开关电源学习笔记
开关电源训练笔记
开关电源训练笔记一、初识开关电源哎呀,开关电源这玩意儿可真是个神奇的存在呢!就像一个超级管家,精准地控制着电能的分配。
我刚开始接触它的时候,那真是一头雾水,完全不知道从哪儿下手。
导师看着我迷茫的眼神,笑着说:“这就像学骑自行车,一开始觉得难,等掌握了平衡就简单了。
”你看,开关电源不也是这样吗?那些复杂的电路就像自行车的各个零件,得先认识它们才能让整个电源运转起来。
二、电路结构探秘这开关电源的电路结构啊,那叫一个复杂!就像是一座神秘的迷宫,各种元件就像是迷宫里的一道道关卡。
我和小组的伙伴们一起研究,有个同学说:“这感觉就像在解一个超级复杂的谜题,每个元件都是一个小线索。
”比如说那个变压器,它就像是一个电能的搬运工,把电压升高或者降低。
要是没有它,电能可就没法按照我们想要的方式分配啦。
三、关键元件分析开关电源里有不少关键元件呢。
像开关管,这可是个厉害的角色,就像一个闸门的守卫。
我问师兄:“这开关管到底有多重要啊?”师兄瞪大了眼睛说:“这就好比人的心脏啊,要是它出问题了,整个电源都得歇菜!”还有那些电容、电感,它们就像一对配合默契的小伙伴,一个储存电能,一个抵抗电流的变化。
没有它们的协作,电源的性能可就大打折扣喽。
四、工作原理大揭秘开关电源的工作原理可真是让我费了不少脑筋。
有时候我就在想,这电能一会儿开一会儿关的,怎么就能稳定输出呢?就好像一个人在走钢丝,还能稳稳当当的。
我的老师给我解释:“这是因为有反馈电路在不断地调整呢,就像你的眼睛在走路的时候不断给大脑反馈信息,让你能保持平衡。
”这个反馈电路时刻监测着输出电压,一旦发现不对劲儿,就赶紧调整开关管的开关频率,确保输出的电能稳定可靠。
五、散热问题不容忽视在研究开关电源的过程中,散热问题可把我们折腾得够呛。
这电源工作起来就像一个小火炉,要是热量散不出去,那可就危险了。
我和小伙伴们就像热锅上的蚂蚁,急得团团转。
有个小伙伴开玩笑说:“这电源要是会说话,肯定在喊‘热死我啦,快给我降降温!’”我们给它加上散热片,就像给它穿上了一件散热的铠甲,热量就能更快地散发出去,电源也能更稳定地工作了。
开关电源学习笔记(含推导公式)
《开关电源》笔记三种基础拓扑(buck boost buck-boost )的电路基础: 1, 电感的电压公式dtdILV ==T I L ∆∆,推出ΔI =V ×ΔT/L2, sw 闭合时,电感通电电压V ON ,闭合时间t ON sw 关断时,电感电压V OFF ,关断时间t OFF3, 功率变换器稳定工作的条件:ΔI ON =ΔI OFF 即,电感在导通和关断时,其电流变化相等。
那么由1,2的公式可知,V ON =L ×ΔI ON /Δt ON ,V OFF =L ×ΔI OFF /Δt OFF ,则稳定条件为伏秒定律:V ON ×t ON =V OFF ×t OFF4, 周期T ,频率f ,T =1/f ,占空比D =t ON /T =t ON /(t ON +t OFF )→t ON =D/f =TD→t OFF =(1-D )/f电流纹波率r P51 52r =ΔI/ I L =2I AC /I DC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值ΔI =E t /L μH E t =V ×ΔT (时间为微秒)为伏微秒数,L μH 为微亨电感,单位便于计算 r =E t /( I L ×L μH )→I L ×L μH =E t /r →L μH =E t /(r* I L )都是由电感的电压公式推导出来 r 选值一般0.4比较合适,具体见 P53电流纹波率r =ΔI/ I L =2I AC /I DC 在临界导通模式下,I AC =I DC ,此时r =2 见P51 r =ΔI/ I L =V ON ×D/Lf I L =V O FF×(1-D )/Lf I L →L =V ON ×D/rf I L 电感量公式:L =V O FF×(1-D )/rf I L =V ON ×D/rf I L 设置r 应注意几个方面:A,I PK =(1+r/2)×I L ≤开关管的最小电流,此时r 的值小于0.4,造成电感体积很大。
开关电源心得体会
开关电源心得体会开关电源是一种常用的电源供应装置,具有高效率、体积小、重量轻、稳定性好等优点,被广泛应用于电子产品、通信设备、计算机等领域。
在学习和使用开关电源的过程中,我积累了一些心得体会。
首先,了解开关电源的原理和结构是使用和维护开关电源的基础。
开关电源是通过电子开关周期性切换电源电压的方式来转换电源输入电压为所需的输出电压。
了解电源电路的工作原理对于排查和修复电源故障非常重要。
同时,开关电源的结构也需要熟悉,包括输入滤波电路、整流电路、功率逆变电路、输出滤波电路等部分,这有助于理解电源的工作过程和功能。
其次,合理选择电源元件和设计电源电路是开关电源设计的关键。
选择合适的电感、电容、开关管等元件对于电源的性能和稳定性有很大影响。
合理设计电源电路可以提高电源的效率和可靠性。
在进行电源设计时,需要综合考虑输入电压范围、输出功率、效率、稳定性等因素,并且参考电源设计手册和规范进行设计。
另外,测试和调试是使用开关电源的必要过程。
在使用开关电源前,需要对其进行测试和调试,以确保输出电压和电流在稳定范围内,并且正常工作。
在测试和调试过程中,需要使用适当的测试仪器来测量输出电压、电流、纹波等参数,必要时还需要进行负载测试和温度测试,以验证电源性能和可靠性。
最后,安全使用和维护开关电源是保证电源长期稳定工作的关键。
在使用开关电源时,需要遵循操作规程,注意电源的输入电压范围,禁止过电流和过压现象的发生。
同时,还需要定期进行电源的维护,检查电源元件是否损坏,清理和替换老化的元件,确保电源的稳定性和可靠性。
