高压开关电源的设计方法
一种新型高压输入开关电源的设计
用 领 域 对 电源 的体 积 、重 量 、效 率 等方 面 提 出 了
越 来 越 高 的 要 求 。 以 电流 型Ｐ Ｍ控 制 器 为 核 心 Ｗ 的 高 频 开 关 电 源 由 于具 有 体 积 小 、重 量轻 、效 率
调 整率和 负载调整率都较高 。
２ 双管 反激变换 电路的特 点
摘
要 ：大规模 集成 电路 的 出现 ，促进 了电子设备 的高功率 密度 化。这要 求 为之供 电的直直 变换 器
也 随之 高功率 密度化 。高频、 高效开 关 变换是直直 变换 器实现 高功率 密度 的基础 。文章 阐述 了一种 采用Ｕ ３ ４ 集成 芯片实现 的新型 高压输 ．Ｄ ／ Ｃ Ｃ ８４ ￣ Ｃ Ｄ 反激开 关电源，并给 出 了详细的 电路 参数及 高频 变
第１ 卷 ，第５ ２ 期
ＶＯ １ ｌ ２． ＮＯ． ５
电
子
与
封
装
总 第１ ９ ０ 期
２ ２年 ５月 ０１
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩ ＣＳ＆ ＰＡＣＫＡＧＩ ＮＧ
蹙： 龉 设 髓
一
种新型高压输入开关 电源的设计
李江达 ，韩 留军 正 ，曾
（． １ 无锡中微爱芯电子有限公 司，江苏 无锡 ２ ４ ３ ； １０ ５ ２ 中国电子科技 集团公司第５ 研究所 ，江苏 无锡 ２ ４ ３ ） ． ８ １０ ５
ｈｇ ｏ ｒ ｅ ｓ ｏ ｔ ｕ ｕ ｌ ａ ｓｍｏｅａ ｄｍｏｅａｔｎｉｎｏ ｉｈ￣ｅ ｕ ｎ ｙａ ｄｈｇ ｆｃｅ ｃ ． ｒ ， ｉｈｐ ｗｅ ｎ ｉ ｃ ｎｉ ｏ ｓ ｐ ｙ ｒ ｎ ｒ ｔ ｔ ｎｈｇ ｄ ｙ ｔ ｎ ｙ ｅ ｏ ｑ ｅ ｃ ｎ ｉｈｅ ｉｎ ｙ Ｈｅｅ ｉ
ｉ ｈ ｓｐ ｐｅ ａｎ ｗ ｉ ｈｖｏｔｇ ｎ ｕ ｙ ａ ｋ ｓ ｔｈ ｍ ｏ ｅｐ ｗｅ ｕ ｐｙ ａ ｐｌ ｄＵＣ３ ４ ｎ ｅｇ ａｅ ｈ ｐ ｎ ｔ ｉ ａ ｒ， ｅ ｈ ｇ ｌａ ｅｉ ｐ ｔ ｂ ｃ ｗｉｃ — ｄ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ｐ ｉ ｌ ｆ ｅ ４ｉ ｔｒ ｒ ｔｄ ｃ ｉ ｓ ８ ｉ ｌｕ ｔａ ｅ ａ ｈ ｅ ａｌｄ ｃｒ ｕ ｔｐ ｒ ｍ ｅｅ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｏｆｈ ｇ ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ｔａ ｓｏ ｍ ｅ ｓ ｓｉｌ ｓｒ ｔｄ，ｎｄ ｔ ｅ ｄ ｔｉｅ ｉｃ ｉ ａ ａ ｔ ｒ ｎ ｈｅ ｄ ｓｇ ｔ ｏ ｉ ｈ一 ｑ ｅ ｃ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒｉ ｇ ｖ ｎ ａ ｅ１ ｈ ｓｓ ｔｈ ｍ ｏ ｅｐ ｗ ｅ ｕ ｐｙ ｕ ｅ ｏ ｂｌ—ｏ ｐ ｃ ｒｅ ｔｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｅａ ｄ ｔｅｉ ｐ ｔ ｎ ｕｐｕ ｉ ｅ ｓｗ ｌ． ｉ ｗｉｃ － ｄ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ｓ ｓｄ ｕ ｅ ｌ ｏ ｕ ｒｎ ｏ ｔｏ ｄ ，ｎ ｎ ｕ ｄｏ ｔ ｔ ｔ ｍ ｈ ａ ｃｒ ｕｔ ｐ ｌｅ ｈ ｔ ｃ ｕ ｌｒｉｏ ａｉｎ． ｉｃ ｉｓａ ｐ ｉｓｐ ｏ ｏ ｏ ｐ ｅ ｌｔｏ ｓ Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｄ ｕ ｌ ｗｉｃ ｙ ａ ｋ ｃ ｎ ｅ ｅ ； ｕ ｐ ｙｐ ｏ ｏ ｏ ｐ ｅ ｏａ ｉｎ； ｗｉｃ ｍｏ ｅｐ ｗｅ ｙｗ ｒ ： ｏ ｂ ｅｓ ｔｈｆ ｂ ｃ ； ｏ ｖ ｒ ｒ ｓ ｐ ｌ ｈ ｔ ｃ ｕ ｌｒｉ ｌｔｏ ｓ ｔｈ— ｄ ｏ ｒ ｌ ｔ ｓ
开关电源设计开发流程
开关电源设计开发流程1. 需求分析
- 确定电源输入电压范围和输出电压规格
- 确定电源输出功率和效率要求
- 确定电源尺寸和工作环境要求
2. 拓扑结构选择
- 分析常见拓扑结构的优缺点
- 根据需求选择合适的拓扑结构
3. 关键器件选择
- 选择功率开关管
- 选择变压器
- 选择输出滤波电容和其他辅助器件
4. 电路设计
- 进行电路原理设计和仿真验证
- 进行PCB布局设计
5. 电源原型制作与调试
- 制作样机电路板
- 对电路进行调试和测试
- 进行功率和效率测试
6. 电磁兼容性(EMC)设计
- 分析电路的EMC问题
- 采取相应的EMC设计措施
7. 热设计
- 进行热分析和模拟
- 设计散热结构
8. 机械结构设计
- 确定外壳尺寸和材料
- 设计机械结构和组装工艺
9. 安全认证和标准符合性
- 进行安全认证测试
- 确保满足相关标准和规范
10. 试产和量产
- 制作小批量试产样品
- 进行可靠性测试和改进
- 量产和交付
这个流程概括了开关电源设计开发的主要步骤,具体细节需要根据实际产品需求进行调整和完善。
良好的设计流程有助于提高开发效率,确保产品质量和可靠性。
开关电源的设计及计算
