启动开关电路设计
mos管开关软起动典型电路 -回复
mos管开关软起动典型电路-回复【MOS管开关软起动典型电路】引言MOS管开关软起动典型电路是一种被广泛应用于电力系统中的控制电路。
它通过调节MOS管的驱动信号,实现对电路的软起动。
本文将从原理讲解、电路设计、步骤分析等方面,详细介绍MOS管开关软起动典型电路的工作原理和实际应用。
一、原理讲解MOS管是一种常用的开关元件,具有速度快、功耗低、控制方便等特点。
在电力系统中,为了满足设备对电流的需求,常常需要对电路进行软起动,即在电路开始运行时,逐渐加大电流输出,以避免电流突变对设备和电网造成的影响。
MOS管开关软起动典型电路的实现原理是利用MOS管的驱动信号来控制电流的输出。
当启动电路时,通过控制信号调整MOS管的驱动电压和电流,使MOS管的导通电阻逐渐减小,从而实现电流的软启动。
这样可以有效地避免电流的突变,提高电路的稳定性和安全性。
二、电路设计1. 选择MOS管:在设计MOS管开关软起动典型电路时,首先要选择合适的MOS管。
一般来说,应选择导通电阻小、开关速度快、耐压能力强的MOS管。
2. 电源设计:根据电路的需求,选择合适的电源供电。
一般情况下,稳压电源是比较理想的选择,它可以提供稳定可靠的电压输出。
3. 驱动电路设计:设计驱动电路是MOS管开关软起动电路设计的重要一环。
驱动电路的设计应考虑到MOS管的驱动电压和电流要求,以及信号的稳定性和可靠性。
4. 控制信号设计:控制信号是通过控制电路产生的,可以是数字信号、模拟信号或PWM信号等。
设计控制信号时要考虑到MOS管的控制需求以及信号的稳定性和可调控性。
三、步骤分析1. 初始参数设置:根据实际需求,确定起动前的初始参数,包括电流大小、起动时间等。
2. 驱动信号调节:根据软起动的要求,通过驱动电路控制MOS管的驱动信号,调节MOS管的导通电阻逐渐减小,实现电流的平稳起动。
可以通过改变驱动电流或驱动电压的大小来调节MOS管的导通电阻。
3. 监测与调整:在软起动的过程中,要不断监测电流变化情况,并根据实际情况进行适当调整。
手持式产品开关机电路设计
手持式产品开关机电路设计
目前市场上出现越来越多手持式形态的产品,往往需要搭载电池。
从电池使用寿命以及充电一次的使用时长考虑,一般都会增加强制关机功能,即芯片等耗电器件彻底掉电的情形。
例如我们手机的开机键设计,仅用一个键通过不同的触发方式就能实现长按掉电、长按开机、连按截屏等功能,只要通过以下这个简单电路即可实现:
一、强制开机
长按KEY,电流流向如图所示,此时mos管S极电压高于G极,mos管导通,电源给到芯片供电。
此阶段等效于手机开机时,长按电源键,屏幕未点亮阶段。
那么什么时候应该结束长按呢?如下图所示,MCU连通电源启动后,通过Ctr2给高电平信号,Q1三极管导通,此时12V通过三极管到地,mos管持续导通,屏幕点亮,人手此时可以松开KEY,机器已正常启动。
二、按键功能
如果要实现短按、连按等具体功能,则通过如下方案,Ctr1端口感应到高低电平的变化,从而实现对应功能。
三、强制关机
此时所说的强制关机,其实是通过软件功能实现的掉电关机控制,Ctr2高阻或是输出低电平,Q1关断,R1无电流流过,mos管关断,电源供电停止,整机断电。
直到下一次强制开机,芯片等负载才会重启。
总结,此电路通过一颗按键的巧妙设计,既有纯硬件控制,也有软件驱动,共同满足了手持产品的低功耗和功能需求。
起动开关直接控制起动机的控制电路的工作原理
起动开关直接控制起动机的控制电路的工作原理起动开关直接控制起动机的控制电路是非常常见的电路,它的工作原理是基于控制电路的设计来实现的。
控制电路的设计是基于要控制的设备和系统的性质和需求来实现的,下面我们来详细了解一下这个电路的工作原理。
1. 起动机的原理首先要了解起动机的原理,起动机是一种将电能转化为机械能来帮助发动机启动的电机,其主要组成部分是电动机和传动机构。
当起动机的电动机运转时,其输出的机械能可以驱动发动机转动,从而让发动机启动。
2. 控制电路的设计在起动机控制电路的设计中,我们需要考虑的是如何通过控制电路来实现对起动机的控制。
我们需要设计一个电路来控制起动机的启动、停止和状态监测等。
首先,我们需要选择一个合适的起动开关作为控制信号的输入。
这个开关可以是手动操作的,也可以是自动感应的。
无论哪种类型的开关,它的作用都是将开关的信号转换为控制信号来控制起动机的运转。
3. 控制电路的工作原理控制电路的工作原理是基于开关的信号转换和电路的控制逻辑来实现的。
