开关电源供电方式选择及元器件选用
开关电源电路设计实例分析
开关电源电路设计实例分析开关电源电路是一种常用的电源供电方式，其优点包括高效能、体积小、重量轻等特点，因此在电子设备中得到广泛应用。
本文将介绍开关电源电路设计的一般流程，并以设计一个12VDC输出的开关电源电路为例进行分析。
1.确定需求和规格在设计开关电源电路之前，首先要确定需求和规格。
例如，我们要设计一个12VDC输出电源，输出电流为1A，并且需要输入电压范围为220VAC。
此外，我们还需要确定开关电源的效率、功率因数等要求。
2.选取开关电源拓扑结构根据需求和规格，选择适合的开关电源拓扑结构。
常见的开关电源拓扑包括反激式、半桥或全桥式等。
根据需求，我们选择反激式开关电源。
3.选择主要元件根据选取的拓扑结构，选择适当的主要元件，包括主变压器、开关管、输出电容和滤波电感等。
选取主变压器时需要考虑输入输出电压比例、功率等因素；选择开关管时需要考虑导通电阻、开通速度等因素。
4.电路图设计根据所选的开关电源拓扑结构和主要元件，设计电路图。
包括输入滤波电路、整流电路、开关电路和输出滤波电路。
同时，需要设计开关电源的保护电路，如过流保护、过压保护等。
5.计算关键参数根据设计的电路图，计算关键参数。
例如，计算输入电流、输出电流、开关频率等。
这些参数可以通过电路图中的公式和关系计算得出。
6.仿真和优化通过电路仿真软件，对设计的电路进行仿真和优化。
可以通过调整元件参数和拓扑结构来优化电路性能，如提高效率或降低成本。
7.PCB布局设计在完成电路图设计和仿真优化后，需要进行PCB布局设计。
将电路图转化为实际的PCB布局，并考虑元件之间的布置、走线、散热等因素。
8.元件选型和采购根据PCB布局设计，选择合适的元件，并进行采购。
需要考虑元件的性能、价格、可靠性等因素。
9.确定元件焊接方式根据元件选型和PCB布局，确定元件的焊接方式。
根据焊接方式，可以选择手工焊接或波峰焊接等。
10.制作和调试样机根据设计和选型的元件，制作和调试样机。
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。
开关电源工程化实用设计指南
开关电源工程化实用设计指南开关电源是一种非常重要的电力转换设备，它可以将输入的直流电压转换为输出的交流电压，从而满足各种电子设备的供电需求。
开关电源的工程化实用设计是一项涉及到多个领域的技术工作，包括电路设计、磁性元件设计、功率转换器设计、控制器设计和可靠性设计等。
下面将介绍开关电源的工程化实用设计指南。
一、电路设计开关电源的电路设计是整个设计的核心，也是最关键的一步。
在电路设计中，需要考虑以下几个方面的因素：输入和输出电压：开关电源的输入和输出电压需要根据电子设备的实际需求来确定。
在输入电压方面，需要考虑到电网电压的波动和噪声等因素，确保开关电源能够稳定工作。
在输出电压方面，需要根据电子设备的功率和负载特性来进行设计，确保输出的电压能够满足电子设备的供电需求。
功率容量：开关电源的功率容量需要根据电子设备的功率需求来确定。
在确定功率容量时，需要考虑到开关电源的最大负载和可能出现的峰值负载等因素，确保开关电源的功率容量足够且不会出现过载或损坏的情况。
电路拓扑：开关电源的电路拓扑是指其基本电路结构。
根据不同的需求，可以选择不同的电路拓扑来进行设计。
常用的电路拓扑包括BUCK型、BOOST型、BUCK-BOOST型等，需要根据实际情况来选择合适的电路拓扑。
控制方式：开关电源的控制方式是指如何控制开关管的导通和关断，以达到稳定输出电压的目的。
常用的控制方式包括脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）和电流模式控制等，需要根据实际情况来选择合适的控制方式。
二、磁性元件设计开关电源中的磁性元件主要包括电感和变压器，它们在功率转换器中起到重要的作用。
在磁性元件设计中，需要考虑以下几个方面的因素：磁芯材料：磁芯材料的选择是磁性元件设计的关键。
常用的磁芯材料包括铁氧体、坡莫合金和非晶合金等，需要根据实际情况来选择合适的磁芯材料。
线圈设计：线圈设计是磁性元件设计的另一个关键因素。
在电感设计中，需要考虑到线圈的匝数、线径和绕制方式等因素，以确保电感能够满足开关电源的负载需求。
开关电源和线性电源的区别,各用在什么场合？
开关电源和线性电源的区别，各用在什么场合？线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。
开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。
但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。
相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV以下）。
对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。
另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来说就是开关电源）。
还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。
开关电源介绍开关电源设计1 电子产品，特别是军用稳压电源的设计是一个系统工程，不但要考虑电源本身参数设计，还要考虑电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三防设计等方面。
因为任何方面那怕是最微小的疏忽，都可能导致整个电源的崩溃，所以我们应充分认识到电源产品可靠性设计的重要性。
2 开关电源电气可靠性设计2.1 供电方式的选择集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电质量，而且应用单台电源供电，当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。
分布式供电系统因供电单元靠近负载，改善了动态响应特性，供电质量好，传输损耗小，效率高，节约能源，可靠性高，容易组成N＋1冗余供电系统，扩展功率也相对比较容易。
所以采用分布式供电系统可以满足高可靠性设备的要求。
2.2 电路拓扑的选择开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。
开关电源设计
一个比较好的解决方案是：以轻巧的高频变压器取代笨重的工频变压器，采用脉冲调制技术的直流--直流变换器型稳压电源，即我们马上就要讲到的开关电源。
