单端反激开关电源工作原理
单端反激开关电源工作原理
单端反激开关电源工作原理如下：
1. 输入变压器：交流电源首先经过输入变压器，将输入的交流电源转换为所需要的较高或较低的交流电压。
2. 整流电路：经过输入变压器的交流电被整流电路转换为脉冲状的直流电。
3. 滤波电路：经过整流后得到的直流电，经过滤波电路使电压变得更加平滑稳定。
4. 开关电路：滤波后得到的直流电经过开关电路，由开关芯片控制开关管的导通和截止，产生一系列短暂的高频脉冲。
5. 变压器：开关电路产生的高频脉冲信号经过变压器，通过变压器的变比关系将电压转换为所需要的输出电压。
6. 输出滤波：经过变压器转换后得到输出电压，再经过输出滤波电路，进一步平滑和稳定输出电压。
7. 输出电路：最后将输出电压提供给负载进行使用，保证输出电流的稳定性和质量。
以上就是单端反激开关电源的工作原理，通过交流输入变压器、整流电路、滤波电路、开关电路、变压器、输出滤波、输出电路等组成，完成从输入交流电源到输出直流电压的转换。
反激式(RCD)开关电源原理及设计
因该电源是公司产品的一个配套使用，且各项指标都不是要求太高，故选用最常用的反激拓扑，这样既可以减小体积（给的体积不算大），还能降低成本，一举双的！ 反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器，只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器，从而实现输入与输出电气隔离的一种方式，因此，反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。 先学习下Buck-Boost变换器 工作原理简单介绍下 1.在管子打开的时候，二极管D1反向偏置关断，电流Is流过电感L，电感电流IL 线性上升，储存能量！ 2.当管子关断时，电感电流不能突变，电感两端电压反向为上负下正，二极管D1 正向偏置开通！给电容C充电及负载提供能量！ 3.接着开始下个周期！ 从上面工作可以看出，Buck-Boost变换器是先储能再释放能量，VS不直接向输出提供能量，而是管子打开时，把能量储存在电感，管子关断时，电感向输出提供能量！ 根据电流的流向，可以看出上边输出电压为负输出！ 根据伏秒法则 Vin*Ton=Vout*Toff Ton=T*D Toff=T*(1-D) 代入上式得
Vin*D=Vout*(1-D) 得到输出电压和占空比的关系Vout=Vin*D/(1-D) 看下主要工作波形 从波形图上可以看出，晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo（也就是Vin+Vout）； 再看最后一个图，电感电流始终没有降到0，所以这种工作模式为电流连续模式（Ccm模式）。 如果再此状态下把电感的电感量减小，减到一定条件下，会出现这个波形！
从上图可以看出，电感电流始终降到0后再到最大，所以这种模式叫不连续模式 （DCM模式）。 把上边的Buck-Boost变换器的开关管和续流管之间加上一个变压器就会变成反激变换器！ 还是和上边一样，先把原理大概讲下： 1.开关开通，变压器初级电感电流在输入电压的作用下线性上升，储存能量。变压 器初级感应电压到次级，次级二极管D反向偏置关断。 2.开关关断，初级电流被关断，由于电感电流不能突变，电感电压反向（为上负下 正），变压器初级感应到次级，次级二极管正向偏置导通，给C充电和向负载提供能量！ 3.开始下个周期。以上假设C的容量足够大，在二极管关断期间（开关开通期间） 给负载提供能量！ 咱先看下在理想情况下的VDS波形
基于UC2844的单端反激电源原理及波形
单端反激拓扑的基本电路 单端反激拓扑的基本电路 （b）为Q1电流，（c）为次级整流二极管电流，（d）为Q1的Vce电压 工作原理如下：当Q1导通时，所有的次级侧整流二极管都反向截止，输出电容(Co、C1)给负载供电。T1相当于一个纯电感，流过Np的电流线性上升，达到峰值Ip。当Q1关断时，所有绕组电压反向，次级侧整流二极管导通，同时初级侧线圈储存的能量传递到次级，提供负载电流，同时给输出电容充电。若次级侧电流在下一周期Q1导通前下降到零，则电路工作于断续模式（DCM），波形如上图（b）（c）（d），反之则处于连续模式（CCM）
电流模式控制芯片UC2844/3844内部框图如下 工作时序图如下
开关电源启动时输出时序不正确的案例： 电动汽车驱动板有两路开关电源，如下图 开关电源1的UC2844启动电路，其输出包含VDD5 开关电源2的UC2844启动电路，其输出包含+5V电路 尽管两路开关电源的启动电路中电容都是200uF，充电电阻是30kΩ，但由于开关电源2中D26的存在，使得开关电源2充电快，先开始工作，导致光耦U24的副边电源+5V比原边电源先建立。
