采样输出电感电流形成。在该双环控制中，由电压外环控制电流内环，即内环电流在每一开关周期内上升，直至达到电压外环设定的误差电压阂值。电流内环是瞬时快速进行逐个脉冲比较工作的，并且监测输出电
相关开关电源原理及电路图
相关开关电源原理及电路图 2012-06-03 17:39:37 来源:21IC 关键字：开关电源电路图 什么是开关电源?所谓开关电源，故名思议，就是这里有一扇门，一开门电源就通过，一关门电源就停止通过，那么什么是门呢，开关电源里有的采用可控硅，有的采用开关管，这两个元器件性能差不多，都是靠基极、(开关管)控制极(可控硅)上加上脉冲信号来完成导通和截止的，脉冲信号正半周到来，控制极上电压升高，开关管或可控硅就导通，由220V整流、滤波后输出的300V电压就导通，通过开关变压器传到次级，再通过变压比将电压升高或降低，供各个电路工作。振荡脉冲负半周到来，电源调整管的基极、或可控硅的控制极电压低于原来的设置电压，电源调整管截止，300V电源被关断，开关变压器次级没电压，这时各电路所需的工作电压，就靠次级本路整流后的滤波电容放电来维持。待到下一个脉冲的周期正半周信号到来时，重复上一个过程。这个开关变压器就叫高频变压器，因为他的工作频率高于50HZ低频。那么推动开关管或可控硅的脉冲如何获得呢，这就需要有个振荡电路产生，我们知道，晶体三极管有个特性，就是基极对发射极电压是0.65-0.7V是放大状态，0.7V以上就是饱和导通状态，-0.1V- -0.3V就工作在振荡状态，那么其工作点调好后，就靠较深的负反馈来产生负压，使振荡管起振，振荡管的频率由基极上的电容充放电的时间长短来决定，振荡频率高输出脉冲幅度就大，反之就小，这就决定了电源调整管的输出电压的大小。那么变压器次级输出的工作电压如何稳压呢，一般是在开关变压器上，单绕一组线圈，在其上端获得的电压经过整流滤波后，作为基准电压，然后通过光电耦合器，将这个基准电压返回振荡管的基极，来调整震荡频率的高低，如果变压器次级电压升高，本取样线圈输出的电压也升高，通过光电耦合器获得的正反馈电压也升高，这个电压加到振荡管基极上，就使振荡频率降低，起到了稳定次级输出电压的稳定，太细的工作情况就不必细讲了，也没必要了解的那么细的，这样大功率的电压由开关变压器传递，并与后级隔开，返回的取样电压由光耦传递也与后级隔开，所以前级的市电电压，是与后级分离的，这就叫冷板，是安全的，变压器前的电源是独立的，这就叫开关电源。 图开关电源原理图1
开关电源反馈设计
第六章 开关电源反馈设计 除了磁元件设计以外，反馈网络设计也是开关电源了解最少、且非常麻烦的工作。它涉及到模拟电子技术、控制理论、测量和计算技术等相关问题。 开关电源环路设计的目标是要在输入电压和负载变动范围内，达到要求的输出（电压或电流）精度，同时在任何情况下应稳定工作。当负载或输入电压突变时，快速响应和较小的过冲。同时能够抑制低频脉动分量和开关纹波等等。 为了较好地了解反馈设计方法，首先复习模拟电路中频率特性、负反馈和运算放大器基本知识，然后以正激变换器为例，讨论反馈补偿设计基本方法。并介绍如何通过使用惠普网络分析仪HP3562A 测试开环响应，再根据测试特性设计校正网络和验证设计结果。最后对仿真作相应介绍。 6.1 频率响应 在电子电路中，不可避免存在电抗（电感和电容）元件，对于不同的频率，它们的阻抗随着频率变化而变化。经过它们的电信号不仅发生幅值的变化，而且还发生相位改变。我们把电路对不同频率正弦信号的输出与输入关系称为频率响应。 6.1.1 频率响应基本概念 电路的输出与输入比称为传递函数或增益。传递函数与频率的关系－即频率响应可以用下式表示 )()(f f G G ?∠= 其中G (f )表示为传递函数的模（幅值）与频率的关系，称为幅频响应；而∠?(f )表示输出信号与输入信号的相位差与频率的关系，称为相频响应。 典型的对数幅频响应如图6.1所示，图6.1(a)为幅频特性，它是画在以对数频率f 为横坐标的单对数坐标上，纵轴增益用20log G (f )表示。图6.1(b)为相频特性，同样以对数频率f 为横坐标的单对数坐标上，纵轴表示相角?。