反激式开关电源(flyback)环路设计基础

反激式开关电源(flyback)是一种常见的电源结构,广泛应用于电子设

备中。它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点,在消费电子、工

业控制和通信设备等领域被广泛应用。本文旨在介绍反激式开关电源

环路设计的基础知识,包括工作原理、设计步骤和注意事项。

一、反激式开关电源的工作原理

1.1 反激式开关电源的基本结构

反激式开关电源由输入滤波器、整流桥、高频变压器、功率开关器件、输出整流滤波器、控制电路等组成。其中,高频变压器是反激式开关

电源的关键部件,通过变压器实现输入电压的隔离和变换,功率开关

器件则控制变压器的工作状态,实现电源的调节和稳定输出。

1.2 反激式开关电源的工作原理

反激式开关电源通过功率开关器件周期性地将输入电压斩波,将输入

电能存储在变压器的磁场中,然后再将其转换为输出电压。在工作周

期的后半段,存储的能量释放到输出负载上,从而实现对输出电压的

调节。通过控制功率开关器件的导通时间和断态时间,可以实现对输

出电压的调节和稳定。

二、反激式开关电源环路设计的基础知识

2.1 反激式开关电源的设计步骤

(1)确定电源的输入输出参数:包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等;

(2)选择功率开关器件和高频变压器:根据电源的输入输出参数和工作频率选择合适的功率开关器件和高频变压器;

(3)设计反激式开关电源的控制电路:根据所选的功率开关器件和高频变压器设计相应的控制电路,包括PWM控制电路、电源启动电路等;

(4)设计输入输出滤波器和保护电路:设计输入输出滤波器,保证电源的输入输出稳定和干净,设计过压、过流、过温等保护电路,保证电源的安全稳定工作。

2.2 反激式开关电源环路设计的注意事项

(1)磁性元件的设计:高频变压器和输出感应元件的设计是整个反激式开关电源设计的关键,应合理设计磁芯、线圈匝数等参数,保证磁性元件承载功率、效率和体积的平衡;

(2)功率开关器件的选择和驱动:应选择合适的功率开关器件,并设计合理的驱动电路,保证功率开关器件的可靠工作和转换效率;(3)控制电路的设计:应根据功率开关器件的工作特性和工作频率设计合适的PWM控制电路和反馈控制电路,保证电源的稳定可调;(4)输入输出滤波器和保护电路的设计:应合理设计输入输出滤波器和保护电路,保证电源的输入输出稳定和安全可靠。

三、总结

反激式开关电源环路设计是电源设计中的重要一环,正确的设计能保证电源的性能、稳定性和可靠性。通过本文的介绍,相信读者对反激

式开关电源环路设计的基础知识有了更深入的了解,希望能对相关领

域的从业人员和初学者有所帮助。在实际应用中,还需要根据具体情

况进行深入研究和实验验证,不断积累实践经验,提高对反激式开关

电源环路设计的理解和应用能力。:

反激式开关电源是一种常见的电源结构,广泛应用于各种电子设备中。它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点,在消费电子、工业控制

和通信设备等领域被广泛应用。本文将继续探讨反激式开关电源环路

设计的基础知识,并介绍一些实际案例和应用。

一、反激式开关电源的工作原理

反激式开关电源通过高频变压器和功率开关器件的配合,将输入电压

转换为稳定的输出电压。在反激式开关电源的工作过程中,输入电压

经过滤波器后,进入整流桥进行整流,然后通过高频变压器的转换,

最终由输出整流滤波器输出稳定的直流电压。功率开关器件的工作状

态由控制电路进行调节,以实现对输出电压的调节和稳定。在整个工

作过程中,控制电路还需要监测输出电压和电流,以实现对电源的保

护和稳定工作。

二、反激式开关电源环路设计的基础知识

在进行反激式开关电源环路设计时,首先需要确定电源的输入输出参数,包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等。然

后需要选择合适的功率开关器件和高频变压器,设计控制电路、输入

输出滤波器和保护电路。在磁性元件的设计中,需要合理设计磁芯、

线圈匝数等参数,以保证磁性元件的性能和稳定性。对功率开关器件

的选择和驱动,控制电路的设计,以及输入输出滤波器和保护电路的

设计也都需要注意合理性和稳定性。

三、反激式开关电源的实际案例和应用

在实际应用中,反激式开关电源广泛应用于各种电子设备中。在电视机、显示屏、电脑、手机等消费电子产品中都会采用反激式开关电源。在工业控制设备和通信设备中,也会采用反激式开关电源。除了常见