当光耦U24的副边电源比原边电源先建立时，光耦会输出负压（V out+相对于V out-的电压），如下图。 CH1:VDD5电压CH2:+5V电压CH3:U31 pin6CH4：U31 Pin7 光耦的负压会让运放U20输出一段600mV的负压，如下图 U20 Pin1电压 这段负压输入到控制板的比较器U5反向输入端，此时GENERATRIX信号的电压为-470mV，这个电压已经超过了比较器允许的最大负压（器件资料规定输入负压不得大于0.3V），在环境温度超过73℃时，-470mV的电压会导致比较器U5输出异常。
反激式开关电源设计资料要点
反激式开关电源设计资料 前言 反激式开关电源的控制芯片种类非常丰富，芯片厂商都有自己的专用芯片，例如UC3842、UC3845、OB2262、OB2269、TOPSWITCH 等等。虽然控制芯片略有不同，但是反激式开关电源的拓扑结构和电路原理基本上是一样的，本资料以UC3842为控制芯片设计了一款反激式开关电源。 单端反激式开关稳压电源的基本工作原理如下： D1 T R L 图1 反激式开关电源原理图 当加到原边主功率开关管Q1的激励脉冲为高电平使Q1导通时，直流输入电压V IN加载原边绕组N P两端，此时因副边绕组相位是上负下正，使整流管D1反向偏置而截止；当驱动脉冲为低电平使Q1截止时，原边绕组N P两端电压极性反向，使副边绕组相位变为上正下负，则整流管被正向偏置而导通，此后存储在变压器中的磁能向负载传递释放。因单端反激式电源只是在原边开关管到同期间存储能
量，当它截止时才向负载释放能量，故高频变压器在开关工作过程中，既起变压隔离作用，又是电感储能元件。因此又称单端反激式变换器是一种“电感储能式变换器”。 学习了反激式开关电源的工作原理之后，我们可以自行设计一款电源进行调试。开关电源是一门实验科学，理论知识的学习是必不可少的，但是光掌握了理论知识是远远不够的，还要多做实验，测试不同环境不同参数下的电源工作情况，这样才能对电源有更深的认识。除此之外，掌握大量的实验数据可以对以后设计电源和电源的优化提供很大帮助，可以更快速更合理的设计出一款新电源或者排除一些电源故障。通过阅读下面的章节，可以使你对电源从原理理解到设计能力有一个快速的提升。
第一章 电源参数的计算 第一步，确定系统的参数。我们设计一个电源首先要确定电源工作在一个什么样的环境，比如说输入电压的范围、频率、网侧电压是否纯净，接下来是电源的输出能力包括输出电压、电流和纹波大小等等。先要确定这些相关因素，才能更好的设计出符合标准的电源。我们在第二章会详细介绍如何利用这些参数设计电源。 输入电压范围（V line min 和V line max ）； 输入电压频率（f L ）； 输出电压（V O ）； 输出电流（I O ）； 最大输出功率 （P 0）。 效率估计（E ff ）：需要估计功率转换效率以计算最大输入功率。如果没有参考数据可供使用，则对于低电压输出应用和高电压输出应用，应分别将E ff 设定为0.8~0.85。 利用估计效率，可由式（1-1）求出最大输入功率。 O IN ff P P E = （1-1） 第二步：确定输入整流滤波电容（C DC ）和DC 电压范围。 最大DC 电压纹波计算： max DC V ?= （1-2） 式（1-2）中，D ch 为规定的输入整流滤波电容的充电占空比。其 典型值为0.2。对于通用型输入（85~265Vrms ），一般将max V DC ?设定为
开关电源工作原理及电路图
本文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
图二开关电源基本电路框图 开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
反激式(RCD)开关电源原理及设计
反激式(RCD)开关电源原理及设计 [导读]反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器，只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器，从而实现输入与输出电气隔离的一种方式，因此，反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。 关键词：反激式开关电源 因该电源是公司产品的一个配套使用，且各项指标都不是要求太高，故选用最常用的反激拓扑，这样既可以减小体积（给的体积不算大），还能降低成本，一举双的！ 反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器，只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器，从而实现输入与输出电气隔离的一种方式，因此，反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。 先学习下Buck-Boost变换器 工作原理简单介绍下 1.在管子打开的时候，二极管D1反向偏置关断，电流Is流过电感L，电感电流IL线性上升，储存能量！ 2.当管子关断时，电感电流不能突变，电感两端电压反向为上负下正，二极管D1正向偏置开通！给电容C充电及负载提供能量！ 3.接着开始下个周期！ 从上面工作可以看出，Buck-Boost变换器是先储能再释放能量，VS不直接向输出提供能量，而是管子打开时，把能量储存在电感，管子关断时，电感向输出提供能量！
