小功率直流开关电源的设计
开关直流降压电源(BUCK)设计
开关直流降压电源(BUCK)设计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、生活的关系日益密切。
近年来，随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展，新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
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。
本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计开关电源，利用MOSFET 管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词：直流，降压电源,TL494,MOSFET1目录摘要 (1)Abstract........................................................... ........ 错误！未定义书签。
1.方案论证与比较 (4)1.1 总方案的设计与论证 ...................................... 错误！未定义书签。
1.2 控制芯片的选择 (4)1.3 隔离电路的选择 .............................................. 错误！未定义书签。
2. BUCK电路工作原理 ......................................... 错误！未定义书签。
3. 控制电路的设计及电路参数的计算 ................ 错误！未定义书签。
3.1 TL494控制芯片................................................ 错误！未定义书签。
小功率10kV直流高压电源设计
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald61小体积高压电源在工业领域有着重要的应用，例如:静电植绒和静电喷涂工艺中就普遍使用到高压电源。
植绒是绒毛在高压电场作用下垂直植入布料的过程，高压电源是整个静电植绒过程的核心组成部分[1]。
在一些特殊情况下，需要采用便携式的植绒设备。
该文介绍了一种由PIC12F1822控制的小功率高压电源，可以克服这些问题。
1 高压电源的整体设计电源主要由反激变换电路、控制电路、谐振电路、输出整流4个部分组成[2]。
高压输出端的电阻R1是放电电阻，可防止C2的残留高电压对使用者产生电击伤害。
输入电压由电池V B A T 提供，反激电路由开关管N MO S、高频变压器T1、二极管D1、电容C1及谐振变压器T 2的初级构成。
通过反激电路将电池电压V B A T 升高到约400 V。
控制电路采集反激输出电压V1，当检测到V1的电压达到400 V 时，控制电路停止产生PW M信号，同时输出高电平触发可控硅SCR，使得可控硅SCR导通，此时电容C1两端的电压为400 V。
SCR导通后，C1通过SCR向T 2放电，C1、SCR、D2、T 2初级形成LC谐振电路，将电容C1中存储的能量传输到输出电容2。
谐振电路电流仿真结果如图1所示[3]。
图1中I s 是流经可控硅S CR 的电流，是流过二极管2的电流，变压器2的初级电流为Ip。
图中Ip 是谐振电流，其谐振频率如公式1所示。
(1)其中，为输出变压器T 2的初级电感；为电容1的电容量。
2 高压电源控制电路2.1 主控芯片高压电源采用两节电池供电，输出电压可达10 k V。
为满足重量轻、体积小、稳压性较好等特点，文中采用PIC12F1822作为核心控制器件。
PIC12F1822是一款高性能R ISC单片机，图2是PIC12F1822外围电路图。
电路中由单片机内部的PW M模块产生PW M信号控制反激电路,将电池电压转换成约400 V左右的直流电压。
直流开关稳压电源设计
直流开关稳压电源设计一、设计背景及意义随着电子技术的飞速发展，各类电子设备对电源的需求日益增长。
直流开关稳压电源以其高效、稳定、体积小、重量轻等优点，在通信、计算机、家用电器等领域得到了广泛应用。
设计一款性能优越、可靠性高的直流开关稳压电源，对于提高电子设备的整体性能具有重要意义。
二、设计目标1. 输出电压范围：12V±1V；2. 输出电流：2A；3. 转换效率：≥85%；4. 工作温度范围：25℃~+85℃；5. 具有过压、过流、短路保护功能；6. 体积小，便于安装。
三、设计方案1. 电路拓扑选择本设计采用开关电源的主流拓扑——反激式变换器。
反激式变换器具有电路简单、体积小、效率高等优点，适用于中小功率电源设计。
2. 主控芯片选型选用ST公司的STM32F103系列微控制器作为主控芯片，该芯片具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点，能够满足开关电源的设计需求。
3. 功率开关管选型功率开关管是开关电源的核心元件，本设计选用N沟道MOSFET作为功率开关管。
根据设计指标，选用IRF530N型号MOSFET，其导通电阻低，可降低开关损耗，提高转换效率。
4. 输出整流滤波电路设计输出整流滤波电路采用肖特基二极管和LC滤波电路。
肖特基二极管具有正向压降低、开关速度快的特点，适用于开关电源整流。
LC滤波电路能有效抑制输出电压纹波，提高输出电压稳定性。
5. 保护电路设计为实现过压、过流、短路保护功能，设计如下保护电路：（1）过压保护：在输出端设置一个电压比较器，当输出电压超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
（2）过流保护：在功率开关管源极串联一个取样电阻，实时监测电流值。
当电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
（3）短路保护：在输出端设置一个电流比较器，当输出电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
四、实验验证与优化1. 搭建实验平台，对设计的直流开关稳压电源进行测试，观察输出电压、电流、效率等参数是否符合设计要求。
基于小型高效直流开关电源的设计