开关电源具有管耗小、效率高、稳压范围宽及体积小、重量轻等优点，目前已在各种电子仪器和设备、航空和宇宙飞行器、发射机、电子计算机、通讯设备和电视机、录放像机等中得到了广泛应用。
开关电源按变换方式可分为以下四大类：1、AC/DC 开关电源2、DC/DC 开关电源3、DC/AC 逆变器4、AC/AC 变频器目前只将前面两类称为开关电源，将后面两类分别称为逆变器和变频器。
开关电源按应用方式可分为以下三大类：1、外置电源与设备分开放置的电源模块或电源系统，如：---通信用一次电源模块和系统---电力操作电源模块和系统---手机电池充电器---笔记本电脑的Adapter---各类手提设备、便携设备的电池充电器等等2、内置电源放在设备内部的电源模块或电源系统，如：---计算机内部的SilverBox和VRM---家电(如：普通电视机、等离子电视机、液晶电视机)内部的供电电源---工业控制设备内部的电源---仪器中使用的电源---通信设备内部的电源模块和系统---复印机、传真机、打印机等的内部电源等等3、板上电源放在设备内单板上的电源模块，如：---标准砖类电源(全砖、半砖、1/4砖、1/8砖)---非隔离POL(Point of Load 负载点)变换器---VRM(V oltage regulator module电压调节模块)和VRD(V oltage regulator down)---小功率SMD电源---SIP和DIP电源等等开发一个开关电源产品所需要的基本技能：1、认识组成开关电源的所有元器件2、掌握各种元器件的电气性能和电路符号3、会自己制作各种磁芯元件4、会正确装配电源中的各个部分5、了解电源各项指标的意义并掌握如何测试的方法6、会使用仪器对装配后的电源进行正确的调试，优化和折中7、会对获得的实验结果进行分析，并进行总结8、会从不同渠道不断地学习电源知识并能够和别人交流开发一个开关电源产品所需要的专业理论知识：1、有源PFC的拓扑分析，控制与设计2、DC/DC功率变换器的拓扑与稳态分析3、开关电源的功率级参数设计4、开关电源的控制与动态分析5、开关电源的小信号分析与设计6、开关电源的大信号分析与设计7、开关电源的EMI分析与设计8、开关电源的热分析与设计9、开关电源的容差分析与设计10、开关电源的各种保护技术11、开关电源的同步整流技术12、开关电源的模块均流控制技术有些技术很成熟了，只要查表或者使用现成电路或专用芯片就可以做好。
开关电源设计的各种元器件介绍及作用
开关电源设计的各种元器件介绍及作用设计并不是如想象中那么简单，特别是对刚接触开关电源研发的人来说，它的外围就很复杂，其中使用的元器件种类繁多，性能各异。
要想设计出性能高的开关电源就必须弄懂弄通开关电源中各元器件的类型及主要功能。
本文将总结出这部分知识。
开关电源外围电路中使用的元器件种类繁多，性能各异，大致可分为通用元器件、特种元器件两大类。
开关电源中通用元器件的类型及主要功能如下：一、电阻器1. 取样电阻—构成输出电压的取样电路，将取样电压送至反馈电路。
2. 均压电阻—在开关电源的对称直流输入电路中起到均压作用，亦称平衡电阻。
3. 分压电阻—构成电阻分压器。
4. 泄放电阻—断电时可将电磁干扰(EMI)滤波器中电容器存储的电荷泄放掉。
5. 限流电阻—起限流保护作用，如用作稳压管、光耦合器及输入滤波电容的限流电阻。
6. 电流检测电阻—与过电流保护电路配套使用，用于限制开关电源的输出电流极限。
7. 分流电阻—给电流提供旁路。
8. 负载电阻—开关电源的负载电阻(含等效负载电阻)。
9. 最小负载电阻—为维持开关电源正常工作所需要的最小负载电阻，可避免因负载开路而导致输出电压过高。
10. 假负载—在测试开关电源性能指标时临时接的负载(如电阻丝、水泥电阻)。
11. 滤波电阻—用作LC型滤波器、RC型滤波器、π型滤波器中的滤波电阻。
12. 偏置电阻—给开关电源的控制端提供偏压，或用来稳定晶体管的工作点。
13. 保护电阻—常用于RC型吸收回路或VD、R、C型钳位保护电路中。
14. 频率补偿电阻—例如构成误差放大器的RC型频率补偿网络。
15. 阻尼电阻—防止电路中出现谐振。
二、电容器1. 滤波电容—构成输入滤波器、输出滤波器等。
2. 耦合电容—亦称隔直电容，其作用时隔断直流信号，只让交流信号通过。
3. 退藕电容—例如电源退藕电容，可防止产生自激振荡。
4. 软启动电容—构成软启动电路，在软启动过程中使输出电压和输出电流缓慢地建立起来。
基于SG3525的DCDC开关电源设计
... 基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525... 毕业设计任务书题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、设计内容设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源，给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算。
二、基本要求1. 系统工作原理及设计思路。
2. 设计开关电源主电路。
3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。
4. 主要元器件的选择。
5. 利用saber进行系统仿真。
三、主要技术指标输入电压为DC10—35V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定功率为500W。
电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。
四、应收集的资料及参考文献[1] 邹怀虚. 电源应用技术[M]. 北京：科学出版社.1998[2] 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术[M]. 北京：电子工业出版社，2001五、毕业设计进度计划第1—2周：收集资料，完成系统工作原理及设计思路开题报告。
第3周：设计开关电源主电路。
第4—6周：选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。
第7周：中期检查。
第8—11周：利用saber进行系统仿真。
第12—13周：论文审核定稿。
第14—15周：答辩。
...毕业设计开题报告题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、研究背景21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。