根据电流的流向，可以看出上边输出电压为负输出！ 根据伏秒法则 Vin*Ton=Vout*Toff Ton=T*D Toff=T*（1-D） 代入上式得 Vin*D=Vout*（1-D） 得到输出电压和占空比的关系Vout=Vin*D/（1-D） 看下主要工作波形 从波形图上可以看出，晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo（也就是Vin+Vout）； 再看最后一个图，电感电流始终没有降到0，所以这种工作模式为电流连续模式（Ccm模式）。 如果再此状态下把电感的电感量减小，减到一定条件下，会出现这个波形！
多路输出单端反激式开关电源原理及设计
多路输出单端反激式开关电源原理及设计 一、设计要求 本文设计的开关电源将作为智能仪表的电源，最大功率为10 W。为了减少PCB的数量和智能仪表的体积，要求电源尺寸尽量小并能将电源部分与仪表主控部分做在同一个PCB上。考虑10W的功率以及小体积的因素，电路选用单端反激电路。单端反激电路的特点是：电路简单、体积小巧且成本低。单端反激电路由输入滤波电路、脉宽调制电路、功率传递电路(由开关管和变压器组成)、输出整流滤波电路、误差检测电路(由芯片TL431及周围元件组成)及信号传递电路(由隔离光耦及电阻组成)等组成。本电源设计成表面贴装的模块电源，其具体参数要求如下：输出最大功率：10W ；输入交流电压：85～265V；输出直流电压／电流：+5V，500mA；+12V，150mA；+24V，100mA ；纹波电压：≤120mV 。 二、单端反激式开关电源的控制原理 所谓单端是指TOPSwitch-II系列器件只有一个脉冲调制信号功率 输出端一漏极D。反激式则指当功率MOSFET导通时，就将电能储存在高频变压器的初级绕组上，仅当MOSFET关断时，才向次级输送电能，由于开关频率高达100kHz，使得高频变压器能够快速存储、释放能量，经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。这也是反激式电路的基本工作原理。而反馈回路通过控制TOPSwitch器件控制端的电流来调节占空比，以达到稳压的目的。 三、TOPSwitch-Ⅱ系列芯片选型及介绍 TOPSwitch-Ⅱ系列芯片的漏极(D)与内部功率开关器件MOSFET相连，外部通过负载电感与主电源相连，在启动状态下通过内部开关式高压电源提供内部偏置电流，并设有电流检测。控制极(C)用于占空比控制的误差放大器和反馈电流的输入引脚，与内部并联稳压器连接，提供正常工作时的内部偏置电流，同时也是提供旁路、自动重起和补偿功能的电容连接点。源极(S)与高压功率回路的MOSFET的源极相连，兼做初级电路的公共点与参考点。内部输出极MOSFET的占空比随控制引脚电流的增加而线性下降，控制电压的典型值为5.7 V，极限电压为9 V，控制端
几种常见的开关电源工作原理及电路图
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 图二开关电源基本电路框图 开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２、单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。 单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。 单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。 ３、单端正激式开关电源 单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。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。 ４、自激式开关稳压电源 自激式开关稳压电源的典型电路如图五所示。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。 当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2 中感应出使VT1 基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1 很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic 开始减小，在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压，使VT1 迅速截止，这时二极管VD1导通，高频变压器Ｔ初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中
