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开关电源类产品介绍

开关电源类产品介绍
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随着开关电源类产品的日益增多,电磁兼容设计成为开关电源开发过程中至关重要的一个环节,相应的电磁兼容标准也成为开关电源类产品必须满足的性能指标。高频开关电源是严重的电磁干扰源,很多情况下需对其安装EMI电源滤波器。传统的滤波器设计方法计算繁琐、设计过程复杂、研发时间长。为了提高滤波器性能和缩短开发时间,本文针对DC-DC开关电源介绍了一种简单且效果良好的滤波器设计方法。本文在阐述开关电源电磁干扰基本特点的基础上,提出了电源传导加固技术。文中阐述了EMI电源滤波器的基本原理、拓扑结构、设计原则和滤波器件的高频特性,分析了网络理论及其在EMI电源滤波器设计中的应用。本文以某一航空产品中的DC-DC开关电源项目为依托,设计EMI电源滤波器。通过了解开关电源需要满足的电磁兼容标准,测试分析其电磁干扰信号特点,提出滤波器性能指标。利用网络理论设计分析滤波电路,通过编程实现对滤波电路参数的设计。建立滤波器插入损耗仿真模型,编写仿真程序,对设计结果进行分析,最后通过实际测试,验证设计方法的J下确性。同时,在EMI电源滤波器设计的基础上,对滤波器进行了拓展功能的电路设计,主要针对开关动作所引起的浪涌电压。通过讨论应用于EMI电源滤波器中的软磁铁氧体材料的特性,提出了铁氧体磁芯的选择原则和应用方法,同时讨论了主要滤波器件的选择和设计。深入研究EMI电源滤波器在工程设计中的关键技术及滤波器封装技术,并提出封装过程测试方法及工程应用时安装使用应注意的主要问题。

随着开关电源的迅速发展和广泛应用,它们引起的电磁泄露和电磁辐射问题越来越严重。电源EMI滤波器作为开关电源的辅助器件,可以有效地抑制开关电源中的传导干扰。无源元件的高频非理想特性使无源EMI滤波器高频特性变差,而无源元件同样影响有源EMI滤波器的高频特性。因此对EMI滤波器高频特性的研究具有现实意义。对于无源EMI滤波器,本文研究了几种改善自感寄生参数的方法的有效性,分析了元件间的互感耦合和电容的自感寄生参数分别对π型共模滤波器的影响。提出利用部分互感耦合改善电容的自感寄生参数的优化措施。对于有源EMI滤波器,本文分析了一种有源EMI滤波器在分别连接纯电阻、感性和容性负载时的插损,分析了反馈环路中各个模块的作用和影响。最后,对有源EMI滤波器注入环节中的电容进行了改进,改善了它的高频特性。

本文首先介绍了利用傅立叶变换估算开关电源噪声频谱的方法,接着分别论

述了开关电源中差模传导EMI噪声与共模传导EMI噪声的产生原因。在分析完EMI噪声产生原因以后,分析了噪声分离技术的现状,并指出传统噪声分离方法的缺陷。为了提高噪声分离网络的分离效果,引入传输线变压器来改善其性能。传输线变压器是用传输线绕在磁环上构成,工作时初次级之间的能量传输主要依靠线圈间分布电容的耦合作用,绕组间的分布电容与漏电感则成为传输线特性阻抗的组成部分,所以传输线变压器克服了传统变压器中漏感和分布电容对工作性能的影响。在理论分析的基础上,制作了特性阻抗为100Ω的传输线变压器,并利用该传输线变压器制作了噪声分离器样品。在分析EMI滤波器原理的基础上,分析了噪声源阻抗变化对滤波器性能的影响,从理论计算和仿真分析可以得出:对于共模EMI滤波器需要考虑噪声源阻抗的最大可能值;对于差模EMI滤波器需要考虑噪声源阻抗的最小可能值。在测量、分析共模与差模噪声的基础上,确定了EMI滤波器需要对噪声产生的衰减量,并通过实验的方法确定了噪声源阻抗的最大可能值与最小可能值。根据需求衰减量与噪声源阻抗可能值确定了EMI滤波器的拓扑结构...

随着开关电源的迅速发展和广泛应用,它们引起的电磁泄露和电磁辐射问题越来越严重。电源EMI滤波器作为开关电源的辅助器件,可以有效地抑制开关电源中的传导干扰。无源元件的高频非理想特性使无源EMI滤波器高频特性变差,而无源元件同样影响有源EMI滤波器的高频特性。因此对EMI滤波器高频特性的研究具有现实意义。对于无源EMI滤波器,本文研究了几种改善自感寄生参数的方法的有效性,分析了元件间的互感耦合和电容的自感寄生参数分别对π型共模滤波器的影响。提出利用部分互感耦合改善电容的自感寄生参数的优化措施。对于有源EMI滤波器,本文分析了一种有源EMI滤波器在分别连接纯电阻、感性和容性负载时的插损,分析了反馈环路中各个模块的作用和影响。最后,对有源EMI滤波器注入环节中的电容进行了改进,改善了它的高频特性。

近年来,随着电子设备及电子产品的迅速发展和普及,由于泄漏和辐射等引起的电磁干扰严重影响其他设备的正常工作。降低电子设备的电磁干扰,提高其抗扰度等问题已经广泛为电子行业所关注。在抑制电磁干扰信号的传导干扰方面,采用EMI电源干扰滤波器是非常有效的手段。但是,鉴于各厂家生产的EMI电源滤波器的实际性能往往与其标称值有较大差异,因此对EMI电源滤波器的主要性

能即插入损耗的测试显得尤为重要。本文即从工程应用的角度出发,设计研制了一套基于50Ω阻抗系统的EMI电源滤波器加载测试系统,以客观、合理地评价电源滤波器的性能,从而为电源滤波器的选用提供重要的依据。本文首先介绍了EMI电源滤波器的一些基本知识,这是设计滤波器插入损耗测试系统必须考虑的问题。在此基础上,详细讨论了电源滤波器插入损耗加载测试装置的具体设计过程,包括确定总体测试电路,重要零部件如加载缓冲网络、屏蔽测试箱体、屏蔽电缆引线等的设计和制造,并借助基于有限元方法的电磁场计算软件ANSYS来进行关键部分的阻抗特性分析,通过各设计参数的不断调整、改进,结合测试手段,研制出一套完备的满足实验要求的测试系统。最后,讨论了电源滤波器插入损耗测试的相关问题,并借助本文研制的测试系统对电源滤波器进行了一系列的测试。

源滤波器[浏览次数:532次]

有源滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿,它可以克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点,获得比无源滤波器更好的补偿特性,控制精度高、治理效果好,已逐渐成为谐波治理的重要技术手段和今后谐波治理领域的发展方向。

目录

?有源滤波器性能及参数

?有源滤波器优点

?有源滤波器的设计步骤

?有源滤波器控制器的设计

有源滤波器性能及参数

?取样电流A:0~5A(CT二次电流);