开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。
从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。
功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。
电源开发岗位招聘笔试题及解答(某大型国企)2025年
2025年招聘电源开发岗位笔试题及解答(某大型国企)(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、在开关电源设计中，为了减少电磁干扰（EMI），下列哪一项措施通常不会被采用？A. 使用屏蔽电缆B. 增加散热片面积C. 添加滤波电容D. 合理布局PCB走线2、在直流-直流转换器中，如果需要实现输出电压的精确调节，通常会采用哪种类型的反馈控制？A. 开环控制B. 电压模式控制C. 电流模式控制D. 混合模式控制3、在电源设计中，以下哪种电路通常用于提高电路的效率？A. 线性稳压器B. 开关稳压器C. 线性放大器D. 电压跟随器4、以下哪个参数通常用于衡量开关电源的开关频率？A. 转换频率B. 工作频率C. 频率响应D. 谐波含量5、在电源设计过程中，对于开关电源的效率影响最大的因素是什么？A. 输入电压的变化B. 输出负载的大小C. 开关频率的选择D. 功率器件的损耗6、在稳压电源设计中，为了提高电源的动态响应速度，下列哪个措施是最有效的？A. 增加输出电容的容量B. 减小反馈环路的时间常数C. 提高工作温度范围D. 使用更高耐压值的二极管7、电源开发岗位中，以下哪个不是电源电路设计的基本组成部分？A. 输入滤波电路B. 稳压电路C. 信号处理电路D. 输出滤波电路8、以下关于开关电源效率的说法中，哪一个是错误的？A. 开关电源的效率通常高于线性电源B. 开关电源的效率受开关频率的影响C. 开关电源的效率受开关损耗和导通损耗的影响D. 开关电源的效率不受负载变化的影响9、在设计开关电源时，为了提高效率并减少电磁干扰（EMI），通常会采取以下哪种措施？A. 增大输入滤波电容B. 减少开关频率C. 使用屏蔽线作为信号传输D. 优化布局和接地 10、对于一个理想的降压转换器（Buck Converter），如果其输入电压为24V，输出需要稳定在12V不变，则理论上该转换器的最大占空比应设置为多少？A. 25%B. 50%C. 75%D. 100%二、多项选择题（本大题有10小题，每小题4分，共40分）1、以下哪些技术是电源开发岗位中常用的模拟电路技术？（）A、线性稳压电路设计B、开关电源设计C、PWM（脉宽调制）控制技术D、电源保护电路设计E、模拟信号处理技术2、在电源开发过程中，以下哪些是影响电源效率的关键因素？（）A、开关频率的选择B、功率器件的效率C、电路散热设计D、电磁兼容性（EMC）设计E、电源负载特性3、在电源设计过程中，以下哪些因素需要考虑来确保电源的稳定性和效率？A. 输入电压范围B. 输出电流的最大值C. 负载变化对输出电压的影响D. 环境温度对元件性能的影响E. 电源纹波和噪声水平4、在选择电源转换器时，以下哪些技术规格是关键考量因素？A. 转换效率B. 最大输出功率C. 尺寸和封装类型D. 工作频率E. 输入/输出隔离特性5、以下哪些技术或方法在电源开发过程中经常被采用？（）A. 电磁兼容性设计B. 数字信号处理C. 电机控制D. 晶体管放大E. 线性稳压电路6、以下哪些因素会影响电源的效率？（）A. 输入电压的稳定性B. 输出电流的大小C. 元器件的损耗D. 环境温度E. 电路的布局设计7、在设计开关电源时，为了提高电源的效率和稳定性，可以采取以下哪些措施？（多选）A. 选用低导通电阻的MOSFETB. 减少电路中的电感量C. 增加输出滤波电容容量D. 优化变压器的设计8、关于开关电源中的PWM（脉宽调制）技术，下列说法正确的是？（多选）A. PWM信号的占空比决定了输出电压的大小。
并联开关电源供电系统设计
并联开关电源供电系统设计作者：戚甫峰来源：《科技视界》 2013年第20期戚甫峰（中国人民解放军海军航空工程学院青岛校区，山东青岛 266041）【摘要】针对电源并联供电的要求，采用主从控制法自动分配两路电源的输出电流，通过选用精密电阻采样控制，实现了分配电流的高精度输出。
DC-DC模块采用非隔离式BUCK拓扑结构，具有拓扑简洁、使用元器件少、效率高等优点，应用高集成度脉宽调制（PWM）芯片MP1593作为DC-DC模块的主控芯片，极大程度地降低了损耗，达到了小型化、高效率的目标。
【关键词】并联供电；主从控制；均流１总体方案设计并联供电系统主要由DC-DC变换器、并联电流分配模块、电流采样放大模块以及总控制器等构成。
系统框图如图1所示。
1.1 DC-DC变换器的设计方案一：正激式BUCK拓扑正激式变换器具有拓扑简洁、输入输出电气隔离、电压降范围宽、使用元器件少等优点。
如图2所示，PWM控制器通过控制加载到正激式变压器一次侧绕组上的PWM波的占空比实现稳压输出。
但是，正激变换器必须附加复位电路来实现功率开关截止期间变压器铁心磁复位，以避免变压器饱和，效率很大程度上依赖于脉冲变压器的转换效率。
方案二：非隔离式BUCK拓扑非隔离式DC-DC变换器使用元器件少，且损耗只包括开关导通损耗和续流二极管的损耗。
如图3所示，开关管导通时，对电感进行充电；开关管断开时，通过续流二极管向负载供电。
电路通过控制开关器件的占空比来控制输出电压。
方案二，电路结构简单，工作稳定可靠，控制灵活方便，损耗较小，效率较高，在负载调整率、电源效率方面较方案一均有改善。
因此，选择方案二实现DC-DC变换。
1.2 均流控制方法方案一：最大电流均流法（自主均流法）采用负载共享控制器实现均流控制。
在DC-DC模块正常工作时，将两路控制器的均流母线连接，自动选出电流最大的一路，并将此路电源作为主电源。
均流母线上的电压由主电源的输出电流决定，控制器从电源的接收到母线上的信号后，会控制该路DC-DC模块调整输出电压。
开关电源工作原理超详细解析
开关电源工作原理超详细解析第1页：前言：PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。
本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。
●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。