开关电源的设计及计算1.先计算BUCK 电容的损耗（电容的内阻为R buck 假设为350m Ω，输入范围为85VAC~264VAC,频率为50Hz ，P OUT =60W,V OUT =60W ）：电容的损耗：P buck =R buck *I buck,rms 2I buck,rms =I in,min1**32−cline t F t c :二极管连续导通的时间t c =linelineF VpeakV e F **2)min(arcsin *41π−=3ms其中：V min =linein ch in in in F C D P V V *)1(***2min ,min ,−−V peak =2*V in,min其图中的T1就是下面公式中t c或：V min =η*)*21(**2**2min ,min ,in c line o in in C t F P V V −−所以(假设最低输入电压时，输入电流=0.7A)：I buck,rms =I in,min1**32−cline t F =0.7*13*50*32−=1.3A P buck =350m*1.32=0.95W第一步计算电容损耗是为了使用其中的t c 值,电容的容量一般通用范围选2~3μ/W ，固定电压为1μ/W2.输入交流整流桥的计算(假设V TO =0.7V,R d =70m Ω)在同一个时间内有两个二极管同时导通，半个周期内两个二极管连续导通I d,rms =c line in t F I **3min ,=m3*50*37.0=1.04AP diodes =2*(V TO *2min ,in I +R d *I d,rms 2)=2*(0.7*27.0+70m*1.042)=640mW 一个周期内桥堆损耗为:P BR=2*P diodes =2*640m=1.28W桥堆功耗超过1.5W 时，我个人认为应加散热器（特别是电源的使用环境温度较高时）变压器和初级开关MOS ：反激式开关电源有两种模式CCM 和DCM ，各有优缺点。
如何一步一步设计开关电源？开关电源设计调试步骤全过程
如何一步一步设计开关电源？开关电源设计调试步骤全过程针对开关电源很多人觉得很难，其实不然。
设计一款开关电源并不难，难就难在做精，等你真正入门了，积累一定的经验，再采用分立的结构进行设计就简单多了。
万事开头难，笔者在这就抛砖引玉，慢慢讲解如何一步一步设计开关电源。
开关电源设计的第一步就是看规格，具体的很多人都有接触过，也可以提出来供大家参考，我帮忙分析。
在这里只带大家设计一款宽范围输入的，12V2A的常规隔离开关电源。
1、首先确定功率根据具体要求来选择相应的拓扑结构；这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。
在这里我会更多的选择是经验公式来计算，有需要分析的，可以拿出来再讨论。
2、选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计当我们确定用flyback拓扑进行设计以后，我们需要选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计(sch)。
无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。
对里面的计算我还会进行分解。
分立式：PWMIC与MOS是分开的，这种优点是功率可以自由搭配，缺点是设计和调试的周期会变长（仅从设计角度来说）；集成式：就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里，省去设计者很多的计算和调试分步，适合于刚入门或快速开发的环境。
3、做原理图确定所选择的芯片以后，开始做原理图(sch)，在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计。
设计前最好都先看一下相应的datasheet，确认一下简单的参数。
无论是选用PI的集成，或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet。
一般datasheet里都会附有简单的电路原理图，这些原理图是我们的设计依据。
4、确定相应的参数当我们将原理图完成以后，需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。
当然不同的公司不同的流程，我们需要遵守相应的流程，养成一个良好的设计习惯，这一步可能会有初步评估，原理图确认，等等，签核完毕后就可以进行计算了。
用低压MOS管设计高压开关电源的实现方法
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第６ 期
宋志强 等 ： 用低压 ＭＯ 管设计高压开关 电源的实现方法 Ｓ
８ １
副边绕组 电压为 ：
～
１０ ５ ０Ｖ
（） ７
Ｖｓ ＥＶ ｃ” ＾ － ／ Ｐ
（） １０Ｖ。可见单端反击开关 电源对开关管 的耐压要 ２ ５０
压器原 、 副边 电流示意 图 如图 ２所 示 。
收稿 日期 ：０ ６０ ５ ２ ０ ．４０ 基金项 目： 四川省教 育厅重点项 目（０ ５ ｌ７ ２０Ａ ） １ 作者简介 ： 宋志强（９ ９ ）男 ， １７ ． ， 山西省阳泉市人 ， 士研究生 ， 硕 主要研究方 向 ： 电力传动 。
目 前半导体 中的普通开关管 耐压一般最高 为
１ ０ 在三相单端反击开关电源 中整流后的直流 ０ ５ Ｖ， 电压可达 ６０多伏 ， ０ 经变压器感应后输 出到开关管 的电压是直流电压 的两倍 多， 已经接近开关管耐压 极限。由于受到电网电压波动 的影响 ， 以及 目前功