的应用外,反激式开关电源还在新能源领域、医疗设备和军工领域有

着重要的应用。在这些应用中,反激式开关电源都需要根据具体的场

景和要求进行定制化设计,以满足不同领域的需求。

反激式开关电源作为一种常见的电源结构,具有广泛的应用前景。在

设计和应用过程中,需要深入理解工作原理和设计步骤,同时需根据

实际情况进行灵活应用和调整。希望本文能对相关领域的工程师和研

究人员有所帮助,为他们在反激式开关电源的设计和应用中提供一些

参考和启发。

反激式开关电源(flyback)环路设计基础

反激式开关电源(flyback)是一种常见的电源结构,广泛应用于电子设 备中。它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点,在消费电子、工 业控制和通信设备等领域被广泛应用。本文旨在介绍反激式开关电源 环路设计的基础知识,包括工作原理、设计步骤和注意事项。 一、反激式开关电源的工作原理 1.1 反激式开关电源的基本结构 反激式开关电源由输入滤波器、整流桥、高频变压器、功率开关器件、输出整流滤波器、控制电路等组成。其中,高频变压器是反激式开关 电源的关键部件,通过变压器实现输入电压的隔离和变换,功率开关 器件则控制变压器的工作状态,实现电源的调节和稳定输出。 1.2 反激式开关电源的工作原理 反激式开关电源通过功率开关器件周期性地将输入电压斩波,将输入 电能存储在变压器的磁场中,然后再将其转换为输出电压。在工作周 期的后半段,存储的能量释放到输出负载上,从而实现对输出电压的 调节。通过控制功率开关器件的导通时间和断态时间,可以实现对输 出电压的调节和稳定。 二、反激式开关电源环路设计的基础知识 2.1 反激式开关电源的设计步骤 (1)确定电源的输入输出参数:包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等;

(2)选择功率开关器件和高频变压器:根据电源的输入输出参数和工作频率选择合适的功率开关器件和高频变压器; (3)设计反激式开关电源的控制电路:根据所选的功率开关器件和高频变压器设计相应的控制电路,包括PWM控制电路、电源启动电路等; (4)设计输入输出滤波器和保护电路:设计输入输出滤波器,保证电源的输入输出稳定和干净,设计过压、过流、过温等保护电路,保证电源的安全稳定工作。 2.2 反激式开关电源环路设计的注意事项 (1)磁性元件的设计:高频变压器和输出感应元件的设计是整个反激式开关电源设计的关键,应合理设计磁芯、线圈匝数等参数,保证磁性元件承载功率、效率和体积的平衡; (2)功率开关器件的选择和驱动:应选择合适的功率开关器件,并设计合理的驱动电路,保证功率开关器件的可靠工作和转换效率;(3)控制电路的设计:应根据功率开关器件的工作特性和工作频率设计合适的PWM控制电路和反馈控制电路,保证电源的稳定可调;(4)输入输出滤波器和保护电路的设计:应合理设计输入输出滤波器和保护电路,保证电源的输入输出稳定和安全可靠。 三、总结 反激式开关电源环路设计是电源设计中的重要一环,正确的设计能保证电源的性能、稳定性和可靠性。通过本文的介绍,相信读者对反激

开关电源环路设计及实例详解

开关电源环路设计及实例详解 一、开关电源的基本原理 开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源,其基本原理是通过开关管控制变压器的工作状态,从而实现对输入交流电进行变换、整流和稳压的过程。开关电源具有输出功率大、效率高、体积小等优点,因此被广泛应用于各种电子设备中。 二、开关电源环路的组成 1. 输入滤波器:用于滤除输入交流电中的高频噪声和杂波信号,保证后续环节能够正常工作。 2. 整流桥:将输入交流电转换为直流电信号。 3. 直流滤波器:用于滤除直流信号中的纹波和杂波信号,保证输出稳定。 4. 开关变换器:通过控制开关管的导通和截止状态来控制变压器的工作状态,从而实现对输入信号的变换。 5. 输出稳压器:用于对输出直流信号进行稳压处理,保证输出恒定。 三、开关电源环路设计步骤 1. 确定输出功率和输出电压范围。 2. 选择合适的变压器。 3. 设计整流桥和直流滤波器。

4. 设计开关变换器,包括选择合适的开关管和控制电路。 5. 设计输出稳压器,包括选择合适的稳压芯片和反馈电路。 6. 进行整个电路的仿真和优化。 7. 进行实际电路的搭建和调试。 四、开关电源环路设计实例 以12V/5A开关电源为例,进行具体设计。 1. 确定输出功率和输出电压范围:输出功率为60W,输出电压范围为11-13V。 2. 选择合适的变压器:根据需求选择带有多个二次侧绕组的变压器, 其中一个二次侧用于提供控制信号,另一个二次侧用于提供输出信号。通过计算得到变压比为1:2。 3. 设计整流桥和直流滤波器:采用全波整流桥结构,并选用大容量滤 波电容进行直流滤波处理。 4. 设计开关变换器:选用MOS管作为开关管,并采用反激式结构进 行设计。控制信号通过脉冲宽度调制(PWM)技术进行控制。同时,在输入端加入输入滤波器进行滤波处理。 5. 设计输出稳压器:选用LM2576芯片进行稳压处理,通过反馈电路控制输出电压。同时,加入输出滤波电容进行滤波处理。 6. 进行整个电路的仿真和优化:通过仿真软件进行各个环节的仿真和 优化,保证整个电路的性能符合要求。 7. 进行实际电路的搭建和调试:根据设计结果进行实际电路的搭建和