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。
常见几种开关电源工作原理及电路图
一、开关式稳压电源的大体工作原理 开关式稳压电源接操纵方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式利用得较多，在目前开发和利用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就要紧介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的大体原理可参见以下图。 关于单极性矩形脉冲来讲，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。 从上式能够看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。如此，只要咱们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就能够够达到稳固电压的目的。 二、开关式稳压电源的原理电路 一、大体电路
图二开关电源大体电路框图 开关式稳压电源的大体电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有必然脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将那个方波电压经整流滤波变成所需要的直流电压。 操纵电路为一脉冲宽度调制器，它要紧由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路组成。这部份电路目前已集成化，制成了各类开关电源用集成电路。操纵电路用来调整高频开关元件的开关时刻比例，以达到稳固输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ低级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在低级绕组中贮存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ低级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源原理与设计
0引言 近年来随着电源技术的飞速发展， 开关稳压电源正朝着小型化、高频化、继承化的方向 发展，高效率的开关电源已经得到越来越广泛的应用。 单端反激式变换器以其电路简单、 可 以高效提供直流输出等许多优点，特别适合设计小功率的开关电源。 本文简要介绍了 Unitorde 公司生产的电流型脉宽调制器 UC3842，介绍了该芯片在单端 反激式开关电源中的应用，对电源电路进行了具体分析。利用本文所述的方法设计的小功率 开关电源已经应用在国电南瑞科技股份有限公司工业控制分公司自主研发的分散控制系统 GKS-9000中，运行状况良好，各项指标均符合实际工程的要求。 1反激式开关电源基本原理 单端反激开关电源采用了稳定性很好的双环路反馈 （输出直流电压隔离取样反馈外回路 和初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路 ）控制系统，就可以通过开关电源的 PWM （脉冲宽 度调制器）迅速调整脉冲占空比，从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和初级线圈 充磁峰值电流进行有效调节，达到稳定输出电压的目的。这种反馈控制电路的最大特点是： 在输入电压和负载电流变化较大时， 具有更快的动态响应速度， 自动限制负载电流， 补偿电 路简单。反激电路适应于小功率开关电源，其原理图如图 ||風吵剧 ~~111 图1电蔬型反激式变换器的基本凉理 下面分析在理想空载的情况下电流型 PWM 的工作情况。与电压型的PWM 比较，电流 型PWM 又增加了一个电感电流反馈环节。 图中：A1为误差放大器;A2为电流检测比较器；U2为RS 触发器;Uf 为输出电压Uo 的反 馈取样，该反馈取样与基准电压 Uref 通过误差放大器 A1产生误差信号 Ue （该信号也是A2 的比较箝位电压 Q1导通，则电感电流iL 以斜率Ui/L 线性增长，L 为T1的原边电感，电感 R1上采样U 仁R1iL ，该采样电压被送入电流检测比较器 A2与来自误差放 1所示。 设场效应管 电流在无感电阻 * W FL 旧S