单次电流谐波限值:≤2[%];

温升:电感≤40K;模块≤20K;高频滤波器≤5K;

总电流谐波畸变率限值:≤4[%]THD;

单模块电流峰值限制:≥84A;

动态响应:≤20ms;

防护等级:IP20;

噪音:≤30dB;

自动限流,不发生过载;

保证不与系统发生谐振;

可根据需要设置为:只补偿谐波、只补偿无功、同时补偿谐波和无功;

采用智能型模块,内置保护有:短路、过流、过热、驱动欠压、直流母线过压,可靠性极高;

执行IEEE-519标准(国际标准)、GB/T1459-93和GB/Z 17625.6-2003

有源滤波器优点

?模块化结构,集成度高;

无需现场检测数据,即装即用;

容量扩展容易,只需直接并联即可;

采用电力级接插件,支持热拔插,安装和售后服务方便,只需直接更换损坏的模块即可;

多模块并联时不存在主从关系,不会因主模块故障而陷入瘫痪;

适合快速变动的负载情况,以及其他无源滤波无法治理的场合;

在特殊情况下还可作为性能优异的动态无功补偿装置;

有源滤波器的设计步骤

?在设计有源滤波器时,一般遵从以下设计步骤。

1.传递函数的设计

根据对滤波器特性的要求,设计某种类型的屁阶传递函数,再将n阶传递函数分解为几个低阶(如一阶、二阶或三阶)传递函数乘积的形式。

在设计低通、高通、带通、带阻滤波器时,通常采用频率归一化的方法,先设计低通原形传递函数。若要求设计低通滤波器时,再将低通原形传递函数变换为低通目标传递函数;若要求设计高通滤波器时,再将低通原型传递函数变换为高通目标传递函数;若要求设计带通滤波器时,再将低通原型传递函数变换为带通目标传递函数;若要求设计带阻滤波器时,再将低通原型传递函数变换为带阻目标传递函数。

2.电路设计

按各个低阶传递函数的设计要求,设计和计算有源滤波器电路的基本节。先选择好电路形式,再根据所设计的传递函数,设计和计算相应的元件参数值。根据设计要求,对各电路元件提出具体的要求。

3.电路装配和调试

先设计和装配好各个低阶滤波器电路,再将各个低阶电路级联起来,组成整个滤波器电路。对整个滤波器电路进行相应的调整和性能测试,并检验设计结果。有源滤波器控制器的设计

?飞速发展的电力电子技术使各种电力电子装置在工业、交通运输及家庭中的应用日益广泛,而这些非线性负荷带来的谐波危害也日益严重。谐波使电网中元件产生谐波损耗、设备效率和功率因数降低,甚至损害电力设备如电容器等;谐波影响精密仪器和临近的通信系统,使其无法正常工作。

电力系统中谐波次数和大小随系统负荷状况而变化,采用传统的LC静态滤波器无法满足要求,而采用电力有源滤波器可以对大小和频率都变化的谐波及变化的无功进行动态补偿,因此有源滤波器的研究和应用越来越受到人们的重视。有源滤波器的

基本原理是:先从补偿对象中检测出谐波电流,再由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而相位相反的补偿电流,两者相互抵消而使电网电流中只含有基波分量。控制器是有源滤波器的核心部件,它通过产生并控制驱动开关器件的脉冲来控制有源滤波器的行为,完成动态补偿谐波和无功的功能。

2 控制系统的结构与基本功能

有源滤波器的主电路采用三单相桥式电压型变流器,通过变压器与系统耦合,其结构如图1所示。采用三单相桥结构是因为三单相桥的控制可以相互解耦,同时还可用于消除零序分量及其谐波电流,实现不对称控制。

该有源滤波器的控制系统采用双DSP结构,其中一个DSP处理器用来完成数据处理、控制与高层保护功能;另一个DSP处理器用来产生高精度PWM脉冲。控制器主要有以下功能:

(1) 控制有源滤波器的行为

根据检测出的负荷电流的谐波和无功电流分量控制逆变器的输出电压,使有源滤波器输出的补偿电流与负荷谐波电流和无功电流之和相互抵消,从而使系统电流为基波正序有功电流。

(2) 产生触发脉冲

经驱动电路控制IGBT的导通和关断产生PWM触发脉冲,使有源滤波器能输出正确的谐波补偿电流。

(3) 脉冲同步

根据从电网取回的同步脉冲,产生出与电网电压同步的脉冲信号,使有源滤波器输出的电压与电网电压保持同步。

(4) 自我容错功能

一旦控制器自身有些元件出现错误(如电压互感器(PT)断线等),控制器能立即发现错误并报警,同时不使装置退出运行,故障修复后可以容易地恢复。

(5)保护功能

当有源滤波器运行在过载或其他不正常状态下,而电流又没有超过保护动作的整定值时,控制器能通过保护功能使有源滤波器回到正常工作状态,避免其底层保护动作,从而保证了有源滤波器能够连续正常工作。

3 有源滤波器控制器的实现

有源滤波器控制器的原理框图如图2所示。

控制器以60×50Hz(或更高)的采样频率对负荷电流、装置输出的补偿电流及系统电压进行采样和A/D转换。利用谐波分离算法如dq分解法或ab分解法及其它方法对采样电流进行分解,滤除基波有功分量,保留用作补偿所需的谐波电流。然后采用控制算法据电路参数计算出逆变器应产生的谐波电压。将谐波电压瞬时值送至DSP脉冲发生器,让脉冲发生器根据谐波电压瞬时值采用SPWM算法决定逆变器开关元件的动作。脉冲发生器根据电压瞬时值进行SPWM脉冲计算以产生驱动脉冲。

下面分别介绍控制器的各项功能。

3.1 控制算法

本系统的控制算法由谐波和无功电流的检测及电流跟踪控制两部分组成。其中谐波和无功电流的计算是基于三相电路瞬时无功功率理论[3],如图3所示。

由于本文的有源滤波器要对直流侧的电压进行控制,因此在指令电流中需要包含一定的基波有功分量,以便有源滤波器的直流侧与交流侧交换能量,调节电容电压至给定值。

图4 所示为电流跟踪控制框图。本系统的电流跟踪控制采用PI控制,输出控制量通过双口RAM送至脉冲发生器,脉冲发生器根据得到的波形信息产生触发脉冲,脉冲经隔离、整形后驱动主电路的IGBT使逆变器输出相应电压。补偿电流是由逆变器的输出电压与交流侧电源电压的差值作用于电感而产生的。