两者一起称为波特图。 在幅频特性上，有一个增益基本不变的频率区间，而当频率高于某一频率或低于某一频率，增益都会下降。当高频增高时，当达到增益比恒定部分低3dB 时的频率我们称为上限频率，或上限截止频率f H ，大于截止频率的区域称为高频区；在低频降低时，当达到增益比恒定部分低3dB 时的频率我们称为下限频率，或下限截止频率f L ，低于下限截止频率的区域称为低频区；在高 频截止频率与低频截止频率之间称为中频区。在这个区域内增益基本不变。同时定义 L H f f BW -= （6-1） 为系统的带宽。 6.1.2 基本电路的频率响应 1. 高频响应 在高频区，影响系统（电路）的高频响应的电路如图6.2所示。以图6.2a 为例，输出电压与输入电压之比随频率增高而下降，同时相位随之滞后。利用复变量s 得到 R s C sC R sC s U s U s G i o +=+== 11 /1/1)()()( （6-2） 对于实际频率，s =j ω＝j 2πf ，并令 BW f H 103 103 (b) 图6.1 波特图
电池电源管理系统设计
电源招聘专家 我国是一个煤矿事故多发的国家，为进一步提高煤矿安全防护能力和应急救援水平，借鉴美国、澳大利亚、南非等国家成功的经验和做法，2010年，国家把建设煤矿井下避难硐室应用试点列入了煤矿安全改造项目重点支持方向。 为了满足井下复杂的运行环境及井下避难硐室对电池电源运行稳定、安全可靠、大电流输出等关键要求，研发了基于MAX17830的矿用电池电源管理系统。 1 总体技术方案 根据煤矿井下的环境及井下避难硐室对电池电源运行稳定、安全可靠、大电流输出等关键要求，结合磷酸铁锂电池的特性，采用MAX17830作为矿用电池管理系统的采集与保护芯片。 本矿用电池电源管理系统由五部分组成，分别为显示模块、管理模块、执行机构、电池组、防爆壳。整个电池电源管理系统共设有4对接线口：24 V直流输出端口、24 V直流充电端口、485通信端口和CAN通信端口[1-2]。 本矿用电池电源管理系统的工作流程如图1所示。 2 电池电源管理系统硬件设计 2.1 器件选择及布局 本矿用电池电源管理系统设计所采用的主要器件如表1所示。 按照器件的功能及电池管理系统的特点，对器件进行布局设计，器件布局情况如图2所示。 2.2 核心电路解析 2.2.1 MAX17830介绍 MAX17830芯片由美国的美信半导体公司生产，包含12路电压检测通道、12路平衡电路控制引脚及2路NTC温度传感器。在本电池电源管理系统中使用了8路电压检测通道、8路平衡电路控制引脚和2路NTC温度传感器。MAX17830采集8个单体电池的电压并使用IIC通信协议与CPU通信，将采集的数据发送给CPU，接受CPU的控制[3-4]。 2.2.2 电池电压采集与过充保护电路 此电路围绕着MAX17830而设计，负责整个电池组单体电池的电压采集、过充保护、平衡管理等，其电路设计的原理图如3所示。 3 电池电源管理系统软件设计 3.1 软件基本功能 为了保证电池电源系统的稳定，设计电池电源管理系统软件的基本功能如下[5]： （1）动态信息的采样，对单体电压、单体温度、电池组电流、电池组电压进行采样；（2）电管理，根据系统动态参数对充电过程、放电过程、短路情况进行报警、主动保护多级管理措施； （3）热管理，电池单体高于或低于指定界限时电池电源管理系统将采取保护措施并报警；（4）均衡管理，充、放电过程中可对单体电池持续有效地提供高达70 mA的均衡电流，每块单体电池设有一路均衡电路； （5）数据管理，使用CAN/485通信协议可实时读取、调用系统存储的数据及管理系统工作状态。详实记录过流、过压、过温等报警信息，作为系统诊断的依据； （6）电量评估，长时间精准剩余电量估计，实验室SoC估计精度在97%以上（-40 ℃～
300w开关电源设计(图纸)
TND313/D Rev 3, Sep-11 High-Efficiency 305 W ATX Reference Design Documentation Package ? 2011 ON Semiconductor.