线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC 直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。
最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）配图1：标准的线性电源设计图配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。
对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC 市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。
由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。
此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。
由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。
开关电源基础知识
•开关电源就是用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！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！成本很低．如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种，隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有.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.交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西，过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源ATX电源的主要组成部分EMI滤波电路：EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰,在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。
一级EMI电路：交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路,这是一块独立的电路板，是交流电输入后所经过的第一组电路，这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。
二级EMI电路：市电进入电源板后先通过电源保险丝，然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波，然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路.保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件，而限流电阻含有金属氧化物成分，能限制瞬间的大电流，减少电源对内部元件的电流冲击.桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电，再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。
负电压反激开关电源设计
负电压反激开关电源设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：负电压反激开关电源设计是一种常用的电源设计方案，适用于需要负电压输出的电子设备，比如一些特定的传感器、仪器仪表、通信设备等。
本文将介绍负电压反激开关电源设计的基本原理、设计步骤和注意事项，希望可以帮助读者更好地理解和应用这种电源设计方案。
一、基本原理负电压反激开关电源设计的基本原理是通过控制开关管的导通和截止，实现输入电压到输出电压的变换。
其基本结构如下图所示：在这个结构中，输入电压经过整流滤波得到直流电压Vin，接着经过MOSFET和变压器T的控制，变换成高频交流电压，再通过二次整流滤波得到输出电压Vout。
由于变压器的极性反转，所以输出电压是负的。
二、设计步骤1. 确定输出电压和输出电流要求：首先需要确定设备所需的输出电压和输出电流，这将决定整个电源设计的参数。
2. 选择开关管和变压器：根据输出电压和输出电流的要求，选择合适的开关管和变压器，确保其工作在正常范围内。
3. 设计控制电路：设计开关管的驱动电路和控制电路，保证其能够正常地进行导通和截止，实现电压变换。
4. 设计反馈电路：设计反馈电路控制输出电压稳定在设定值，主要包括误差放大器和脉宽调制器。
5. 进行仿真和调试：利用仿真软件对整个电路进行仿真验证，确保电路的性能符合要求。
然后进行实际调试，逐步优化电路性能。
6. 进行稳定性测试：完成电路设计后，需要进行稳定性测试，确保电路在各种工况下能够稳定输出负电压。
三、注意事项1. 电路的布局应合理：开关电源中存在较大的高频噪声，需要注意电路的布局，尽量减少信号线的长度，降低电磁干扰。
2. 开关管的选择要注意：选择合适的开关管，能够承受电压和电流的要求，并且具有低导通电阻和快速开关速度。
3. 变压器的设计要合理：变压器是整个反激电源的重要部分，需要考虑到绕组的匝数、线径等参数，确保在工作频率下具有合适的电感和耦合度。
4. 输出滤波电路的设计要充分考虑：对于负电压输出，需要特别注意输出滤波电路的设计，保证输出电压的纹波和噪声较小。
“线性电源供电方式”和“开关电源供电方式”
“线性电源供电方式”和“开关电源供电方式” -电脑资料2019-01-01电源回路是主板中的一个重要组成部分，其作用是对主机电源输送过来的电流进行电压的转换，将电压变换至CPU所能接受的内核电压值，使CPU正常工作，以及对主机电源输送过来的电流进行整形和过滤，滤除各种杂波和干扰信号，以保证电脑的稳定工作，。
电源回路的主要部分，一般都位于主板CPU插槽附近。
电源回路依其工作原理，可分为线性电源供电方式和开关电源供电方式两种。
1)线性电源供电方式这是好多年以前的主板供电方式，它是通过改变晶体管的导通程度来实现的。
晶体管相当于一个可变电阻，串接在供电回路中。
由于可变电阻与负载流过相同的电流，因此要消耗掉大量的能量并导致升温，电压转换效率低。