图5是用该有源滤波器对三相6脉冲整流负载产生的谐波进行补偿的A相数字仿真结果图,仿真软件采用PSCAD。由图可知补偿后的系统电流与系统电压同相位,电流波形得到大大改善,但比较负荷电流和系统电流可知,在负荷电流变化较快瞬间(对应于整流桥的换相)补偿效果差一些,这是因为要补偿快速变化的电流要求APF产生很高的谐波电压,这一方面要求有源滤波器有很快的响应速度,另一方面要求直流侧产生高压,这在实际装置中是较难实现的,因此在负载电流变化非常快时,APF的补偿能力较差。有关系统不对称对APF的影响及其对零序电流的补偿等问题仍在进一步的研究中。图6为A相系统电流的谐波分析,负载电流的谐波总畸变率THD为20.1[%],补偿后的系统电流总畸变率为9.4[%],5、7、9、11次谐波电流的含有率均小于5[%]。

3.2 数据采样与处理

该DSP 处理器对负荷侧的三相电流、电压信号以及有源滤波器输出的电流信号进行同步采样,然后进行数据处理。根据负荷侧的电流与电压值计算出瞬时有功、瞬时无功功率,再经过谐波检测与分离算法计算出补偿电流的参考值,该值与有源滤波器实际补偿电流的差值通过PI控制环节得到相应的控制信号。

3.3 控制器的高层保护与复位功能

一旦有源滤波器过流或者过压,保护装置动作将IGBT封锁使有源滤波器处于封锁状态。此时控制器将根据系统状态和有源滤波器本身的状态进行判断,如果二者均恢复正常则控制器会选择适当的时机对有源滤波器进行复位,使其恢复到正常运行状态[2]。

4 高精度脉冲发生器

过去基于单片机的脉宽调制的实现方案中,由于处理器的指令执行时间较长,而难以保证脉冲精度,且受相位抖动的影响也较显着[4]。数字信号处理器快速的运算能力使得我们有可能采用微处理器结构实现高精度的脉冲发生器,该方法修改脉冲发生部分的程序即可产生各种类型的PWM脉冲,简单灵活,有较好的通用性[5]。

4.1 变流器脉冲信号之间的关系

图7(a)、7(b)是基于IGBT的单相桥电压型逆变器的结构图和工作原理示意图。假定图中半导体开关为理想开关,则同一桥臂的两个开关的导通与关断是互补的(因为同一桥臂的两个开关不能同时导通,否则将会因桥臂直通而导致直流电源短路)。假定上部开关(图(a)中的SL和SR)导通而下部开关(图(a)中的SL′和SR′)关断时开关状态为1,反之为0。如果任一时刻都有两只管子导通,则单相桥IGBT开关状态的可能组合只有10和01两种,输出电压分别对应+Ed和-Ed。

这样,利用一个6位的状态字即可表征三单相全桥逆变器的输出电压,如100110B表示此时输出电压为A相+Ed,B相-Ed,C相+Ed。

4.2 脉冲发生器软、硬件体系结构与实现

本系统采用SPWM方式将载波与参考波的幅值进行比较,根据比较结果确定输出开关的状态。本有源滤波器系统的设计目标是消除25次(1.25 kHz)以下的谐波,即参考波的最高频率为1.25kHz。由采样定理可知采样频率必须大于或等于原信号频率的2倍才能保持原信号的全部信息,因此本系统中载波(三角波)的最低频率应该是2.5 kHz。考虑到提高调制波的频率使功率元件的开关频率提高,损耗变大,因而本系统中三角波的频率采用2.5kHz。由于采用数字离散化方式比较载波和参考波,因而两个信号的抽样频率越高误差就越小。考虑数字信号处理器的实时处理能力,本系统采用每隔0.3°比较一次的方法,即抽样频率为60 kHz。由于周期三角波频率为2.5kHz,所以只需要24点幅值信息即可以满足要求。在实际应用时,程序中构造两张表,一张为24点的调制三角波幅值表,另一张为参考波幅值表,即0°~360°之间间隔0.3°共1200点的参考波幅值,参考波幅值由另外一个控制芯片提供,通过双口RAM提供本系统数字接口。

脉冲发生器的硬件结构如图8。图中的控制器由另外一个DSP芯片(TMS320C31)实现,输出的控制变量为逆变器输出电压的参考值,两个DSP芯片之间通过双口RAM 交换数据。同步信号发生电路完成对电网电压信号的滤波和整形处理,在正弦信号的每个负向过零点产生向DSP 申请外部中断的窄脉冲。载波值表存储于片内RAM上,每个中断周期进行刷新变址寄存器中的数值来更新当前所指表中数据的位置,以便和双口RAM中的参考波的幅值进行比较。定时器0由外部同步脉冲触发并将角度信息值转化为相应的时钟周期数加载到定时器1以及串口计数器的周期计数器中,用于触发计数器1和串口中断程序。

与硬件结构相应的软件结构如图9。系统初始化包括写控制字、变量赋值、确定存储地址等。在外部中断服务程序中启动定时器O,即执行系统的主程序。以连续两个负向过零点之间的时间间隔为周期计算出同步信号的频率,并将其转化为相应的时钟周期数。定时器中断程序主要用来保持触发脉冲的同步和初始化查表用的变址寄存器,并保存上一次的角度信息。串口中断程序用来比较参考波与调制波的幅值大小,每次用于比较的参考波为三相幅值,根据比较结果来确定发出的状态字相应位是1还是0。由于主电路采用三单相桥结构需要6路触发脉冲,因此状态字为6位,根据比较结果实时刷新状态字,状态字经输出锁存器锁存后即形成连续脉冲。

4.3 试验结果

图10为利用FLUKE 41B型谐波分析仪实测的调制波为基波正弦叠加11及13次谐波时的A相PWM脉冲的谐波分析图,其中11及13次谐波的幅值均为基波幅值的1/4。

5 结论

本文利用了数字信号处理器运算速度快、计算精度高、定时准确的优点设计了基于TMS320C31 DSP的脉冲发生器和控制器。详细地介绍了有源滤波器控制器的特点、结构、控制方法和主要功能以及脉冲发生器的设计、软硬件结构和现场试验结果。现场试验和数字仿真结果表明,脉冲发生器精度高、稳定性好,控制器的性能符合设计要求。