Disclaimer: ON Semiconductor is providing this reference design documentation package “AS IS” and the recipient assumes all risk associated with the use and/or commercialization of this design package. No licenses to ON Semiconductor’s or any third party’s Intellectual Property is conveyed by the transfer of this documentation. This reference design documentation package is provided only to assist the customers in evaluation and feasibility assessment of the reference design. The design intent is to demonstrate that efficiencies beyond 80% are achievable cost effectively utilizing ON Semiconductor provided ICs and discrete components in conjunction with other inexpensive components. It is expected that users may make further refinements to meet specific performance goals.
开关电源电路组成及各部分详解
一、开关电源的电路组成 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。 开关电源的电路组成方框图如下： 二、输入电路的原理及常见电路 1、AC输入整流滤波电路原理： ①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电
源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。 2、DC输入滤波电路原理： ①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。 ②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图：
智能手机电源管理模块的设计
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/326231124.html, 智能手机电源管理模块的设计 作者：芦昱昊 来源：《电子技术与软件工程》2017年第04期 摘要随着国民生活质量的不断提高，电子产品更新换代的速度也越来越快。通讯产品中的电源动力系统一直是开发者关注的重点，也是用户选择智能手机的关键选项，因此对智能手机电源管理模块的设计分析是十分必要的。 【关键词】智能手机电源模块设计管理 手机行业的发展变化可谓是日新月异，近年来肉眼可见的黑白屏到彩色屏、仅有通话功能到目前的各种实用应用，都是智能手机功能进步的体现。然而这些复杂功能的实现都是需要稳定的电源系统作为支持的，因此开展电源模块的电压以及效率设计管理是为智能手机的良好发展前景奠定基础。 1 智能手机电源管理模块的设计原则 智能手机的设计过程是设计师明确消费者对设备要求下进行的，因此需要从体积、重量、续航时间上等多方面进行详细考虑。智能手机体积的缩小处理是针对系统集中功能和元件封装技术的体现，因此需要考虑到减小PCB板后产生的各种影响。在体积和重量都有限制的情况下，提高电池的容量和密度是最佳的创新选择，同时注重电源系统在工作状态下的转化频率，也是处理续航时间的主要方案。由此可知，电源管理模块的转化率和能耗是手机改革重点，手机厂家需要从电能转化的效率和电源的使用效率两方面提高设备的科技含量，制造出具备高性价比和满足消费者需求的优势产品。 2 智能手机电源管理模块的设计分析 2.1 PMU 市面上很多电子产品需要根据实际功能调节出不同电压的电源，也就意味着电池在供电的同时还需要根据芯片迅速转换电压，转换期间的功率损耗也应当保持在规定范围之内，同时该电源模块还需要维持电源的充电安全。这样的新型电源模块电路被称作是电源管理单元，英文缩写为PMU，是为提高电源转化效率和降低能耗的电源管理方案。PMU的构架分为集中式和分布式，但是二者共同存在的几率很小，设计者需要在系统划分之初决定好使用哪种方案。集中式是仅执行PMU附近的单一处理器进行电压调节和电源切换工作，而分布式系统则是作用于每一个电源子系统上。二者的选择重点是从智能手机应用的数量和响应速度的要求，同时还要考虑到电源模块管理过程中的间隔距离。通过比较来看，PMU分布式的方案较集中式的灵活一些，只需要在系统之间加入一根电源轨，作为所有外围的电源连接线，那么每一个外围电