尤其是在需要大电流的供电电路中，线性电源无法使用。
目前，这种供电方式早已经被淘汰掉了。
2)开关电源供电方式这是目前广泛采用的供电方式，PWM控制器IC芯片提供脉宽调制，并发出脉冲信号，使得场效应管MOSFET1与MOSFET2轮流导通，《》()。
扼流圈L0与L1是作为储能电感使用，并与相接的电容组成LC滤波电路。
其工作原理是这样的：当负载两端的电压VCORE（如CPU需要的电压）要降低时，通过MOSFET场效应管的开关作用，外部电源对电感进行充电，并达到所需的额定电压。
当负载两端的电压升高时，通过MOSFET场效应管的开关作用，外部电源供电断开，电感释放出刚才充入的能量，这时的电感就变成了电源继续对负载供电。
随着电感上存储能量的消耗，负载两端的电压开始逐渐降低，外部电源通过MOSFET场效应管的开关作用又要充电。
依此类推，在不断地充电和放电过程中，就行成了一种稳定的电压，永远使负载两端的电压不会升高也不会降低，这就是开关电源的最大优势。
还有就是由于MOSFET场效应管工作在开关状态，导通时的内阻和截止时的漏电流都较小，所以自身耗电量很小，避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题。
大功率直流开关电源设计毕业论文
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。
本文的主要内容就是研制一种高性能、大功率直流开关电源。
本文详细分析了高性能、大功率直流开关电源的工作原理，并提出了主电路和控制电路的详细设计方案。
在此基础上，完成了整个系统的硬件电路设计和软件程序的编制，并对电源装置的硬件和软件进行了调试和修改。
在分析原理的基础上，本文从三相桥式不控整流、全桥变换器、高频变压器、滤波电路等环节对该系统的主电路进行了阐述，同时探讨了该电源系统实现大功率的解决方案，即采用多个电源模块并联运行。
本文还探讨了多个电源模块并联运行时的自动均流技术，并详细介绍了基于平均值的自动均流电路。
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。
本文研制的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，而且还具有换档、远程控制等功能。
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:DC-DC变换器，开关电源，均流，高频变压器，PWM控制目录摘要 .............................................. 错误!未定义书签。
ABSTRACT ........................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论 ........................................ 错误!未定义书签。
开关电源的发展及国外现状........................ 错误!未定义书签。
国内开关电源的发展及现状........................ 错误!未定义书签。
第2章系统的整体分析和选择 ........................ 错误!未定义书签。
多路输出开关电源的设计及应用原则
多路输出开关电源的设计及应用原则多路输出开关电源是一种常见的电源设计，适用于多种应用场景。
本文将介绍多路输出开关电源的设计原则和应用原则。
设计原则：1. 输入电压范围：多路输出开关电源应具有较宽的输入电压范围，以适应不同输入电源的变化。
常见的输入电压范围为100-240VAC或直流电压范围为12-48VDC。
2. 输出电压和电流：多路输出开关电源应提供多个可调节的输出电压和电流通道，以满足不同设备的需求。
每个输出通道应具有稳定且可靠的电压和电流输出。
3. 选用高效率元件：在设计多路输出开关电源时，应选用高效率的元件，如高效率开关模式电源芯片、高频开关管和高效率变压器等，以降低能量损耗并提高电源的效能。
4. 保护功能：多路输出开关电源应具有完善的保护功能，如过流保护、过压保护、过温保护和短路保护等，以保护电源和被供电设备的安全性。
5. 电磁干扰抑制：多路输出开关电源应采取一系列措施，以减少电磁辐射和抑制电磁干扰，以确保电源和被供电设备的正常工作。
应用原则：1. 通信设备：多路输出开关电源适用于通信设备，如路由器、交换机和无线设备等，以为这些设备提供稳定和可靠的电源。
2. 工业自动化设备：多路输出开关电源可用于工业自动化设备，如PLC系统、工业控制器和变频器等，以为这些设备提供稳定的供电。
3. 医疗设备：多路输出开关电源也常用于医疗设备，如医疗仪器、手术器械和检测设备等，以确保这些设备的安全性和稳定性。
4. LED照明：多路输出开关电源常用于LED照明系统，如LED灯带、LED灯具和LED显示屏等，以为这些照明设备提供高效和稳定的电源。
总之，多路输出开关电源是一种常用的电源设计，广泛应用于通信、工业、医疗和照明等领域。
在设计和应用过程中，需要遵循设计原则，并根据不同的应用需求进行选择和配置。
在设计多路输出开关电源时，还需要考虑以下几点：6. 冷却系统设计：多路输出开关电源在工作时会产生一定的热量，因此应设计合适的冷却系统，以确保电源能够在稳定的温度范围内工作。
开关电源复习题(微缩版本)
开关电源复习题一、单项选择题1）滤波电路中，滤波电容放电常数愈大，输出滤波电压愈高，滤波效果愈好；2）肖特基势垒二极管适合小电压大电流整流；3）总效率η= Pout / Pin ╳100%4）整流二极管的最大反向电压是指整流管不导电时，在它俩端出现的最大反向电压；5）倍压整流一般用在，输入电压小而输出电压大、输出电流不大的场合6）利用电感具有阻止电流变化的特点，在整流电路的负载回路中串联电感起滤波作用；7）在磁性元件中，一般Ae代表磁心的横截面积；8）在磁性元件中，一般Ac代表磁心的窗口面积；9）漏感是指没有耦合到磁心或其他绕组的电感量；10）交叉调整量是指一个输出端的负载变化时，使其他输出端电压波动大小；11）在开关电源工作方式中，哪种开关方式及经济又简单实用？