反激式开关电源的电路设计与参数计算_陈建林(精)

2013年第 09 期 反激式开关电源的电路设计与参数计算 陈建林王冬剑刘江南 (中国电子科技集团公司第三十六研究所浙江 嘉兴 314033 Circuit Design and Parameter Calculation of Flyback Switching Power Supply CHEN Jian-lin WANG Dong-jian LIU Jiang-nan (The 36th Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Jiaxing Zhejiang 314033, China 【摘 要】反激式开关电源以其简单、轻巧、实用等特性 , 在工程技术中得到广泛应用。本文在简要介绍开关电源拓扑结构的基础上 , 详

细分析脉冲变压器的参数设计和 MOS 管的选型要求 , 同时介绍控制回路和吸收电路的参数计算 , 并对设计方案进行实验验证。结果表 明 , 所设计的反激式开关电源性能稳定、可靠性高。 【关键词】反激 ; 开关电源 ; 脉冲变压器 ; 吸收电路 ABSTRACT:Due to the characteristic of simple, legerity and utility, flyback switching power supply is widely used in engineering. This text firstly introduces the topology of switching power supply briefly, then analyses parameter design of pulse transformer and performance requirement of MOSFET in detail, parameter design of control and absorber circuit are also introduced. Experiment results indicate that flyback switching power supply designed in this text is stable and reliable. Keywords:Flyback; Switching Power Supply; Pulse Transformer; Absorber Circuit 引言

反激式开关电源设计

反激式开关电源设计 摘要:该开关电源用于变频空调控制器中,主要为控制器中的IC及继电器提供电源,为多路输出,且输出功率较小,约10W左右。由于成本及体积的限制,并且输入功率较低(小于100W),所以本开关电源采用价格低廉、体积小的单端反激式(准谐振式)拓扑结构。单端反激式开关电源使开关电源的可靠性、纹波干扰等问题得到很大的改善,并且可以克服PWM方式对负载的瞬态响应较差和易辐射等缺点,利用高频驱动的作用,降低损耗,提高效率,减少噪声。该开关电源的主控制芯片采用NCP1200p100,使外围电路变得简单,并实现了退磁检测、过流保护、过压保护和电压反馈等功能。 关键词:单端反激,开关电源,NCP1200p100 Abstract: the switching power supply used in variable frequency air conditioner controller, mainly to provide power for the IC and relay controller, as multiple output, and the output power is small, about 10W. Due to cost and size constraints, and the input power is low (less than 100W),so the switch power supply with low price, small size of single end flyback (quasi resonant)topology. Single flyback switching power supply reliability, ripple interference of switching power supply has been greatly improved, and can be poor and radiation response to overcomedisadvantages such as PWM to load transient, high-frequency driving effect, reduce loss,improve efficiency, reduce noise. The main control chip of the switching power supply using NCP1200p100, the peripheral circuit is simple, and the realization of the demagnetization detection, overcurrent protection, overvoltage protection and voltage feedback function. Keywords: single flyback switching power supply, NCP1200p100, 一、设计目标 1.输入电压:AC198-242V 2.输出电压:DC+12V.电流0.5A; DC+15V.电流0.4A; DC+5V. 最大电流2A,最小电流0.5A。 3.效率≥80% 二.电路的整体设计

开关电源设计不可不看--Flyback电路原理

Flyback转换器电路是由Buck-Boost电路,利用磁性元件耦合的功能衍生而来,所以要探讨Flyback电路,必须先从Buck-Boost电路开始。 一、Flyback电路简介 (一)Flyback电路架构 Flyback变换器,俗称单端反激式DC-DC变换器,又称为返驰式(Flyback)转换器,或"Buck-Boost"转换器,因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量,因此得名. Flyback变换器是在主开关管导通期间,电路只储存而不传递能量;在主开关管关断期间,才向负载传递能量的一种电路架构。 (1)Flyback变换器理论模型如图。 (2)实际电路结构 根据Flyback变压器的同名端绕制方式,有下面两种形式,这两个电路实质上是一样的。当然,Flyback电路还有其他衍生形式(见附录I)。

(二)Flyback变换器优点 (1)电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出的要求。 (2)转换效率高,损失小。 (3)匝数比值较小。 (4)输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,目前已可实现交流输入在 85~265V 间,无需切换而达到稳定输出的要求。 (三)Flyback变换器缺点 (1)输出电压中存在较大的纹波,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W 以下。 (2)转换变压器在电流连续(C.C.M.)模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,从而造成变压器体积变大。 (3)变压器有直流电流成份,且同时会工作于C.C.M./D.C.M.两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭代过程较复杂。