一般来说,我们需要将开关的信号进行处理,得到所需要的控制信号。
例如,我们需要将手动操作的开关进行逆变处理,将其输入信号转换为直流电信号,然后通过其他元件来进行信号延时、驱动和保护等。
在控制电路中,我们还需要加入一些保护电路来保证起动机的安全运行。
例如,我们需要增加启动保护电路,防止控制信号误操作导致启动机器损坏。
同时,我们还需要加入过载保护电路,防止起动机在超过其额定负荷时受损。
总之,起动开关直接控制起动机的控制电路的工作原理是基于控制电路的设计和控制逻辑来实现的。
通过对开关信号的处理和电路的保护措施,可以有效地实现对起动机的安全、稳定和可靠的控制。
mos管开关软起动典型电路 -回复
mos管开关软起动典型电路-回复mos管开关软起动典型电路是一种常用的电路设计,用于实现电路的启动和停止过程的平滑转换。
在这篇文章中,我将逐步讲解mos管开关软起动典型电路的原理、工作过程和设计要点。
第一步:了解mos管开关软起动典型电路的原理mos管(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种主要用作开关的半导体器件。
mos管的控制端通过改变栅极电压来控制通道的导电性。
在mos 管的开启状态,控制端的电压高于门槛电压。
在mos管的关断状态,控制端的电压低于门槛电压。
mos管具有低开启电阻和快速开启速度的特点,因此在很多应用中被广泛使用。
mos管开关软起动典型电路的原理是通过逐渐增加或减小控制端的电压来实现平滑的启动和停止过程。
这个过程中,mos管的导通或关断不会突变,从而避免了电流和电压的突变对电路和器件的损伤。
第二步:了解mos管开关软起动典型电路的工作过程mos管开关软起动典型电路通常由控制信号源、开关电路和负载组成。
控制信号源产生一个逐渐增加或减小的控制信号。
开关电路通过控制信号来控制mos管的开闭状态。
负载是mos管开关软起动典型电路所驱动的设备或电路。
在启动过程中,控制信号源逐渐增加控制信号的电压。
当控制信号的电压逐渐超过mos管的门槛电压时,mos管开始导通,电流开始流过负载。
由于控制信号源逐渐增加电压,mos管的导通电阻逐渐减小,电流逐渐增大,从而实现了负载电流的平滑启动。
在停止过程中,控制信号源逐渐减小控制信号的电压。
当控制信号的电压逐渐低于mos管的门槛电压时,mos管开始关断,电流逐渐停止流过负载。
由于控制信号源逐渐减小电压,mos管的关断电阻逐渐增大,电流逐渐减小,从而实现了负载电流的平滑停止。
第三步:了解mos管开关软起动典型电路的设计要点设计mos管开关软起动典型电路时需要考虑以下几个要点:1. 选择合适的mos管型号:不同的mos管具有不同的开启速度和电特性。
因此,在选择mos管时,需要根据负载要求和工作环境的特点选择合适的型号。
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。
开关电源软启动电路设计
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
2 3 具 有 断 电检 测 的S R R . C — 电路
该 电 路 如 图4 示 。 它 是 图 3 改 进 型 所 的
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。
成很 大 的 瞬时 冲 击 电流 如 图1 示 ,特 别 所 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 1 0  ̄上 。在 电 源接 通 瞬 问如 此 大 的 冲 0 Av
VT1 止 ,反 相 器I 输 出 低 电 平 , 动 截 C2 ’起 定 时 电路 5 5 作 , 软 起 动 延 迟 时 间 由 时 5工
R2 并 接 于 继 电 器 K1 包 的 电 容 器 C2 对 线 充 电 , 当 C2 的 充 电 电 压 达 到 继 电 器 的 动 上
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。
作 电压 时 ,K1 作 ,旁路 限流 电 阻R1 动 , 达到 瞬 时 防 冲 击 电 流的 作 用 。 通 常 在 电
源 接 通 之 后 , 继 电 器 K1 作 延 时 03 动 .~
05 , 否 则 限 流 电 阻R 1 通 流 时 间 长 会 .秒 因
开关电源制作设计(电路原理图+PCB)