反激12）在正激式开关电源中，一般占空比应为(35~45)%；13）反激式开关电路的功率ＭＯＳ管的Id 一般为2Pout/Vin(min)；14）在推挽式变换器电路中，一般都是由两个正激变换器电路工作在“推挽”方式下，及两个开关交替打开和关闭；15）在正激方式工作的开关电源，往往要增加一组绕组即励磁绕组，其主要作用是磁芯复位；16）设计正激式变换器时，应选用适当的磁芯有效体积，并选择空气隙，以免磁芯饱和；17）在开关电源中，使用功率MOS管而不是用晶体管或双晶体管，这是因为MOS管有很多性能上的优势，主要表现在高频状态下；18）每个开关电源中都有一个交流电压最大的节点，这个节点就是功率开关的漏极；19）开关电源的最佳布置的流程是：a）放置变压器或电感；b) 布置功率开关管电流环路；c) 布置输出整流器电流环路；d) 把控制电路与交流功率电路连接；e) 布置输入环路和输入滤波器；f) 布置输出负载环路和输出滤波器；20）开关电源的功率可由下式计算：Pin=Pout/ η这里的η是估计的开关电源效率；21）对于无源感性负载，功率因数就是电压和电流波形之间的相位差；22）磁粉心是一种铁心结构，是一种由几类材料复合而成的复合型铁心；23）负反馈电路的核心是一个高增益的运算放大器，称作电压误差放大器；24）在单端正激式变换器电路中，隔离器件是一个纯粹的变压器；25）变压器电压、电流及匝数的关系式为：Np/Ns=Vp/Vs=Is/Ip ；其中Np是：初级变压器的匝数；26）变压器电压、电流及匝数的关系式为：Np/Ns=Vp/Vs=Is/Ip ；其中Ns是：次级变压器的匝数；27）交叉调整量是电源一个或多个输出端负载变化时，对其他输出端电压的影响量28）功率开关部分的主要作用是把直流输入电压变换成脉宽调制的交流电压；29）每个开关电源内部都有4个环路，每个环路都是相互独立的，对布ＰＣＢ板非常重要功率开关管电流环路, 输出整流器电流环路,输入环路, 输出负载环路30）开关电源功率调整管工作于开关状态，它的变化效率高；二、多项选择题1）一般开关电源采用哪几种工作方式，列出其中四中正激、反激、推挽、半桥；2）电源工作的组织结构有哪几种高效谐振开关电源、线性电源、PWM 控制开关电源；3）典型的输入整流滤波电路由三到五部分组成他们是：EMI滤波器、启动浪涌电流限制器、浪涌电压抑制器、整流级、输入滤波电容4）制作电源需要考虑哪些因素是：重量和尺寸、功率的大小、输入及输出特性、成本；5）控制电路的主要组成部分是：驱动电路、调节器电路、并机均流电路、保护电路；6）功率MOS管驱动电路十分讲究，一般有：用TTL电路驱动、用线性电路驱动、用隔离变压器驱动7）开关电源的内部损耗大致可包括：开关损耗、附加损耗、电阻损耗、导通损耗；8）磁性非晶合金可以从化学成分上分为下列几类：铁基非晶、铁镍基非晶、钴基非晶、铁基纳米晶9）一般高频变压器除了具有初、次级间安全隔离的作用，还具有变压器和额流圈的作用；10）光电耦合器主要由发光二极管、光敏三级管元件构成；11）电容器是各种电子设备中不可缺少的重要元器件，它广泛用于抑制电源噪声、尖峰的吸收、滤波等多种场合；12）软开关电源工作方式的电路中，一般可分为零电压电路、零电流电路；13）UPS（不间断电源）按工作的原理可分为动态式、静态式；14）动态式UPS的主要组成部分是：整流器、电池、直流电动机、惯性飞轮、交流发电机15）每个开关电源内部都有四个电流环路，每个环路都要相互分开，它们是功率开关管交流电流环路、输出整流器交流电流环路、输入电源电流环路、输出负载电流环路；16）EMI滤波器的主要作用是滤除：开关噪声、输入线引入的谐波；17）在开关电源中使用的PWM控制的IC，一般具有下列特点：自动补偿、具有充放电振荡电路，可精确的控制占空比、工作电流低、内部具有参考电源18）整流器损耗可以分为：开通损耗、导通损耗、关断损耗部分；19）线性电源有并联式、串联式几种类型；20）通常与电源相关的附加功能是：与外部电源同步、输入低电压限制、紧急调电信号21）设计开关电源，选择最合适的拓扑形式主要考虑的因数是：输入输出是否需要变压器隔离、加在变压器一次侧或电感上的电压值是多大、通过开关管的峰值电流、加在开关管上的最高峰值电压22）开关电源优点主要集中在：安全可靠、体积小重量轻、稳压范围宽、功耗小23）开关电源的技术发展动向是：高效率、模块化、低噪声、抗干扰能力强24）设计开关电源主要考虑的步骤是：主电路形式的选择、开关的工作频率、功率器件的确定、控制电路的设计25）影响高频开关电源的主电路方案的因素是：输入输出电压、电流范围与半导体器件规格的配合；电路的可靠性，工作范围的适应性；减小体积、重量和提高效率；较小损耗可减小散热器的尺寸和重量；减小对电网的污染26）未来的开关电源发展的新技术有：同步整流方式的应用、均流技术的应用、功率因数的改善27）在开关电源中，所需的整流二极管必须具有正向压降低、快速恢复、足够的输出功率等特点；28）高频变压器的漏电感和肖特基蒸馏二极管的结电容在管子截至时，会形成一个谐振电路，它会引起瞬时过压振荡；29）为防止功率管（ＭＯＳ）截至期间烧坏，会增加ＲＣ吸收电路进行抑制，它们的形式是ABC；30）在隔离式开关电源中，使用光耦作为输入输出隔离，但必须遵循的原则是：所选的光耦器件必须符合国内或国际的有关隔离击穿电压标准、若用放大电路驱动光耦，必须保证它能够补偿耦合器的温度不稳定和漂移、所选的光耦器件必须有较高的耦合系数；31）PCB板合理的装配十分重要，应采取下列顺序装配：焊装小功耗电阻及小电容；装大功率电阻、安装IC、装高频变压器、装大体积的电容器、装MOS管32）通信类电源的要求很多，主要归纳为：杂音电压小、少污染、自动保护、电压准确和稳定、自动监测和集中控制三、判断题2）负载调整率就是负载电流从半载到额定负载时，输出电流的变化率；╳7）KA(UC)3844B控制芯片，是电压型PWM控制IC；╳12）在仪器或设备中出现EMI干扰应采用合理布局、机壳正确的接地处理，出现FRI干扰应采用滤波处理；╳16）在电源的输入电路中，浪涌抑制部分要放在EMI前，整流和滤波电容后，这样效果更好；╳17）高频变压器输出电压的大小与变压器的匝数成反比；╳19）过电压保护的目的是防止控制电路出现故障时，输出电流过高烧坏元器件；╳20）为了减少滤波电容的等效串联电阻，经常会把多个电容串联使用；╳22）不管是正激式开关方式还是反激式工作方式的电源中，制作变压器都要开一定的气隙以防止变压器饱和；╳24）铁氧体性能参数是由其本身的材料和体积决定的，因此在任意温度下其饱和磁通密度都是固定不变的；╳25）我们所说的电源的效率就是电源的输出功率对输入功率的比；╳26）为减小滤波电容的等效电阻（ESR），经常用多个电容串联；╳28）整流器的导通损耗就是指整流器通过电流时的损耗；╳四、问答：1、简述集成稳压器的分类及各类稳压器优缺点：答：集成稳压器按出线端子多少和使用情况大致可分为多端可调式、三端固定式、三端可调式及单片机开关式等几种。
电脑主板开关电源供电方式
目前生产的计算机主板都采用开关电源供电方式。