电源反馈设计速成篇之五设计篇(Voltage mode,CCM)
电源反馈设计速成篇之五: 设计篇 (Voltage mode, CCM) 设计的目的是为了系统稳定且有足够频率响应使系统在负载变化时得到较小的电压波动. 传统的无差运放调节器分为一类(Type 1), 二类(Type 2)和三类(Type 1), 对应其有一个, 两个和三个极点. 图1为Type 1补偿器. 其传递函数为一积分器.应用Type1补偿器时，为了系统稳定，剪切频率必须远在LC 谐振双极点之前．一般应用于对负载变化要求不高的场合． 1 111C R s G I ??= 图2为Type 2补偿器, 其传递函数为 ) /1()/1(1)(1211p z II s s s C C R G ωω++??+?=, 其中 2 12121C C C C R p +??=ω，221C R z ?=ω 图3为Type 2补偿器波特图．相比Type1多引入了一个零点和极点，零点在前极点在后因此可以提升相位，推高剪切频率提高系统响应速度．图4为Type 2补偿器系统设计波特图，黑色为主电路开环频率响应，粉红色为补偿器频率响应，蓝色为整个系统开环回路增益(Loop Gain)，虚线为运放开环增益．剪切频率可在LC 谐振双极点之后．其前提是ESR 零点在剪切频率之前靠近LC 谐振双极点，否则相位裕量不够．设计要点是放零点在LC 谐振双极点之前如0.1倍处，极点在0.5倍开关频率之前以衰减高频噪声． 图5为Type 3补偿器波特图．相比Type2又多引入了一个零点和极点，零点在前极点在后因此可以提升更多相位，推高剪切频率提高系统响应速度．图6为Type 3补偿器系统设计波特图，黑色为主电路开环频率响应，粉红色为补偿器频率响应，蓝色为整个系统开环回路增益(Loop Gain)，虚线为运放开环增益．剪切频率可在LC 谐振双极点之后．设计要点是放两个零点在LC 谐振双极点之前如0.5和1倍处以抵消LC 谐振双极点，一个极点在ESR 零点处抵消ESR 零点,处另一个极点在0.5倍开关频率之前以衰减高频噪声． 图1. Type 1补偿器
远程电源管理系统设计
远程电源管理系统设计 作者：吴能伟 来源：《现代电子技术》2013年第02期 摘要：在海军武器着靶试验中，为了保护实测数据和提高光电设备的可靠性，利用Atmegal61丰富的资源和接口，设计一套远程电源管理系统。该系统以锂电池组作为备用电源，依靠单片机处理远控中心发送的目标测量数据及控制命令，对固态继电器的工作状态进行控制。试验结果表明该系统能自主完成光电设备电源的远程管理，获取完整的目标实况景象，具有一定的现实意义。 关键词：AVR单片机；固态继电器；电源管理；串行通信 中图分类号：TN911?34；TP273 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2013） 02?0162?03 光电设备具有低成本、易布站、高精度的优点，逐步成为海军武器试验中获取空间目标飞行状态和轨迹的主力军[1]。随着精确制导、远程打击等高技术兵器武器的出现，要检验和鉴定此类目标的性能和威胁，不仅需要获取目标的空间坐标，同时要求测量目标着靶时的姿态信息。而目标着靶是一个瞬态过程，不易捕捉，因此常用高速光电设备在靶船上实时获取高质量的目标运动图像序列[2?3]，经事后处理得到目标的运动参数。不难看出图像数据直接决定试验的成败，因此有必要对设备的工作状态及电源等情况进行远程监视和管理[4]。 该平台以AVR单片机为核心，利用2节串联的充电锂电池作为备用电源[5]，依靠外围接口获取目标的实时信息（实测弹道数据、T0时刻等）。 在光电设备工作异常或落水时，控制固态继电器（Solid State Relay，SSR）实现系统的远程重启和关机[6]，为获取及保护目标的实时图像数据提供有力保障，因而具有重要的现实意义。 AVR单片机所需的电源电压为2.7～5.5 V，为了简化电路设计，提高系统的可靠性，为AVR单片机设计外部基准电压为5 V，利用L7805防止电池出现过用现象。 2.2 主控电路 主控电路如图3所示，ATmegal61单片机有1个可编程的同步/异步串行接口USART，可以满足与远控中心的通信要求，2个具有比较模式的灵活定时/计数器，可以完成延时时间的计算，预留的8路10位ADC端口可以扩展其他功能。为了满足嵌入式的设计要求，选用易于安装在电路板的G6B?2014P?US固态继电器，实现两路直流电源的同步控制。而继电器的驱动需要控制系统具有大电流的输出能力，ULN2003是高压大电流达林顿晶体管系列产品，可以很好地满足要求[11]。
电气自动化+PWM型开关电源电路设计
