数字电源设计

智能化数字电源系统的优化设计

本文关键字: 数字电源

摘要：本文介绍了数字电源系统的主要特点及发展现状，简要分析了组成系统的各类芯片的性能特点及工作原理，重点阐述数字电源系统的电路设计。为实现数字电源系统的优化设计提供了具体方案。

0 引言

目前，开关电源正朝着智能化、数字化的方向发展。最近刚问世的智能数字电源系统以其优良的特性和完备的监控功能，正引起人们的关注。数字电源提供了智能化的适应性与灵活性，具备直接监控、处理并适应系统条件的能力，能满足任何复杂的电源要求。此外，数字电源还可通过远程诊断来确保系统长期工作的可靠性，包括故障管理、过电流保护以及避免停机等。

1 数字电源系统的主要特点及发展现状

l.1 数字电源系统的主要特点

数字电源系统具有以下特点。

1)它是以数字信号处理器(DSP)或微控制器(MCU)为核心，将数字电源驱动器及PWM 控制器作为控制对象而构成的智能化开关电源系统。传统的由微控制器(μP或μC)控制的开关电源，一般只是控制电源的启动和关断，并非真正意义的数字电源。

2)采用“整合数字电源”(Fusion Digital Power)技术，实现了开关电源中模拟组件与数字组件的优化组合。例如，功率级所用的模拟组件——MOSFET驱动器，可以很方便地与数字电源控制器相连并实现各种保护及偏置电源管理，而PWM控制器也属于数控模拟芯片。

3)高集成度，实现了电源系统单片集成化(Power system on chip)，将大量的分立式元器件整合到一个芯片或一组芯片中。

4)能充分发挥数字信号处理器及微控制器的优势，使所设计的数字电源达到高技术指标。例如，其脉宽调制(PWM)分辨力可达150ps(10-12s) 的水平，这是传统开关电源所望尘莫及的。数字电源还能实现多相位控制、非线性控制、负载均流以及故障预测等功能，为研制绿色节能型开关电源提供了便利条件。

5)便于构成分布式数字电源系统。

1.2 数字电源系统的发展现状

随着现代科技事业的发展及开关电源市场的需求，在21世纪初国际上开始研制数字电源系统。2005年3月，美国德州仪器公司(TI)宣布推出具有创新型的数字电源产品，不仅能显著提高电源系统的性能，还可大幅度延长其使用寿命。该公司还展示了Fusjon Digital Powe 解决方案，以证明数字电源系统能以极具竞争力的低成本，实现高性能指标及设计灵活性。

该解决方案包括以下3类芯片：

1)UCD7K系列数字电源驱动器(含UCD7100和UCD7201)；

2)UCD8K系列PWM控制器(含UCD8620和UCD8220)；

3)UCD9K系列数字信号处理器(UCD9110／9501)。

上述芯片已形成系列化产品，于2005年秋季正式销售。该产品支持包括从AC线路到负载的电源系统，可广泛用于电信设施、计算机服务器、数据中心电源系统及不间断电源(UPS)等。

2 数字电源系统的基本构成

2.l 数字电源驱动器

UCD7100／7201均属于数字控制电源驱动器芯片，二者的区别是UCD7100为单端输出，UCD7201为双端输出，额定输出电流均为±4A，可驱动MosFET开关功率管，均可适配UCD9110／9501型数字控制器。主控制器可监控其输出电流，快速检测过流故障并迅速关断电源，检测周期仅为25ns。