线 性 稳 压 电源 的优 点 是 具 有 优 良 的纹 波 及 动 态 响 应 特 性 。 但 同时 存 在 以下 缺 点 ：输 入 采 用 ５ ０ Ｈ 工 频 变 压 器 ，体 积 庞 大 且 和 很 重 ； 电压 调 整 器 件 工 作 在 线 性 放 大 区 内 ， 损 耗 大 ， 效 率 低 ；过 载 能 力 差 。 线 性 电源 主 要 应 用 在 对 发 热 和 效 率 要 求 不 高 的 场 合 ，或 者 要 求 成 本 及 设 计 周 期 短 的情 况 。线 性 电源 作 为 板 载 电 源 广 泛 应 用 于 分 布 电源 系 统 中 ，特 别 是 当 配 电 电压 低 于 ４ ０ Ｖ 时 。 线 性 电 源 的 输 出 电 压 只 能 低 于 输 入 电压 ，并 且 每 个 线 性 电 源 只 能 产 生 路 输 出 。 线 性 电 源 的 效 率 在 百 分 之 三 十 五 到 百 分 之 五 十 之 间 ， 损 耗 以热 的 形 式 耗 散 。 １ ． ２ Ｐ ＷＭ 开 关 稳 压 电源 般 将 开 关 稳 压 电源 简 称 开 关 电源 ，开 关 电源 与 线 性 稳 压 电 源 不 同 ， 它 是 起 电压 调整 功 能 作 用 的器 件 ，始 终 工 作 在 开 关 状 态 开 关 电源 主 要 采 用 脉 宽 调 制 技 作 原 理 开 关 电源 主 要 采 用 直 流 斩 波 技 术 ， 即 降压 变 换 、 升 压 变 换 、变 压 器 隔 离 的Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ 变 换 电路 理论 和 Ｐ ｗ Ｍ 控 制技 术 来 实 现 的 。 具 有输 入 、 输 出隔 离 的Ｐ Ｗ Ｍ 开 关 电源 工 作 原理 框 图 ，如 图２ 所示 。
稳压两种类型 。
１ ． １线 性 稳 亚 电源 线 性 稳 压 电源 是 指 起 电压 调 整 功 能作 用 的 器 件 始 终 工 作 在 线 性 放 大 区 的直 流 稳 压 电源 ，期 工 作 原 理 如 图１ 。
直流开关电源设计课设
直流开关电源设计课设
直流开关电源是一种将交流电转换为直流电的电路，其具有工作效率高、体积小、重量轻等优点，广泛应用于电子设备、工业控制、通信等领域。
以下是一些关于直流开关电源设计课程设计的建议：
1. 设计任务和要求：在开始课程设计之前，需要明确设计任务和要求，如设计一个降压型直流开关电源，输入电压为220V交流电，输出电压为12V直流电，输出电流为5A等。
2. 电路原理图设计：根据设计任务和要求，设计电路原理图，包括主电路、控制电路、保护电路等。
在设计过程中，需要考虑电路的稳定性、可靠性和安全性。
3. 元器件选型：根据电路原理图，选择合适的元器件，如开关管、电感、电容、二极管等。
需要注意元器件的规格参数、性能指标和可靠性。
4. 计算和优化：根据设计任务和要求，进行电路参数的计算和优化，如开关频率、占空比、电感值等。
可以通过模拟仿真软件对计算结果进行验证和优化。
5. 实验调试：根据设计任务和要求，进行实验调试，包括电路板的制作、元器件的安装和调试、实际运行效果的测试等。
6. 报告撰写：在完成实验调试后，撰写课程设计报告，包括设计任务和要求、设计思路和方案、实验结果和分析等。
7. 答辩和评估：在完成课程设计报告后，进行答辩和评估，包括回答问题、展示成果、接受评估和改进建议等。
通过以上的课程设计过程，可以帮助学生深入了解直流开关电源的原理和设计方法，提高实际操作能力和解决问题的能力，同时也可以为学生的后续学习和职业发展提供支持和帮助。
开关直流电源设计(原理及结构)
并联型高频开关直流电源的系统设计关键字：开关电源 PWM 并联均流模块随着模块化电源系统的发展，开关电源并联技术的重要性日见重要。
这里介绍了一种新型并联型高频开关电源整流模块的系统设计方案。
其中，对开关电源的驱动电路、缓冲电路、控制电路及主要磁元件进行优化、设计。
控制电路以UC3525为核心，构成电流内环、电压外环的双环控制模式，实现系统稳压和限流。
并且通过小信号模型分析，对电压电流环的PI调节器进行设计。
近几年来，各式各样的开关电源以其小巧的体积、较高的功率密度和高效率越来越得到广泛的应用。
随着电力系统自动化程度的提高，特别是其保护装置的微机化，通讯装置的程控化，对电源的体积和效率的要求不断提高。
电源中磁性元件和散热器件成了提高功率密度的巨大障碍。
开关频率的提高可以使开关变换器（特别是变压器、电感等磁性元件以及电容）的体积、重量大为减小，从而提高变换器的功率密度。
另外，提高开关频率可以降低开关电源的音频噪声和改善动态响应。
但是由于开关管的通断控制与开关管上流过的电流和两端所加的电压无关，而早期的脉宽调制（PWM）开关电源工作在硬开关模式，在硬开关中功率开关管的开通或关断是在器件上的电压或电流不等于零的状态下强迫进行的，电路的开关损耗很大，开关频率越高，损耗越大，不但增加了热设计的难度而且大大降低了系统得可靠性，这使得PWM开关技术的高频化受到了许多的限制。
根据高频电力操作电源的设计要求，结合实际的经验和实验结果选择合适的开关器件，设计出稳定可靠、性能优越的控制电路、驱动电路、缓冲电路以及主要的磁性元器件。
对最大电流自动均流法的工作原理以及系统稳定性进行了较为深入的研究。
采用均流控制芯片UC3907设计了电源的均流控制电路，使模块单元具有可并联功能，可以实现多电源模块并联组成更大功率的电源系统。
1、系统原理的设计思想在设计大型的开关电源模块时，首先需要对系统有一个整体的规划，以便于设计整体结构及相应的辅助电源。
小功率电源开关设计论文
毕业设计题题：小功率开关电源技术的设计学校：烟台汽车工程职业技术学院系别：电子工程系专业：生产过程自动化班级： 08341 学号：学生：张克伟指导老师：何晓华2011年4月课题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、又笨又重的线性电源。
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。
本次设计采用典型的反激式开关电源结构设计形式，以UC3842作为控制核心器件，运用脉宽调制的基本原理，并采用辅助电源供电方式为其供电，有利于增大主电源的输出功率。
采用场效应管作为开关器件，其导通和截止速度很快，导通损耗小，这就为开关电源的高效性提供保障。
同时，电路中辅以过压过流保护电路，为系统的安全工作提供保障，本电路注意改善负载调整率,降低了电磁串扰，达到绿色环保的目的。
输出电压可调，使其可适用于不同场合。
目次1 引言 (1)2 系统方案选择和论证 (2)2.1 设计要求 (2)2.2系统基本方案 (2)2.3方案选择和论证 (3)2.3.1 主电路方案 (3)2.3.2 主电路功率模块 (6)2.3.3 控制电路的选择 (8)2.3.3 系统方案确定 (9)3 系统设计与实现 (10)3.1系统硬件的基本组成 (10)3.2 主要单元的电路设计 (10)3.2.1 主要电路部分电路设计 (10)3.2.2 控制回路单元的设计 (15)4 主要元件介绍 (17)4.1 光电耦合器 (17)4.2肖特基二极管 (18)4.3 基准电压 (19)4.4 UC3842介绍 (20)结论 (22)参考文献 (22)附录一元器件清单 (23)附录二总原理图 (24)1 引言电是工业的动力，是人类生活的源泉。
10kw直流开关电源设计-学位论文
摘要开关电源具有效率高、体积小、重量轻等显著特点。
目前世界各国都有广泛的应用，特别是对大容量高频开关电源的研究和开发已成为当今电力电子学的主要研究领域，并派生了很多新的研究方向。
本设计的题目为10kW直流开关电源的设计，直流开关电源的工作原理：电网输送来的交流电经整流滤波电路变为直流，经过高频逆变电路变为高频交流，通过高频变压器将高频交流电变压，然后高频交流电经单相桥式整流滤波电路变为直流。
根据直流开关电源的工作原理确定设计方案，选择三相桥式不控整流滤波电路作为主电路的输入级电路，通过分析比较各种变化器的优缺点，选用移相式全桥变换器，设计了高频变压器，选择单相桥式整流电路作为主电路的输出级电路，在电压调节环节上，详细分析了基于UC3825控制芯片的PWM控制电路。