1 引言 当今社会，时代在进步，人们的生活水平不断提高，越来越离不开电力电子产品电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，当然任何电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。 1.1 什么是开关电源 电子电源是对公用电网或某种电能进行变换和控制，并向各种用电负载提供优质电能的供电设备。它可分为线性电源和开关电源两种。应用大功率半导体器件，在一个电路中运行于“开关状态”，按一定规律控制开关，对电能进行处理变换而构成的电源，被称为“开关电源”。在实际应用中同时具备三个条件的电源可称之为开关电源，这三个条件就是:开关(电路中的电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态)、高频(电路中的电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频)和直流(电源输出是 直流而不是交流)。广义地说，凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变成另一形态的主电路都叫做开关变换电路;转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环 节的则称开关电源。 1.2 开关电源基本工作原理 开关电源以半导体开关器件的启闭为基本原理，即通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）或者脉冲频率调制方式（PFM）控制IC和外部电路构成。 开关电源有PWM调制、FWM调制和混合调制，这里选用PWM调制。PWM型开关电源的换能电路是将输入的直流电压转换成脉冲电压，再将脉冲电压转换成直流电压输出。 图1-1 PWM型开关电源原理框图
开关电源防雷电路设计1
防雷电路开关电源防雷电路设计方案上网时间: 2010-08-30防雷电路开关电源防雷电路设计方案 雷击浪涌分析 最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子设备内部结构高度集成化(VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，我们就这两方面分别讨论： 1)电源浪涌 电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。当距你几百公里的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网光速传输，经过变电站等衰减，到你的电脑时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微秒，或者不足以烧毁电脑，但是对于电脑内部的半导体元件却有很大的损害，正象旧音响的杂音比新的要大是因为内部元件受到损害一样，随着这些损害的加深，电脑也逐渐变的越来越不稳定，或有可能造成您重要数据的丢失。 美国GE公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10000小时(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V 的就有300余次。这样的浪涌电压完全有可能一次性将电子设备损坏。 2)信号系统浪涌 信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。排除这些干扰将会改善网络的传输状况。 基于以上的技术缺陷和状况，本文根据实际使用设计了一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌的开关电源电路。 防雷击浪涌电路的设计 本文所设计的是一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路，并将其应用到仪表的开关电源上。整个电路包括防雷电路和开关电源电路，其中防雷电路采用3个压敏电阻和一个陶瓷气体放电管组成复合式对称电路，共模、差摸全保护。与经典的开关电源电路组成防雷仪表的电源电路，采用压敏电阻并联，延长使用寿命，在压敏电阻短路失效后与开关电源电路分离，不会引起失火。 为了实现上述目的所采取的设计方案是：将压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路应用到仪表的电源上。主要分为防雷电路部分和开关电源电路部分，电路简单，采用复合式对称电路，共模、差摸全保护，可以不分L、N端连接。使压敏电阻RV1位于贴片整流模块前端分别与电源L、N并联，主要来钳位L、N线间电压，压敏电阻RV0、RV2与陶瓷气体放电管FD1串联后接地，RV0与FD1串联主要是泄放L线上感应雷击浪涌电流，RV2与FD1串联主要是泄放由信号口串人24V参考电位上的能量，RV0、RV2短路失效后，FD1可将其与电源电路分离，不会导致失火现象。 RV1前端线路上串联了一个线绕电阻，当此RV1短路失效时，线绕电阻可起到保险丝的作用，将短路电路断开，压敏电阻属电压钳位型保护器件，其钳位电压点即压敏电阻参数选择相对比较重要(选压敏电压高一点的，通流量大一些的更安全、耐用，故障率低)；根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式，本电路中采用561k－10D的压敏电阻与陶瓷气体放电
电脑开关电源原理及电路图