常见几种开关电源工作原理及电路图
一、开关式稳压电源的根本工作原理 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根本原理可参见下列图。 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，就可以到达稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路 1、根本电路 图二开关电源根本电路框图 开关式稳压电源的根本电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比拟器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这局部电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以到达稳定输出电压的目的。
２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。 单端反激式开关电源是一种本钱最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。 单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。 ３．单端正激式开关电源
单端反激式开关电源
单端反激式开关电源具有结构简单、输入输出电气隔离、电压升／降范围宽、易于多路输出、靠得住性高、造价低等优势，普遍应用于小功率场合。但是，由于漏感阻碍，反激变换器功率开关管关断时将引发电压尖峰，必需用钳位电路加以抑制。由于RCD钳位电路比有源钳位电路更简练且易实现，因此在小功率变换场合RCD钳位更有有效价值。 1 漏感抑制 变压器的漏感是不可排除的，但能够通过合理的电路设计和绕制使之减小。设计和绕制是不是合理，对漏感的阻碍是很明显的。采纳合理的方式，可将漏感操纵在低级电感的2％左右。 设计时应综合变压器磁芯的选择和低级匝数的确信，尽可能使低级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层。绕制时绕线要尽可能散布得紧凑、均匀，如此线圈和磁路空间上更接近垂直关系，耦合成效更好。低级和次级绕线也要尽可能靠得紧密。 2 RCD钳位电路参数设计 变压器等效模型 图1为实际变压器的等效电路，励磁电感同理想变压器并联，漏
感同励磁电感串联。励磁电感能量可通过理想变压器耦合到副边，而漏感因为不耦合，能量不能传递到副边，若是不采取方法，漏感将通过寄生电容释放能量，引发电路电压过冲和振荡，阻碍电路工作性能，还会引发EMI问题，严峻时会烧毁器件，为抑制其阻碍，可在变压器低级并联无源RCD钳位电路，其拓扑如图2所示。 钳位电路工作原理 引入RCD钳位电路，目的是消耗漏感能量，但不能消耗主励磁电感能量，不然会降低电路效率。要做到这点必需对RC参数进行优化设计，下面分析其工作原理： 当S1关断时，漏感Lk释能，D导通，C上电压刹时充上去，然后D 截止，C通过R放电。
1)假设C值较大，C上电压缓慢上升，副边反激过冲小，变压器能量不能迅速传递到副边，见图3(a)； 2)假设C值专门大，电压峰值小于副边反射电压，那么钳位电容上电压将一直维持在副边反射电压周围，即钳位电阻变成死负载，一直在消耗磁芯能量，见图3(h)； 3)假设RC值过小，C上电压专门快会降到副边反射电压，故在St开通前，钳位电阻只将成为反激变换器的死负载，消耗变压器的能量，降低效率，见图3(c)： 4)若是RC值取得比较适合，使到S1开通时，C上电压放到接近副边反射电压，到下次导通时，C上能量恰好能够释放完，见图 3(d)，这种情形钳位成效较好，但电容峰值电压大，器件应力高。 第2)和第3)种方式是不许诺的，而第1)种方式电压转变缓慢，能量不能被迅速传递，第4)种方式电压峰值大，器件应力大。可折衷处置，在第4)种方式基础上增大电容，降低电压峰值，同时调剂R，，使到S1开通时，C上电压放到接近副边反射电压，以后RC继续放电至S1下次开通，如图3(e)所示。 参数设计 S1关断时，Lk释能给C充电，R阻值较大，可近似以为Lk与C发生串联谐振，谐振周期为TLC=2π、LkC，通过1／4谐振周期，电感电流反向，D截止，这段时刻很短。由于D存在反向恢复，电路还会有一个衰减振荡进程，而且是低损的，时刻极为短暂，因此叮以忽略其阻碍。总之，C充电时刻是很短的，相关于整个开关周期，能够不考虑。 关于理想的钳位电路工作方式，见图3(e)。S1关断时，漏感释能，电容快速充电至峰值Vcmax，以后RC放电。由于充电进程超级短，可假设RC放电进程持续整个开关周期。 RC值的确信需按最小输入电压，最大负载，即最大占空比条件工作选取，不然，随着D的增大，副边导通时刻也会增加，钳位电容电压波形会显现平台，钳位电路将消耗主励磁电感能量。 对图3(c)工作方式，峰值电压太大，现考虑降低Vcmax。Vcmax 只有最小值限制，必需大于副边反射电压