并根据任务要求完成了IGBT驱动电路、系统反馈电路的、保护电路、辅助电源以及均流电路的设计。
本次设计的10kW直流开关电源具有输出电压可调、输出电流大、纹波小等特点。
实验结果表明它基本达到设计要求，从而验证了理论分析的正确性，具有广阔的应用前景。
关键词：变换器；开关电源；高频变压器；PWM控制AbstractSwitching power supply with high efficiency, small size, light weight and other significant characteristics. At present, all the countries in the world have a wide range of applications, especially in the research and development of large capacity and high frequency switching power supply has become a main research field of modern power electronics, and derive a lot of new research directions.The subject of this design is the design of 10kW DC switching power supply, the working principle of DC switching power supply: the grid to the AC rectified filter circuit into a DC, after high frequency inverter circuit into a high-frequency alternating current, high frequency alternating current transformer by high-frequency transformer will, then high frequency AC single-phase bridge rectifier filter circuit for dc. According to the design scheme to determine the working principle of DC switching power supply, selection of three-phase uncontrolled rectifier filter circuit as the input circuit of main circuit, comparing the advantages and disadvantages of various changes through the analysis, selection of phase-shift full bridge converter, high frequency transformer design, selection of single phase bridge rectifier circuit as output circuit of the main circuit, on the voltage regulation part, a detailed analysis of the UC3825 control chip control circuit based on PWM. And the IGBT drive circuit, feedback circuit, protection circuit, auxiliary power supply and a flow equalization circuit is designed according to the requirement of the task.The design of 10kW DC switching power supply has the characteristics of adjustable output voltage, output current, low ripple. The experimental results show that it meets the design requirement, which verifies the correctness of the theoretical analysis, has a broad application prospect.Keywords: converter；Switching power supply；high-frequency transformer；PWM control目录第1章绪论 (1)1.1 开关电源的简介 (1)1.2 开关电源的发展及国外现状 (1)1.3 国内开关电源的发展及现状 (3)第2章系统分析和设计方案确定 (5)2.1系统整体概述 (5)2.2变换器的选择 (6)2.3控制电路的实现 (6)2.4 整流滤波电路的选择 (8)2.4.1 输入整流滤波回路 (8)2.4.2 输出整流滤波回路 (8)第3章开关电源主电路的设计 (9)3.1 开关电源的设计要求 (9)3.2 主电路组成框图 (9)3.2.1 输入整流滤波电路 (10)3.2.2移相式全桥变换器的设计 (12)3.2.3 输出整流滤波电路 (16)第4章控制电路的设计 (19)4.1 PWM集成控制器的基本原理 (19)4.2 高速脉宽调制器UC3825 (19)4.2.1 主要特点 (21)4.2.2 极限参数 (21)4.2.3 内部电路工作原理 (22)4.3 UC3825的调试 (24)4.4 反馈电路的设计 (25)第5章保护电路的设计 (28)5.1 软启动电路的设计 (28)5.2 过流过压保护 (29)第6章辅助电源设计 (32)第7章均流电路设计 (34)7.1 均流电路概述 (34)7.2 开关电源并联系统常用的均流方法 (34)第8章结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录1 (40)附录2 (41)第1章绪论1.1开关电源的简介开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET 构成。
小功率开关电源设计
输出电路：用于将高频方波脉冲电压经整流滤波后变成直流电压输出。
控制电路：输出电压经过分压、采样后经此电路与基准电压进行比较、放大。
频率振荡发生器：由频率震荡发生器产生一种高频波段信号，该信号与控制信号叠加进行脉宽调制，达到脉冲宽度可调。
电能的转换通常使用高频电子开关，在它的一个开关周期T内，其接通时间 与整个周期之比称为接通占空比，即接通占空比D= /T,开关断开时间 与周期之比称为断开占空比，即断开占空比D'= /T。容易知道，D越大，负载上的电压就越高，这表明电子开关接通时间越长，负载感应电压、工作频率越高，这有助于开关电源的高频变压器实现小型化和增加能量传递速度。但同时开关电源中断开关功率管、高频变压器、控制集成电路以及输入整流二极管的发热量也会变高、加大损耗。
2.