2.1、输入整流滤波电路 只要有交流电AC220V输入，ATX开关电源，无论是否开启，其辅助电源就一直在工作，直接为开关电源控制电路提供工作电压。图1中，交流电AC220V经过保险管FUSE、电源互感滤波器L0，经BD1—BD4整流、C5和C6滤波，输出300V左右直流脉动电压。C1为尖峰吸收电容，防止交流电突变瞬间对电路造成不良影响。TH1为负温度系数热敏电阻，起过流保护和防雷击的作用。L0、R1和C2组成Π型滤波器，滤除市电电网中的高频干扰。C3和C4为高频辐射吸收电容，防止交流电窜入后级直流电路造成高频辐射干扰。 2.2、高压尖峰吸收电路 D18、R004和C01组成高压尖峰吸收电路。当开关管Q03截止后，T3将产生一个很大的反极性尖峰电压，其峰值幅度超过Q03的C极电压很多倍，此尖峰电压的功率经D18储存于C01中，然后在电阻R004上消耗掉，从而降低了Q03的C极尖峰电压，使Q03免遭损坏。 2.3、辅助电源电路 整流器输出的300V左右直流脉动电压，一路经T3开关变压器的初级①~②绕组送往辅助电源开关管Q03的c极，另一路经启动电阻R002给Q03的b极提供正向偏置电压和启动电流，使Q03开始导通。Ic流经T3初级①~②绕组，使T3③~④反馈绕组产生感应电动势(上正下负)，通过正反馈支路C02、D8、R06送往Q03的b极，使Q03迅速饱和导通，Q03上的Ic电流增至最大，即电流变化率为零，此时D7导通，通过电阻R05送出一个比较电压至IC3（光电耦合器Q817）的③脚，同时T3次级绕组产生的感应电动势经D50整流滤波后一路经R01限流后送至IC3的①脚，另一路经R02送至IC4（精密稳压电路TL431），由于Q03饱和导通时次级绕组产生的感应电动势比较平滑、稳定，经IC4的K端输出至IC3的②脚电压变化率几乎为零，使IC3发光二极管流过的电流几乎为零，此时光敏三极管截止，从而导致Q1截止。反馈电流通过R06、R003、Q03的b、e极等效电阻对电容C02充电，随着C02充电电压增加，流经Q03的b极电流逐渐减小，使③~④反馈绕组上的感应电动势
电源管理模块
电源管理模块 手指康复机器人的数字电路部分需要直流电源供电，故电源管理模块首先采用的开关电源将220v 的交流电转换为直流电压，再利用低压线性稳压器为各个子模块供电。 为了避免模拟信号与数字信号地相互干扰，将交流电压转换为两个独立的直流电源，再分别为模拟电路和数字电路的电源供电。电源管理系统拓扑结构如下： 具体实现如下： ① +12V 转+8V 采用的是LM7808，这是一块三端集成的稳压电路，能够准确的降压到+8V 。电路两端的电容作用都为滤波，用来平滑电压与提高抗干扰能力。其中输出端并联220uF/25V 的电解电容，它自谐频率小，可以起到储能滤波的功能，消除低频干扰。但是由于大电容的电解电容自身存在一定的电感，对于高频信号以及脉冲干扰信号无法有效滤除，故并联一个或几个容值比较小的陶瓷电容，以达到滤除高频干扰信号的作用。 220V 交流电 12V 直流电源 LM2596S5 24V 直流电源 MRF 7808 NE555 LM117-3.3 7414 7474 ARM 外围电路 AD REF TLV5620 LT3080 LM358 WD5-24S5 直流电机电源 HCPL2630 TLP185 3.3 12 5 8 -8 24 5
②+12V转-8V采用NE555芯片，这是一款将模拟功能和逻辑功能很好的结合在一起的芯片，应用的范围十分广泛。 其内部结构如上，当NE555的第三脚输出高电平，通过D1向C1充电，电压可达11V。当NE555输出为低电平时，D1被C2反偏截止。C2向C3转移电荷，重复多次后C3电压达8V，相对地线则输出视为-8V ③+12V转+5V采用的是开关型集成稳压芯片LM2596，它内含固定频率振荡器,以及基准稳压器，并具备完善的保护电路、热关断电路、电流限制等。
单端正激式开关电源-主电路设计
摘要：电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，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工作。目前，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子设备中。 本设计的单端正激式开关电源是一种间接直流变流技术，本设计以正激电路为主体，采用以TOPSwitch系列开关电源集成芯片TOP244Y为核心的脉宽调制电路实现交-直-交-直变流，输出稳压稳频的直流电。 