总之,学习和使用开关电源需要掌握电源的原理和结构,合理选择元件和设计电源电路,进行测试和调试,并且安全使用和维护电源。
通过不断的学习和实践,我逐渐掌握了开关电源的基本原理和使用技巧,提高了对开关电源的理解和应用能力。
一个开关电源工程师的设计笔记日志,第五部分成本核算与总结
一个开关电源工程师的设计笔记日志,第五部分成本核算与总结看到这里相信你已经掌握了一定的开关电源的设计能力与技巧。
那么问题来了。
最初我们选择PI的方案到底是正确的还是错误的呢?到底有没有竞争优势?首先我会给大家分析一下成本。
首先我需要声明的是,PSR(原边负反馈)与次级光耦,或者磁耦合负反馈方案的分析完全不同。
这里暂不讨论PSR电路一个开关电源工程师的设计笔记日志,第五部分 <wbr>成本核算与总结苹果Ipad 原装充电器5V 2A A1357 使用的就是PSR 原边负反馈电路。
这种电路产量大,成本低,但是缺点也很明显,犹豫不是直接反馈,所以负载调整率很差。
并不能算做严谨方案。
不过iw1691方案,千万别小瞧这货,居然是QR,准谐振的方案,苹果的议价能力非同一般啊。
PI磁耦合方案和光耦隔离方案成本比较分析说会正题,依然是那个标准的PI参考设计der471首先是左侧的,共模电感,保险丝,NTC,共模电感,x2电容,整流桥堆。
这部分电路的成本基本是固定的,用谁家的都不会差太多,但是PI innoswitch的方案是把共模补偿故意通过芯片抖动偏向于高频的,所以实际体积都要比常见的低频补偿用共模电感方案要小,成本要低,包括x2电容的容量也会小一些。
但是这些带来的最大成本下降并不从bom表上体现,而是从整体设计缩小以后带来的总和成本下降来体现的。
第二部分是C2 C3 还有L2L3组成的滤波电路。
这部分的成本也是固定的,如果你想做宽压设计的方案,电容容量必须满足1W/2uf的要求,很多设计者拿单电压195V~265V的系统来比较成本,这里也会很吃亏的。
毕竟代价不同。
第三部分是RCD钳位电路。
这里大家的成本也是差不多的第四部分,变压器成本,这部分看你的设计要求,我用的RM形状的磁芯,价格++ 我用的宽温的P47磁粉的磁芯价格++我用的飞线设计价格++ 我用的变压器包底设计价格++如果你想要成本低,那就不要节约PCB面积,可以选择EE磁芯,能过安规的骨架,普通的低成本PC40的磁芯。
开关电源知识学习
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2.3交调测试
指标定义:在相应的输入电压范围内(取范围下限、额定电压、范围上限三点),对 各路输出分别为小载或满载条.3.3.3变压器耦合型开关电源
原理框图
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1.3.3.3变压器耦合型开关电源
V为开关调整管,T是脉冲变压器(又称储能变压器),由于工作频率较高, 故采用铁氧体材料的铁心,同名端如图中所标;VD为脉冲整流二极管; C是滤波电容器,也有储能作用;RL为电源的负载。正脉冲作用到开关 管V的基极使其饱和导通(Uce=0),则脉冲变压器初级线圈L1上产生 的感应电压UL1为上正下负,当开关断开时,初级线圈L1上的电压为上负 下正。
或
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1.3.3.1串联式开关电源的工作原理
• 下图是串联式开关电源输出电压的波形,由图中看出,
控制开关K输出电压Uo是一个脉冲调制方波,脉冲幅度 Up等于输入电压Ui,脉冲宽度等于控制开关K的接通时 间Ton,由此可求得串联式开关电源输出电压Uo的平均 值Ua为:
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1.3.3.1串联式开关电源特点
应该是一个固定的值, 但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得 来的,由于滤波不彻底,就会有剩余的交流成分,即使采用电池供电也会 因负载的波动而产生波纹。事实上,即便是最好的基准电压源器件,其输 出电压也是有波纹的。 纹波电压通常用有效值或峰值表示
尖脉冲 指电压或者电流的短暂突变,开关电源中的高速开关电路会产生
当并联式开关电源的负载R很大或开路时,输出脉冲 电压的幅度将非常高。因此,并联式开关电源经常用于高 压脉冲发生电路。
开关电源基础知识
开关电源基础知识
1. 你知道开关电源到底是啥玩意儿吗?就好比家里的电灯开关,一按就亮,开关电源也是这样控制电流的呀!比如手机充电器就是个典型的开关电源。
2. 开关电源的工作原理复杂吗?其实也没那么难理解啦!就像人吃饭消化提供能量一样,它把电处理好给设备供能呢!像电脑主机里的电源就是这样工作的。
3. 开关电源有哪些重要的组成部分呢?嘿,这就像搭积木,每个部分都不可或缺呀!像变压器,不就像个大力士在帮忙变魔法嘛!比如一些电器里的变压器。
4. 开关电源的效率能有多高呢?哇塞,那可高得很呢!就如同跑步冠军一样,快速又高效地完成任务!像一些高效节能的灯具用的就是高效率的开关电源。
5. 开关电源的稳定性重要不?当然啦,这可关系重大呀!就好像走钢丝,得稳稳当当的才行呢!像一些精密仪器就需要稳定的开关电源来保障。
6. 开关电源的体积能做很小吗?能呀,小得惊人呢!就像小魔术一样把大东西变小了。
像现在很多便携设备里的电源就超小的。
7. 开关电源在生活中有多常见呢?哎呀,那可太常见啦!简直无处不在呀!像电视、冰箱,到处都有它的身影呢!
8. 开关电源的质量怎么判断呢?这可得好好研究研究呀!就像挑水果,得看外表又得看内在。
比如有些电源用起来就特别靠谱。
9. 开关电源未来会发展成啥样呢?那可不好说呀,也许会像科幻电影里一样厉害呢!说不定以后的电源都超级智能啦!