2.1
开关电源的核心电路是开关电源中的电力电子电路，即主电路。对不同种类开关电源主电路的工作原理有深入的理解，是进行开关电路选型的基础，也是主电路和控制电路设计的基础。
根据电路是否具有回馈能力、输入端和输出端是否电气隔离以及电路的结构形式等三个原则，可以将开关电源中的电力电子电路分为不同的种类。不同种类的电路有着不同的特点和应用场合。总的来说，非回馈型的电路要比回馈型的电路结构简单、成本低，而绝大部分应用不需要开关电源具备回馈能力，所以，非回馈型的电路应用远比回馈型的电路广泛。非隔离型的电路要比隔离型的电路结构简单、成本低，但多数应用需要开关电源的输入端与其输出端隔离，或需要多组相互隔离的输出，因此，隔离型的电路应用更为广泛。
The thesis, completed the following:
(1)Need to select the switching power supply topology;
开关电源设计计算公式
开关电源设计计算公式开关电源是一种能将交流电转换为直流电的电源，其特点是高效率、体积小、功率密度高。
开关电源的设计可分为两个部分：功率部分和控制部分。
功率部分主要包括输入滤波电路、整流电路、滤波电路和开关变换电路等；控制部分主要包括PWM控制电路和反馈控制电路等。
下面将详细介绍开关电源设计的计算公式。
1.输入电压计算公式：开关电源的输入电压可以由交流电源转换得到。
常用的交流电压为220V或110V。
对于220V交流电压来说，经过整流和滤波后，得到的平均电压为：Vavg = Vpk / π其中，Vavg为平均电压，Vpk为峰值电压。
2.输出电压计算公式：开关电源的输出电压取决于开关变换电路的设计。
常见的开关变换电路包括降压变换、升压变换和变换。
a.降压变换电路：降压变换电路是将输入电压通过变压器降低得到所需的输出电压。
降压变换电路的输出电压计算公式为：Vo = Vin * (D / (1-D))其中，Vo为输出电压，Vin为输入电压，D为占空比。
b.升压变换电路：升压变换电路是将输入电压通过变压器升高得到所需的输出电压。
升压变换电路的输出电压计算公式为：Vo = (Vin / (1-D)) * D其中，Vo为输出电压，Vin为输入电压，D为占空比。
c.变换电路：变换电路是将输入电压通过变压器升高或降低得到所需的输出电压。
变换电路的输出电压计算公式为：Vo = (Vin / (1-D1)) * D1 * (1-D2)其中，Vo为输出电压，Vin为输入电压，D1和D2为占空比。
3.电流计算公式：开关电源的电流计算包括输入电流和输出电流。
a.输入电流计算公式：输入电流计算公式为：Iin = Pout / (η * Vin)其中，Iin为输入电流，Pout为输出功率，η为开关电源的效率，Vin为输入电压。
b.输出电流计算公式：输出电流计算公式为：Iout = Pout / Vo其中，Iout为输出电流，Pout为输出功率，Vo为输出电压。
300w开关电源方案
300W开关电源方案概述本文档将介绍一种可以提供300W输出功率的开关电源方案。
开关电源是一种能够将输入电压转换为稳定输出电压的电源装置。
它使用开关器件（通常是晶体管或MOSFET）来控制输入电压的开关行为，从而实现调整输出电压的目的。
系统设计输入电路开关电源的输入端通常需要接受来自电网的交流（AC）电压。
为了适应不同的输入电压范围，我们将采用变压器和整流桥的组合。
变压器可以将电网提供的高电压降低为适当的中间电压，整流桥则将交流电转换为直流电。
滤波电路直流输出的电压经过整流后，仍然存在一些纹波和噪声。
为了降低这些干扰，我们需要设计一个滤波电路。
常用的滤波电路包括电容滤波和电感滤波。
电容滤波器通常用于去除高频噪声，而电感滤波器则用于去除低频纹波。
锁相环（PLL）为了确保开关频率稳定且与输入电压同步，我们将使用一种称为锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）的技术。
PLL通过比较输入信号和参考信号的相位差，并调整输出信号的频率，从而使两者保持同步。
这将确保开关器件以恰当的时机开关，从而实现输出电压的稳定。
控制器开关电源的控制器负责监测和调整输出电压。
它通常由一个微处理器或专用的控制芯片实现。
控制器通过测量输出电压并与参考电压进行比较，控制开关器件的开关频率和占空比，以保持稳定的输出。
开关器件开关器件是实现开关电源功能的核心组件。
常见的开关器件包括晶体管、场效应晶体管（MOSFET）和双极性晶体管（BJT）。
它们通过开关行为控制输出电压。
选择适当的开关器件非常重要，因为它们的开关速度、功耗和可靠性等特性将直接影响到整个系统的性能。
反馈回路为了实现输出电压的稳定性，我们将使用反馈回路。
反馈回路通过将一部分输出电压引导回控制器，并与参考电压进行比较来调整开关行为。
采用合适的反馈网络设计可以实现很高的输出稳定性和响应速度。
性能参数输出功率：300W本方案设计的开关电源具有300W的输出功率，可以满足大多数低功率应用的需求。
直流开关电源的设计
直流开关电源的设计1. 引言直流开关电源是一种根据输入电源的电压转换为特定输出电压的电源装置，常用于电子设备、通信设备和工业设备中。
本文将介绍直流开关电源的设计原理、关键参数和设计步骤。