开关电源类产品介绍

随着开关电源类产品的日益增多,电磁兼容设计成为开关电源开发过程中至关重要的一个环节,相应的电磁兼容标准也成为开关电源类产品必须满足的性能指标。高频开关电源是严重的电磁干扰源,很多情况下需对其安装EMI电源滤波器。传统的滤波器设计方法计算繁琐、设计过程复杂、研发时间长。为了提高滤波器性能和缩短开发时间,本文针对DC-DC开关电源介绍了一种简单且效果良好的滤波器设计方法。本文在阐述开关电源电磁干扰基本特点的基础上,提出了电源传导加固技术。文中阐述了EMI电源滤波器的基本原理、拓扑结构、设计原则和滤波器件的高频特性,分析了网络理论及其在EMI电源滤波器设计中的应用。本文以某一航空产品中的DC-DC开关电源项目为依托,设计EMI电源滤波器。通过了解开关电源需要满足的电磁兼容标准,测试分析其电磁干扰信号特点,提出滤波器性能指标。利用网络理论设计分析滤波电路,通过编程实现对滤波电路参数的设计。建立滤波器插入损耗仿真模型,编写仿真程序,对设计结果进行分析,最后通过实际测试,验证设计方法的J下确性。同时,在EMI电源滤波器设计的基础上,对滤波器进行了拓展功能的电路设计,主要针对开关动作所引起的浪涌电压。通过讨论应用于EMI电源滤波器中的软磁铁氧体材料的特性,提出了铁氧体磁芯的选择原则和应用方法,同时讨论了主要滤波器件的选择和设计。深入研究EMI电源滤波器在工程设计中的关键技术及滤波器封装技术,并提出封装过程测试方法及工程应用时安装使用应注意的主要问题。 随着开关电源的迅速发展和广泛应用,它们引起的电磁泄露和电磁辐射问题越来越严重。电源EMI滤波器作为开关电源的辅助器件,可以有效地抑制开关电源中的传导干扰。无源元件的高频非理想特性使无源EMI滤波器高频特性变差,而无源元件同样影响有源EMI滤波器的高频特性。因此对EMI滤波器高频特性的研究具有现实意义。对于无源EMI滤波器,本文研究了几种改善自感寄生参数的方法的有效性,分析了元件间的互感耦合和电容的自感寄生参数分别对π型共模滤波器的影响。提出利用部分互感耦合改善电容的自感寄生参数的优化措施。对于有源EMI滤波器,本文分析了一种有源EMI滤波器在分别连接纯电阻、感性和容性负载时的插损,分析了反馈环路中各个模块的作用和影响。最后,对有源EMI滤波器注入环节中的电容进行了改进,改善了它的高频特性。 本文首先介绍了利用傅立叶变换估算开关电源噪声频谱的方法,接着分别论

开关电源中的磁性元件

安森美半导体 Magnetics in Switched-Mode Power Supplies 开关电源中的磁性元件

Outline 纲要
Block Diagram of a Typical AC-DC Power Supply 一个典型的交流-直流电源的框图 Specification of the Power Supply 电源的技术规格 Key Magnetic Elements in a Power Supply 电源中的关键磁性元件 Review of Magnetic Concepts 磁概念的回顾 Magnetic Materials 磁性材料 Inductors and Transformers 电感和变压器 References 参考文献

Block Diagram of an AC-DC Power Supply 交流-直流电源框图
Input Filter 输入滤波器 Rectifier 整流器 PFC 功率因数
AC Input 交流 输入
Power Stage 原边电源
TransFormer 变压器
Output Circuits 输出电路
DC Outputs (to loads) 直流输出 (至负载)

Specifications (Abbreviated) 技术规格(精简版)
100-Watt Three-Output Power Supply 100瓦3输出电源
Input Voltage: 输入电压: Input Current: 输入电流: Input Harmonics: 输入谐波: Hold-up Time: 保持时间: Inrush Current: 浪涌电流: Outputs: 输出:
OUTPUT VOLTAGE (V) 输出电压(v) 5 3.3 12
90 – 264 Vac, 47-63 Hz 90-264V交流,47-63Hz 2 A maximum. 最大2A。 Meets IEC1000-3-2 A14 for all load conditions. 在所有负载条件下均符合IEC1000-3-2 A14。 20 ms minimum. 最少20ms。 40 A peak at 264 V (cold start) 在264V时40A峰值(冷启动)
OUTPUT CURRENT (A) 输出电流(v) MIN.最小值 MAX.最大值 1.5 10 0.3 5 0.3 3 TOTAL REGULATION 总调整率 2.0% 2.0% 2.0%
RIPPLE (mV pp) 纹波(mV pp) 50 50 100

开关电源基础知识简介

1、输出纹波噪声的测量及输出电路的处理 PWM 开关电源的输出的纹波噪声与开产频率有关。其纹波噪声分为两大部分:纹波(包括开关频率的纹波和周期及随机性漂移)和噪声(开关过程中产生)。 周期及随机性漂移 在纹波与噪声的测量过程中,如果不使用正确的测量方法将无法正确地测量出真出的输出纹波噪声。下面是推荐的测量方法: 平行线测量法:输出管脚接平行线后接电容,在电容两端使用20MHz C 为瓷片电容,负载与模块之间的距离在51mm 和76mm(2in.和3in)之间。 在大多数电路中, 2、多路输出的交互调节及其应用 交互调节的优点。图中lo1路负载电流、Vo2为辅助路输出电压。由图可见,20% 100% Io2 在主路负载从20%~100%变化时,辅助路输出电压随 辅助路负载电流的变化曲线中,辅助路输出电压始终在±4%范围之内。即使在最坏的情况,即主路空载、辅助路江载,主路满载、辅助路空载时其输出电压也能保证在标称电压的±10%范围之内。由此,对于输出稳压精度要求不太高的情况下,这种不稳压的辅助输出不仅能够满足供电的条件,而且相对成本低、器件少、可靠性高。建议用户首先考虑不稳压的辅助输出的电源模块。 开关电源基础知识简介

3、容性负载能力与电源输出保护 建议用户对电源模块的阻性负载取大于10%额定负载,这样模块工作比较稳定。 电容作为电源去耦及抗干扰的手段,在现代电子线路中必不可少,本公司的电源模块考虑此因素,都有相当的容性负载能力。但由于考虑到电源的综合保护能力,尤其是输出过载保护, 容性负载能力不可能太大,否则保护特性将变差。因此用户在使用过程中负载电容总量不应 超过最大容性负载能力。 Vo 输出电流保护一般有四种方式: ●恒流式:当到达电流保护点时,输出电流随负载的 进一步的加重,略有增加,输出电压不断下降。 ●回折式:当到达电流保护点时,输出电流随负载的 的加重,输出电压不断下降,同时输出电流也不断下降。 ●恒流-截止式:当到达电流保护点时,首先是恒流式 ●精确自恢复截止式:输出电流到达保护点,电源模块输出被禁止,负载减轻电路自恢复。 在大部分电路中使用恒流式与截止式较多,比较理想的保护方式是精确自恢复截止式,或者恒流-截止式保护。其中恒流式、回折式保护本质上就是自恢复的,但输出短路时的功耗较大, 尤其是恒流式。而截止式、恒流-截止式保护的自恢复特性须加辅助复位电路来完成自恢复,其 输出过载时的功耗可以通过复位电路的周期进行调整,即调整间歇启动的时间间隔。一般电流 保护1.2~2倍标称输出电流。精确自恢复截止式电流保护点设定为标称输出电流1.2倍或1.3倍。 一般输出有过压嵌位保护。 4、负载瞬态响应 当输出的负载迅速发生变化时,输出的电压会出现 上冲或下跌。电源模块经过调整恢复原输出电压。这个 响应过程中有两个重要的指标:过冲电压( Vo)和恢复 时间(tr)。过冲越小,恢复时间越短,系统响应速度 越快。一般在25%的标称负载阶跃变化,输出电压的 过冲为4%VO,恢复时间为500μS左右。 5、外围推荐电路 1)输出电压的调节: 本公司产品中有TRIM输出管脚的产品,可以通过电阻或电位器对输出电压进行一定范围内的调节。将电位器的中心与TRIM相连,在有+S,-S管脚的模块中,其他两端分别接+S、-S,没有相应主路的输出正负极(+S接Vo1,-S接GND上,调节电位器即可。辅路跟随主路调节。电位器阻值根据输出电压的大小选用5~20K?比较合适。一般微调范围为±10%。