10. 学习开关电源基础知识有趣吗?当然有趣啦!就像探索一个神秘的世界一样让人兴奋呢!等你了解了就知道啦!。
最新开关电源学习笔记
开关电源学习笔记开关电源学习笔记阅读书记名称《集成开关电源的设计调试与维修》开关电源术语:效率:电源的输出功率与输入功率的百分比。
其测量条件是满负载,输入交流电压标准值。
ESR:等效串联电阻。
它表示电解电容呈现的电阻值的总和。
一般情况下,ESR值越低的电容,性能越好输出电压保持时间:在开关电源输出电压撤消后,依然保持其额定输出电压的时间。
启动浪涌保护:它属于保护电路。
它对电源启动时产生的尖蜂电流起限制作作用。
为了防止不必要的功率损耗,在设计这一电路时候,一定要保证滤波电容充满电之前,就起到限流的作用。
隔离电压:电源电路中的任何一部分与电源基板之间的最大电压。
或者能够加在开关电源的输入与输出端之间的最大直流电压。
线性调整率:输出电压随负载在指定范围内的变化百分率。
条件是线电压和环境温度不变。
噪音和波纹:附加在直流信号上的交流电压的高频尖锋信号的峰值。
通常是mV度量。
隔离式开关电源:一般指开关电源。
它从输入的交流电源直接进行整流滤波,不使用低频隔离变压器。
输出瞬态响应时间:从输出负载电路产生变化开始,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。
过载过流保护:防止因负载过重,是电流超过原设计的额定值而造成电源的损坏的电。
远程检测:电压检测的一种方法。
为了补偿电源输出的电压降,直接从负载上检测输出电压的方法。
软启动:在系统启动时,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。
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,保护电路启动,将电源输出端电压快速短路。
占空比:开关电源中,开关元件导通的时间和变换工作周期之比。
元件选择和电路设计:一:输入整流器的一些参数最大正向整流电流:这个参数主要根据开关电源输出功率决定,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。
峰值反向截止电压(PIV):由于整流器工作在高压的环境,所以它们必须有较高的PIV值。
开关电源心得体会
开关电源心得体会开关电源心得体会开关电源是现代电子设备中常见的一种电源类型,它能够将交流电转换为直流电,并且具有高效能、小体积、轻质、稳定性好等特点,因此广泛应用于电子产品、通信设备、计算机等领域。
在我的学习和实践中,我对开关电源有了更深入的了解,并从中获取了一些心得体会。
首先,在学习开关电源的过程中,我深刻认识到了学习的重要性。
开关电源作为一种复杂的电子器件,需要我们具备扎实的电子基础知识和相关的工程技术。
通过参与学校的课程学习以及与专业教师的交流讨论,我逐渐掌握了开关电源的基本原理和设计方法。
同时,我积极参与实际线路的搭建与调试,通过实践不断提高自己的动手能力和解决问题的能力。
通过不断学习和实践,我深刻认识到只有通过扎实的学习和实践,才能真正掌握开关电源的设计与应用。
其次,在实践过程中,我体会到了坚持不懈的重要性。
开关电源设计与调试是一个反复试错的过程,往往需要不断调整参数和检查电路,才能达到理想的效果。
在实践中,我遇到了许多困难和挫折,但我没有放弃,坚持不懈地尝试和改进。
我通过不断总结和分析,找到了问题所在,并采取相应的措施解决。
这种坚持不懈的态度不仅帮助我克服了困难,还培养了我的毅力和耐心,提高了自己的工作效率。
另外,我在开关电源的实践中也深刻意识到了安全意识的重要性。
开关电源工作时会产生高电压、大电流等危险因素,一旦操作不当就可能造成电击、短路等安全事故。
因此,我在操作过程中时刻保持警惕,按照操作规程进行,并且保持仪器设备的良好状态,以确保自己和他人的安全。
同时,我也将这种安全意识扩展到工作中的其他方面,遵守相关的安全操作规程,保证自己和同事的安全。
最后,通过学习和实践,我还认识到了团队合作的重要性。
在实践中,我与同学们一起合作完成了一些开关电源相关的实验和项目。
通过与他们的合作,我学会了与人沟通、协调和分工合作。
每个人都有自己的长处和不足,通过相互交流和合作,我们互相学习,共同进步。
开关电源培训资料
开关电源培训资料开关电源培训资料【第一篇】开关电源是一种常见的电源供应器件,被广泛用于各种电子装置中。
它具有高效率、小体积和轻量化的特点,因此在现代电子设备中得到了广泛的应用。
本篇文章将介绍开关电源的基本工作原理和一些常用的开关电源类型。
1. 基本工作原理开关电源的基本工作原理是利用开关管实现电源输入电压的高效率转换。
通常,开关电源有以下几个基本组成部分:(1) 输入滤波电路:用来对输入电压进行滤波,防止高频噪声对电源的影响。
(2) 整流电路:将交流电源输入转换为直流电压。
(3) 稳压调整电路:对直流电压进行稳压调整,以确保输出电压的稳定性。
(4) 开关转换电路:通过开关和控制电路实现输入电压的高效率转换。
(5) 输出滤波电路:对开关电源输出电压进行滤波处理,提供干净稳定的输出电压。
2. 常用的开关电源类型根据不同的应用需求和输出功率的大小,开关电源可分为多种类型。
以下是一些常见的开关电源类型:(1) 开环开关电源:这种类型的开关电源不具备反馈控制回路,输出电压不稳定且容易受到输入电压变化的影响。
它适用于一些对电源质量要求较低的应用场景。
(2) 闭环开关电源:闭环开关电源通过反馈控制回路对输出电压进行稳定控制,能够有效地抑制输入电压的波动对输出电压的影响。
它适用于对电源质量要求较高的应用场景。
(3) 开关电源的调整方式:开关电源的输出电压可以通过直接改变变压器的变比或通过在控制回路中加入调整电路来实现。
前者适用于输出电压变化范围较大的场景,后者适用于输出电压变化范围较小的场景。