单端反激开关电源
12V/5A单端反激开关电源 摘要：本文介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于该电流型PWM控制芯片、实现输出电压可调的开关稳压电源电路。开关电源是利用现代电子技术，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）和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。开关电源比普通的线性电源效率高，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 关键字：开关电源、UC3842、PWM 0：引言
开关电源自20世纪90年代问世以来，便显示出强大的生命力，并且以其优良特性倍受人们的青睐。随着电源技术的飞速发展，高效率的开关电源已经得到越来越广泛的应用。而直流高频开关电源依靠它的高精度、低纹波及高效率等优越性能，正在逐步取代传统的线性电源。同时，高频开关电源系统的高速响应性能、输出短路电流限制及稳压和稳流等优点也使其负载的使用寿命大大增加。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现，现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。特别是在高新技术领域的应用，开关电源推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 1：开关电源的概述 1.1:开关电源的含义：一般地，开关电源大致由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。开关电源是开关稳压电源的简称，它是一种用脉宽调制(PWM)驱动功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。它与线性稳压电源（AC-DC 电源）相比，其工作频率为20 kHz-500KHz，效率可达65%-70%，而线性电源的效率只有30％-40％，因而它比线性稳压电源更节能。 1.2：开关电源的现状：电源是各种电气设备补个或缺的组成部分，其性能优越直接关系到电子设备的技术指标级能否安全可靠的工作。由于开关电源本身的耗能低，电源效率比普通线性稳压电源高，被广泛应用于工业自动化、航空、仪表仪器、通讯、家电、电子计算机等各个行业。开关电源被誉为高效节能型电源，因为它代表着文雅电源的发展方向，现在已经成为稳压电源的主流产品。 1.3：开关电源的发展趋势：虽然开关电源的效率比线性电源的效率高很多，但是它也有缺点，那就是电源噪声大，不适合用于某些低噪声电路；电路复杂维修困难。所以开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面：（1）小型化、薄型化、轻量化、高频化。（2）高可靠性。（3）低噪声。（4）采用计算机辅助设计和控制。（5）低输出电压技术。 2：UC3842的原理及技术参数 2.1：UC3842的原理和概述 UC3842 是开关电源用电流控制方式的脉宽调制集成电路。与电压控制方式相比在负载响应和线性调整度等方面有很多优越之处。
单端反激开关电源
湖北工业大学研究生考试答题纸 考试科目电力电子系统设计 研究生姓名 学号120141116 任课教师席自强 学院、专业 成绩 二0 一五年七月九日
单端反激式开关电源 一、方案设计 1 图1所示，50Hz单相交流220V电压或三相交流220V/380V电压经EMI防电磁干扰电源滤波器，直接整流滤波，然后再将滤波后的直流电压经变换电路变换为数十或数百kHz的高频方波或准方波电压，通过高频变压器隔离并降压(或升压)后，再经高频整流、滤波电路，最后输出直流电压。通过取样、比较、放大及控制、驱动电路，控制变换器中功率开关管的占空比，便能得到稳定的输出电压。 EMI 滤波器整流 滤波 变换 电路 高频 变压 器 整流 滤波 控制 驱动 取样 比较 放大 图1开关电源原理框图 2 脉冲宽度调制型(PWM)开关电源 输入整流滤波电路功率转换电 路 输出整流滤 波电路 辅助电源驱动电 路 过压过流 保护 时钟振荡器V/W电 路 检测放 大 ~220V 50Hz + V -图2 PWM方式开关电源框图 (1)原理结构 采用PWM技术的开关电源原理结构如图2所示，从电网将能量传递给负载的回路称为主回路，其余为控制回路。 (2)工作原理 工频电网交流电压经过输入整流滤波电路，得到高纹波未调直流电压，再经功率转换电路，变换成符合要求的矩形波脉动电压，最后经输出整流滤波电路将其平滑成连续的低纹波直流电压。控制回路在提供高压开关T管基极驱动脉冲的同时，需要完成输出电压稳压的控制，而且还必须能对电源或负载提供保护。它通常由检测比较放大电路、电压-脉冲宽度转换电路(V/W电路)、时钟振荡电路、基极驱动电路、过压过流保护电路，以及自用电压源等基本电路构成。 对于PWM方式而言，将频率固定的振荡源称为时钟振荡器，这种电源利用检测