率元件的制作工艺的制约， 普通三相开关 电源的开 关管经常被击穿， 这在三相开关 电源及大功率变频
厂 一 了二
求很高。还有一点需要说 明的是当对单端电源的脉
ＶＲ √ Ｘ ｏ ｏ＝ ｖ
Ｙ ｉ
（ ３ ）
在磁化 电流 的临界 状态 和非连 续状 态下 ， １ １ ｒ
截止时问大于或等于副边绕组 电流降到零的时间 ，
在新的周期开 始 丁 又导通 时， ｒ 原边 电流从零开始
管上 的电压 已远超 过它所 能承 受 的电压 ， 开关 管会 马 上被击 穿 。
在市场上能买到的 ＭＯ Ｓ管中最高耐压的也只有
当 Ｔ 关断时， ｒ 原边电流必定 降到零 ， 副边两端 感应 电压极性反 向， 整流二极管 Ｄ１ 导通 ， 变压器储 能开始释放， 副边 电流线性下 降。经变压器耦合在 原边又形成一个上负下正的反射电压 ：
开关电源设计步骤
开关电源设计步骤
1.需求分析（100字）
在设计开关电源之前，首先需要明确设计的目标和需求。
这包括输出电压、输出电流、输入电压范围、效率要求、输出电流稳定性等。
根据不同的需求，确定开关电源的拓扑和参数。
2.电路设计（300字）
在进行电路设计之前，需要选择开关电源的拓扑结构。
常见的拓扑结构有Buck、Boost、Buck-Boost、Sepic等。
根据需求和所选拓扑结构，设计主要电路模块包括开关管、滤波电感、修正电容、输出滤波电容等。
3.电路实现（300字）
根据电路设计确定的电路参数，在电路板上布线，连接各个器件和元件。
布线时需考虑到电路的稳定性和抗干扰能力。
注意分离高压和低压区域，减少互相干扰。
4.性能评估（200字）
完成电路实现后，需要进行性能评估，检验设计是否满足预期需求。
主要评估指标包括输出电压稳定性、负载调整能力、效率、开关频率、静态功耗、温度等。
通过测试数据和实际情况进行比较，查找问题和优化空间。
5.优化（200字）
根据性能评估的结果和问题分析，进行电路的优化。
优化可以包括改进布线、更换元器件、调整控制策略等。
目的是提高电路的性能，使其更加稳定、高效和可靠。
总结：
开关电源设计步骤包括需求分析、电路设计、电路实现、性能评估和优化。
通过明确需求，选择合适的拓扑结构，并根据电路设计参数进行电路实现，然后进行性能评估和优化。
这些步骤相互关联，需要不断地调整和优化，以得到满足需求的高性能开关电源设计。
高压直流开关电源的设计与实验研究
ＡＦ Ｐ Ｃ采 用 全 控 开 关 器 件 构 成 的 开 关 电路 对 输 入 电流 波 形 进 行 控 制 ， 使 输 入 电 流 成 为 与 电
源 电压 同 相 的 正 弦 波 。 功 率 因 数 高 达 ０９ ５． ．９ 从
而 彻 底 解 决 了 整 流 电 路 的 谐 波 污 染 和 功 率 因 数
设 计 的可行性 。 关 键 词 ： 关 电 源 ：有 源 功 率 因 数 校 正 ；筘 位 二 极 管 开 中 图分 类号 ：Ｎ ６ Ｔ ８ 文 献 标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０ １０ ２ １ ）０ ０９ － １ ０— ０Ｘ（０ ２ １— ０ ６ ０ ４
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｐｅ ｉ ｅ ａ ｔ ｙ ｏ ｇ ｖ ｌａｇ ｓｇ ｎｄ Ｅｘ ｒ ｍ ｎｔ ｌ Ｓ ｕｄ ｆ Ｈｉ ｈ－ ｏ ｔ ｅ ＤＣ ｗｉｃ Ｐｏ ｒ Ｓｕ Ｓ ｔ ｈ ｗｅ ｐｐｌ ｙ
实 际 选 取 ｌ Ｈ。 ＝ ５
２２ Ｚ Ｓ移 相 全桥 变 换 器 ． Ｖ
正 向 ）负 载 电流 需 要 一 段 时 间 ， ， 即为 图 ３中 的［～ ｚ ，
］ 和 ～ 。 这 段 时 间 内 ， 然 初 级 有 电压 ， ｉ ｔ］ 在 虽 但 不足 以提 供 负 载 电流 。 次级 整 流 管 全 部 导 通 ， 压 变 器 初 、 级 短 路 ， 载 处 于 续 流 阶 段 ， 流 输 出 为 次 负 整 零 。这 样 次 级 就 丢 失 了［ ￣ Ｉ ｔ］ 两段 时 间 ｔ ｔ 和 ｔ－ 这 ３ ］ 。 的方波 电压 ， 与 开关周 期 的 比值 即 为 Ｄ Ｄ 它 ， 。：
Ｖ｝ 上 Ｑ｛ ｃ Ｊ １
ｖＪ Ｑ｝ ｊ
到精 密 的 ２０Ｖ直 流 输 出 。 计 了控 制 系 统 ， 择 ４ 设 选
ti 开关电源的原理和设计手册
开关电源指的是利用开关管进行开关控制的电源，相较于传统的线性电源，开关电源具有体积小、效率高、可靠性强等优点，因此得到了广泛的应用。
开关电源的原理和设计手册是开发和应用工程师们必备的基础知识，本文将围绕开关电源的原理和设计手册展开详细的介绍。
一、开关电源的工作原理1. 开关电源的基本结构开关电源一般由整流器、滤波器、开关管、变压器、控制电路、稳压电路等部分组成。
其中开关管作为关键部件，通过不断地打开和关闭来控制电压的变化，从而实现电源的输出。
2. 开关电源的工作原理开关电源的工作原理是通过开关管控制输入电压的断断续续，将高压直流电转换成低压直流电，再通过稳压电路保证输出电压的稳定性。
在开关管导通时，电压源充电，并将能量储存在电感中；在开关管关断时，电感释放能量，输出电压使负载得到供电。
二、开关电源的设计手册1. 开关电源设计的基本流程（1）确定设计需求和规格要求在设计开关电源之前，需要明确所需的电压、电流、功率等参数，以及工作环境、安全标准等规格要求。
（2）选择合适的开关元件和辅助元件根据设计需求，选择合适的开关管、变压器、电感、电容等元件，保证电源的性能和可靠性。