(4) 开关电源的拓扑结构:开关电源的拓扑结构有很多种,如反激式、降压式、升压式、反激降压式等。
不同的拓扑结构适用于不同的输出功率和电源输入条件。
以上只是对开关电源的基本工作原理和一些常用类型的简要介绍,如果想深入了解开关电源的设计和应用,还需进一步学习相关领域的知识。
下一篇将继续介绍开关电源的设计方法和一些要注意的问题。
开关电源入门必读开关电源工作原理超详细解析
开关电源入门必读开关电源工作原理超详细解析开关电源是电源技术中常见的一种类型,它的工作原理相对较复杂。
本文将详细解析开关电源的工作原理,帮助读者快速入门。
开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为高频脉冲电源,再经过变压、整流和滤波等步骤,最终获得所需的直流电压输出。
下面将分为几个方面详细解析开关电源的工作原理。
一、开关电源的基本组成部分开关电源包括输入端、控制电路、开关元件、变压器、整流滤波电路和输出端等组成部分。
1.输入端:接收外部交流电源输入,并经过保险丝和滤波电路等进行初步处理。
2.控制电路:负责控制开关元件的开关行为,控制电路由集成电路、电感和电容等组成。
3.开关元件:由开关管和二极管组成,承担着将交流信号转换为脉冲信号的关键任务。
4.变压器:通过变换输入电压和电流的比值,实现电压和电流的变换。
5.整流滤波电路:包括整流电路和滤波电路。
整流电路将脉冲电流转化为直流电流,滤波电路将直流电流进行进一步平滑处理。
6.输出端:将经过整流滤波处理后的直流电压输出给负载。
二、开关电源的工作原理开关电源的工作原理主要分为以下几个步骤:1.输入端处理:输入端首先通过保险丝保护电路,然后通过滤波电路对输入信号进行初步处理,去除杂质和干扰。
2.控制电路:控制电路根据输入端的信号控制开关元件的开关行为。
当开关元件关闭时,电源工作在储能状态,当开关元件开启时,电源进入释放能量状态。
3.开关元件:开关元件由开关管和二极管组成。
当开关管导通时,电源中的输入电流和能量通过变压器传递给负载,当开关管关断时,电源中的储能电流和能量通过二极管回流到输入端。
4.变压器:变压器将输入电压和电流进行变换,通过磁性耦合实现输出端所需的电压和电流。
5.整流滤波电路:整流电路将经过变压器变换后的输出信号转化为直流电压,滤波电路将直流电压进行平滑处理,去除残余脉冲和噪声。
6.输出端:经过整流滤波电路处理后的直流电压输出给负载,从而实现电源对负载的供电支持。
开关电源基础知识学习资料
T = tON + tOFF
volatge, vL(t)
Buck的两个基本的公式
在电感电流连续模式CCM下: Vo=(Ton/T)×Vin=D × Vin
L=((Vபைடு நூலகம்n-Vout)*Vout) /(ΔI*f*Vin),这里的ΔI一般 取输出电流的10~30%。
2024/8/31
tON
VIN - VO
➢ 保护功能及附属功能: 1、OCP,OVP,OTP,欠压保护,限功率; 2、 绝缘电阻、绝缘电压、漏电流。
➢ 结构要求: 1、外形尺寸,2、外包装,3、安装条件,4、冷却方式,5、接口方式,6、 重量,7、名牌。
➢ 安规标准及EMC标准: 1、认证标志,3C,UL,GS,PSE,2、EMI测试标准。
工作原理: 通市电,经起动电阻R32 R33 R34给电容C8充电到15V-UVLO(OFF)。IC 开始工作, 输出PWM 脉冲,驱动MOSFET Q2导通,由于输出整流二极管D5、D6反偏截止,能 量存储在变压器T2原边电感。当变压器原边电流上升到输出反馈的设定值,无输出脉 冲,MOSFET Q2关断,D5、D6导通,进入反激阶段,能量从变压器原边传递到变压 器次级,经整流滤波给客户负载供电。如此周而复始,直至关机或保护。
开关电源基本概念3--主要技术指标
➢ 输入要求; 1、输入电压范围,2、输入电压频率,3、额定输入电流,4、输入电压跌落 及瞬间停电,5、浪涌冲击电流,6、静态功耗效率,能效标准,7、输入单 相或三相制,单相分两线制或三线制(classⅠ,classⅡ),8、保险管。
➢ 输出要求: 1、额定输出电压,2、额定输出电流,3、稳压精度:电压调整率,负载调整 率,纹波及噪声;4、瞬态特性:启动时间,保持时间,输出电压的上升时间、 下降时间、过冲、欠冲。
开关电源学习笔记
开关电源学习笔记一、 开关电源常用的拓朴结构(常用的有5种):1、正激电路(常用于低压大电流,功率100至500W线路)电路的工作过程:当开关S开通后,变压器绕组N1两端的电压为上正下负,与其耦合的N2绕组两端的电压也是上正下负。
因此VD1处于通态,VD2为断态,电感L的电流逐渐增长;当开关S关断后,电感L通过VD2续流,VD1关断。
S关断后变压器的激磁电流经N3绕组和VD3流回电源。
变压器的磁心复位:开关S开通后,变压器的激磁电流由零开始,随着时间的增加而线性的增长,直到S关断。
为防止变压器的激磁电感饱和,必须设法使激磁电流在S关断后到下一次再开通的一段时间内降回零,这一过程称为变压器的磁心复位。
正激的理想波形为:变压器的磁心复位时间为:Tist=N3*Ton/N1输出电压:输出滤波电感电流连续的情况下:Uo/Ui=N2*Ton/N1*T磁心复位过程:2、反激电路(常用于100W以下)反激电路中的变压器起着储能元件的作用,可以看作是一对相互耦合的电感。
电路的工作过程:当开关S开通后,N1电压上正下负,N2电压下正上负,所以VD处于断态,N1绕组的电流线性增长,电感储能增加;当开关S关断后,N1绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过N2绕组和VD向输出端释放。
S 关断后的电压为:us=Ui+N1*Uo/N2反激电路的工作模式:电流连续模式:当S开通时,N2绕组中的电流尚未下降到零,输出电压关系:Uo/Ui=N2*ton/N1*toff 电流断续模式:S开通前,N2绕组中的电流已经下降到零,输出电压高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下,因此反激电路不应工作于负载开路状态。