超详细的反激式开关电源电路图讲解

超详细的反激式开关电源电路图讲解 反激式开关电源电路图讲解 一,先分类 开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下: 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求) 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 2000W以上全桥 二,重点 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。 优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出. 缺点:输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善) 今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路 图! 三,画框图 一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分,如图 1 图1,反激开关电源框图 四,原理图 图2是反激式开关电源的原理图,就是在图1框图的基础上,对各个部分进行详细的设计,当然,这些设计都 是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的

设计说明。 图2 典型反激开关电源原理图 五,保险管 图3 保险管 先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。 作用:安全防护。在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。 技术参数:额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。 分类:快断、慢断、常规 计算公式:其中:Po:输出功率 η效率:(设计的评估值) Vinmin :最小的输入电压 2:为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。 0.98: PF值 六,NTC和MOV NTC 热敏电阻的位置如图4。 图4 NTC热敏电阻 图4中的RT为NTC,电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。 图4中RV为MOV压敏电阻,压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉 冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等 七,XY电容 图5 X和Y电容如图X电容,Y电容。根据IEC 60384-14,安规电容器分为X电容及Y电容:1. X电容是指跨与L-N之间的电容器, 2. Y电容是指跨与L-G/N-G之间的电容器。 X电容没有具体的计算公式,经验:若电路采用两级,则前级选择0.47uF,后级采用0.1uF电容。若为单级, 则选择0.47uF电容。(电容的容量大小跟电源功率没有直接关系)

单端反激式开关电源-主电路设计讲解

摘要开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关晶体管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制、IC 和MOSFET构成。 本设计在大量前人设计开关电源的的基础上,以反激式电路的框架,用TOP244Y 构成12V、2.5A开关电源模块,通过整流桥输出到高频变压器一次侧,在二次侧经次级整流滤波输出。输出电压经采样与TL431稳压管内部基准电压进行比较,经过线性光偶合器PC817改变TOP244Y的占空比,从而使电路能直流稳压输出。 关键词开关电源;脉冲宽度调制控制;高频变压器;TOP244Y ABSTRACT Switching power supply is the use of modern electronic technology, control switching transistor turn-on and turn-off time ratio of the output voltage to maintain a stable power supply, switching power supply generally by the pulse width modulation (PWM) control,IC and MOSFET form. The design of a large number of predecessors in the switching power supply design based on the flyback circuit to the framework, using TOP244Y constitute a 12V, 2.5A switching power supply module, through the rectifier bridge output to high-frequency transformer primary side, the secondary side by the time level rectifier output. TL431 by sampling the output voltage regulator with an internal reference voltage comparison, after a linear optical coupler PC817 change TOP244Y duty cycle, so the circuit can be DC regulated output. Keyword Switching Power Supply;PWM Control;high frequency transformer;TOP244Y 目录 前言 (3) 1.反激式PWM高频开关电源的工作原理 (4)

反激式开关电源的设计计算

反激式开关电源的设计计算 一、反激式开关电源变换器:也称Flyback 变换器,是将Buck/Boost 变换器的电感变为变压器得到的,因为电路简洁,所用元器件少,成本低,是隔离式变换器中最常用的一种,在100W 以下AC-DC 变换中普遍使用,特别适合在多输出场合。其中隔离变压器实际上是耦合电感,注意同名端的接法,原边绕组和副边绕组要紧密耦合,而且用普通导磁材料铁芯时必须有气隙,以保证在最大负载电流时铁芯不饱和。 二、AC-DC 变换器的功能框图: 交流220V 电压经过整流滤波后变成直流电压V1,再由功率开关管(双极型或MOSFET)斩波、高频变压器T 降压,得到高频矩形波电压,最后通过整流滤波器D、C2,获得所需要的直流输出电压Vo。脉宽调制控制器是其核心,它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制功率开关管的通断状态,来调节输出电压的高低,达到稳压目的;锯齿波发生器提供时钟信号;利用误差放大器和比较器构成闭环调节系统。 三、设计步骤: 1. 基本参数: 交流输入电压最小值Umin 交流输入电压最大值Umax 电网频率Fa:50Hz 或60Hz 开关频率f:大于20kHz,常用50kHz~200kHz 输出电压Vo 输出功率Po 损耗分配系数Z:代表次级损耗与总损耗的比值,一般取0.5 电源效率k:一般取75~85%。低电压(5V 以下)输出时,效率可取75%,高压(12V 以上)输出,效率可取85%;中等电压(5V 到12V 之间)输出,可选80%。 2. 确定输入滤波电容Cin: 对于宽范围交流输入(85~265Vac),C1/Po 的比例系数取2~3,即每输出1W 功率,对应3uF 电容量 对于100V/115V 交流固定输入,C1/Po 的比例系数取2~3,即每输出1W 功率,对应3uF 电容量 对于230V±35V 交流固定输入,C1/Po 的比例系数取1,即每输出1W 功率,对应1uF 电容量 若采用100V/115V 交流倍压输入方式,需两只容量相同的电容串联,此时C1/Po 的比例系数取2 3. 直流输入电压最小值Vimin 的计算: in C a O i kC t F P V u ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ − = − 2 2 1

单端反激式开关电源(毕业设计).