一、工作原理我们先熟悉一款开关电源的工作原理,该电源可输出5V电压,如图1所示。
1. 抗干扰电路在电网输入端首先设置一个NTC5D-9负温度系数热敏电阻,作用是保护后面的整流桥,刚开机时热敏电阻处于冷态,阻值比较大,可以限制输入电流,正常工作时,电阻比较小。
这样对开机时的浪涌电流起到有效的缓冲作用。
电容CY1、CY2、CY3、CY4用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的不对称杂散信号,电容CX1、CX2用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的对称杂散信号,用电感L1抑制从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的频率相同、相位相反的杂散干扰电流信号。
采用高频特性好的瓷片电容和铁芯电感,实现开关稳压电源电路中的高频辐射不污染工频电网和工频电网上的杂散电磁波不会窜入开关稳压电源电路中而干扰和影响其工作,对高频分量或工频的谐波分量具有急剧阻止通过功能,而对于几百赫兹以下的低频分量近似一条短路线。
图1 开关电源的工作原理图2. 整流滤波电路在电路中D1、D2、D3、D4组成全桥整流电路,把输入的交流电压进行全波整流,然后用C1进行滤波,最后变成直流输出供电电压,为后级的功率变换器供电,整流滤波后的电压约为300V。
3. UC3842供电与振荡300V的脉动直流电压,此电压经R12降压后给C4充电,供电UC3842的7脚,当C4的电压达到UC3842的启动电压门槛值时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6脚输出推动开关管工作。
一旦开关管工作,反馈绕组的能量经过D6整流,C4滤波,又供电到UC3842的7脚,这时可以不需要R12的启动了。
C9、R11接UC3842的定时端,和内部电路构成振荡电路,振荡的工作频率计算为:f=1.8/(Rt*Ct)代入数据可计算工作频率:f=68.18K4. 稳压电路该电路主要由精密稳压源T L 4 3 1 和线性光耦P C 8 1 7 组成,假设输出电压↑→经过R 1 6 、R 1 9 、R20、RES3的取样电压↑→TL431的1脚电压↑,当该脚电压大于TL431的基准电压2.5V时,TL431的2、3脚导通,→通过光电耦合到UC3842的2脚,于是UC3842的6脚驱动脉冲的占空比↓→开关变压器T1绕组上的能量↓→输出电压↓,达到稳压作用;反之,假设输出电压下降,则稳压过程与上相反。
单端自激式反激型开关电源的启动电路_开关电源原理与应用设计_[共4页]
第2章 单端式开关电源实际电路
163║
图2-15 给功率开关变压器铁芯增加气隙的结构图(续)
6.功率开关变压器初级绕组匝数N p 的计算
功率开关变压器铁芯气隙的宽度L g 计算出来以后,
可以利用下式计算功率开关变压器初级绕组匝数N p :
4
max g p p 100.4πB L N I ⨯= (2-41)
将式(2-39)代入上式中,还可以得到功率开关变压器初级绕组匝数N p 的另外一个计算公式为
()4
p p p e max 10L I N A B ⨯= (2-42)
采用式(2-41)和式(2-42)都可以计算出功率开关变压器初级绕组的匝数N p ,结果是相同的。
因此,在设计实际应用电路时可根据已知条件进行灵活运用。
7.功率开关变压器次级绕组匝数N s 的计算
对于单端式反激型开关电源电路来说,一般功率开关变压器的次级绕组不只一组,有几路输出电压就有几组次级绕组,而每一组次级绕组的匝数N s 可由下式来计算:
()()
p o1d max s1i min max 1N U V D N U D +-= (2-43)
式中i min i 1.420U U =-,单位为V ;V d 为输出快速整流二极管的正向压降,单位为V ;U o1为第一路直流输出电压,单位为V 。
2.3.4 单端自激式反激型开关电源的启动电路
在开关电源电路的设计和调试中,单端自激式反激型开关电源中的启动电路常常被人们所忽视,这样就导致了设计出来的开关电源电路在实际调试或实际工作中常常出现不能起振或工作不可靠的问题。
因此,在这里我们将对单端自激式反激型开关电源中的启动电路进行较详细的分析。
开关电源电路详解
FS1:由变压器计算得到Iin值,以此Iin值(0.42A)可知使用公司共享料2A/250V,设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值。