（3）设计控制电路和稳压电路通过合理的控制电路和稳压电路设计，实现对输入电压的精确控制和输出电压的稳定性。
（4）进行系统仿真和调试利用仿真软件对设计的开关电源进行系统仿真，验证电源的性能和稳定性，并在实际电路中进行调试和优化。
2. 开关电源的设计要点（1）电源的高效率高效率是开关电源设计的重要目标，可通过合理选择元件和优化电路结构来提高电源的效率。
（2）电源的稳定性稳定的输出电压是电源设计的关键，需要通过稳压电路和反馈控制来保证电源输出的稳定性。
（3）电源的过流、过压、过温保护为了保护电源和负载安全，需要在设计中考虑过流、过压、过温保护功能，避免出现意外故障和损坏。
（4）电源的EMI设计开关电源在工作时会产生电磁干扰，需要在设计中考虑电源的EMI设计，减小对周围电路的干扰。
大功率开关电源设计
大功率开关电源设计1. 引言大功率开关电源是一种能够稳定输出高功率电能的电源系统。
它在工业、通信、医疗等领域得到广泛应用。
本文将介绍大功率开关电源的设计原理、关键性能指标和具体设计步骤。
2. 设计原理大功率开关电源的设计原理基于切换电路的工作方式。
开关电源通过快速开关电路的状态，控制输入电压在输出端之间的传递。
这种工作方式能够实现高效能的电能转换和稳定的输出。
3. 关键性能指标大功率开关电源的性能主要体现在以下几个关键指标上：3.1 输出功率输出功率指的是开关电源可以稳定输出的最大功率。
设计大功率开关电源时，需要根据具体应用需求确定所需的输出功率。
3.2 效率效率是指输入功率与输出功率之间的比值。
大功率开关电源的设计需考虑如何提高电能的转化效率，以达到节能的目的。
3.3 稳定性稳定性是指开关电源在不同输入电压、负载变化等工况下输出电压的波动程度。
大功率开关电源应具备良好的稳定性，以确保输出电压的可靠性和稳定性。
3.4 输出电压纹波输出电压纹波是指输出电压在工作周期内的变化量。
较小的输出电压纹波意味着电源输出更加稳定，能够满足特定应用的要求。
3.5 开关频率开关频率是指开关电源进行切换的速率。
高频开关电源具有更高的效率和较小的元件体积，但也带来了更大的电磁干扰和更高的开关成本。
4. 设计步骤设计大功率开关电源的步骤如下：4.1 确定输出功率和电压根据实际应用需求，确定所需的输出功率和电压。
4.2 选择变换器拓扑结构根据设计要求和特定应用，选择合适的变换器拓扑结构，如Boost、Buck、Buck-Boost等。
4.3 计算元件参数根据选定的拓扑结构和设计要求，计算出所需的元件参数，包括电感、电容、开关管等。
4.4 电路仿真与验证使用相关电路仿真软件对设计的电路进行验证和优化，确保其满足设计要求和性能指标。
4.5 PCB布局和布线将设计好的电路布局在PCB上，并进行合理的布线，避免信号干扰和功率损耗。
一款2KW高频开关电源电路的设计方案及实现
一款2KW高频开关电源电路的设计方案及实现
大量集成电路、超大规模集成电路等电子通信设备日益增多，要求电源的发展趋势是小型化、轻量化。
本文主要针对滤波电感、电容和变压器的体积和重量比较大，因此提出了一款2KW高频开关电源电路的设计方案，通过方案中的电源电路的设计方法，达到了以减少它们的体积来实现小型化、轻量化。
引言
我们可以通过减少变压器的绕组匝数和金减小铁心尺寸来提高工作频率，但在提高开关频率的同时，开关损耗会随之增加，电路效率会严重下降。
针对这些问题出现了软开关技术，它利用以谐振为主的辅助换流手段，解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关电源能高频高效地运行，从20世纪70年代以来国内外就开始不断研究高频软开关技术，目前已比较成熟，下面以方案中2KW的电源为例进行设计。
设计内容和方法
1、主电路型式的选择
变换电路的型式主要根据负载要求和给定电源电压等技术条件进行选择。
在几种常用的变换电路中，因为半桥、全桥变换电路功率开关管承受的电压比推挽变换电路低一倍，由于市电电压较高，所以不选推挽变换电路。
半桥变换电路与全桥变换电路在输出同样功率时，半桥变换电路的功率开关管承受二倍的工作电流，不易选管，输出功率较全桥小，所以采用全桥变换电路。
传统的全桥变换电路开关元件在电压很高或电流很大的条件下，在门极的控制下开通或关断，开关过程中电压、电流均不为零，出现重叠，导致了开。
几种开关电源变压器设计计算方法
几种开关电源变压器设计计算方法
开关电源变压器设计计算方法有多种，根据输入和输出电压、电流、效率等参数的不同，可以选择不同的设计方法。
下面介绍几种常见的开关电源变压器设计计算方法。
1.均压系数法：
均压系数法是一种常见的设计方法，适用于输出电压稳定、负载变化较小的情况。
计算步骤如下：
1）确定输入和输出电压、电流；
2）选择变压器的变压比和绕组匝数；
3）根据电流传输比，计算输入和输出绕组的截面积和电流；
4）根据磁通密度，计算变压器的磁芯截面积；
5）计算变压器的工作频率和磁通密度。
2.欧姆法：
欧姆法是一种比较精确的设计方法，适用于需求较高的应用场景。
计算步骤如下：
1）确定输入和输出电压、电流，以及允许的电压降；
2）根据欧姆定律和功率关系，计算输入和输出绕组的电阻；
3）根据电流传输比，计算输入和输出绕组的导线截面积；
4）根据磁通密度，计算变压器的磁芯截面积；
5）计算变压器的工作频率和磁通密度。
3.饱和系数法：
饱和系数法是一种适用于高频开关电源设计的方法，可以有效降低开
关电源的损耗和杂散辐射。
计算步骤如下：
1）确定输入和输出电压、电流，以及允许的饱和电流；