开关电源基础介绍

(開關電源設計技術) 一、 關電源的用途 開關電源體積小、重量輕、轉換效率高,因此它被廣泛應用於電腦、通信設備、控制裝置及家用電器等電子設備中; 二、 開關電源的分類 按轉換方式可分為: ①交流/直流(AC/DC) ②直流/直流(DC/DC) ③直流/交流(DC/AC) 三大類 按變換器的基本形式可分為:①單端反激式 ②單端正激式 ③推挽式 ④橋式 ⑤半橋式 三、R.C.C變換器(Ringing Choke Converter) 1.此變換器廣泛應用於50W以下的開關電源中,它不需要自激振盪電路,結構簡單,由輸入電壓與輸出電流改變頻率。 2.工作過程: 在VT1導通TON期間,變換器TR1初級從輸入側蓄積能量,在下一次VT1截止TOFF期間, 變換器初級蓄積能量釋放給輸出負載。TOFF結束時變換器初級電壓從自由振盪返回到0V,這個電壓通過基極繞組加到開關電晶體VT1的基極,因此電晶體VT1觸發導通,進入下一個工作週期。

3.電路特點: ①改變基極電位可改變其TON/TOFF時間(占空比D) ②改變占空比D可改變輸出電流和電壓 ③占空比D較大,IC(VT1集電極電流) 較小,但VCE較高; ④占空比D較小,IC(VT1集電極電流) 較大,但VCE較低; ⑤占空比 D=TON(導通時間)/ T(工作週期); ⑥改便輸入電壓與輸出電流可改變工作頻率; ⑦電路成本低,實用於50W以下的開關電源設計。 四、單端正激式變換器 1. 工作原理: 交流輸入電壓經過線路濾波器,再通過橋式一次整流與電容平滑濾波後變為直流電壓,此直流電壓加到開關元件上變為脈衝狀的直流電壓,此直流電壓通過高頻變壓器隔離並可變換成任意大小的直流電壓,再經二極體進行二次整流與電容平滑後變為直流輸出電壓,直流輸出電壓的一部分通過比較電路與基準電壓進行比較,其誤差電壓通過通/斷時間比例控制電路,控制開關元件的通斷時間,從而調整輸出直流電壓。

开关电源之软开关技术在开关电源中的应用阐述

开关电源之软开关技术在开关电源中的应用阐述 开关电源中的硬开关和软开关是针对开关晶体管而言的。硬开关是不管 开关管上的电压或电流,强行接通或关断开关管。当开关管(漏极和源极之间,或者集电极和发射极之间)的电压及电流较大时,切换开关管,由于开关管状态间的切换(由导通到截止,或由截止到导通)需要一定的时间,这样就会造 成在开关管状态切换的某一段时间内,电压和电流有一个交越区域,这个交 越造成的开关管损耗(开关管的切换损耗)随开关频率的提高而急速增加。 ?若是感性负载,在开关晶体管关断时会感应出尖峰电压。开关频率越高, 关断越快,该感应电压越高。此电压加在开关器件两端,容易造成器件击穿。 ?若是容性负载,在开关晶体管导通瞬间的尖峰电流大。因此,当开关晶体 管在很高的电压下接通时,储存在开关晶体管结电容中的能量将以电流形式 全部耗散在该器件内。频率越高,开通电流尖峰越大,从而会引起开关管的 过热损坏。 ?另外,在次级高频整流回路中的二极管,在由导通变为截止时,有一个反 向恢复期,开关晶体管在此期间内接通时,容易产生很大的冲击电流。显然 频率越高,该冲击电流也越大,对开关晶体管的安全运行造成危害。 ?最后,做硬开关运用的开关电源中,开关晶体管会产生严重的电磁骚扰。 随着频率的提高和电路中的di/dt和du/dt增大,所产生的电磁骚扰也在增大,影响开关电源本身和周围电子设备的正常工作。 ?上述问题严重阻碍了开关器件(开关晶体管和高频整流二极管)工作频率的 提高。近年来开展的软开关技术研究为克服上述缺陷提供了一条有效的途径。和硬开关工作原理不同,理想的软关断过程是电流先降小到零,电压在缓慢

开关电源集成电路种类介绍

开关电源集成电路种类介绍 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器、整流滤波电路、功率变换电路以及各种辅助电路组成。那么这些开关电源电路的工作原理及其作用是什么呢?下面华强北IC代购网总结了开关电源基本原理介绍以及常见电路设计参考。 开关短路保护电路 在输出端短路的情况下,PWM控制电路能够把输出电流限制在一个安全范围内,它可以用多种方法来实现限流电路,当功率限流因短路而不起作用时,我们就只有另增设一部分电路,以保证开关电源的正常运作。我们通常将短路保护电路分为两种,小功率短路保护电路和中功率保护电路,这里以中功率保护电路为例,其原理简述如下: 当输出短路时,UC3842脚电压上升,U1脚电位高于脚时,比较器翻转脚输出高电位,给C1充电。当C1两端电压超过⑤脚基准电压时U1⑦脚输出低电位,UC3842①脚低于1V,UC3842停止工作。R2、C1是充放电时间常数,阻值不对时,短路保护不起作用。

推完式功率变换电路 是一种输出直流电压小于或等于输入直流电压的单管非隔离式变换电路,其原理简述如下: 其中T2为驱动变压器,T1为开关变压器,TR1为电流环。 输出端限流保护电路

上图是常见的输出端限流保护电路,其工作原理如下:当输出电流过大时,RS两端电压上升,U1脚电压高于脚基准电压,U1①脚输出高电压,Q1导通,光耦发生光电效应,UC3842①脚电压降低,输出电压降低,从而达到过载限流的目的。 输出限压保护电路 开关电源的输出限压保护电路如下图:

当输出电压升高时,稳压管导通光耦,Q1基极因具有驱动电压而导通。当UC3842电压升高时,输出降低,稳压管不导通;当UC3842的电压降低时,输出电压升高。周而复始,输出电压将稳定在一定范围内。 输入过欠压保护电路