TR1(热敏电阻):电源启动的瞬间,由于C1(一次侧滤波电容)短路,导致Iin电流很大,虽然时间很短暂,但亦可能对Power产生伤害,所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻,以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A,230V/60A),但因热敏电阻亦会消耗功率,所以不可放太大的阻值(否则会影响效率),一般使用SCK053(3A/5Ω),若C1电容使用较大的值,则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上)。
VDR1(突波吸收器):当雷极发生时,可能会损坏零件,进而影响Power的正常动作,所以必须在靠AC输入端 (Fuse之后),加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K),但若有价格上的考虑,可先忽略不装。
CY1,CY2(Y-Cap):Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容,若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap ,AC Input若为2Pin(只有L,N)一般使用Y1-Cap,Y1与Y2的差异,除了价格外(Y1较昂贵),绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘,绝缘耐压约为Y2的两倍,且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1),此电路蛭蠪G所以使用Y2-Cap,Y-Cap会影响EMI特性,一般而言越大越好,但须考虑漏电及价格问题,漏电(Leakage Current )必须符合安规须求(3Pin公司标准为750uA max)。
CX1(X-Cap)、RX1:X-Cap为防制EMI零件,EMI可分为Conduction及Radiation两部分,Conduction 规范一般可分为: FCC Part 15J Class B 、 CISPR 22(EN55022) Class B 两种,FCC测试频率在450K~30MHz,CISPR 22测试频率在150K~30MHz, Conduction 可在厂内以频谱分析仪验证,Radiation 则必须到实验室验证,X-Cap 一般对低频段(150K ~ 数M之间)的EMI防制有效,一般而言X-Cap愈大,EMI防制效果愈好(但价格愈高),若X-Cap在0.22uf以上(包含0.22uf),安规规定必须要有泄放电阻(RX1,一般为1.2MΩ 1/4W)。
mos管开关软起动典型电路
mos管开关软起动典型电路MOS管开关软起动典型电路是一种常用于电源开关和电机控制等应用中的电路设计。
它通过使用适当的电路元件和控制信号来实现MOS管的软起动,以避免电流突变和电压冲击,保护电路和设备。
下面是一种常见的MOS管开关软起动典型电路的示意图和详细说明:1. 电源部分,通常使用一个直流电源,如电池或电源适配器,提供所需的电压和电流。
2. 控制信号部分,通常使用微控制器、逻辑门电路或其他控制器来生成控制信号。
这些信号用于控制MOS管的开关状态。
3. MOS管部分,典型的MOS管开关电路中,使用N沟道MOS管或P沟道MOS管。
MOS管的选择取决于应用需求和电路设计。
4. 驱动电路部分,为了控制MOS管的开关,通常需要一个驱动电路。
驱动电路能够提供足够的电流和电压来驱动MOS管,确保其能够快速地开关。
5. 软起动电路部分,软起动电路是实现MOS管软起动的关键。
它通常包括电容器、电阻器和电感器等元件。
这些元件与MOS管和负载连接在一起,以实现电流的平滑变化和电压的稳定输出。
软起动电路的工作原理如下:在启动过程中,控制信号逐渐增加,通过驱动电路控制MOS管的导通和截止。
软起动电路中的电容器会逐渐充电,从而使电流和电压平稳上升。
当MOS管完全导通后,软起动电路中的电容器会充满电荷,并且负载电流将达到额定值。
在停止过程中,控制信号逐渐减小,通过驱动电路控制MOS管的截止。
软起动电路中的电容器会逐渐放电,从而使电流和电压平稳下降。
通过使用软起动电路,可以避免电流和电压的突变,减少电路和设备的损坏风险,提高系统的可靠性和稳定性。