反激电路的理想化波形:3、半桥电路电路工作过程:S1与S2交替导通,使变压器一次侧形成幅值为Ui/2的交流电压。
改变开关的占空比,就可以改变二次侧整流电压ud的平均值,也就改变了输出电压Uo。
当 S1导通时,二极管VD1处于通态;S2导通时,二极管VD2处于通态;当两个开关都关断时,变压器绕组N1中的电流为零,VD1和VD2都处于通态,各分担一半的电流。
反激式开关电源设计学习笔记
反激式开关电源学习笔记基本原理与设计步骤:一、变压器:1、电压比与匝数比相同,与负载电流无关(以下电路不是)。
2、初级和次级同时导通(以下电路不是)。
3、电流从初级绕组的正极性流入,则同时从次级绕组的正极性流出。
二、以上原理图总结:1、当Q1导通时,次级整流二极管反向截止,输出电容给负载供电。
T1为纯电感特性,流过Np的电流线性上升达到峰值Ip。
2/1LIp传到次2、当Q1关断时,所有绕组电压反向,次级二极管导通,初级储存的能量2级,提供负载电流和输出电容充电,在下一周期开始之前电流下降为零,则电流工作在DCM (断续)模式。
3、上面变压器‘2’中提到的变压器初级和次级同时导通不适用在以上电路,上面电路可以理解为:初级绕组导通,次级绕组截止(电容供负载);初级绕组截止,次级绕组导通(初级将能量传递给次级)。
4、“反激变换器”工作可以理解为:Q1导通,对初级绕组(可理解为电感)充电;Q1关断时,次级绕组(可理解为电感)放电。
5、初级与次级的安匝比守恒(不是真正的变压器的电压守恒),即初级与次级的安匝的乘积相等。
三、反激变压器设计注意:1、 我们不是在设计变压器,而是在设计有多个绕组的扼流圈。
2、 初级绕组匝数要满足AC 电压应力(伏秒数)和磁芯饱和特性:eBA VT Np = 其中,Np 是最小初级匝数,V 是最大初级直流电压(V ),T 是开关管Q1的最大导通时间(us ),B 是AC 磁通密度变化的峰—峰值(特斯拉),铁氧体典型值为200mT ,Ae 为磁芯中心柱的有效面积(2m m )。
3、 次级绕组可以灵活选择。
如果次级绕组每匝电压值与初级相同,则开关管Q1上的反激电压为输入电压的两倍。
4、 在使用有磁隙的铁氧体磁芯时,最小的磁隙长度必须保证在流过交流和直流励磁电流和时,磁芯不能饱和。
更多情况下,磁隙长度为了满足能量转换的要求而导致磁隙长度超过其需求的最小长度。
初级绕组储存的能量为:E (焦耳)=22/1LIp (从公式看减小电感值L 可以减小E ,但是电感值的减小,导致电流值I 的同比例增大,而E 和I 的平方值成正比,这样导致初级储存能量E 的增加)。
开关电源设计软件PIExpert学习笔记(含参数选取,设计原理图)
开关电源设计软件PI Expert 学习笔记(含参数选取,设计原理图)社区搞活动,也借机会学习一下电源的设计工具PI Expert,先下了软件,默认是英文版的,不过汉化很容易,在菜单设置里改成中文菜单就行了,很方便。
下面的图都是汉化这后的结果。
上图是新建设计后出现的第一个窗口,从内容看是专为PI产品而开发的,包含所有PI产品的系列和产品选单,点选相应的产品就可能进行设计了,可能由于后面的设计文件里有PCB 布局的内容,所以在这里有封闭形式和外壳形式的选择。
根据实际应用选完后点下一个按钮这个汉化的就有点那个了。
建议改进一下。
PI Expert这款软件的分类很详细,可根据实际情况选择输入电源。
如果不是通用可点用户自定义设计输入电压范围。
此图是对输出电源的设置,点添加可把电源设计成单路或多路输出,三个参数选两个,第三项自动计算得出。
这里设计一个DC5V3A的电源输出,容差是默认的,如果不满意自己调整,这个功能在其他的设计工具里不大多见。
觉得软件设计的还是蛮精细的。
关于起始项的选择,好象不是很重要,只是在设计完成时最先显示的内容。
这个图没有动,都是默认的值。
说明的文字不详细不大好理解,应该是变压器的一些设置根据选择的参数对方案进行筛选,给出下图中推荐方案的数量和内容。
会给出多个方案代参考,选择一个需要的,通常第一个是较优的选择,点打开,软件开始进行设计,结束后会给出设计文件。
另外汉化的不太彻底,表头都是英文。
最后给出的电路原理图,应该说电路原理是很规范的,和实际的设计方案相差不大,此前曾对以前一款电源进行了对比,与最终设计相差不大,元器件取值也较准确.精密电阻和普通电阻的选择都有区分。
变压器电特性及绕制结构都有详细说明,这个在其他软件里不大多见。
很强大。
最后的设计方案文件,bom,PCB参考设计。
原理图,及变压器的设计文件,PCB布板下方有不少说明,可以减少调整布板时出现的麻烦,因为电源的尺寸是需要根据实际应用情况进行改变的,这个很有用。
精通开关电源设计_第三章笔记
第三章离线式变换器设计与磁学技术3.1 反激变换器磁学习技术3.1.1 变压器绕组极性匝比n=n p/n s,其中n p为一次绕线匝数,n s为二次绕线匝数3.1.2 反激变换器中变压器功能及占空比R :表示折算电压变压器原理中的电压关系V PV S=nV P:一次绕组电压V S:二次绕组电压L P:二次绕组悬空(无电流流过)时测的一次电感L S:二次绕组悬空无电流时测的二次电感电流比方程:I P I S =1n≡I P×n=I S变压器参数计算规则如下:已知一次电压求二次电压,需除以匝比,已知二次电压求一次电压,则需要乘以匝比。
电流计算规则相反,已知一次电流求二次电流,需乘以匝比,已知二次电流求一次电流,则需要除以匝比。
3.1.3 等效的buck-boost模型3.1.4 反激变换器电流纹波率3.1.5 漏感3.1.6 齐纳管钳位损耗3.1.7 二次漏感同样影响一次侧3.1.8 有效一次漏感电感测量3.1.9 实际例——反激变压器设计74W的常用输入(90V~270VAC)反激变换器,欲设计输出5V/10A和12V/2A。