开关电源中的光耦的作用

开关电源中的光耦的作用 开关电源的光耦主要是隔离、提供反馈信号和开关作用。开关电源电路中光耦的电源是从高频变压器次级电压提供的,当输出电压低于稳压管电压是给信号光耦接通,加大占空比,使得输出电压升高;反之则关断光耦减小占空比,使得输出电压降低。旦高频变压器次级负载超载或开关电路有故障,就没有光耦电源提供,光耦就控制着开关电路不能起振,从而保护开关管不至被击穿烧毁。 通常光耦与TL431一起使用。下面是led电源驱动芯片(开关电源芯 片)TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG03655的部分电路。两电阻串联取样到431R端与内部比较器进行比较.然后根据比出的信号再控制431K端(阳极接光耦那一端)对地的电阻,然后达到控制光耦内部发光二极管的亮度.(光耦内部一边是一发光二极管,一边是一光敏三极管)通过发光的强度.控制另一端三极管的CE端的电阻也就是改变了led电源驱动芯片(开关电源芯 片)TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG0365检测脚的电流(1脚:电压反馈引脚,通过连接光耦到地来调整占控比).根据电流的大小,led电源驱动芯片(开关电源芯 片)TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG0365就会自动调整输出信号的占空比,达到稳压的目的 TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG0365芯片是一款高集成度、高性能的PWM+MOSFET 管二合一的电流型离线式开关电源控制器。适用于充电器、电源适配器、LED驱动电源等各类小功率的开关电源。采用DIP8 封装,无需加散热器可输出0~36W 的功率(加散热可以做到更大)。电路结构简单,成本低。具有完善的保护功能,包括过压、欠压、过温、过载及短路等保护。固定振荡频率及抖频功能,可以降低EMI。待机功率低,在待机时进入跳周期模式,符合“能源之星”等待机功耗标准要求。 光耦在开关电源中有两个作用。 1;隔离,把进线220V的强电和电路板电路隔离开来,也就是常说的…冷底板?。 2;同时把后面工作电路中变化的电压信号通过光耦的原端发光二极管转变成光信号照射到次端的光敏二极管从而改变光敏二极管的电阻,在通过这个电阻的变化去控制开关电源,完成了隔离和反馈控制的作用。

开关电源一次、二次下电概述

一次下电和二次下电概述 一次下电和二次下电是保护级别的不同,在通信网络中,传输网络是优先保证的网络,所以传输网络都接的二次下电,其他的业务支撑系统接一次下电。区别是当停电时,蓄电池开始供电,但是蓄电池的电压会随着供电时间而下降,当蓄电池电压低于48V时,开关电源会把一次下电系统断开,也就是说剩下的电力将优先供给传输系统等重要网络,当电压继续下降到43V以下时,二次下电也就断开了。这就是一次和二次下电的含义! 本来以前老开关电源就只有一个常开型直流接触器根据电池放电性能就只有设置一个电保电压。现在如:北京动力源开关电源,装了两个常开型直流接触器,一个400A,一个200A。400A为一次下电,200A为二次下电。设置两个下电的电压可以在控制器设置下电电压,如果电保板U型短接冒断开的情况下由电保板设置两个下电电压,一般根据电池放电性能,一次下电电压设置为47-48V,二次下电电压设置为43V,厂家设计设置保护下电目的是为了保护蓄电池组,厂家增加了二次下电目的是为了更好保护重要的干线设备,我们可以把非常重要的干线设备直接接在二次下电,支线和附属设备接在一次下电,在市电中断蓄电池组深放电情况下可以更好的保护干线设备供电,我个人认为也可以把一次下电,二次下电做为通信设备主备用供电方式,我们单位几个机房我就这么做的。还一种情况有些厂家把二次下电直接挂在电池组输出端没有通过常开型直流接触器和电保板保护。所谓的一次下电、二次下电都是对开关电源(电源柜)说的。配电箱的交流电引入开关电源后,经过整流,变压输出-48伏,同时对蓄电池组进行浮充、均充操作。当市电输入中断后,电池组开始放电,给接入开关电源的负载供电如基站设备(BTS)、传输设备(光端机)等,保证基站的正常运行。当电池电压下降到开关电源设置的一次下电电压时,开关电源断掉接在一次下电端子上的非重要业务负载;电池组继续放电,给二次下电端子上面接的重要业务负载供电,当电池电压下降到二次下电电压时,开关电源切断所有负载,保护电池组不会出现过放电现象,过放电对电池是致命的伤害,而且是不可逆的,会造成整组电池的报废,可是几万块钱呢。一般是把基站设备(BTS)接入一次下电,将传输设备(光端机)等接入二次下电。一次、二次下电电压的设置都是在开关电源上,具体参数根据电池组容量,电池组工作年限,负载功耗等参数设置。 下面按厂家甲来讲一下下电的意义:之所以需要下电,目的其实主要是为了保护电池,需要保护电池的一般是基站等无人机房,而核心机房由于重要,所以一般不设下电功能。第一次被下电的设备一般为本地的非重要但电流较大的负载,影响的一般为本地局部,而第二次下电的负载则是重要的负载一般为传输设备,电流较小,但中断后可能会影响到其他局站,所以这类重要的负载一般都接到第二次下电的部分。因为会首先切除一些大电流非重要负载,所以轻载后,电池仍可以继续工作一段较长的时间,以便维护人员能够有时间赶到,进行发电应急处理。而如果达到第二次下电的保护电压,仍然没有恢复市电,或采取油机发电,则为了保护电池不被深度放电损坏,这时候就会全部切除电池,切除通过直流接触器来实现,第一次下电电压会设置的比第二次下电电压高1V左右,看情况和要求而定,而对于-48V系统而言,第二次下电电压值一般设置为单体电池的放电中止电压值之和,也就是说为43.2V。 所谓二次下电功能,须从蓄电池放电时的特性谈起。蓄电池在输出能量时,其两端电压不断下降,当下降到一定值(一般称为终止电压)的时候,就必须断

开关电源基础学习知识原理及各功能电路详解

开关电源原理及各功能电路详解 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: 开关电源电路方框图 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:

输入滤波、整流回路原理图 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。 ②R1、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。 三、功率变换电路 1、MOS管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET (MOS管),是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图:

开关电源变压器基础知识

开关电源变压器基础知识 开关电源变压器现代电子设备对电源的工作效率、体积 以及安全要求等技术性能指标越来越高,在开关电源中决定这些技术性能指标的诸多因素中,基本上都与开关变压器的技术指标有关。开关电源变压器是开关电源中的关键器件,因此,在这一节中我们将非常详细地对与开关电源变压器相关的诸多技术参数进行理论分析。在分析开关变压器的工作原理的时候,必然会涉及磁场强度H和磁感应强度B以及磁 通量等概念,为此,这里我们首先简单介绍它们的定义和概念。在自然界中无处不存在电场和磁场,在带电物体的周围必然会存在电场,在电场的作用下,周围的物体都会感应带电;同样在带磁物体的周围必然会存在磁场,在磁场的作用 ,周围的物体也都会被感应产生磁通。现代磁学研究表明: 切磁现象都起源于电流。磁性材料或磁感应也不例外,铁磁现象的起源是由于材料内部原子核外电子运动形成的微电流,亦称分子电流,这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。因为每一个微电流都产生磁效应,所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。因此,磁场强度的大小与磁偶极子的分布有关。在宏观条件下,磁场强度可以定义为空间某处磁场的大小。我们知道,电场强度的概念是用单位电荷在电场中所产生的作用力来定义的,而在