单端反激式开关电源(毕业设计). 二、单端反激式开关电源的工作原理 单端反激式开关电源的工作原理依靠开关管的开关动作来实现交流电到直流电的转换。其基本原理如下: 1、输入电压滤波 单端反激式开关电源在工作之前,必须对输入电压进行滤波,以保证输入电压的平稳、稳定。 2、交流电输入 输入电压通过电容滤波后,在交流电路中形成一定的电压波形,交流电通过变压器的原、次绕组的磁耦合作用,将输入电压变换成所需要的电压等级。本设计选择220V交流电输入,变压器原、次绕组变比为1:26。 3、整流滤波 变压器将220V交流电转换成24V直流电,然后通过扁平电容进行电压滤波,使直流电平滑化,得到更加稳定的直流电。 4、开关转换 在直流电经过扁平电容滤波后,进入开关电路,在开关电路中,开关管CD4049B作为 单向触发器,通过555定时器形成一定的工作周期,改变开关管的通断状态,使得直流电 在开关管通断状态变化的控制下,进行输出电流的调整。 5、输出变压器 通过输出变压器,将捕获后的直流电变压,以输出需要的电压级别。 三、单端反激式开关电源的电路设计 本电路设计基于CD4049B和555定时器,整体电路如下所示。 (注:图中VCC为12V直流电源) 1、输入电压滤波电路 输入电压滤波电路通过电容电感联合滤波,能够有效抑制交流电中杂波的干扰,提高 了直流电的稳定性和可靠性。本设计采用C1、L1、C2的电容电感联合滤波电路。

2、交流电输入电路 交流电输入电路采用变压器进行变压,将220V交流电输入变成24V交流电。 3、整流滤波电路 整流滤波电路主要由二极管D1、扁平电容C3组成,二极管和扁平电容组合起来,实现对变压器的24V直流电进行滤波工作。 四、单端反激式开关电源的实验结果 本设计所设计并实验验证的单端反激式开关电源,输出电压稳定在12V左右,基本符合设计要求,并成功实现正常工作。实验中,对于开关管的选择,采用MOS管比较理想,名称为FDPF33N25B。 五、结论 本文基于CD4049B和555定时器,设计了一种单端反激式开关电源方案,并在实验中验证了该设计方案的可行性,证明该方案具有开发简单、可靠的特点,可以用于一些小功率电子设备的电源供应。

反激式开关电源设计

反激式开关电源设计 反激式开关电源(Flyback Switching Power Supply)是一种常见的 开关电源拓扑结构,广泛应用于各种电子设备中。它具有体积小、效率高、成本低以及输出功率可调等优点,是现代电子产品中常见的电源设计方案 之一 反激式开关电源的基本工作原理如下:输入电压通过输入滤波电容进 行滤波处理后,经过输入电阻和整流二极管进入变压器的一侧,经过一定 的变换比转化为高压脉冲,在一段时间内使得磁场存储能量。然后,纳秒 级的开关管被打开,导通磁漏感能量在负载中释放,给负载提供电能。在 变压器中,输出输出电压通过输出二极管、滤波电容等元件经过滤波处理后,提供给负载。同时,负载电流的反馈信息通过反馈电路控制控制器, 实现对输出电压的稳定调节。 1.输入电压范围:反激式开关电源应能适应不同输入电压,以保证电 源的稳定输出。 2.输出电压范围:根据具体应用需求确定输出电压范围,可通过反馈 电路和调节元件进行调节。 3.输出功率:根据负载的需求确定输出功率大小,确保负载能够正常 工作。 4.效率:反激式开关电源的效率较高,设计时应尽量选择低损耗的元 件和合适的电路结构,以提高整个系统的效率。 5.稳定性:设计时需要考虑输出电压的稳定性,可通过反馈控制和滤 波电路等手段实现。

6.保护功能:考虑到电源在使用过程中可能遇到的过载、过压过流等问题,设计中应加入相应的保护电路,以保护电源和负载安全。 在具体的反激式开关电源设计过程中,需要按照以下步骤进行: 1.根据负载的需求确定输入和输出电压,并计算所需的输出功率。 2.选取适合的开关管和变压器,根据输入和输出电压比计算变压器的变换比。 3.根据变换比确定合适的工作频率和占空比。该步骤可通过电路仿真软件进行验证。 4.设计反馈控制回路,以控制输出电压的稳定性。可选择基于电压模式或者电流模式进行控制。 5.根据设计参数选择合适的滤波电容和输出二极管等元件,以保证输出电压质量。 6.添加必要的保护电路,如过载保护、过压保护等,以保护电源和负载安全。 7.进行电路布局和线路规划,并进行电磁兼容性(EMC)测试。 8.根据实际使用情况进行电路调试和性能验证。