2. 设计原理直流开关电源设计的核心是使用开关元件（如MOSFET）进行电压转换。
其工作原理如下：1.输入电压通过整流电路进行整流，并经过滤波电路去除杂散波动，得到一个平滑的直流电压。
2.转换电路使用开关元件将直流电压转换为高频脉冲信号。
3.输出滤波电路平滑高频脉冲信号并降低输出电压纹波。
4.控制电路根据输出电压反馈信号控制开关元件的导通和断开，以维持稳定的输出电压。
3. 关键参数在直流开关电源设计中，有几个关键参数需要考虑：3.1 输入电压范围输入电压范围决定了直流开关电源能够适应的外部电源情况。
一般情况下，输入电压范围应根据应用需求选择合适的数值范围。
3.2 输出电压和电流输出电压和电流是直流开关电源的最重要的输出参数。
根据不同的应用需求，需要确定合适的输出电压和电流数值。
3.3 效率直流开关电源的效率是指输出功率与输入功率之间的比值，通常以百分比表示。
高效率是设计过程中需要追求的目标之一，可通过优化电路拓扑和选择合适的元件来提高效率。
3.4 纹波与噪声直流开关电源输出电压的纹波和噪声对于一些敏感的应用来说是非常重要的指标。
纹波是指输出电压的小幅度波动，而噪声是指随机的杂散信号。
设计过程中需要注意控制纹波和噪声，以满足不同应用的需求。
4. 设计步骤以下是直流开关电源的设计步骤：4.1 确定输出电压和电流需求根据具体的应用需求，确定直流开关电源的输出电压和电流数值。
4.2 选择开关元件根据输出电压和电流要求，选择合适的开关元件，如MOSFET。
4.3 设计输出滤波器设计输出滤波器以降低输出电压的纹波和噪声。
可以使用电容和电感元件组成滤波器。
4.4 设计控制电路设计控制电路以测量输出电压，并根据反馈信号控制开关元件的导通和断开，以维持稳定的输出电压。
基于小型高效直流开关电源的控制电路设计
基于小型高效直流开关电源的控制电路设计摘要：本文首先对直流开关电源中控制电路部分所采用的单片开关电源芯片top247yn相关原理及工作过程作以介绍，然后按照直流开关电源所指定的一些主要技术指标，对电源芯片top247yn 的外围电路的具体设计过程进行了详细分析。
控制电路的具体设计和各种相关参数的选择都体现出了小型、高效的设计主旨。
该设计方案对应的电路系统具有较好的稳定性和可靠性。
关键词：直流开关电源控制电路 top247yn 外围电路中图分类号：tn86 文献标识码：a引言目前，各种各样的开关电源以其小巧的体积、较高的功率密度和高效率正越来越得到广泛的应用。
伴随着电力系统自动化程度的提高，特别是其保护装置的微机化，通讯装置的程控化，对电源的体积和效率的要求也在不断提高。
可以说，适应各类开关电源的控制集成电路功能正在不断完善，集成化水平不断提高，外接原件也是越来越少。
开关电源的研制生产正在日趋简化，成本也日益下降，而且集成控制芯片种类也越来越多。
针对开关电源，其中的控制电路部分发挥着很大作用，对于一个电路是否能够输出一个稳定的直流电压，反馈环节就显得尤为重要。
如今，在直流开关电源中，大都采用pwm控制方式来调整占空比从而进一步来调整输出电压[1]。
在开关电源中，控制电路通常都是采用集成控制芯片来加以控制。
在本文设计中，考虑到小型、高效的设计初衷，控制电路部分决定采用集成化程度较高的单片开关电源芯片top247yn，通过它可把mosfet和pwm控制电路较好地集成在一起，这样可使得芯片外围电路更简单而实用，从而使得设计出的开关电源更加小型化。
1、 top247y的基本工作原理及主要工作过程在本文设计中采用的top247y就是属于第四代开关器件。
其主要工作原理是：top247y控制芯片是利用反馈电流ic来通过调节占空比d，从而达到稳定输出电压的目的，属于pwm控制类型中的pwm型电流反馈模式。
当输出电压升高时，经过光耦反馈电路使得ic增加，则占空比将减小，从而达到稳压的目的[3]。
小功率开关电源方案
小功率开关电源方案引言在现代电子设备中，小功率开关电源被广泛应用于各种便携设备、无线传感器网络和嵌入式系统中。
其主要特点是高效率、体积小以及成本低廉。
本文将介绍小功率开关电源的基本原理、设计要点以及常用的方案。
1. 小功率开关电源的基本原理小功率开关电源是一种将直流电转换为低电压、高电流的电源。
它由输入端、输出端和能量转换部分组成。
其中，能量转换部分是实现电源功能的核心部件。
1.1 输入端小功率开关电源的输入端主要是直流电源或者直流电池。
其特点是输入电压较低，一般在5V或以下。
1.2 输出端小功率开关电源的输出端一般为直流电压或直流电流。
根据具体应用的需求，输出电压通常在3V至12V之间。
1.3 能量转换部分能量转换部分是实现电源功能的核心部件，它由开关管、电感、电容和稳压电路组成。
•开关管：开关管是负责将输入电源接通和切断的关键部件。
常见的开关管有MOS管和BJT管。
•电感：电感在能量转换过程中扮演着储能的角色，它能够提供稳定的电流输出。
•电容：电容则用来平滑电流，减小输出端纹波。
•稳压电路：稳压电路用于将输出电压稳定在设定的范围内，并提供过载和短路保护功能。
2. 小功率开关电源的设计要点2.1 效率小功率开关电源的效率是一个重要的设计指标，它决定了电源的功耗和发热量。
为了提高效率，设计者可以采用以下方法：•选择低损耗的开关管和电感；•减小输出端纹波，降低滤波电容的损耗；•优化稳压电路，减少功耗。