磁场中就很难找到一个类似于“单位电荷”或“单位磁场”的带磁物质来定义磁场强度,为此,电场强度的定义只好借用流过单位长度导体电流的概念来定义磁场强度,但这个概念本应该是用来定义电磁感应强度的,因为电磁场是可以互相产生感应的。幸好,电磁感应强度不但与流过单位长度导体的电流大小相关,而且还与介质的属性有关。所以,电磁感应强度可以在磁场强度的基础上再乘以一个代表介质属性的系数来表示。这个代表介质属性的系数人们把它称为导磁率。 在电磁场理论中,磁场强度H 的定义为:在真空中垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力F 跟电流I 和导线长度的乘积I 的比值,称为通电直导线所在处的磁场强度。或:在真空中垂直于磁场方向的1 米长的导线,通过1 安培的电流,受到磁场的作用力为1 牛顿时,通过导线所在处的磁场强度就是1 奥斯特(Oersted) 。电磁感应强度一般也称为磁感应强度。由于在真空中磁感应强度与磁场强度在数

开关电源中MOSFET的驱动电路设计

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直流开关电源的分类介绍

直流开关电源的分类介绍 现代开关电源有两种:一种是直流开关电源;另一种是交流开关电源。这里介绍的只是直流开关电源,其功能是将电能质量较差的原生态电源(粗电),如市电电源或蓄电池电源,转换成满足设备要求的质量较高的直流电压(精电)。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说,直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的,DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。 直流DC/DC转换器按输人与输出之间是否有电气隔离可以分为两类:一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器;另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC转换器。 隔离式DC/DC转换器也可以按有源功率器件的个数来分类。单管的DC/DC转换器有正激式(Forward)和反激式(Flyback)两种。双管DC/DC转换器有双管正激式(DoubelTransistor Forward Converter),双管反激式(Double Transistr F1yback Converter)、推挽式 (Push-Pu11 Converter)和半桥式(Ha1f-Bridge Converter)四种。 四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器(Fu11-Bridge Converter)。 非隔离式DC/DC转换器,按有源功率器件的个数,可以分为单管、双管和四管三类。单管DC/DC转换器共有六种,即降压式(Buck) DC/DC转换器,升压式(Boost)DC/DC转换器、升压降压式(Buck Boost)DC/DC转换器、Cuk DC/DC转换器、Zeta DC/DC转换器和SEPIC DC/DC转换器。在这六种单管DC/DC转换器中,Buck和Boost式

开关电源课程设计

太原理工大学课程设计任务书 指导教师签名:日期:

前言 随着电力电子技术的发展,开关电源的应用越来越广泛。反激式开关电源以其设计简单,体积小巧等优势,广泛应用于小功率场合。开关电源以其小型、轻量和高效率的特点,被广泛地应用于各种电气设备和系统中,其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。开关稳压电源有多种类型,其中单端反激式开关电源由于具有线路简单,所需要的元器件少,能够提供多路隔离输出等优点而广泛应用于小功率电源领域。 本论文根据输入电压经EMI滤波设计整流桥,再与直流变压器开关管构成反激电路。通过输出反馈经UC3842控制占空比,从而使输出电压稳定。反激电路中开关管开通原边线圈储存能量,副边不导通。原边关断时,线圈储存的能量通过互感向负载提供能量。输出电压反馈由TL431和光耦构成,当输出稳定时,有一个稳定的电流;当输出电压增大时,TL431分流增加,发光二极管亮度改变,使三级管电流改变,致使开关管控制导通占空比改变,从而使输出电压减小。另外,芯片UC3842引脚接一电流反馈,通过控制分压值实现截流保护,防止输出过电流。 设计中,直流变压器的设计是重点,需要计算其原边电感,原副边匝数,铁芯的选择,根据这些参数构造电路图,计算各电容电阻值及二极管承受的反压,选择合适的型号。 论文先介绍了开关电源及反激式开关电源,然后介绍器件选型,再分部分介绍主电路、控制电路和保护电路,最后附表为选择时参数参考表和总电路图。

目录 前言 第一章开关电源概述 (1) 1.1开关电源综述 (1) 1.2反激式开关电源介绍 (2) 第二章总体方案的确定 (2) 2.1总体设计思路及框图 (2) 2.2仿真原理图 (3) 第三章具体电路设计 (5) 3.1EMI滤波电路 (5) 3.2整流滤波电路设计 (6) 3.3高频变压器的设计 (7) 3.4控制反馈电路的设计 (15) 3.5保护电路的设计 (17) 3.6输出侧滤波电路设计 (18) 第四章电路仿真与结果 (19) 4.1 EMI滤波电路 (19) 4.2整流电路 (21) 4.3反激型电路 (22) 4.4反馈电路 (23) 4.5总电路 (24) 心得体会 (25) 参考文献 (26)

(完整版)开关电源设计毕业设计

毕业论文(设计) 题目开关电源设计 英文题目switch source design 院系 专业 姓名 年级 指导教师

2015年4月 摘要 摘要内容: 本论文题目是学校根据学生的实际情况和所学的专业而设计的,它体现了学校对学生的理论知识和实践动手能力的考察,并且让学生充分的发挥自己所学的知识。 随着大规模和超大规模集成电路的快速发展,特别是微处理器和半导体存储器的开发利用,孕育了电子系统的新一代产品。显然,那种体积大而笨重的使用工频变压器的线性调节稳压电源已经过时。取而代之的是小型化、重量轻、效率高的隔离式开关电源。隔离式开关电源的核心是一种高频电源变换电路。它使交流电源高效率地产生一路或多路经调整的稳定直流电压。 本论文共分七章,内容包括:开关电源概述,输入电路,隔离单端反激式变换器电路,UC3842的原理及技术参数,UC3842常用的电压反馈电路的选用,UC3842在开关电源电路的应用,电源市场的概况。 【关键词】: 变压器 滤波 过载 Switch Source Design Abstract

Abstract content: The topic of this thesis is designed according to the actual situation of the school and professional school students which reflects the effects of school students theoretical knowledge and practical ability, and let the students give fulllay to their own knowledge. With the rapid development of large-scale and ultra large scale integrated circuit, especially the microprocessor and a semconductor memory utilization, gave birth to the electronic system of a new generation of products. Obviously, the volume is big and , light weight, circuit. It makes the AC power efficient generates one or more adjusted stable DC voltage. T his paper is divided into seven chapters, including: input switching power supply circuit, an overview, isolation of single end flyback converter circuit, principle and technical parameters of UC3842, UC3842 common voltage feedback circuit selection, application of UC3842 in switching power supply circuit, power market overview. Key Words:Transformer ;Wave filtering ;Overload 目录 第1章开关电源概述 1.1 开关电源的产生与发展 (5)