Flyback电路设计说明

目录 一、摘要2 二、课程设计任务书2 三、Flyback电路的分析与建模错误!未定义书签。 3.1 Flyback电路原理分析错误!未定义书签。 3.2 Flyback电路的建模与仿真10 四、UC3844芯片的建模与仿真错误!未定义书签。 五、计算纹波系数错误!未定义书签。 六、总结错误!未定义书签。

一、摘要 本课程设计的目的是对直流—直流变流电路中常用的带隔离的直流—直流电流电路Flybackd电路(反激电路)进行电路分析,建模并利用simetric软件进行仿真。首先是理解分析电路原理和各元件的参数,以元件初值为起点,用simetric软件画出电路的模型、并且对电路进行仿真,得出仿真波形。在仿真过程中逐步修正参数值,使得仿真波形合乎要求,最后再通过理论计算加以验证结果的合理性。此外还对基于UC3844芯片控制的反激电路进行系统建模,用Matlab软件仿真,进行静态和动态分析。 关键字:Flyback MATLAB 仿真 二、课程设计任务书 1.题目 Flyback电路建模、仿真 2.任务 1.分析反激电路的工作原理,用simetric软件画出电路的模型、并且对电路进行仿真,得出仿真波形 2.对基于UC3844芯片控制的反激电路进行系统建模 3.要求 容包括原理分析、模型仿真、仿真结果分析、生成曲线、数据分析 三 Flyback电路的分析和建模 3.1 Flyback 电路原理分析 一. 直流—直流变流电路开关电源分为,隔离与非隔离两种形式。隔离电源按照结构形式不同,可分为两大类:正激式和反激式。反激式指在变压器原边导通时副边截止,变压器储能。原边截止时,副边导通,能量释放到负载的工作状态,一般常规反激式电源单管多,双管的不常见。正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载,能量通过变压器直接传递。按规格又可分为常规正激,包括单管正激,双管正激。半桥、桥式电路都属于正激电路。

单端反激式开关电源的设计及仿真研究-电源在线网

单端反激式开关电源的设计及仿真研究 来源:电源在线网 https://www.360docs.net/doc/0c19465946.html, Single-ended Flyback Switching Power Supply Design and Simulation 马暖,苟艳娜,李晓青 兰州交通大学自动化与电气工程学院(甘肃兰州730070) Ma nuan, Gou yanna, Li xiaoqing, School of Automation & Electrical Engineering, Lanzhou Jiaotong University (Lanzhou, 730070, China) 摘要:电源是各类电子设备的重要组成部分。设计了以SG1844控制器为核心的单端反激式开关电源的电路,给出了系统的变压器、电压环以及电流环的主要参数设计方法,建立了模型并运用ORCAD/PSPICE对开关电源的整体电路进行仿真实验,结果表明该设计的可行性。 关键词:开关电源双环控制高频变压器PSPICE仿真 Abstract:V arious types of electronic equipment, power supply is an important part. SG1844 controller is designed with the core of single-ended flyback switching power supply circuit, given the system transformer, the voltage loop and current loop of the main parameters of the design method, a model and the use of ORCAD/PSPICE for the overall switching power supply circuit simulation results show the feasibility of the design. Keywords: Switching power supply, Dual-loop control, High frequency transformer, PSPICE Simulation [中图分类号]TN86 [文献标识码] A 文章编号:1561-0349(2011)09- 1 引言 由于开关电源既节能又带来巨大的经济效益,引起社会各界的重视而得到迅速推广。随着电源技术的飞速发展,高频化、小型化、集成化成为开关稳压电源的发展趋势。单端反激式开关电源不仅具有体积小、效率高、线路简洁、可靠性高的优点,而且有自动均衡各路输出负载的能力,所以常常被用于设计大功率高频开关电源的辅助电源或功率开关的驱动电源[1-2]。PSPICE软件是EDA领域最负盛名的公司ORCAD所开发的通用电路模拟仿真软件。与其他的仿真软件比较,PSPICE具有很多优点:增加了模型和元器件的种类,用户可以直接调用模型库中的元器件,也可以根据实际的需要修改模型的参数,或是建立自己的模型;运用PSPICE建立的模型比较精确,可以更好的模拟实际电路;由于利用PSPICE对电路进行分析不需要实际的元器件,因此,在仿真中不会受到元器件的数量和类型的影响;PSPICE的操作比较简单,实用性强,利用它用户可以对复杂的电路进行仿真,减少电路设计的周期和费用。PSPICE具有良好的人机界面和控制方式,通过波形分析窗口,用户可以方便观察输出波形的性质,对电路的设计有重要的指导意义。