2.2 体积随着移动设备的普及，对于小功率开关电源的体积要求越来越高。
为了减小体积，设计者可以采取以下措施：•选用小尺寸的电感和电容；•采用表面贴装技术，减少元件的体积；•优化电路布局，尽量减小电路板的面积。
2.3 成本小功率开关电源的成本是一个重要的考虑因素。
为了降低成本，设计者可以从以下方面入手：•选择成本较低的元件，如集成稳压芯片等；•利用标准化设计，减少研发成本；•优化电路，降低电路的复杂度。
小功率RCC开关电源充电器设计
作者：郭靖于2006-6-302:29:00发布：回复主题：一款手机充电器电路电路真够“精减”的，高压端居然连个小滤波电容都省掉了，而启动保护只用R1限流了事。
工作如下：D1～D4整流后的电压，由于电路这时刚刚启动，经R2启动电阻给Q1提供一小偏流就能使Q1开始工作，Q1启动后，连接于Q1C端的电感线圈也就开始有电流流过，副边电感线圈也产生感应电压，并通过R3、C2向Q1进一步提供工作偏流。
当Q1B端电压到达一定值时，ZD1开始导通向C3并分流Q1B端电流，促使Q1截止。
Q1截止后副边电感线圈的反电动势经D6给C3反充电。
同样由于反电动势的作用，次级通过D8向负载供电之后又再次循环工作。
作者：abc于2007-8-2922:39:16发布：确实还可以再减一点的.1、桥式整流实属多余，用一个二极管即可2、C1、D5是为在三极管截止保护三极管而设，用一个50K左右的电阻即可3、D7的作用是防止三极管因为发射结反向电压过大而烧坏三极管，但在变压器参数上多做一点考虑，还是可以省掉。
该电源的原理很简单，去掉D5、C1、R2、D7、DZ1、D6、C3，很清楚的一个反馈式振荡电路，但是要注意变压器绕组的同名端。
添加以上元件的作用有二：保护三极管、稳定输出电压。
可以对上述电路进行一下改进：1、上图通过R1电阻进行限流，如果输出短路的话，势必仍会烧坏三极管，可以加一个9014进行过流检测。
2、上图的基础实际是一个反馈式正弦波振荡电路，通过DZ1检测输出电路进行占空比的调节从而达到稳压。
三极管的集电极电路在上升沿仍是正弦，另外下降沿也不陡峭，可以使用复合管使其上升沿和下降沿更陡，提高效率。
3、楼上的提过了这个电路是够省的，但省的不是地方，输入端的EMI滤波，是开关电源的根本，也就是在中国，电器入网无需许可，才催生出这种廉价的产品。
另外，像这种电源一般输出功率在1W左右，整流之后用一个0.1u的电容滤波即可。
12楼：>>参与讨论分析一个电源，往往从输入开始着手。
直流开关电源的设计
直流开关电源的设计概述直流开关电源是一种常用的电源类型，用于在电子设备中提供稳定的直流电压。
它由三个关键部分组成：变压器、整流器和稳压器。
在本文中，我们将探讨直流开关电源的设计原理和步骤。
设计原理直流开关电源的设计原理基于功率转换和电路控制技术。
其基本工作原理如下：1.变压器将交流输入电压变换为所需的直流输出电压。
2.整流器将变压器输出的交流电压转换为脉冲电压。
3.稳压器通过对脉冲电压进行滤波和稳压，将其转换为稳定的直流输出电压。
设计步骤设计直流开关电源的步骤如下：第一步：确定电源需求首先，需要确定直流开关电源的输入和输出要求。
输入要求包括输入电压和频率，输出要求包括输出电压和电流。
第二步：选择变压器根据电源需求选择适当的变压器。
变压器的选取应考虑到输入和输出电压之间的变换比，以及变压器的功率容量。
第三步：选择整流器整流器将变压器输出的交流电压转换为脉冲电压。
常见的整流器类型有半波整流和全波整流。
根据功率要求，选择合适的整流器。
第四步：选择稳压器稳压器通过对脉冲电压进行滤波和稳压，将其转换为稳定的直流输出电压。
选择合适的稳压器应考虑到输出电压稳定性，负载调节性能以及效率等因素。
第五步：设计控制电路设计控制电路以实现对直流开关电源的稳定输出。
控制电路一般使用反馈控制原理，通过对输出电压进行采样并与参考电压进行比较，调整开关器件的导通时间来实现稳定输出。
第六步：布局与连线在设计完成后，需要进行电路的布局与连线。
布局应合理安排各个元件的位置，以保证电路的稳定性和可靠性。
连线应遵循电路设计原则，避免干扰和回路。
第七步：测试与调试完成电路布局后，需要进行测试与调试，以确保直流开关电源的正常工作。
测试过程中应注意安全措施，并对异常情况进行排查和修复。
总结通过以上步骤，我们可以完成直流开关电源的设计。
设计过程中需要考虑电源需求、选择合适的变压器、整流器和稳压器，并设计控制电路实现稳定输出。
布局与连线应合理安排，测试与调试确保电路正常工作。
功率30W的小型开关电源方案分享之主电路设计
功率30W的小型开关电源方案分享之主电路设计
小型开关电源是目前民用家居领域的设计重点方向之一，本文将会通过今明两天的分享，为各位工程师们分享一种基于基于ICE2A365的30W开关电源设计方案，以便于工程师在平时的设计过程中进行参考。
在今天的方案分享中，本文将会就这一稳压型开关电源的主电路和控制电路设计情况进行简析。
系统整体设计
本文所设计的这一基于ICE2A365的稳压型开关电源，其原理框图如下图图1所示，其电路原理如下图图2所示。
这一小功率的开关电源，其输出功率为30W，选择使用ICE2A365芯片来完成设计。
图1 开关电源原理框图
图2 开关电源系统图