2）根据输入和输出电流计算变压器的有效电流；
3）根据输入电流和变压比，计算输入和输出绕组的有效导线截面积；
4）根据磁通密度，计算变压器的磁芯截面积；
5）计算变压器的工作频率和磁通密度。
以上是几种常见的开关电源变压器设计计算方法。
在实际设计中，还
需要考虑变压器的损耗、绝缘、温升等因素，并结合具体的应用要求进行
优化和调整。
一种高压开关电源的设计
精 密 电子系统驱 动 工 作 方 式 ， 这 种 电 路 简 单 、 工 作 可 靠 性 高 。 功 率 管 由 来 自 ｓ ５２ Ｇ３ ４芯
２ 电路原 理 ．
系 统 原 理 框 图 如 图 １所 示 。
大 电 流 对 芯 片 造 成 冲 击 。 在 刚 通
它 的 电 压 随 外 部 电 源 对 其 充 电 而 逐 渐 升 高 ， 经 过 一 段 时 间 后 ， 电 路 进 入 正 常 工 作 状 态 。 这 样 保 证
片 的 信 号 驱 动 。 １ 、 １ 脚 的 单 端 １ ４
并 联 输 出 。 当 ｓＧ３５ ４输 出 高 电 ２ 平 时 ， 功 率 管 导 通 ， 在 电 感 Ｌ中
功 率 管 是 在 高 频 状 态 下 工 作 会 产
生 振 荡 。 为 了 消 除 这 种 寄 生 振 荡 ， 应 尽 量 减 少 与 功 率 管 各 管 脚 的 连 线 长 度 ， 特 别 是 栅 极 引 线 的 长 度 。 若 无 法 减 少 其 长 度 ， 可 以
３ 电路 设计 要 点 ．
压 。输 出 反 馈 信 号 经 光 电 隔 离 后 反
关 功 率 管 选 用 Ｍ 功 率 管 。 由 于 ０ｓ
馈 给 脉 冲 调 制 器 ， 通 过 与 脉 冲 调 制 器 中误 差 放 大 器 的 基 准 电压 比较 ， 控 制 脉 冲 调 制 器 的 输 出 占 空 比 ， 以 调 节 输 出 电压 。
３（ 下 页 ）。 见
高 压 开 关 电 源 。 该 电 源 具 有 稳 定
性 好 、 响 应 速 度 快 等 优 点 ， 能 广 泛 应 用 于 复 印 设 备 、 医 学 仪 器 等
端 并 联 一 电 容 Ｃ２ 成 一 个 软 启 动 构
连续可调高压开关电源的设计
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ห้องสมุดไป่ตู้经 验 交流
＂ ｃｈ ｉａＩＣｏｍｍ ｕ ｃ ｉ ｓ ｒ ｅ ｎｃ ｎｉａｔ ｏｎ
《 自动化技 术与应用》２ ０ ０ ７年第 ２ ６卷第 ３期
连 续 可 调 高 压 开 关 电源 的设 计
汤 健 斌 ， 修 吉 平
（ 华中科技大学 ，湖北 武汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ ４
Ｔ ｈ ｃ ＩＣｏ ｍｕｎｃ ｔｏ ｓ ｅｃ ｎｉａ ｍ ｉａ ｉｎ
这种情况下迅速对电容 Ｃ２充 电， 加快触发速度。电容 Ｃ２ 也慢慢通过 Ｒ １回路放 电， 等待下一次高端脉冲的到来 。 因此 电容 Ｃ２的作用是在脉冲信号的高端一开始就有足够 大的信号激发开关管 。这样 电容 Ｃ２容量以及 电阻 Ｒ １的 阻值大小直接影响着开关管的工作状态 。如果 电容 Ｃ２的
３ 系统 调 试 及 运行 结 果
此高压 电源在调试时进行 了模拟负载的试验。经过试 验， 输出电压可以实现 ０～１ ｋＶ 的连续调节， ０ 电流可以在 ０ ｍＡ 连续输出并且可以保护在 ３ ～３ ｍＡ， 满足输出要求。 考虑到噪声和效率因素， 最初将 ＴＬ ９ ４ ４的脉冲频率设 定为 ５ ｋ ，结果发现开关管 ＢＵ５ ８ ０ Ｈｚ ０ Ａ发热量太大 ， 很容 易烧毁。上述现象 主要 是 由于高压包初级磁饱 和所引起 的 。频率过低 ，则开关管的导通周期 过长 ，这个周 期一 旦超过高压包初级 线圈达到磁饱和 的时间后 ，那 么主要 功耗就会降到开关管上面 ，从而使其发 。通过反复试
作为离子加 速器 的核 心 电源 ， 高压 开 关电源与装置
中 的加 速 器 两 端 相 连 ，将 聚 集 后 的 离 子 束 进 行 加 速 。 国 内产 品在 市 场上 少 有 见 到 ， 而 国 外 的 电 源 产 品 相 对 价 格
DC-DC升压开关电源设计
一、设计要求本课程要求设计一个DC-DC升压开关电源，输入低压直流信号，输出为高压直流信号。
设计要求：1、输入5V直流，输出12V、100mA直流2、在额定负载情况下，纹波的峰-峰值<=30mV3、输出尖峰电压峰-峰值<=200mV4、100mA电压下降<=30mV二、设计方案1、理论基础The boost converter，是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如图二，开关（三极管）处用导线代替。
这时，输入电压流过电感。
二极管防止电容对地放电。
由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。
随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。
当开关断开（三极管截止）时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。
而原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了。
升压完毕。
说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。