反激变换器(Flyback)的设计和计算步骤

反激变换器的设计和计算步骤 齐纳管吸收漏感能量的反激变换器: 0. 设计前需要确定的参数 A 开关管Q的耐压值:Vmq B 输入电压围:Vinmin ~Vinmax C 输出电压Vo D 电源额定输出功率:Po〔或负载电流Io E 电源效率:X F 电流/磁通密度纹波率:r〔取0.5,见注释C G 工作频率:f H 最大输出电压纹波:V opp 1. 齐纳管DZ的稳压值Vz Vz <= Vmq × 95% - Vinmax,开关管Q承受的电压是Vin + Vz,在Vinmax处还应为Vmq保留5%裕量,因此有Vinmax + Vz < Vmq × 95% 。 2. 一次侧等效输出电压Vor V or = Vz / 1.4〔见注释A 3. 匝比n〔Np/Ns n = Vor / ,其中Vd是输出二极管D的正向压降,一般取0.5~1V 。 4. 最大占空比的理论值Dmax Dmax = Vor / ,此值是转换器效率为100%时的理论值,用于粗略估计占空比是否合适,后面用更精确的算法计算。 一般控制器的占空比限制Dlim的典型值为70%。

----------------------------------------------------------------------------- 上面是先试着确定Vz,也可以先试着确定n,原则是n = Vin / Vo,Vin可以取希望的工作输入电压,然后计算出Vor,Vz,Dmax等,总之这是计算的"起步"过程,根据后面计算考虑实际情况对n进行调整,反复计算,可以得到比较合理的选择。 ----------------------------------------------------------------------------- 5. 负载电流Io Io = Po / Vo,如果有多个二次绕组,可以用单一输出等效。 6. 一次侧有效负载电流Ior Ior = Io / n ,由Ior × Np = Io × Ns得来。 7. 占空比D D = Iin / ,其中Iin = Pin / Vin,而Pin = Po / X。这里Vin取Vinmin。〔见注释B 8. 二次电流斜坡中心值Il Il = Io / <1 - D> 9. 一次电流斜坡中心值Ilr Ilr = Il / n 10. 峰值开关电流Ipk Ipk = <1 + 0.5 × r> × Ilr 11. 伏秒数Et Et = Vinmin × D / f ,〔Et = Von × Ton = Vinmin × D/f 12. 一次电感Lp Lp = Et / 13. 磁芯选择 〔1Ve = 0.7 × <<<2 + r>^2> / r> × ,V e单位cm^3;f单位KHz,根据此式确定磁芯有效体积Ve,寻找符合此要求的磁芯。〔见注释D 〔2最适合反激变压器的磁芯是"E Cores"和"U Cores","ETD"、"ER"、"RM"这三种用于反激性能一般,而"Planar E"、"EFD"、"EP"、"P"、"Ring"型不适合反激变压器。 〔3材质选锰锌铁氧体,PC40比较常用且经济。 14. 一次匝数Np Np = <1 + 2/r> × /<2 × Bpk × Ae × f>,其中Von = Vinmin - Vq, Vq是开关管Q的导通压降;Bpk不能超过0.3T,一般反激变压器取0.3T;Ae是磁芯的有效截面积,从所选磁芯的参数中查的。〔公式推导见注释E,说明见注释F 15. 二次匝数Ns Ns = Np / n,此值小数不可忽略时向上取整,如1.62T取2T,然后重新计算Np = Ns × n 。

反激式开关电源的环路分析与设计

反激式开关电源的环路分析与设计 环路设计直接影响到电源的性能[1],本文以最常用的反激电源为例,分 析了环路稳定的条件以及环路设计的方法,并通过实验验证了该方法的可行性。 1 反激电源环路与常见环节的分析反激式电源的系统模型如图1 所示[2]。其 中KPWM 和KLC 为功率部分放大倍数,KLC 表示次级等效电感与滤波电容构 成的滤波器的放大倍数,Kfb 是反馈分压部分的放大倍数,Vref 是参考电压, Kea 是误差放大器的放大倍数,Kmod 是调制器的放大倍数。可以得到开环传 递函数为:反馈系统稳定一般要求其开环传递函数的幅相频特性曲线小于等 于-10 dB 的幅值裕度和45°~60°的相位裕度。在低频段有较高的增益以保证输 出电压的精度,在中频段有较高的频率范围以加快系统的响应速度,在高频段 有较快的衰减速度,以抑制高频纹波[3]。在反激电源中,当一个电源基本参数 确定时,KPWM、KLC、Kfb、Vref、Kmod 也相应确定,系统的开环传函只能 通过误差放大器Kea 来调节。调节误差放大器Kea 实际就是调节系统零极点的 个数及其分布位置,以满足系统需要的相位裕度和幅值裕度。在实际设计时, 先画出除了误差放大器之外部分的伯德图,根据需要确定合适的补偿器类型, 计算补偿器参数,并进行实际电路调试,以确定最优的补偿参数。本文以一 款多路输出电源为例,分析了电源功率部分和环路的设计过程。 参考文献[1] PRESSMAN A.Switching and linear power supply,power converter design[M].Switchtronix Press,Waban,Mass,1997.[2] BASSO C.Switch mode power supplies:SPICE simulations and practical designs[M].McGraw- Hill,2008.[3] BASSO C.Transient response counts when choosing phase margin[J]. Power Electronics and Technology,2008(11):18-21.[4] KOLLMAN R,BETTEN J.Closing the loop with a popular shunt regulator[J].Power Electronics