关键词开关电源；正激电路；变压器；脉宽调制； ABSTRACT Power is an indispensable part of electronic equipment, its performance directly related to electronic equipment technical indicators and safe work can. At present, switching power supply for has the advantages of small size, light weight, high efficiency, low calorific value and stable performance advantages and replace traditional technology of phased manostat, and widely used in electronic equipment. The design of the single straight separate-excited switching power supply is a kind of indirect dc converter technology, this design was adopted for the main circuit, induced by TOPSwitch series of switch power integration chip TOP244Y as the core of the pulse width modulation circuit implementation delivered straight into - - - the voltage output variable flow straight, dc frequency stability. KEY WORDS Switching power supply；Is induced circuit；Transformer；Pulse width modulation 目录 前言 (1) 1. 开关电源的发展及趋势 (2)
最详细的开关电源反馈回路设计
最详细的开关电源反馈回 路设计 Prepared on 22 November 2020
开关电源反馈回路设计 开关电源反馈回路主要由光耦（如PC817）、电压精密可调并联稳压器（如TL431）等器件组成。要研究如何设计反馈回路，首先先要了解这两个最主要元器件的基本参数。 1、光耦 PC817的基本参数如下表： 2、可调并联稳压器 由TL431的等效电路图可以看到，Uref是一个内部的基准源，接在运放的反相输入端。由运放的特性可知，只有当REF端（同相端）的电压非常接近Uref（）时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管VT的电流将从1到100mA变化。当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，所以不能简单地用这种组合来代替它。但如果在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮助的。 前面提到TL431的内部含有一个的基准电压，所以当在REF端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。如图2所示的电路，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈，若Vo增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致Vo下降。显见，这个深度的负反馈电路必然在Uref等于基准电压处稳定，此时Vo=(1+R1/R2)Vref。 图2 选择不同的R1和R2的值可以得到从到36V范围内的任意电压输出，特别地，当R1=R2时，Vo=5V。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1mA。 了解了TL431和PC817的基本参数后，来看实际电路： 图3 反馈回路主要关注R6、R8、R13、R14、C8这几个器件的取值。 首先来看R13。R13、R14是TL431的分压电阻，首先应先确定R13的值，再根据Vo=(1+R14/R13)Vref公式来计算R14的值。 1.确定R13.、R14取值
MAX1647电源管理电路设计详解
MAX1647电源管理电路设计详解 随着二极管泵浦全固态激光器相关技术的不断发展，它在工业、国防 科研、生物医学工程等领域的应用越来越广泛，对其输出功率、可靠性要求也 不断提高。作为二极管泵浦全固态激光器的重要组成部分的电源，其可靠性、 稳定性也就显得格外重要。二极管泵浦全固态激光器的电源功率较大，输出为 大电流、低电压，工作脉冲频率较高（可达1kHz），输出电流、电压的稳定性要求很高。微小的电流扰动将影响激光器的出光质量，不当的保护可能引起巨 大的损失。针对这些特点，我们选择功能强大的电源管理芯片MAX1647作为 整个系统控制的核心部分，设计出完全满足要求的大功率激光器电源。 MAX1647电源管理芯片介绍 MAX1647是MAXIM公司的新型电源管理芯片，其内部结构如 在MAX1647的电压调整环中，通过SMBUS总线，经内部10位DAC 设置预置电压，负载电压与预置电压通过GMV误差放大器进行比较放大后的 误差信号输出到CCV端口，然后送到一个由二选一电路组成的恒流/恒压自动 转换电路的一个端子上，其中由CCV端口输出的误差信号由内部钳位电路限 制在1/4到3/4参考电压之间的；与电压调整环工作原理相类似，被钳位的电 流误差信号由CCI端口送到自动转换电路的另一个端子上；利用PWM控制器，把电压/电流误差信号转换为脉宽调制信号，用以驱动两个N沟道MOSFET管，经同步整流、滤波器滤波后，得到所需的输出信号。 MAX1647的输出特性曲线如整体电路设计 整体电路设计框 MAX1647电源管理芯片是整个系统的控制核心部分，它完成恒流、恒 压及相互之间自动转换的功能。但MAX1647的最大输出4A，不足以达到设计