充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。
如果电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。
如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。
2、实际方案本课题采用驱动式开关升压方式，主要利用电容和电感的储能特性实现。
具体可以分为以下几个部分。
第一个是振源，因为是开关电路，所以需要利用高频的方波信号实现三极管的导通与截止。
然后的主放大电路用来给负载端升压，需要一个三极管和一个电感，利用电感的储能实现直流信号的输出。
由于在开关闭合的瞬间，电感上会产生巨大的瞬时电压，而且电感的充电与放电是交替进行的，所以输出不可能是一个单纯的直流信号，那么就需要一个滤波电路把交流信号滤除。
之后为了稳定输出电压，就需要一个负反馈调节电路来控制主放大电路的开关。
三、方框图四、框内电路设计1、振荡电路此部分电路是由一个555定时器构成的多谐振荡器，它的工作原理如下：555的阈值输入THR和触发输入TRI相连，由电容的端电压Uc控制。
高压开关电源的设计方法
图 3 谐振变换器的控制电路图 Fig. 3 The co nt rolling circuit of reso nato r t ransfo rming
在 U C1875 的 16 脚 (频率设定端) 接 80 kΩ 电 阻和 470 p F 的电容 ,把频率设置为 35 k Hz ;在电压 反馈环节中 ,把高压采样电压经过电位器 R 送到 U C1875 的误差放大器反相端 (3 脚) ,同相端使用 U C1875 芯片内的固定电压 2. 5 V ;为了保护高频高 压变压器和负载的安全 ,利用电流互感器检测变压 器初级电流 ,桥式整流电路把检测到的信号整流后
图 4 全桥变换器的驱动电路图 Fig. 4 The driving circuit fo r f ull2bridge converter
陈 勇等 :高压开关电源的设计方法
91
5 高压电源试验及测试波形
高压电源的各部分设计出来以后 ,我们进行了 联试 ,对各组件关键部分 (包括功率开关管驱动电 路 ,主变压器初级 ,主变压器次级整流电路) 进行了 测试 ,各测试波形如图 5 所示 。
高频变压器的设计 : 1) 磁芯的选择 :根据变压器的功率和频率 ,我们 选用铁氧体 EE110 型磁芯 。 该磁芯具体参数为 : Ae = 12. 25 cm2 , A w = 16 cm2 , A P = Ae A w = 196 cm4 2) 绕组匝数的计算 :
根据
NP
=
V1 Kf f s B w A e
(9)
查导线规格表得最近线号 : A W G # 13 , A XS =
0. 026 26 cm2
,
μΩ cm
=
65
.
64
高精度连续可调高压开关电源的设计
摘 要： 提出了一种高精度连续可调的高压开关电源设计方案。电源采用基于SG3525的恒频脉宽调制技术，通过单片机控制可控增益放大器实现输出电压的连续调整，该电源具有高电压输出精度高、连续可调、功耗小等特点。实验结果表明，当该电源输出电压由1 kV～25 kV可调输出时，输出电压误差最大为1.6%。关键词： 高压开关电源； SG3525； 可控增益放大； AD7520
Q1、Q2为高反压MOS管，它与电容C1、C2构成逆变电路,PWM输出经驱动变压器驱动Q1、Q2。PWM输出的驱动电压在驱动变压器两端设有死区时间,有利于MOSFET管中电荷的消耗,起到保护MOSFET的作用。在Q1导通时，电源经Q1、C0、T1对C2充电，同时对电容C3放电；Q2导通时，电源对通过C1、T1、C0对C1充电，对C2放电。在一个开关周期内，高压变压器初级上形成25 kHz的交变矩形波，经过升压整流后对负载提供高压。通过调节开关管的占空比，可改变输出高压值。R3、C3、R4、C4构成吸收电路，用来吸收高频尖峰电压，达到保护MOS管的作用。为防止两个开关管导通时间不对称引起高压变压器偏磁和直流磁饱和，在电路中串入隔直电容C0来自动平衡变压器一次电压侧的直流分量。R1、R2作为平衡电阻，可使C1与C2充电电压相等[2]。2.2 控制电路设计 控制电路由PWM控制、高压采样、可控增益放大器、A/D及CPU等部分组成。2.2.1 PWM控制电路 PWM控制电路是实现电压调整的核心电路，对整机性能有较大的影响，所以采用性价比较高的SG3525，控制方式采用恒频脉宽调制。PWM控制电路。
为了实现输出电压的连续可调，系统采用可控增益放大器放大误差电压信号。通过改变可控增益放大器的增益，改变送至SG3525反馈端的电压值，从而实现输出电压的可调。 可控增益放大器由D/A转换器AD7520及运算放大器OP07组成。AD7520是10 bit CMOS 数模转换器，采用倒T形电阻网络，模拟电子开关为CMOS型，集成在芯片上。在图4所示电路中，OP07运放与AD7520组成反相比例运算放大器。根据反相比例运算放大器的特点，放大器放大倍数为式(2)所示： 3 系统软件设计
基于单片机的高压驱动电源设计
基于单片机的高压驱动电源设计
引言
压电陶瓷作为一种微位移器件，在精密工程应用领域里有着广泛的应用前景。
压电陶瓷材料的工作特性很大程度上取决于驱动电源的性能，驱动
电源必须输出稳定性好的高幅值电压，并具有较好的动态性能，可适应外界
条件的突变。