开关电源供电方式可分为：单相供电、两相供电和多相供电。
(1)单相供电
CPU羊相供电原理如图1所示。
CPU单相供电原理是：获得主机电源输出的+5V或+12V供电后，由于该电压未达到CPU 核心供电要求，CPU识别引脚发出电压识别码(VID)给PWM(PulseWidthModulation，脉宽调制)控制器，PWM控制器通过控制两个场效应管导通的顺序和频率，使其输出的电压与电流达到CPU核心供电要求。
从图1可以看出，单相供电耑要两个场效应管，还需要两个电解电容。
在电源输人端使用大容量电解电容CI进行退耦;在输出端使用大容量电解电容进行滤波，可以得到比较平滑稳定的电压，使输出电压达到CPU供电电压要求。
CPU供电实物图如图2所示。
主机电源供给的12V电乐通过第一级LC电路滤波(由图2中的L1和C1组成)，送到两个场效应管和PWM控制芯片组成的电路，两个场效应管在PWM控制芯片的控制下轮流导通，再经过第二级LC电路滤波(由12和C2组成)得到CPU所需要的工作电压。
由于场效应管工作在开关状态，导通吋的内阻和截止时的漏电流都较小，所以自身耗电量很小。
(2)两相供电
单相供电一般最大能提供25A的电流，而LI前常用的CPU供电电流远大于25A，单相供电无法提供足够可靠的动力，所以现在主板的供电电路多采用两相或多相供电。
CPU两相供电电路如图3所示，该电路其实是两个单相电路的并联，因此它可以提供双倍的电流。
(3)三相或多相供电
三相供电电路如图4所示，电路是由三个单相电路并联而成的，因此理论上可以提供三倍的电流。
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。
开关电源的原理与设计
开关电源的原理与设计开关电源是一种高效、稳定并且广泛应用于各种电子设备中的电源供应方式。
本文将探讨开关电源的原理与设计方法，帮助读者理解和应用开关电源技术。
一、开关电源的原理开关电源的工作原理主要基于开关器件（如晶体管或MOSFET）、变压器和滤波电路。
其基本原理如下：1. 输入电压通过整流桥变成直流电压，然后经过输入滤波电路去除大部分的纹波。
2. 直流电压通过PWM（脉宽调制）技术控制开关器件，使其周期性地开关。
3. 开关器件的快速开关与关断导致电压和电流的变化，并通过变压器传导到输出端。
4. 输出电压经过输出滤波电路去除纹波，然后供应给负载。
二、开关电源的设计要素1. 选定开关器件：合适的开关器件应具备低导通电阻、快速开关速度和高耐受电压等特点。
2. 设计变压器：变压器的设计应根据输入输出电压比例、功率需求和开关频率来选择合适的磁芯和线圈参数。
3. 输出滤波：合理设计输出滤波电路以减小输出纹波，采用合适的电容和电感来实现滤波效果。
4. 转换控制电路：PWM技术常用于控制开关器件的开关频率和占空比，需要设计合适的控制电路来实现转换。
三、开关电源的设计步骤1. 确定功率需求：根据需求确定开关电源的输出功率和电压范围。
2. 选择开关器件：根据功率需求选择适合的开关器件，考虑其导通电阻、开关速度和电压容忍度等。
3. 设计变压器：根据输入输出电压比例和功率需求设计变压器的磁芯和线圈参数。
4. 设计滤波电路：根据输出电压的纹波要求确定输出滤波电路的参数，包括电容和电感等。
5. 设计转换控制电路：选择合适的PWM控制芯片或设计自己的控制电路，实现开关器件的控制。
四、开关电源的优点1. 高效性：相比线性电源，开关电源的转换效率更高，能够节省能源并减少功耗。
2. 稳定性：开关电源具有更好的稳定性和调节性能，能够在不同负载条件下保持输出电压的稳定。
3. 体积小巧：开关电源采用高频开关器件和储能元件，使得电源尺寸更小、重量更轻。
开关电源各磁性元器件的分布参数
开关电源各磁性元器件的分布参数开关电源是一种能够将电源输入的直流电转换为经过开关管开关调制后的高频方波电流输出的电源。
开关电源中常使用到的磁性元器件包括变压器、电感器、磁环和补偿电感等。
本文将分别介绍这些磁性元器件的分布参数，包括互感系数、漏感系数、品质因数和饱和电感等。
1.变压器：变压器是开关电源中最常见的磁性元器件之一，其主要用于实现电压变换、隔离和电流控制等功能。
变压器的互感系数（k）是衡量一组线圈中能够转移能量的比例，k的范围通常在0.8到1之间。
当变压器的一端开路时，另一端的电流不能完全传导到另一线圈，形成了漏感。
漏感系数（k_m）是分析变压器性能的重要参数，其数值范围一般在0.03到0.3之间。
同时，变压器的品质因数（Q）是描述其在工作频率下的能量传输效率的指标，其数值越大，表示能量传输越高效。
2.电感器：电感器是通过感应磁场来储存和释放电能的元件。
开关电源中使用到的电感器主要包括电感线圈、磁环和电感峰值等。
电感线圈的主要参数是饱和电感（L_s）和功率损耗（R_s）。
饱和电感是在给定电流下，电感线圈中储存的能量的最大值。
功率损耗是电感器在工作时由于电阻而产生的能量损耗。
磁环是一种通过改变线圈的电流来调整电感器参数的设备。
3.磁环：磁环是用于储存和调整磁场能量的一种磁性材料。
在开关电源中，磁环主要用于调整电感器的感应能量。
磁环的厚度、面积和抗磁饱和能力等是影响其性能的重要参数。
4.补偿电感：开关电源中的补偿电感用于实现对电源端电感的变化进行补偿，从而提高系统的稳定性和效率。
补偿电感的主要参数是补偿比（R_c），它是补偿电感的导磁性能与电源端电感的比值。
当补偿比为1时，表示补偿电感和电源端电感的导磁性能相等。
综上所述，开关电源中的磁性元器件包括变压器、电感器、磁环和补偿电感等，它们都具有不同的分布参数。
了解和掌握这些分布参数有助于正确选择磁性元器件，优化开关电源的性能和效率。
开关电源硬件电路设计计算及选择
开关电源硬件电路设计计算及选择开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源装置，由于其高效率和较小的尺寸，开关电源被广泛应用于各种电子设备中。
在进行开关电源硬件电路设计计算和选择时，需要考虑多个因素，包括输入电压范围、输出电压和电流需求、功率需求、保护措施、滤波电路设计等。
下面将详细介绍开关电源硬件电路设计计算和选择过程。
首先，需要考虑的是输入电压范围。
开关电源一般可以支持宽范围的输入电压，通常为85V-265V。
根据实际需求，选择适合的输入电压范围，并确保电路能够稳定工作。
接下来，需要确定输出电压和电流需求。
根据应用需求，确定开关电源的输出电压和电流需求，这取决于所供电设备的要求。
通常，可以通过使用开关电源芯片进行调节，来获得所需的输出电压和电流。
然后，需要考虑功率需求。