现以UCD7100为例，其内部框图如图1所示。

主要包括3．3 v电压调整器及基准电压源、触发器、施密特比较器、欠压关断电路、控制门、TrueDrive驱动器。“TrueDrive”(真驱动)为TI公司的专有技术，它是由并联双极性晶体管和MOSFET管组成上拉/下拉电路构成的混合输出级。其优点是驱动能力强，在低电压时也能正常输出，并能在极低输出阻抗下控制外部功率MOSFET的过压、欠压保护，功率MOSFET不需要接起保护作用的肖特基钳位二极管。UCD7100能在几百ns的时间内给MOSTFET的栅极提供一个高峰值电流，快速开启驱动器。UCD7100的高阻抗数字输入端(IN)能接收3．3v逻辑电平、最高开关频率达2MHz的信号。利用施密特比较器能将内部电路与外部噪音隔离。若控制器的PWM输出停在高电平上并发生过电流故障，电流检测电路就关断驱动器的输出，系统可进入重试模式。通过DSP或MCU内部的看门狗电路，能重新启动芯片。UCD7100内部的3．3 v／lOmA电压调整器可作为数字控制器的电源。

2．2 PWM控制器

UCD8220／8620是受DSP，或MCU数字控制的双端推挽式PWM控制器。二者区别是UCD8220可利用48V低压启动，UCD8620内部增加了110V高压启动电路。UCD8220的内部框图如图2所示。

主要包括3．3v电压调整器及基准电压源、脉宽调制器(PWM)、驱动逻辑、推挽式驱动器、欠压关断电路、限流电路、电流检测电路。 UCD8220／8620可运行在峰值电流模式或电压模式，不仅能对极限电流进行编程，还输出一个能受主控制器监控的极限电流数字标志。UCD8220／8620的时序工作波形如图3所示。

2．3 数字信号处理器(DSP)

UCD9501是TI公司专为数字电源系统配套的数字信号处理器，其同类产品还有

TMS320F2808，TMS320F2806。它们内部主要包含 100MHz的32位CPU、时钟振荡器、3个32位定时器、看门狗电路、内部／外部中断控制器、SCI总线、SPI总线、CAN总线及I C总

线接口、l2路PWM信号输出、系统控制器、16通道12位。ADC、16K×16 Flash、6K×16 SARAM、1K×16ROM。它采用标准的3.3v输入／输出接口，与UCD8K系列完全兼容。利用Power PADTM HTSSOP，和QFN软件包可进行编程。

3 智能化数字电源系统的电路设计

智能化数字电源系统可由PWM、电源驱动器、DSP、接口电路、显示器和键盘6部分组成。系统框图如图4所示。

图中的数字信号处理器UCD9501通过接口芯片与键盘和显示器相连，用户不仅能从显示器上观察到当前的电源参数，还可通过键盘随时修改电源参数。

为简化配置，也可由数字信号处理器(UCD9501)和数字控制电源驱动器(UCD7100)构成智能化数字电源系统，电路如图5所示。

交流电压经过整流滤波后获得的+36～72 v直流输入电压U1，接高频变压器的初级绕组；还经过R1、R2分压后，分别接UCD9501的模拟输入端AN1及AN2。初级绕组的另一端接功率MOSFET。R3为限流电阻。R4为电流检测电阻。偏置绕组的输出电压通过VD1、C1整流滤波后得到+12v的直流偏压，接UCD7100的电源端(UDD)。UCD7100输出的3．3 v电压为UCD9501提供电源。次级整流滤波电路由VD2、L和C2组成，VD3为续流二极管，UD为直流输出电压。从UCD9501输出的脉宽调制信号(PWMA)送至UCD7100的IN 端。UCD7100的极限电流标志端(CLF)接UCD9501的中断端(INT)，极限电流设定端(ILIM) 接UCD9501的GMTR端。利用光耦隔离放大器可将输出级与输入级进行隔离。