传统的高压驱动电源通常以模拟脉宽调制芯片为核心控制开关
电路、整流电路等完成稳定电压输出。
随着数字控制技术的发展，单片机、
数字信号处理器等数字芯片也逐渐参与到开关电源的设计，带来了可编程性、高集成度、高扩展性等优点。
本文提出了一种基于MC68HC9O8JK3芯片的高压开关电源，在低压（9～18 V）输入下能输出高精度频率可调输出电压，可满足压电陶瓷驱动电源的应用需求。
1 高压开关电源的设计
高压电源输入9～18 V，输出150 V方波电压，频率可控。
电路结构采用单片机控制开关电源的方式，原理框图如图1所示。
主功率回路采用准
谐振反激式开关电源拓扑结构，控制芯片为MC33O60，直流电压经H 桥逆变电路转换后得到150 V方波电压。
负载电压和电流采样信号经A/D转换后，。
一款电流可调型高压开关电源的设计
电子科学SI L I C o NL L E Y髓鍪；之会成为永久性病态或危及生命。
对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也会诱发想不到的病变。
国内外的研究发现，电磁波辐射对人体健康的危害与下列因素有关：功率密度，功率密度越高，辐射作用越强烈；电磁波长，波长越短，对人体影响越大；波形，脉冲波比连续波影响大：离辐射源的距离，距离与场强成反比例关系。
随着离辐射源距离的增加，辐射强度会大大减弱；照射时间，接触辐射时间越长，影响越大；周围环境，周围环境温度越高，人体对辐射反应越强烈：另外，人的生理状态、性别、年龄不同，对辐射的敏感程度亦不同，对女性和儿童的影响一般要比成年男性大一些。
最后，不同个体对电磁辐射反应也很不一样，有的人“适应”能力较强，而有的人在同样环境下则忍受不了。
四、防护措麓电磁辐射的量子能量很小，只有10叫o～l O“电子伏特，危害极大，必须要采取一定的防护措施，尤其是在常住在或工作中波发射塔周围的人员更要注意防治电磁波的危害。
(一)建筑塔式起重机防护措施1．直接防护措施此类方法适用于电压在300V P-P以下的防护。
①接地：设法将吊钩良好接地(理论上可以，但吊钩是活动部件，实际操作较难。
不灵活)。
②绝缘：操作人员戴绝缘手套，电压在200V P_P时有作用；采用环氧树脂绝缘吊钩；用绝缘物插入滑轮，隔绝吊钩；吊钩与铁扁担之间，铁扁担与钢丝绳之间用胶皮、胶布隔绝。
2．全面防护方法①用同轴电缆接地。
塔机机身与1／2波长的同轴电缆边接接地；②采用共振回路衰减装置。
从塔机臂端到塔机根部用导线连接并接入一个电容，形成共振；③采用共振线圈衰减装置。
在塔机臂上装一个大型共振线圈，以此与感应电压共振；④采用负阻抗衰减装置。
塔机接入一负阻抗安装成共振回路，形成共振；⑤逆相位衰减装置。
塔机安装一台逆相放大器，以此抵消塔上的感应电压；⑥避免塔机高度与波长匹配：调查工地附近中波的发射频率或波长；塔机高度避开任何一个中波1／4波长的1．0～1．5倍，破坏接收条件。
800w开关电源方案
800w开关电源方案一、方案概述本文介绍了一种800W的开关电源方案，该方案采用了先进的开关电源技术，具有高效率、稳定性好、可靠性高等特点。
以下将详细介绍该方案的设计原理和实施步骤。
二、设计原理1. 输入滤波电路：在开关电源输入端使用滤波电路，通过滤波电容和电感器实现对输入电压的滤波，降低输入电源的干扰和噪音，以保证电源的稳定性和可靠性。
2. 整流电路：采用整流桥整流电路将输入交流电转换为直流电，通过控制整流桥的导通，实现对输入电压的整形和调整。
3. 振荡器电路：采用谐振电路实现开关管的开关动作，通过控制开关管的导通和截止来实现对输出电压的调节。
4. 输出电路：通过控制开关管的导通和截止，实现对输出电压的稳定调节和控制。
5. 反馈电路：通过反馈电路采样输出电压，并将采样值与设定值进行比较，通过调节开关管的导通和截止来实现对输出电压的自动调节和控制。
三、实施步骤1. 选取合适的开关电源芯片：根据需求确定电源输出功率800W，选取满足要求的开关电源芯片，可以考虑主流的开关电源芯片品牌，如TI、Infineon等。
2. 绘制电源电路原理图：根据选定的开关电源芯片，绘制电源电路原理图，包括输入滤波电路、整流电路、振荡器电路、输出电路和反馈电路等。
3. PCB设计：将电源电路原理图转化为PCB设计图，进行元器件布局和连线，确保布局合理、连线通畅，减少电磁干扰。
4. 元器件选型和采购：根据PCB设计图，选取合适的元器件，并进行采购，注意选择质量可靠、性能稳定的元器件。
5. PCB制板和焊接：根据PCB设计图进行制板和焊接工艺，确保焊接质量良好，避免焊接虚焊、短路等问题。
6. 调试和测试：将焊接完成的电源进行调试和测试，验证电源的输出功率和稳定性，确保符合设计要求。
7. 产品封装和测试：根据实际需求，对电源进行封装和测试，确保产品质量和可靠性。
四、总结本文介绍了一种800W的开关电源方案，通过详细论述了设计原理和实施步骤，使读者能够了解和掌握开关电源的设计方法和技巧。
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交流 电 ， 过变压 器 变 成所 需 的 电压 后 再逆 变 成 直 开关 稳压 电源 的 前端 整 流 部分 ， 图 １所 示 。图 １ 通 如 流电 的电气 设备 。通 过 对 输 出 电压 的检 测 ， 制 高 中， 控 由四个整 流 二极 管 接 成 全 桥 的形 式 ， ２０Ｖ， 把 ２