总结起来,MOS管开关软起动典型电路是一种通过控制信号、驱动电路和软起动电路来实现MOS管平稳开关的电路设计。
它能够有效地保护电路和设备,提高系统的可靠性和稳定性。
(整理)开关电源电路设计实例分析(设计流程)
开关电源电路设计实例分析(设计流程)1. 目的希望以简短的篇幅,将公司目前设计的流程做介绍,若有介绍不当之处,请不吝指教.2 设计步骤:2.1 绘线路图、PCB Layout.2.2 变压器计算.2.3 零件选用.2.4 设计验证.3 设计流程介绍(以DA-14B33 为例):3.1 线路图、PCB Layout 请参考资识库中说明.3.2 变压器计算:变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的,以下即就DA-14B33 变压器做介绍.3.2.1 决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)Lp = 一次侧电感值(uH)Ip = 一次侧峰值电流(A)Np = 一次侧(主线圈)圈数Ae = 铁心截面积(cm2)B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK FerriteCore PC40 为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3500 Gauss 之间,若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae 越高,所以可以做较大瓦数的Power。
3.2.2 决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power,但相对价格亦较高。
3.2.3 决定变压器线径及线数:当变压器决定后,变压器的Bobbin即可决定,依据Bobbin的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。
设计流程简介3.2.4 决定Duty cycle (工作周期):由以下公式可决定Duty cycle ,Duty cycle 的设计一般以50%为基准,Duty cycle 若超过50%易导致振荡的发生。
六款简单的开关电源电路设计,内附原理图详解
六款简单的开关电源电路设计,内附原理图详解简单的开关电源电路图(一)简单实用的开关电源电路图调整C3和R5使振荡频率在30KHz-45KHz。
输出电压需要稳压。
输出电流可以达到500mA.有效功率8W、效率87%。
其他没有要求就可以正常工作。
简单的开关电源电路图(二)24V开关电源,是高频逆变开关电源中的一个种类。
通过电路控制开关管进行高速的道通与截止,将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!24V开关电源的工作原理是:1.交流电源输入经整流滤波成直流;2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。
24v开关电源电路图简单的开关电源电路图(三)单端正激式开关电源的典型电路如下图所示。
这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。
当开关管VT1导通时,VD2也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感L储存能量;当开关管VT1截止时,电感L通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。
在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2,它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。
为满足磁芯复位条件,即磁通建立和复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。
由于这种电路在开关管VT1导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出50-200 W的功率。
电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的实际应用较少。