从图2所提供的这一30W小功率稳压开关电源的系统设计图中可以看到，在这一小功率开关电源的系统中，220V的市电交流电压先经过电源噪声滤波，该部分电路的目的是减少电磁干扰;再通过桥式整流和电容C7滤波后得到直流高压。
该高压供给高频变压器的初级绕组，在高频脉冲的作用下，电路处于开关状态，从而使电压通过变压器耦合到次级，副绕组给控制芯片电源提供电压，次级再经过肖特基二极管MBR20100整流和滤波电路I2、
C10、C12滤波，最后通过TL43l给输出提供一个2.5V的基准电压。
其输出。
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小功率直流开关电源的设计1.电路结构选择图1.组成框图输入电路输入电路包括线性滤波电路、浪涌电流控制电路和整流电路。
起作用是把输入电网的交流电转化为符合要求的开关电源直流输入电源。
变换电路变换电路含开关电路、输出隔离电路等，是电源变换的主通道，完成对带有功率的电源波形进行斩波调制和输出。
这一级的开关功率管是其核心器件。
控制电路控制电路的作用是向驱动电路提供调制后的矩形脉冲，达到调节输出电压的目的。
开关稳压电源与传统的线性稳压电源相比具有体积小、重量轻、效率高等优点，已成为稳压电源的主流产品。
为使电源结构简单、紧凑，工作可靠、减少成本，小功率开关稳压电源常采用单端反激型或单端正激型电路。
与单端反激型相比，单端正激型开关电流小、输出纹波小、更容易适应高频化。
用电流型PWM 控制芯片UC3843构成的单端正激型开关稳压电源的主电路如图2所示。
图2主电路的结构实用的单端正激型开关稳压电源必须加磁通复位电路,以泄放励磁电路的能量。
如图2所示，开关管Q导通时D1导通，副边线圈N2向负载供电，D4截止，自馈电线圈Nf电流为零；Q关断时D1截止，D4导通，Nf经电容C1滤波后向UC3843供电，同时原边线圈N1上产生的感应电动势使D3导通，并加在RC上。
由于变压器中的磁场能量可通过Nf泄放，而不像一般的RCD磁通复位电路消耗在电阻上，这可减少发热，提高效率。
2.电源技术规格输入电压：AC110/220V；输入电压变动范围：90V～240V；输入频率：50/60Hz；输出电压：12V；输出电流：2.5A；工作频率的选择：UC3843的典型工作频率为20kHz～500kHz。
开关频率的选择决定了变换器的许多特性。
开关频率越高,变压器、电感器体积越小,电路的动态响应也越好。
但随着频率的提高,诸如开关损耗,门极驱动损耗,输出整流管的损耗会越来越突出,而且频率越高,对磁性材料的选择和参数设计要求会越苛刻,另外,高频下线路的寄生参数对线路的影响程度难以预料,整个电路的稳定性,运行特性以及系统的调试会比较困难。
本电路中,选Rt=1.8kΩ,Ct=10nF。
由UC3843A定时电阻,电容与振荡器频率的关系曲线图,可得开关频率为f=85kHz，周期T=11.8μs；占空比：设计无工频变压器的单端正激型开关电源时，一般占空比D最大不超过0.5,这里选择Dmax=0.5。
则Tonmax=T·Dmax=5.9μs。
3.电源设计3.1变压器和输出电感的设计根据电源规格、输出功率、开关频率,选择PQ26/25磁芯，磁芯截面积Se=1.13cm2，磁路有效长度le=6.4cm,磁芯材料为MXO2000,饱和磁通密度Bs=0.4T。
取变压器最大工作磁感应强度Bmax=Bs/3=0.133T，则电感系数AL值为：AL=(0.4πμrSe/le)10－6=4.44(μH/N2)变压器原边线圈匝数为：N1=UImin×Tonmax/Bmax×Se式中UImin为最小直流输入电压。
考虑到交流输入电压为110V±20％,则交流输入电压最小值约为90V，即UImin=90×=127V。
代入得N1=49.9，取50匝。
原边线圈电感为：L1=N12AL=11.1mH。
副边线圈匝数为：N2=式中UDF、UL分别为整流二极管D1和输出电感L上的压降,取UDF＋UL=0.7V,代入得N2=10匝。
副边线圈电感为：L2=N22AL=444μH。
开关管断开时N1两端会产生感应电动势,为了保证开关管正常工作,将感应电势限制到eL≈300V。
自馈电线圈要向UC3843提供VCC=12V工作电压，按电容C1上电压UC1=16V考虑,可保证足够供电给UC3843，由Nf=(Uc1/eL)N1可得Nf=2.67取3匝。
变压器副边电流为矩形波，其有效值I2=Io·=1.77A，导线电流密度取4A/mm2，所需导线截面为1.77/4=0.44mm2，选用截面积为0.1521mm2的导线(Φ0.49)三根并绕。
同样可选择原边导线，原边电流有效值I1=Io·=0.354A,所需导线截面为0.354/4=0.0885mm2,选用截面积为0.09621mm2的导线(Φ041)。
取输出电感的电流变化ΔIL=0.2Io=0.5A,则输出电感为：L=Tonmax 式中U2min为副边线圈最小电压,U2min=(Uo＋UDF＋UL)/Dmax=25.4V，取UDF=0.5V，Uomax=13V,代入可得L=140μH。
根据输出电感上电流IL=Io，所需导线截面应为：2.5/4=0.625mm2，选择截面积为0.6362mm2的导线(Φ096)。
3.2开关管、整流二极管、续流二极管的选择由于开关管断开时原边线圈N1两端的感应电动势限制到eL≈300V，输入交流电压经全波整流电容滤波后，直流输入电压的最大值UImax=240×=339V，所以整流二极管所承受的最高反向电压UD1P=eL（N2/N1）=60V，续流二极管所承受的最高反向电压UD2P=UImax(N2/N1)=68V。