设计合适的反激变换器,假定开关频率为150kHz。
同时,尽量使用较经济的额定值为600V 的MOSFET。
1):确定V OR与V Z最大输入电压时,加在变换器上的整流直流电V INMAX=√2×VAC MAX=√2×270=382VMOS管额定电压为600V,取30V裕量,所以漏极电压不超过570V。
由于漏极电压V IN+V Z于是有V IN+V Z为最高电压峰值电压,V OR在此之内。
V IN+V Z=382+V Z≤570V Z≤570−382=188V需选择标准的180V稳压管。
由于V ZV OR=1.4时,钳位损耗最低,因此选择此比值为最优比。
则有V OR=V Z1.4≈128V2):匝比假设5V输出二极管正向压降为0.6V,则匝比为:电压要求高的一组计算匝比n=V ORV O+V D=1285.6=22.863):最大占空比(理论值)最恶劣的电压为:V INMIN=√2×VAC MIN=√2×90=127V 最小输入电压时占空比为:D=V ORV OR+V INMIN=128128+127=0.5(buck_boost)这是为100%效率。
开关电源心得
开关电源心得开关电源心得篇1开关电源心得分享如下:1.搞清楚电源总体结构之后,需要理解开关电源的工作原理以及各部分功能的实现,可以通过理论学习和实操模拟来实现。
2.开关电源是一个比较复杂的系统,各部分功能实现也比较复杂,因此,在设计阶段,一定要多花时间做好充分的分析和计算,确保系统的稳定性。
3.开关电源的调试要与理论设计相互印证,通过调试达到预期的目的。
4.对于出现的故障,要仔细分析,找出原因,并予以排除。
以上是开关电源心得,希望对您有所帮助。
开关电源心得篇2在电力电子领域,开关电源因其高效、便携、易控等优势而备受青睐。
开关电源的原理、设计、制作及调试等方面需要深入了解,才能在实际应用中得心应手。
*将分享开关电源的心得体会,希望能对大家有所帮助。
开关电源的基本原理是通过电子开关器件(如IGBT、MOSFET等)在输入电压较高的情况下,通过控制开关器件的通断,将电压转换为输出电压。
其中,控制电路是开关电源的核心部分,它负责调节输出电压和频率,并确保电源的稳定性。
在设计开关电源时,需要注意以下几点:首先,合理选择拓扑结构,如Buck、Boost、Buck-Boost等;其次,确定输入和输出滤波器,以保证电源的稳定性;最后,针对具体应用场景,选择合适的功率管和控制器,以实现高效、稳定的输出。
实际制作开关电源时,需要注意电磁干扰、散热、焊接等问题。
电磁干扰可能影响设备的稳定性,需要通过屏蔽、滤波等措施加以控制;散热问题关系到电源的寿命,需要选择合适的散热器及散热方式;焊接问题则会影响电源的可靠性和稳定性。
调试开关电源时,需要检查控制电路、功率管及输出电路等部分,确保各部分工作正常。
同时,通过调整控制参数,如占空比、频率等,来优化电源的性能,如提高输出电压、降低噪声等。
开关电源在各个领域都有广泛应用,如电子、通信、汽车、家电等。
在实际应用中,我们需要根据具体场景,如输入电压、输出功率、可靠性等,选择合适的开关电源。
精通开关电源设计(笔记)
IOR=Io/(1-D)
输出电容Co
Co/n2
Co
二极管压降Vd
VD*n
VD
占空比
D
D
电流纹波率
r
r
实例:设计反激变压器
1.确定VOR和Vz;交流电整流后的直流电压VINMAX=√2*VACMAX=1.414*270=382V;
600V的MOSFET管,留30V的安全裕量;
L电感量(单位H),I电流(单位A),N匝数,A面积(单位m2);
Bpk=L*Ipk/N*A
Bpk一般不能大于0.3T,否则会出现磁饱和;反之可以通过0.3T反推Ipk,当电流达到反推出Ipk时不能通过增加匝数提高电感量。
根据所选择的电感反推是否合适
1.电流纹波率(约0.3-0.5之间)
由(L*IL)=Et/r得r=Et/(L*IL);
升压Boost
Iac=△I/2=Et/(2*L)=(Vin*D)/(2*L*f)=(Vo*D*(1-D))/(2*L*f) ;
Idc=Io/(1-D) ;
Ipk=Io/(1-D)*(1+r/2) ;
对于升压变换器,总是优先从VinMIN(即Dmax)开始电感设计;
升降压Buck-Boost
Iac=△I/2=Et/(2*L)=Vo*(1-D)/(2*L*f) ;
输入功率PIN=Po/效率=74/0.7=105.7W ;
平均输入电流IIN=PIN/VIN=105.7/127=0.832A ;
由原边侧电流斜坡中心值ILR=IIN/D=IOR/(1-D) ;
得D=IIN/(IIN+IOR) ;D=0.832/(0.832+0.656)=0.559 ;
开关电源设计与优化读书笔记
《开关电源设计与优化》读书笔记一、电源概述与背景在我们日常生活与工作中,电源作为能量转换与供应的核心部分,发挥着无可替代的重要作用。
随着科技的飞速发展,各类电子设备如计算机、通信设备、家用电器等对电源的要求也越来越高。
特别是在现代电子系统中,开关电源因其高效率、小体积、轻重量和稳定的输出电压等优点,得到了广泛的应用。
电源是电子设备的心脏,为设备提供持续稳定的能量来源。
无论是一个简单的电子设备还是一个复杂的系统,其正常运行都依赖于稳定可靠的电源供应。
电源的性能直接影响到电子设备的性能与寿命。
开关电源的发展经历了模拟电源、线性电源到现代开关电源的演变过程。
随着技术的进步,开关电源的效率不断提高,体积不断缩小,重量不断减轻,使得其在各种电子设备中的应用越来越广泛。
开关电源已经广泛应用于各个领域,如通信、计算机、家电、工业自动化等。
随着物联网、人工智能等技术的发展,未来对开关电源的需求将会更高,对其性能的要求也将更加严格。
随着全球能源结构的转变和环保意识的提高,高效、节能、环保的电源设计成为当前的趋势。
数字化、智能化的发展也对电源设计提出了更高的要求。