简单的开关电源电路图(四)推挽式开关电源的典型电路如图六所示。
它属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。
电路使用两个开关管VT1和VT2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器T次级统组得到方波电压,经整流滤波变为所需要的直流电压。
开关电源电路设计要点与调试
开关电源电路设计要点与调试开关电源是一种将电能转换为特定电压、电流和频率的电力转换装置,具有高效率、体积小、重量轻等优点,广泛应用于各种电子设备中。
开关电源的设计和调试是开发电子产品的重要环节,下面将重点介绍开关电源电路设计要点以及调试方法。
一、开关电源电路设计要点1.选用适当的拓扑结构:开关电源的拓扑结构包括开关正激式(buck)、开关反激式(flyback)、开关共激式(forward)等。
在选择拓扑结构时需要考虑输入电压范围、输出电压需求、功率密度要求、成本等因素。
不同拓扑结构有不同的工作原理和电路参数设计要求,设计时需要综合考虑各种因素才能确定最合适的拓扑结构。
2.合理选择功率元件和元器件:功率元件是开关电源中最关键的部件,直接影响开关电源的效率和可靠性。
常见的功率元件包括MOSFET、IGBT、二极管等。
在选择功率元件时需要考虑电压和电流的要求,以及功率元件的损耗和热散。
此外,还需要合理选择其他元器件,如电感、电容、变压器等,以满足开关电源的稳定性和工作要求。
3.设计稳压控制回路:开关电源的稳压控制回路起到控制输出电压稳定的作用。
常见的稳压控制回路有电压模式控制和电流模式控制。
在设计稳压控制回路时需要考虑输出电压波动范围、响应速度、幅值准确性、稳定性等因素,并根据具体需求选择合适的控制模式和电路结构。
4.进行开关频率和PWM信号设计:开关频率和PWM信号的设计直接影响开关电源的转换效率和输出波形质量。
一般来说,较高的开关频率可以减小电感器件和滤波器的体积,但会增加功率元件开关损耗;较低的开关频率可以降低功率元件开关损耗,但会增加电感器件和滤波器的体积。
同时,PWM信号的设计要考虑到占空比的合理选择、工作频率的稳定性等因素。
5.安全保护和电磁兼容设计:开关电源需要考虑到安全保护和电磁兼容的设计要求。
常见的安全保护设计有过载保护、过温保护、短路保护等,以保证开关电源的正常工作和安全可靠。
电磁兼容设计包括滤波器设计、接地设计等,以减小开关电源对周围电子设备的干扰和抗干扰能力。
开关电源软启动电路计算
开关电源软启动电路计算开关电源的软启动电路在电源系统中起着至关重要的作用,它可以有效地减小启动过程中的电压和电流的突变,保护电路中的关键元件不受过大的冲击。
软启动电路的设计需要根据具体的电源系统参数来进行计算和选择。
软启动电路通常由电容器、电阻器和电压比较器组成。
在启动过程中,电压比较器会检测输出电压的上升速度,当达到设定阈值时,比较器会控制电容器和电阻器的充电速度,从而实现电压的平稳上升。
下面我们就来具体介绍一下开关电源软启动电路的计算方法:首先,需要确定软启动时间的要求。
软启动时间一般设置为几十毫秒到几秒不等,根据具体的应用场景和要求来确定。
其次,计算电容器的数值。
电容器的数值决定了软启动的速度,一般可以通过以下公式计算得出:[C = ] 其中,(C) 为电容器的容值,(I_{startup}) 为启动时电流的最大值,(t_{ramp}) 为软启动时间,(V_{in_min}) 为输入电压的最小值。
然后,选择合适的电阻器数值。
电阻器的数值决定了电容器充放电的速度,通常可以通过以下公式计算得出:[R = ] 其中,(R) 为电阻器的阻值,(V_{in_max}) 为输入电压的最大值。
最后,需要根据电压比较器的工作电压范围和输出电压的变化范围来选择合适的比较器。
比较器的阈值电压需要能够满足软启动的要求,并且工作稳定可靠。
在进行软启动电路设计时,需要考虑系统的整体稳定性和可靠性,避免因软启动不当造成电路失效或元件损坏。
同时,还需要根据具体的应用场景对软启动电路的参数进行调整和优化,以达到最佳的启动效果。
综上所述,开关电源的软启动电路设计涉及到电容器、电阻器和电压比较器的选择与计算,需要根据具体的系统参数和需求进行合理设计。
通过以上方法计算并选择合适的元器件,可以实现电源系统平稳启动,确保系统的稳定性和可靠性。
1。
开关电源各组成部分电路设计方案详细分析
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。