反激式开关电源的环路补偿设计与应用

反激式开关电源的环路补偿设计与应用 摘要反激式开关电源工作的稳定性与其反馈环路有很大的关系,若反馈环路系统没有足够的幅值、相位裕度,开关电源工作将会不稳定且出现输出振荡。文章基于TNY278芯片开关电源的环路补偿设计为例,详细分析了其环路补偿电路,根据分析验证,总结出该方法不仅能有效控制整个环路的稳定性而且可以降低输出振荡,满足设计要求。 关键字反激式开关电源相位裕度幅值裕度环路补偿穿越频率 Design and application of loop compensation for flyback switching power supply YE Zhenxiong XU Wenyi CHENYouzhang MAZhengxian (TCL air conditioner (Zhongshan) Co., Ltd Zhongshan,Guangdong 528427) Abstract The stability of flyback switching power supply is closely related to its feedback loop. If the feedback loop system does not have enough amplitude and phase margin, the switching power supply will be unstable and output oscillation will occur. Based on the TNY278 chip switching power supply loop compensation design as an example, detailed analysis of the loop compensation circuit, according to the analysis and verification, summed up the method can not only effectively control the stability of the whole loop, but also reduce the output oscillation, meet the design. Keywords Flyback switching power supply Phase margin Amplitude margin Loop compensation Crossing frequency 引言

反激式开关电源课程设计

目录 第一章课程设计的目的 2 第二章课程设计的要求 2 第三章主电路原理 4 第四章变压器的设计9 第五章器件选型15 第六章仿真及结果20 总电路图28 心得体会29 参考文献30

第一章、课程设计的目的 通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的: 1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献 资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 第二章、课程设计的要求 1. 题目 题目:反激型开关电源电路设计 注意事项: ①学生也可以选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。 ②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料,确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计内容。 设计装置(或电路)的主要技术数据 主要技术数据

1、交流输入电压AC95~270V; 2、直流输出5V,1A; 3、输出纹波电压≤0.2V; 4、输入电压在95~270V之间变化时,输出电压误差≤0.03V; 设计内容: 开关电源主电路的设计和参数选择 IGBT电流、电压额定的选择 开关电源驱动电路的设计 开关变压器设计 画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 电路仿真分析和仿真结果 2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知 识和创造性的思维方式以及创造能力 要求具体电路方案的选择必须有论证说明,要说明其有哪些特点。主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个系统的设计,必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上,经过剖析、提炼,设计出所要求的电路(或装置)。课程设计中要不断提出问题,并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇,且文中有引用说明,否则也不能得优)。 3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力 要求学生在教师的指导下,独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计(包括计算和器件选型)。严禁抄袭,严禁两篇设计报告基本相同,甚至完全一样。 4.课题设计的主要内容是 主电路的确定,主电路的分析说明,主电路元器件、变压器的计算和选型,以及控制电路设计。报告最后给出所设计的完整电路图,

60W反激式开关电源的设计毕业设计

本科生毕业设计 论文题目:60W反激式开关电源的设计姓名:聂亚芬 学号:201320060119 班级:1320604Z班 年级:2013级 专业:电子信息工程 学院:机械与电子工程学院 指导教师:邓文娟(副教授) 完成时间:2017年月日

作者声明 本人以信誉郑重声明:所呈交的学位毕业设计(论文),是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的,没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,不包含他人成果及为获得东华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本设计(论文)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本毕业设计(论文)引起的法律结果完全由本人承担。 本毕业设计(论文)成果归东华理工大学所有。 特此声明。 毕业设计(论文)作者(签字): 签字日期:年月日本人声明:该学位论文是本人指导学生完成的研究成果,已经审阅过论文的全部内容,并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。 学位论文指导教师签名: 年月日

60W反激式开关电源的设计 聂亚芬 60W Flyback Switching Power Supply Design Yafen Nie 2017年05月30日

东华理工大学毕业设计摘要 摘要 电源技术是当代科技的重要组成部分,无论是在日常生活还是尖端科技中,电源技术都扮演着一个重要的角色。我们常见的电源有两类,分别为线性稳压电源和开关电源,但由于开关电源具有体积小、重量轻、低功耗等优点,它已经逐渐取代了线性稳压电源的地位,并且成为了电子计算机、家电、通讯等各个行业的主流产品。而其中反激式开关电源电路较为简单,成本也相对低廉,市场应用范围更广,所以相对来说更具有研究意义。 此次课题是面向小型工控企业设计的一款高效开关电源,采样反激式拓扑,结合使用了安森美的NCP1253芯片进行功能设计,得到一款输出为60W/12V的反激式开关电源。整体设计框架是先了解反激式拓扑工作原理,然后进行模块设计,根据企业需求设计相关功能,整体功能测试无误后能够投放于市场。 关键词:反激式拓扑;NCP1253;模块设计;功能测试

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