在这种情况下,开关电源的设计与优化显得尤为重要。
通过对开关电源的概述与背景的了解,我们可以更好地理解开关电源的重要性、发展历程、应用现状以及未来的发展趋势,为后续的开关电源设计与优化打下坚实的基础。
1. 开关电源介绍开关电源是一种电源供应设备,其工作原理与传统的线性电源有着根本的不同。
在现代电子设备的电源设计中,开关电源的应用日益广泛,它以其高效率、小体积、低噪音等优点,成为了电子设备供电的主流选择。
本章主要介绍了开关电源的基本概念、发展历程、应用领域及其重要性。
开关电源是利用现代电力电子技术,通过控制开关管的通断时间比例来维持稳定输出电压的一种电源。
其内部核心构成包括输入滤波电路、功率转换电路、控制电路和输出滤波电路等部分。
通过高频的开关切换,将输入的交流电(AC)转换为直流电(DC),并稳定输出电压和电流。
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开关电源学习笔记阅读书记名称《集成开关电源的设计调试与维修》开关电源术语:效率:电源的输出功率与输入功率的百分比。
其测量条件是满负载,输入交流电压标准值。
ESR:等效串联电阻。
它表示电解电容呈现的电阻值的总和。
一般情况下,ESR值越低的电容,性能越好输出电压保持时间:在开关电源输出电压撤消后,依然保持其额定输出电压的时间。
启动浪涌保护:它属于保护电路。
它对电源启动时产生的尖蜂电流起限制作作用。
为了防止不必要的功率损耗,在设计这一电路时候,一定要保证滤波电容充满电之前,就起到限流的作用。
隔离电压:电源电路中的任何一部分与电源基板之间的最大电压。
或者能够加在开关电源的输入与输出端之间的最大直流电压。
线性调整率:输出电压随负载在指定范围内的变化百分率。
条件是线电压和环境温度不变。
噪音和波纹:附加在直流信号上的交流电压的高频尖锋信号的峰值。
通常是mV度量。
隔离式开关电源:一般指开关电源。
它从输入的交流电源直接进行整流滤波,不使用低频隔离变压器。
输出瞬态响应时间:从输出负载电路产生变化开始,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。
过载过流保护:防止因负载过重,是电流超过原设计的额定值而造成电源的损坏的电。
远程检测:电压检测的一种方法。
为了补偿电源输出的电压降,直接从负载上检测输出电压的方法。
软启动:在系统启动时,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。
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,保护电路启动,将电源输出端电压快速短路。
占空比:开关电源中,开关元件导通的时间和变换工作周期之比。
元件选择和电路设计:一:输入整流器的一些参数最大正向整流电流:这个参数主要根据开关电源输出功率决定,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。
峰值反向截止电压(PIV):由于整流器工作在高压的环境,所以它们必须有较高的PIV值。
一般600V以上。
要有能承受高的浪涌电流的能力:浪涌电源是用开关管导通时的峰值电流产生。
二:输入滤波电容输入滤波电容对开关电源的影响电源输出端的低频交流纹波电压输出电压的保持时间滤波电容的计算公式:C=(I*t)/ΔVC:电容量,F I:负载电流,A t:电容提供电流的时间,SΔV:所允许的峰-峰值纹波电压,V例题:计算50W开关电源的输入滤波电容值。
输入电压为115V,60HZ。
解:第一步是计算支流负载电流:假定一个最坏的情况,电源有效率为70%,那么,输出功率为50W的电源输入功率应该是:Pin=Pout/л=50/0.7=71.5W利用倍压技术时,输入交流为115V,直流输出点验是2X(115X1.4)=320V。
因此,负载直流电流应为I=P/E=71.5/320=0.22A现在假定设计允许30V峰-峰值的纹波电压,并且电泳要维持电平的时间为半周期,也就是说,半周期的线性频率或则说60HZ的交流电压大约是8ms,利用公式:C=(I*t)/ΔV=(0.22*(8*0.001))/30=58ЦF选择50uF的电容。
如果在倍压结构中,1/C=1/C1+1/C2 就选择100uF的电容。
三:输入保护器件:浪涌电流原因:开关电源上电时,会产生极高的浪涌电流。
浪涌电流主要是由滤波电容引起的。
如不采取任何措施,浪涌电流可以达到几百安培。
措施:1:利用电阻-双向可控硅并联网络。
上电时;VS截止,电流经过R1,R1起到限流作用达到一定条件,VS导通,将R1短路。
2:利用负温度系数的NTC电阻上电时候,NTC电阻值很大,有限制电流的作用,。
当滤波电容开始充电的时,充电电流流过热敏电阻,开始对其加热。
由于NTC是负温度系数,随着加热,电阻值开始下降,在负载平衡的情况下,其阻值应该最小,但是NTC电阻有惯性,如果电源从工作状态掉电,要1分钟左右时间才能恢复到标称阻值,所以开关电源要防止掉电后马上重新启动,那样NTC电阻就不能起到防止浪涌的作用。
输入瞬间电压保护:引起原因:1 电网附近有电感性开关L:电感器的漏感I:通过线圈的电流2:雷电影响:电网上的高压尖峰可达5KV可能损坏部分:输入滤波器,开关电源晶体管措施:在输入端加压敏电阻(MOV)保护原理: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值,消除尖峰电压,瞬间能量消耗在压敏电阻上。
选择步骤:额定值应比电压稳定值大10%~20%计算或估计出电路所要承受的最大瞬间能量的焦耳数最大能承受的最大尖峰电流第三章高频电源变换器的基本类型一:单端反激式工作过程:当S闭合,如a 图,电流经过电感L,并在其中存储能量,由于电压的作用,二极管VD处于截止,故RL负载上无电压,当S打开,如b 图,电感上的感应电压极性相反,就在RL负载电阻上出现一个与输入电压相反的电压。