② R1、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。
mos管开关软起动典型电路
MOS管开关软起动典型电路1. 简介MOS管开关软起动典型电路是一种用于控制MOS管的开关行为,并实现软起动的电路。
本文将对该电路的原理、设计和应用进行详细介绍。
2. 原理MOS管开关软起动典型电路通过控制MOS管的栅极电压,实现对MOS管的开关行为的控制。
其原理基于MOS管的工作原理和软起动技术。
2.1 MOS管工作原理MOS管是一种金属-氧化物-半导体场效应管,由源极、漏极和栅极组成。
当栅极电压大于阈值电压时,MOS管处于导通状态;当栅极电压小于阈值电压时,MOS管处于截止状态。
通过控制栅极电压,可以实现对MOS管的开关控制。
2.2 软起动技术软起动技术是一种通过逐渐增加电压或电流的方式,实现电路或设备平稳启动的技术。
在某些应用中,由于电路或设备的特性,直接施加额定电压或电流可能导致过电流或过压现象,从而损坏电路或设备。
软起动技术通过逐渐增加电压或电流,可以有效避免这种问题。
3. 设计MOS管开关软起动典型电路的设计需要考虑以下几个方面:电源设计、栅极电压控制、软起动控制和保护电路设计。
3.1 电源设计电源设计是MOS管开关软起动典型电路设计中的重要一环。
需要确定电源的电压和电流要求,并选择合适的电源供应器件。
同时,还需要考虑电源的稳定性和过载保护功能,以确保电路正常工作。
3.2 栅极电压控制栅极电压控制是MOS管开关软起动典型电路设计中的关键一环。
通过控制栅极电压,可以实现对MOS管的开关控制。
栅极电压的控制可以通过电压源、电阻和电容等元件来实现。
需要根据具体应用需求,选择合适的控制方式和参数。
3.3 软起动控制软起动控制是MOS管开关软起动典型电路设计中的重要一环。
软起动控制可以通过逐渐增加栅极电压的方式来实现。
可以使用计时器、电压控制器或微控制器等设备来实现软起动控制。
需要根据具体应用需求,选择合适的软起动控制方式和参数。
3.4 保护电路设计保护电路设计是MOS管开关软起动典型电路设计中的必要一环。
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啟動開關電路之設計
圖一、啟動電路
圖一中穩壓二極體DZ1主要是用來箝制輸入電壓,作為啟動開關電路所需偏壓(操作在PWM-IC 所需之Start-up V );當Converter 啟動後輔助電源建立完成時,若輸入電壓轉大,啟動開關電路偏壓因DZ1的箝制,得以關閉啟動回路,使PWM-IC 所需能量單由輔助電源提供,以避免保護電路工作時(OVP 、OCP …..)輔助電源消失,PWM-IC 無法重置所造成Converter 的損壞。
在Converter 啟動、啟動開關回路關閉與DZ1未崩潰時(輸入低電壓時),回授網路的功率損失如下:
()
4322R R VC P +=
;()W mW P 16.02.162.868.0122
==+= 在Converter 啟動、啟動開關回路關閉與DZ1崩潰時,回授網路功率損失需加偏壓回路功率損失如下:
()()5514322
2R R VDZ Vin R R VC P ⨯⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-++= ()()mW P 94.078.016.010010014.9182.868.0122
2=+=⨯⎥⎦⎤
⎢⎣⎡-++=
()()mW P 36.72.716.010010014.9362.868.01222=+=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++= ()()mW P 36.392.3916.010010014.9722.868.01222=+=⨯⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-++= 輸入電壓範圍:9Vdc~18Vdc
表一、廠牌MICREL 之Data Sheet
取決於PWM-IC 之Start-up V :8.4V (3843/3845)並參考輸入電壓最小值:9V 。
V DZ1 > Start-up V
取輸入電壓最小值9V+ ( 9V×2% ) = 9.18V ,預設輸入電壓為此伏時啟動電路關閉,以防功率損失。
✧ 輔助電源電壓設定
取決於PWM-IC 最小與最大工作電壓之間:
➢ Minimum Operating :7.6V
➢ Maximum Operating :20V (3843/3845) 參考建議條件使用之電壓範圍:
➢ Conditions :12V ≦V DD ≦18V ; 參考V DZ1 = 9.18V ;考量Q3之V EBO = 5V
得V R4 < V EBO + V DZ1 = 5V + 9.18V = 14.2V ;14.2V × 0.8 = 11.36V
建議考慮0.8倍的規格比較安全;取V NAUX = 12V ,
()1.112
.868.02
.812434V NAUX 4=+⨯=+⨯=R R R V R < 11.36V
()434V NAUX 4R R R V R +⨯
=;2
.868.02
.8V 2.14NAUX +⨯=;V NAUX < 15.4V
結論:DZ1=9.18 ; V NAUX = 12V 並小於15.4V ,以防Q3因V EBO 崩潰燒毀。
依電壓值選零件型號:ROHM – RLZ10B ( 9.41V~9.9V ±5% );包裝:( LL-34 ) Power( mW ):500mW ;Iz :20mA ;()
451,R I V R I V E BE E
MAX IN ⨯++⨯+=
β ()
()
2,,415
Q B BE MAX IN E I R R V V I ≅++-=
β;β>100;V IN,MAX ;()mA I E 89.12
.94.172.8100
100
6.018==+-=
DZ1崩潰之最小輸入電壓(V IN,DZ1MIM );V IN,DZ1MIM = ( V IN,MIM – V BE,Q3 ) × R4 / [ R4 + R5/( 1+β ) ] > 9.9V
V IN,DZ1MIM = ( ( V IN,MIM - 0.6 ) × 8.2 / ( 1+8.2 ) = 9.41V ; V IN,DZ1MIM = 9.9V I Z,MAX = P Z / V Z = 500mW / 9.41 = 53.14mA I R4 = ( 9.9 – 0.6 ) / 8.2k = 1.13mA 最大可允許輸入電壓(V IN,DZ1MAX );V IN,MAX = ( I Z,MAX + I E ) × R 5 + V DZ1
V IN,DZ1MAX = ( 53.14 + 1.13 ) × 100 + 9.41 = 5436V ;滿足輸入電壓最大值18V
✧ 電晶體Q3(Small Signal Bipolar Transistoes )之選用。
電晶體Q3主要作為啟動開關電路之驅動級以提供Q2所需偏壓電流(I B,Q2)。
Q3之最大所需I C 取決於PWM-IC 所需啟動電流
()
451R I V R I V E BE E
IN ⨯++⨯+=
β ;β>100
()()
max ,2,,415
Q B BE MAX IN E I R R V V I ≅++-=
β;()mA I E 89.12
.94.172.8100
100
6.018==+-=
()
()mim Q B BE MIM IN E I R R V V I ,2,,415
≅++-=β;()
mA I E 91.02
.94
.82.8100
100
6.09==
+-=
Q3之最大逆向崩潰電壓BV CBO >BV CEO >BV BEO ;輸入低壓時電壓需注意。
14DZ R EBO V V BV -=
✧ 電晶體Q2(Small Signal Bipolar Transistoes )之選用。
電晶體Q2是啟動開關電路架構中之開關級以提供PWM-IC 啟動電流回路。
Q2之最大所需I C 取決於PWM-IC 所需啟動電流:200uA = 0.2mA (MIC38C43B/3845) I B,Q2,MIM ~ I B,Q2,MAX = 0.91mA ~1.89mA
2,2,Q B Q C I I ⨯=β
Q2之最大逆向崩潰電壓BV BCO >BV ECO >BV EBO ;輸入低壓時電壓需注意。
MIM IN MAX C ECO V V BV ,,2-=;6915=-=ECO V
()
MIM IN R Q CE EBO V V V BV ,43,-+=
Q2之最大開路崩潰電壓V BCO >V ECO >V EBO ;輸入高壓壓時電壓需注意。
MIM C MAX IN ECO V V V ,2,-=;61218=-=ECO V
()
43,,R Q CE MAX IN EBO V V V V +-=。