流过整流二极管和续流二极管的最大电流ID1P=ID2P=Io＋0.5ΔIL=2.75A。
根据以上计算选择肖特基半桥MBR20100CT,平均整流电流20A,反向峰值电压100V。
开关管承受的最大电压Udsp=339＋300=639V。
变压器励磁电流的最大值ITrP=(UImax/L1)Tonmax=180mA,开关管最大电流IdsP=(ID1PN2/N1)＋ITrP=0.73A。
根据以上计算,选用功率MOSFET2SK792，漏源击穿电压BVDS=900V，最大漏极电流IDmax=3A。
3.3反馈电路的设计电流反馈电路采用电流互感器检测开关管上的电流,原理如图3所示。
电流互感器的输出分为电流瞬时值反馈和电流平均值反馈两路,R2上电压反映电流瞬时值,开关管上的电流增大会使UR2增大,当UR2大于1V时，UC3843芯片输出脉冲关断。
调节R1、R2分压比可改变开关管的限流值，实现电流瞬时值的逐周期比较，这属于限流式保护。
输出脉冲关断，实现对电流平均值的保护，这属于截流式保护。
两种过流保护互为补充，使电源更为安全可靠。
采用电流互感器采样使控制电路与主电路隔离，同时与电阻采样相比降低了功耗，有利于提高整个电源的效率。
电压反馈电路如图4所示，输出电压通过集成稳压器TL431和光耦反馈到UC3843（1）脚，调节R1、R2分压比可设定和调节输出电压，达到较高的稳压精度。
如果输出电压Uo升高，集成稳压器TL431阴极到阳极的电流增大，使光耦输出三极管电流增大即UC3843（1）脚对地的分流变大，UC3843输出脉宽相应变窄，输出电压Uo减小。
同样地，如果输出电压Uo减小，可通过反馈调节使之升高。
图3电流反馈电路图4电压反馈电路图5变压器过热保护电路图6输出过电压保护电路图7空载保护电路图8输入滤波电路3.4保护电路的设计图5为变压器过热保护电路，R3=R4,NTC为粘贴在变压器上的负温度系数的热敏电阻，常温下RNTC R2，运放U1构成滞环比较器。
正常工作时，NTC阻值较大，运放U＋<U－，输出为零；当温度上升到设定值时，运放U1输出为高电平，送到PWM控制芯片使输出脉冲关断。
图6为输出过电压保护电路。
稳压管DZ的击穿电压稍大于输出电压额定值，输出正常时，DZ不导通，晶闸管V门极电压为零,不导通。
当输出过压时DZ击穿，V受触发导通，使光耦输出三极管电流增大，通过UC3843控制开关管关断。
图7为空载保护电路。
为了防止变压器绕组上电压过高，同时也为了使电源从空载到满载的负载效应较小，开关稳压电源输出端一般不允许开路。
图7中R2R3,给运放同相输入端提供固定的小电压U＋。
R8为取样负载电流的分流器,当外电路未接负载RL时，R8上无电流,运放反相输入端电压U－=0，因而U＋>U－，运放输出电压较高，使三极管V1饱和导通，将电源内部的假负载R7自动接入。
当电源接入负载RL时,R8上的压降使U－>U＋,运放输出电压为零,V1截止,将R7断开。
3.5输入滤波电路的设计输入滤波电路具有双向隔离作用,它可抑制从交流电网输入的干扰信号,同时也防止开关电源工作时产生的谐波和电磁干扰信号影响交流电网。
电路如图8所示，是一种复合式EMI滤波器，L1、L2和C1构成第一级滤波，共模电感TR和电容C2、C3进行第二级滤波。
C1主要用来滤除差模干扰，选用高频特性较好的薄膜电容。
电阻R给电容提供放电回路，避免因电容上的电荷积累影响滤波器的工作特性。
C2、C3跨接图9空载时输入功率波形图10半载时输入功率波形图11满载时输入功率波形图12漏极电压Uds波形在输出端，能有效抑制共模干扰。
为了减小漏电流C2、C3宜选用陶瓷电容器。
4.实验结果图9～图11为输入电压220V的条件下,输出端的负载状况分别为空载、半载和全载时，输入端的功率波形图。
由这3个图可以看出，输入功率是个脉冲序列，周期为10ms，即每半个工频周期电源输入端通过整流桥为输入平滑滤波电容充一次电。
测量输入功率时串联于输入端的采样电阻为2.0Ω，因此功率为图示值除以2。
半载时输出功率为:12.3662/10=15.29W，全载时输出功率为：12.2552/5=30.04W。
电路正常工作时，漏极电压波形如图12所示。
4.1输出电压在各种不同的负载状况下，当输入电压从90V变化到250V时，相应输出电压测试结果如表1所示：表1各种负载状况下的输出电压4.2效率实测各种负载状况下的效率如表2所示。
300 2003 36021529 30047634 8340表2各种负载状况下的效率4.3输出纹波电压实测输出纹波电压峰峰值半载时为40mV；满载时为50mV。
5.结语介绍了一种实用的30W开关稳压电源电路的设计过程，该电源采用单端正激型电路结构，输出纹波较小，依靠自馈电线圈泄放变压器中的磁场能量，实现磁通复位，可减少发热，提高效率，而且去磁绕组匝数少，减小了变压器体积。
应用电流型PWM控制器UC3843，提高了电源的动态响应速度，引入了过压、过流、过热、空载等保护，使电路能可靠工作。
总之，该电源体积小、重量轻、纹波较小，效率较高，输出电压稳定度高，源效应和负载效应较小，保护电路较为完善,适用于功率小、要求体积小、效率高的场合。