开关不断闭合,打开,电路中的电流就以脉冲的形式出现。
二:单端正激式:工作过程:S闭合,电流流过电感L,负载两端产生电压,S打开时,电感L的磁场发生变化,因而二极管处于正向偏置,并产生电流Ic流过电容C,负载两端输出电压极性仍保持不变,所以二极管也被称为续流二极管。
推挽式:工作过程:是两个单端正激式工作在推挽式下。
S1,S2交替打开或者关闭。
隔离单端反激式变换电路工作过程:当晶体管VT1导通时,变压器初级电感线圈中储存能量,与变压器次级连接的二极管反偏压状,VD截止,次级无电流流过。
当VT1截止,变压器次级电感线圈中的电压极性反过来,是的二极管导通,给输出电容充电,同时RL上也有电流。
由于变压器处理隔离初级和次级外,它还有变压器和扼流圈的作用,所以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电感,用来降低高频开关噪声的峰值。
单端反激式变换器电路中的开关晶体管开光晶体管必须具备的两个条件1:晶体管截止时,要能承受集电极尖峰电压2:晶体管导通时,要能承受集电极的尖峰电流集电极尖峰电压计算公式Vin 输入的直流电压最大占空比实际工作中,工作占空比应保持低一些,一般小于50%,一般取0。
4集电极尖峰电流计算公式:IL 变压器初级绕组的峰值电流,n 是变压器初级与次级的匝数比。
为了导出变压器输出功率和出入电压表达峰值工作电流公式,变压器传递能量公司省略推导:单端反激式电路中的变压器绕组注意点:变压器只用B-H特性(磁滞回线),要注意不要让起饱和。
变压器有效体积V的计算公式Ilmax:最大负载电流L:变压器初级绕组的电感量U0 :空气的导磁率。
其值为1Ue: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注:相对导磁率Ue应尽可能选得大一些,以避免由于限制磁芯尺寸和线径,以及铜损和铁损引起磁芯温升过高。
基本的单端反激式变换器电路变形工作过程:两只晶体管同时导通或者截止,二极管VD1和VD2起钳位作用它们把晶体管集电极电压牵制在VIN。
单端反激式变换器电路的优点是:电路结构简单,可以实现多路输出隔离单端正激式变换器电路工作过程:VT1导通,变压器初级产生电流,并存储能量,由于变压器初级和次级极性与初级相同,所以这个能量也传递给了次级,通过处在正向偏压的二极管VD2,把能量存储到电感L中。
此时,二极管VD3是反向偏压,为截止状态。
当VT1截止,二极管VD2是反响偏压,变压器绕组中的电压反向,续流二极管VD3处于正向偏压,存储在电感中的能量通过电感L继续传递给负载RL变压器的第三绕组也称为钳位绕组(或回授绕组),他也二极管VD1串联,作用是限制C-E节上的电压尖蜂。
在晶体管截止时,还能使高频变压器的磁通复位,。
VT1导通时,VD2截止,存储在初级的能量必须释放,否则,线圈两端产生高电压,解决办法是增加钳位绕组和二极管VD1,将磁能送回电源中。
磁芯复位条件:建立和复位时间相等(所以站空比不能超过50%)阴影部分是磁化-去磁电流波形,磁化电流公式:L输出电感VT1导通时间单端正激式变换器中的开关晶体管Vcemax 应该为2VIN集电极峰植电流公式:n: 变压器初级此级匝数比IL:输出电感电流:晶体管导通时间L:输出电感单端正激式变换器电路的传输变压器有效体积公式:要求占空比小于50%,以便第三绕组将变压器的电压进行钳制,将总电压控制在2倍输入以内。
注意:要严格注意初级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蜂。
单端正激式变换器电路的变形输入电压太高时,可以使两个晶体管与单端反激式相同,同时导通或者截止,但每个晶体管所承受的电压不会高于VIN注意:续流二极管至少要与主回路的整流二极管相同,因为VT1截止时,它要提供输出电路中的全部电流。
推挽式变换器电路推挽式变换器电路实际上是两个正激式变换器电路组成。
只是他们工作时相位相反。
在每个工作周期里,两个晶体管交替导通和截止。
所以称为“推挽”电路输出电压公式:n: 为初级和次级线圈匝数比推挽式变换器电路中的高频变压器B-H磁滞回线的全部都可以利用。
(两个管子导通时间相同)磁芯的体积减小一半,也不需要开空气隙。
变压器体积公式:是磁化电流推挽式变换器电路中的晶体管集电极电流工作电流:推挽式变换器电路的主要缺点:第一个:它要承受2倍线路峰值电压还要加上变压器漏感引起的脉冲电压峰值电压第二个:变压器磁芯饱和问题。
高频变压器工作频率高,但磁通密度低,通常在3000*1/10000 (T),因此他的磁化率很高,很小的直流偏压就可能使其饱和而且要求两之开关管子完全一样,也十分困难。
半桥式变换器电路工作过程:当VT1导通时,产生一个(220/2)*1。
4=160V的正脉冲,当VT1截止而VT2导通,变压器初级电压极性相反,产生一个-160V的脉冲。
半桥优点:为了避免磁芯饱和,通过串联电容C3可以自动修正串联耦合电容ESR值尽可能小谐振频率公式:Fr 谐振频率Hz C:耦合电容LR:反射滤波电感反射到变压初级的滤波电感:Np/Ns是高频变压器初级对次级的匝数比L 输出电感H电容公式:为了让耦合电容的充电呈线性化,谐振频率必须低于电源变换器的开关平率,一般情况选开关频率的四分之一阻尼二极管二极管VT1和VT2的集电极与发射极之间,这种二极管成为阻尼二极管。
作用:当晶体管截止时,阻尼二极管控制高频变压器的漏电感能量返回到支流电平由于变压器中的磁通量突然增加,是晶体管的集电极电压瞬时变负,阻尼二极管可以旁路晶体管,直到集电极再边成正电压为止。
预防了晶体管反向导通可能引起的器件损坏。
选用标准:快恢复二极管截止电压是集电极,射极间的截止电压的两倍全桥式变换器电路工作过程:VT1和VT4及VT3和VT2同时导通的,晶体管轮流导通和截止,使得加在高频变压器初级的电压在+Vin~ -Vin之间变化。