开关电源软启动电路设计
开关电源软启动电路设计 1 简介 开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流如图1所示，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置的防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源正常而可靠的运行。 2 常用软起动电路 2.1 采用功率热敏电阻电路 热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。
2.2 采用SCR-R电路 该电路如图3所示。在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1-VD4和限流电阻R对电容器C充电。当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。 这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。 2.3 具有断电检测的SCR-R电路 该电路如图4所示。它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选 取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。 2.4 继电器K1与电阻R构成的电路 该电路原理图如图5所示。电源接通时，输入电压经限流电阻R1对滤波电容器C1充电，同时辅助是电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的充电电压达到继电器的动作电压时，K1动作，旁路限流电阻
开关电源反馈电路
电流型开关电源中电压反馈电路的设计 2007-11-29 09:35:15| 分类：电源| 标签：|字号大中小订阅 尚修香侯振义空军工程大学电讯工程学院 在传统的电压型控制中，只有一个环路，动态性能差。当输入电压有扰动时，通过电压环反馈引起占空比的改变速度比较慢。因此，在要求输出电压的瞬态误差较小的场合，电压型控制模式是不理想的。为了解决这个问题，可以采用电流型控制模式。电流型控制既保留了电压型控制的输出电压反馈,又增加了电感电流反馈,而且这个电流反馈就作为PWM控制变换器的斜坡函数，从而不再需要锯齿波发生器，使系统的性能具有明显的优越性。电流型控制方法的特点如下: 1、系统具有快速的输入、输出动态响应和高度的稳定性； 2、很高的输出电压精度； 3、具有内在对功率开关电流的控制能力； 4、良好的并联运行能力。 由于反馈电感电流的变化率直接跟随输入电压和输出电压的变化而变化。电压反馈回路中，误差放大器的输出作为电流给定信号，与反馈的电感电流比较，直接控制功率开关通断的占空比，所以电压反馈是电流型电源设计中很重要的问题。本文介绍使用电流型控制芯片uc3842时，电压反馈电路的设计。 一、uc3842简介 图1为UC3842PWM控制器的内部结构框图。其内部基准电路产生＋5V基准电压作为UC3842内部电源，经衰减得2.5V电压作为误差放大器基准，并可作为电路输出5V/50mA的电源。振荡器产生方波振荡，振荡频率取决于外接定时元件，接在4脚与8脚之间的电阻R与接在4脚与地之间的电容C共同决定了振荡器的振荡频率，f=1.8/RC。反馈电压由2脚接误差放大器反相端。1脚外接RC网络以改变误差放大器的闭环增益和频率特性，6脚输出驱动开关管的方波为图腾柱输出。3脚为电流检测端，用于检测开关管的电流，当3脚电压≥1V时，UC3842就关闭输出脉冲，保护开关管不至于过流损坏。UC3842PWM 控制器设有欠压锁定电路，其开启阈值为16V，关闭阈值为10V。正因如此，可有效地防止电路在阈值电压附近工作时的振荡。 图1UC3842的内部结构框图如下： UC3842具有以下特点： 1、管脚数量少，外围电路简单，价格低廉； 2、电压调整率很好； 3、负载调整率明显改善； 4、频响特性好，稳定幅度大； 5、具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。 UC3842具有良好的线性调整率，因为输入电压Vi 的变化立即反应为电感电流的变化，它不经过任何误差放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度，再增加一级输出电压Vo至误差放大器的控制，能使线性调整率更好；可明显地改善负载调整率，因为误差放大器可专门用于控制由于负载变化造成的输出电压