功率是开关电源设计中一个重要的参数，它决定了开关电源的输出能力。
根据实际应用，确定所需的功率，并选择具有足够能力的电源。
此外，还需要考虑保护措施。
开关电源需要在输入和输出端添加适当的保护电路，以确保电源和所供电设备的安全。
常见的保护措施包括过压保护、过流保护、过热保护和短路保护等。
在硬件电路设计中，滤波电路也是一个重要的部分。
开关电源的输出会带有高频噪声，需要通过滤波电路进行滤波，以获得稳定的直流输出。
常见的滤波电路包括电容滤波和电感滤波。
最后，还需要考虑开关电源的可靠性和成本。
选择合适的元器件和设计方案，以确保电源的可靠性和稳定性。
同时，还需要考虑成本因素，选择性价比较高的元器件和解决方案。
综上所述，开关电源硬件电路设计计算和选择需要考虑多个因素，包括输入电压范围、输出电压和电流需求、功率需求、保护措施、滤波电路设计等。
通过合理选择和设计，可以满足不同应用的需求，并获得稳定可靠的开关电源。
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1. 供电方式的选择
集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电质量，而且应用单台电源供电，当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。
分布式供电系统因供电单元靠近负载，改善了动态响应特性，供电质量好，传输损耗小，效率高，节约能源，可靠性高，容易组成N＋1冗余供电系统，扩展功率也相对比较容易。
所以采用分布式供电系统可以满足高可靠性设备的要求。
2. 电路拓扑的选择
开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。
单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式的开关管的承压在两倍输入电压以上，如果按60％降额使用，则使开关管不易选型。
在推挽和全桥拓扑中可能出现单向偏磁饱和，使开关管损坏，而半桥电路因为具有自动抗不平衡能力，所以就不会出现这个问题。
双管正激式和半桥电路开关管的承压仅为电源的最大输入电压，即使按60％降额使用，选用开关管也比较容易。
在高可靠性工程上一般选用这两类电路拓扑。
3. 控制策略的选择
在中小功率的电源中，电流型PWM控制是大量采用的方法，它较电压控制型有如下优点：逐周期电流限制，比电压型控制更快，不会因过流而使开关管损坏，大大减小过载与短路的保护；优良的电网电压调整率；迅捷的瞬态响应；环路稳定，易补偿；纹波比电压控制型小得多。
生产实践表明电流控制型的50 W开关电源的输出纹波在25mV左右，远优于电压控制型。
硬开关技术因开关损耗的限制，开关频率一般在350kHz以下，软开关技术是应用谐振原理，使开关器件在零电压或零电流状态下通断，实现开关损耗为零，从而可将开关频率提高到兆赫级水平，这种应用软开关技术的变换器综合了PWM变换器和谐振变换器两者的优点，接近理想的特性，如低开关损耗、恒频控制、合适的储能元件尺寸、较宽的控制范围及负载范围，但是此项技术主要应用于大功率电源，中小功率电源中仍以PWM技术为主。
4 元器件的选用
因为元器件直接决定了电源的可靠性，所以元器件的选用非常重要。
元器件的失效主要集中在以下四个方面：
（1)制造质量问题
质量问题造成的失效与工作应力无关。
质量不合格的可以通过严格的检验加以剔除，在工程应用时应选用定点生产厂家的成熟产品，不允许使用没有经过认证的产品。
（2)元器件可靠性问题
元器件可靠性问题即基本失效率的问题，这是一种随机性质的失效，与质量问题的区别是元器件的失效率取决于工作应力水平。
在一定的应力水平下，元器件的失效率会大大下降。
为剔除不符合使用要求的元器件，包括电参数不合格、密封性能不合格、外观不合格、稳定性差、早期失效等，应进行筛选试验，这是一种非破坏性试验。
通过筛选可使元器件失效率降低1～2个数量级，当然筛选试验代价(时间与费用)
很大，但综合维修、后勤保障、整架联试等还是合算的，研制周期也不会延长。
电源设备主要元器件的筛选试验一般要求：
①电阻在室温下按技术条件进行100％测试，剔除不合格品。
②普通电容器在室温下按技术条件进行100％测试，剔除不合格品。
③接插件按技术条件抽样检测各种参数。
④半导体器件按以下程序进行筛选：
目检→初测→高温贮存→高低温冲击→电功率老化→高温测试→低温测试→常温测试
筛选结束后应计算剔除率Q
Q=(n / N)×100%
式中：N——受试样品总数；
n——被剔除的样品数；
如果Q超过标准规定的上限值，则本批元器件全部不准上机，并按有关规定处理。
在符合标准规定时，则将筛选合格的元器件打漆点标注，然后入专用库房供装机使用。
（3)设计问题
首先是恰当地选用合适的元器件：
①尽量选用硅半导体器件，少用或不用锗半导体器件。
②多采用集成电路，减少分立器件的数目。
③开关管选用MOSFET能简化驱动电路，减少损耗。
④输出整流管尽量采用具有软恢复特性的二极管。
⑤应选择金属封装、陶瓷封装、玻璃封装的器件。
禁止选用塑料封装的器件。
⑥集成电路必须是一类品或者是符合MIL－M－38510、MIL－S－19500标准B－1以上质量等级的军品。
⑦设计时尽量少用继电器，确有必要时应选用接触良好的密封继电器。
⑧原则上不选用电位器，必须保留的应进行固封处理。
⑨吸收电容器与开关管和输出整流管的距离应当很近，因流过高频电流，故易升温，所以要求这些电容器具有高频低损耗和耐高温的特性。
在潮湿和盐雾环境下，铝电解电容会发生外壳腐蚀、容量漂移、漏电流增大等情况，所以在舰船和潮湿环境，最好不要用铝电解电容。
由于受空间粒子轰击时，电解质会分解，所以铝电解电容也不适用于航天电子设备的电源中。
钽电解电容温度和频率特性较好，耐高低温，储存时间长，性能稳定可靠，但钽电解电容较重、容积比低、不耐反压、高压品种。
(>125V)较少、价格昂贵。
关于降额设计：电子元器件的基本失效率取决于工作应力(包括电、温度、振动、冲击、频率、速度、碰撞等)。
除个别低应力失效的元器件外，其它均表现为工作应力越高，失效率越高的特性。
为了使元器件的失效率降低，所以在电路设计时要进行降额设计。
降额程度，除可靠性外还需考虑体积、重量、成本等因素。
不同的元器件降额标准亦不同，实践表明，大部分电子元器件的基本失效率取决于电应力和温度，因而降额也主要是控制这两种应力，以下为开关电源常用元器件的降额系数：
①电阻的功率降额系数在0.1～0.5之间。
②二极管的功率降额系数在0.4以下，反向耐压在0.5以下。
③发光二极管。