开关电源里元件的类型和用途

开关电源里元件的类型和用途---深圳市森树强电子科技有限公司 开关电源里元件的类型和用途 一、特种二极管: 1. 快恢复二极管(FRD)----快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒,正向压降为0.6V~1V,正向电流为几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百伏特至几千伏特,可用作开关电源中的输出整流管、一次侧钳位保护电路的阻塞二极管。 2. 超快恢复二极管(SRD)----超快恢复二极管则是在快恢复二极管基础上发展而成的,其反向恢复电荷进一步减小,反向恢复时间可低至几十纳秒,可用作开关电源适配器输出整流管、阻塞二极管、反馈电路中的整流管。 3. 肖特基二极管(SBD)----全称为肖特基势垒二极管,它属于低电压、低功耗、大电流、超高速半导体功率器件,其反向恢复时间可小到几纳秒,正向导通压降仅为0.4V左右,整流电流可达几十至几百安培。特别适合做开关电源充电器低压输出电路中的整流二极管、续流二极管。 4. 瞬变变压抑制二极管(TVS)----亦称瞬态电压抑制器,其响应速度极快、钳位电压稳定,是一种新型过电压保护器件,可用来保护开关电源PWM集成电路、MOS 功率器件以及其他对电压敏感的半导体器件。 5. 双向触发二极管(DIAC)----亦称二端交流器件,常与晶闸管配套使用,构成开关电源变压器输出过电压保护电路。 二、特种电阻器: 1. 熔断电阻器(FR)----熔断电阻器亦称保险电阻器或可熔断电阻器,它兼有电阻器和熔断器的功能,熔断电流从几十毫安到几十安培,熔断时间为几秒至几十秒。

2. 自恢复熔丝管(RF)----亦称自恢复保险丝,具有可自动复原的性能,反复使用,不需要维修更换。 3. 软启动电阻----它属于负温度系数热敏电阻(NTCR),其特点时标称阻值低(仅为1Ω~47Ω)、额定功率高(10~500W)、工作电流大(1~10A),适合作开关电源 适配器的启动保护元件。 4. 压敏电阻器(VSR)----工作电压范围宽(6V~3000V,分若干档),对过电压脉冲响应速度快(几纳秒至几十纳秒),耐冲击电流的能力很强(可达100A~20Ka),漏电流小(低于几微安至几十微安),电阻温度系数低(小于0.05%/℃),价格低廉。可构成开关电源适配器的过电压保护电路、防雷击保护电路、消除火花电路、浪涌电 压吸收回路等。 5. 数字电位器(DCP)----与可调式开关稳压器配套使用,构成可编程开关稳压器。 三、晶闸管: 1. 单向晶闸管(SCR)----与双向触发二极管配套使用,构成过开关电源适配器的电压保护电路。 2. 双向晶闸管(TRIAC)----可构成开关电源交流输入侧的过电压保护电路。 四、光耦合器:线性光耦合器的电流传输比(CTR)与直流输入电流(If)的特性曲线具有良好的线性度。在传输小信号时,能使输出与输入呈线性关系,适合构成精 密开关电源中的光藕反馈电路,并实现二次侧与一次侧的隔离。 五、滤波器:亦称EMI滤波器,它属于双向射频滤波器,一方面能滤除从交流线引入的外部电磁干扰;另一方面还可避免开关电源适配器向外部发出噪声干扰,能显 著提高开关电源适配器的抗干扰能力,并使开关电源符合电磁兼容性(EMC)标准。

开关电源工作原理及电路图

开关电源工作原理及电路图 本文开关电源工作原理是电子发烧友网开关电源工程师全力整理的原理分析,以丰富的开关电源案例分析,介绍单端正激式开关电源,自激式开关电源,推挽式开关电源、降压式开关电源、升压式开关电源和反转式开关电源。 随着全球对能源问题的重视,电子产品的耗能问题将愈来愈突出,如何降低其待机功耗,提高供电效率成为一个急待解决的问题。传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠,但它存在着效率低(只有40% -50%)、体积大、铜铁消耗量大,工作温度高及调整范围小等缺点。为了提高效率,人们研制出了开关式稳压电源,它的效率可达85% 以上,稳压范围宽,除此之外,还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点,是一种较理想的稳压电源。正因为如此,开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中,本文对各类开关电源的工作原理作一阐述。 一、开关式稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种,在实际的应用中,调宽式使用得较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。 对于单极性矩形脉冲来说,其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽,其直流平均电压值就越高。直流平均电压U。可由公式计算, 即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。 从上式可以看出,当Um 与T 不变时,直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样,只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就可以达到稳定电压的目的。 二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路

最新开关电源拓扑结构概述

开关电源拓扑结构概 述

主回路——开关电源中,功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件,以及供电输入端和负载端。 开关电源(直流变换器)的类型很多,在研究开发或者维修电源系统时,全面了解开关电源主回路的各种基本类型,以及工作原理,具有极其重要的意义。 开关电源主回路可以分为隔离史与非隔离式两大类型。 一、非隔离式电路的类型: 非隔离——输入端与输出端电气相通,没有隔离。 1、串联式结构 串联——在主回路中开关器件(下图中所示的开关三极管T)与输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。 开关管T交替工作于通/断两种状态,当开关管T导通时,输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电,并同时对电感器L充电,当开关管T关断时,电感器L中的反向电动势使续流二极管D 自动导通,电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路,对负载R继续供电,从而保证了负载端获得连续的电流。

串联式结构,只能获得低于输入电压的输出电压,因此为降压式变换。 2、并联式结构 并联——在主回路中,相对于输入端而言,开关器件(下图中所示的开关三极管T)与输出端负载成并联连接的关系。 开关管T交替工作于通/断两种状态,当开关管T导通时,输入端电源通过开关管T对电感器L充电,同时续流二极管D关断,负载R靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时,续流二极管D 导通,输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后,通过续流二极管D对负载R供电,并同时对电容器C充电。

由此可见,并联式结构中,可以获得高于输入电压的输出电压,因此为升压式变换。并且为了获得连续的负载电流,并联结构比串联结果对输出滤波电容C的容量有更高的要求。 3、极性反转型变换器结构 极性反转——输出电压与输入电压的极性相反。电路的基本结构特征是:在主回路中,相对于输入端而言,电感器L与负载成并联。 开关管T交替工作于通/断两种状态,工作过程与并联式结构相似,当开关管T导通时,输入端电源通过开关管T对电感器L充电,同时续流二极管D关断,负载RL 靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时,续流二极管D导通,电感器L中的自感电动势通过续流二极管D对负载RL供电,并同时对电容器C充电;由于续流二极管D的反向极性,使输出端获得相反极性的电压输出。 二、隔离式电路的类型:

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