电力电子课程设计-单端反激式输出开关电源设计
电力电子技术课程设计报告
单端反激式单路输出开关电源 一、 设计任务及要求 本课程设计要求根据所提供的元器件设计并制作一个小功率的单端反激式开关电源。我们设计的反激式开关电源的输入是180V ，输出是10V 。要求画出必要的设计电路图，进行必要的电路参数计算，完成电路的焊接任务，并具有1A 的带负载能力以及过流保护功能。 二、 设计原理及思路 1、反激变换器工作原理 假设变压器和其他元器件均为理想元器件，稳态工作下： （1）当有源开关Q 导通时，变压器原边电流增加，会产生上正下负的感应电动势，从而在副边产生下正上负的感应电动势，无源开关VD1因反偏而截止，输出由电容C 向负载提供能量，而原边则从电源吸收电能，储存于磁路中。 （2）当有源开关Q 截止时，由于变压器磁路中的磁通不能突变，所以在原边会感应出上负下正的感应电动势，而在副边会感应出上正下负的感应电动势，故VD1正偏而导通，此时磁路中的存储的能量转到副边，并经二极管VD1向负载供电，同时补充滤波电容C 在前一阶段所损失的能量。输出滤波电容除了在开关Q 导通时给负载提供能量外，还用来限制输出电压上的开关频率纹波分量，使之远小于稳态的直流输出电压。 g U p N s N o I o U VD1 + + - C R Q 图 1 反激变换器的原理图
反激变换器的工作过程大致可以看做是原边储能和副边放电两个阶段。原边电流和副边电流在这两个阶段中分别起到励磁电流的作用。如果在下一次Q 导通之前，副边已将磁路的储能放光，即副边电流变为零，则称变换器运行于断续电流模式（DCM ），反之，则在副边还没有将磁路的储能放光，即在副边电流没有变为零之前，Q 又导通，则称变换器运行于连续电流模式（CCM ）。通常反激变换器多设计为断续电流模式（DCM ）下。 2、反激变换器的结构框图 Ug Uo 交流输入 —— >输出 3、反激变换器的吸收电路 实际反激变换器会有各种寄生参数的存在，如变压器的漏感，开关管的源漏极电容。所以基本反激变换器在实际应用中是不能可靠工作的，其原因是变压器漏感在开关Q 截止时，没有满意的去磁回路。为了让反激变换器的工作变得可靠，就得外加一个漏感的去磁电路，但因漏感的能量一般很小，所以习惯上将这种去磁电路称为吸收 输入整流和滤波 功率变压器 整流和滤波 控制器启动供电电路 吸收电路 控制器 功率开关 反馈网络
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交流异步电动机变频调速原理： 变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。 现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。 变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 交-直部分 整流电路：由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V 的额定电源，一般二极管反向耐压值应选1200V，二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。
（二）变频器元件作用 电容C1： 是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波， 变压器是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。 压敏电阻： 有三个作用,一过电压保护,二耐雷击要求,三安规测试需要. 热敏电阻：过热保护 霍尔: 安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。 充电电阻： 作用是防止开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电容二端的电压为 0V；所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为：10-300Ω。 储能电容： 又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压电压工作范围一般在 430VDC～700VDC 之间，而一般的高压电容都在 400VDC 左右，为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。