ａｓｍｐｅａ ｄ ｆａ ｉｌ ｅｈ ｄ ｔ ｅｉｎ ｔ ｅ１ ０ ０Ｗ ｗｉ ｈｎ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ｓｄｓｕ ｓ ｄ ｉ ｅａｌ ｉ ｌ ｎ ｅｓｂｅｍ ｔ ｏ Ｏ ｄ ｓｇ ｈ ０ ｓ ｔ ｉｇ ｐ ｗｅ ｕ ｐｙ ｉ ｉｃ ｓｅ ｎ ｄ ｔｉ ｃ ．Ｔｈ ｏ ｒ ｅｐ ｗｅ
Ｃ ＨＥ ｎ 。 ｈ ｏｕ Ｎ Ｙｏ ｇ ＨＥ Ｓ ａｊ ｎ
（ ｈ ｎ ａ ｅ ｆＥｎ ｉｅ ｒｎ ｈ ｓｃ ， ｉｎ ａ ｇ ６ １ ０ ， ｉａ Ｃ ｉ ａ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｐ ｙ ｉｓ Ｍ ａ ｙ ｎ ２ ９ ０ Ｃｈ ｎ ）
Ａ ｂ ｔａｃ ： ｅｅａ ｅｍａ ｙｐ ｐ ｒ ｉｃ ｓ ｉｇ ｓ ｔｈｎ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ， ｉ ｈ ｓ ｎ ｔ ｅｈｇ － ｗｅ ｗｉ ｈｎ ｓ ｒ ｔ Ｔｈ ｒ ｒ ｎ ａ ｅ ｓｄｓ ｕ ｓｎ ｗｉｃ ｉｇ ｐ ｗｅ ｕ ｐｙ ｗｈｌ ｔｏ ｅｏ ｈ ｉｈ ｐ ｅ ｏ ｒｓ ｔ ｉｇ ｃ
５ ｚ ０Ｈ 的工频电网电压直接引入， 进行全波整流 ， 然
后 送给下一 级滤 波器 变 成 直 流 电压输 出 ， 给直 流变 换器 提供一个 直流 电源 。在 开关稳 压 电源 的设计过 程 中 ， 般都 选 四个 反 向耐压 值 为 ６０Ｖ 的整 流二 一 ０
波 、 式变换 、 桥 功率 变 压器 、 端 整 流 滤波 以及 取样 后 控制电路等［ ］ ｔ 。本文将 以 １ ０ 电源设计为例 ， － ｓ ０ ０ Ｗ
关键 词 ： 高压； 开关电源； 变压器； 整流 中图分类号 ：Ｍ ０ 文献标 志码 ： 文章编 号 ：０８１９ （０００－ ８－ Ｔ ８４ Ａ １０－１４２１ ）１ ０８ ４ ０ ０ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ０ ｉ ｈ ｖ ｌａ ｅ Ｓｗｉｃ ｎ ｗｅ ｕ ｐｌ ｓｇ ｆ１ ０ ０ Ｗ Ｈ ｇ — ｏ ｔ ｇ ｔ ｈｉ ｇ Ｐｏ ｒ Ｓ ｐ ｙ
第３ ２卷 第 １ 期
２１ ００年 ２月
探 测 与 控 制 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＤｅｅ ｔ ｎ ＆ Ｃｏ ｔｏ ｏ ｒ ａ ｔｃｉ ｏ ｏ ｎｒ ｌ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ １ Ｉ３ ． Ｆｂ２ ０ ｅ ． ０１
高压 开 关 电源 的设 计方 法
陈 勇， 贺少 军
（ 中国工程物 理研 究院 电子 工程研 究所 ， 四川 绵 阳 ６１０ ） ２ ９ ０
极管， 整流二 极管 的导通 电流 Ｊ 要 根据 所设 计开关 ｏ 人员探索 的问题 。 目前市场 上介绍 开关 电源的 文章 稳压电源的输 出功率和转换效率要求而决定， 可由 较多 ， 系统介绍 大功率 高压开关 电源 的文 章 ， 但 特别 下式来 计算 ： 是 详细介绍 高压大功 率变压 器设计 的资料偏 少 。从 Ｉ 。一 Ｐ ｏ （） １
ｓ ｐ ｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｓ ｍｅ ｈ ｄ ｗｏ ｋ ｔ ｂ ｙ ａ ｄ ｒ ｌ ｂ ｙ ｍｅ ｔ ｇ ｔ ｅｄ ｓｇ ｅ ｕｒ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｙ ｄ ｓｇ ｅ ｗｉｈ ｔ ｉ ｔ ｏ ｒ ｓ ｓａ ｌ ｎ ｅｉ ｌ ， ｅ ｉ ｈ ｅ ｉｎ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ． ｄ ａ ｎ
Ｋ ｅ ｒ ： ｉｈ ｖ ｌ ｇ ；ｗｉ ｈｎ ｕ ｐｙ ｔａ ｓｏ ｍｅ ；ｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｈｇ －ｏｔ ｅ ｓ ｔ ｉｇ ｓ ｐ ｌ ；ｒｎ ｆ ｒ ｒ ｃｍｍｕ ａｅ ａ ｃ ｔｔ
０ 引 言
开关 电源是一 种把交 流电变成 直 流 电再 逆 变成
１ 整 流滤 波 部分
开关稳压 电源 中输 入部分 的工 频整 流 电路 称为
摘 要 ： 目前讨论开关电源的文章较多， 但系统介绍大功率高压开关电源的文章， 特别是详细研究高压大功率
变压器设计 的资料偏少 。这些资料所 介绍 的设计方法相对复杂 ， 可操 作性不强 。较详细地 讨论 了一种设计 且 １０ ０Ｗ 高压开关定可靠 ， 各项性 能指标均满足要求 。
组 成结构 上来 看 ， 开关 电 源 主 要 包 括 ： 端 整 流 滤 前
２ Ｏ￣ ２ ２ ／叩
频交流电压的脉宽而达到稳定输出电压的 目的。因 此， 开关 电源是 一种新 型的直 流稳压 电源 ， 以体 积 它 小、 重量轻 、 效率 高 的特 点而 著称 Ｅｓ。 ｌ － ￣ 开关电源 的设计 是一 项 重要 的课 题 ， 如何 设 计 出性 能优异 、 作 可靠 的开关 电源 一直 是 工 程技 术 工
介绍一种 开关 电源 的设计 方法 。
通常 在考虑 开 关稳 压 电源 的转 换效 率 时 ， 均要
留有一定的裕量。一般取 叩 ０７ 代人式（） 一 ．５ １ 就可
以得 到一次整 流电路 中的整 流二极 管的导通 电流
＊ 收稿 日期 ：０ ９０—１ ２ ０—８１