当UDD=12V，UCD7100的负载电容CLOAD=10nF,开关频率f=300kHz时，偏置

功耗为P=CLOADUDD2=10nF*(12v)2*300kHz=0.432W。偏置电流I=P/UDD=0.432W/12V=0.036A。

若采用UCD7201，则可驱动两只外部功率MOSFET。此外还可用UCD9501和UCD8620组成数字电源系统。

4 结语

数字电源系统具有高集成度、高性价比、电源管理功能完善、外围电路简单、能面向用户设计等显著优点，为实现智能化电源系统的优化设计创造了有利条件。

LED日光灯电源的设计要求

关于外形现在LED日光灯电源,做灯的厂家普遍要求放在灯管内,如放T8灯管内.很少一部分外置.不知道为什么都要这样.其实内置电源又难做,性能也不好.但不知为什么还有这么多人这样要求.可能都是随风倒吧.外置电源应该说是更科学,更方便才对.但我也不得不随风倒,客户要什么,我就做什么.但做内置电源,有相当难度哦.因为外置的电源,形状基本没有要求,想做多大做多大,想做成什么形状也没关系.内置电源,只能做成两种,一种是用的最多的,就是说放在灯板下面,上面放灯板。下面是电源,这样就要求电源做的很薄,不然装不进.而且这样只能把元件倒下,电源上的线路也只有加长.我认为这样不是个好办法.不过大家普遍喜欢这样搞.我就搞.还有就是用的少一些,放两端的,即放在灯管两头,这样好做些,成本也低些.我也有做过,基本就是这两种内置形状了。关于此种电源的要求和电路结构的问题我的看法是,因为电源要内置在灯里,而发热是LED光衰最大的杀手,所以发热一定要小,就是效率一定得高.当然得有高效率的电源.对于T8一米二长的那种灯,最好是不要用一支电源,而是用二支,两端各一只,将热量分散.从而不使热量集中在一个地方.电源的效率主要取决于电路的结构和所用的器件.先说电路结构,有些人还说要隔离电源,我想绝对是没必要的,因为这种东西本来就是置于灯体内部,人根本摸不到.没必要隔离,因为隔离电源的效率比不隔离效率要低,第二是,最好输出要高电压小电流,这样的电源才能把效率做高.现在普遍用到的是,BUCK电路,即降压式电路.最好是把输出电压做到一百伏以上,电流定在100MA 上那样,如驱动一百二十只,最好是三串,每串四十只,电压就是一百三十伏,电流60MA.这种电源用的很多,本人只是认为有一点不好,如果开关管失控通咱,LED会玩完.现在LED这么贵.我比较看好升压式电路,此种电路的好处,我反复的说过,一是效率较降压式的高些,二是电源坏了,LED灯不会坏.这样能确保万无一失,如果烧坏一个电源,只是损失几块钱,烧一个LED日光灯,就会赔掉上百元的成本.所以我一直首推还是升压式的电源.还有就是,升压式电路,很容易把PF值作高,降压式的就麻烦一些.我绝对升压式电路用于LED日光灯的好处还是有压倒性的强于降压式的.只是有一年缺点,就是在220V市电输入情况下,负载范围比较窄,一般只能适用于100至140个一串或两串LED,对于少于此数的,或是夹在中间的,却用起来不方便.不过现在做LED日光灯的,一般60CM长那种都是用100至140,一米二的那种,一般就是用二百到二百六那样,使用起来还是可以的.所以现在LED日光灯一般使用的是不隔离降压电路,还有不隔离升压电路,此种电路用于LED日光灯,应该可以算是本人首创。关于高PFLED日光灯电源,大电流的LED日光灯电源的看法: 个人认为这些做法有很多时候实在是舍本逐末而已.现在先请问一下LED相对于传统灯具的优势在哪,第一,节能,第二长寿,然后是不怕开关,对吧.但是现在使用的高PF的方法,均是使用无源填谷PF电路,由原来的驱动方式,即48串,6并改为,24串12并,这样的话,在220V榭鱿?效率会降下五个百分点左右,于是LED日光灯电源,发热量更高了,灯珠也会受到一点影响。还有一个问题,就是,24串12并的做法,会让LED日光灯灯珠的布线变的很难受,不好布线了.我看,最好的方式还是48串一串方式好,主要是效率高,发热小,而且布线容易,不复杂。更有甚者,现在还有人提出什么24并,12串,这种方式只适合用于隔离电源,不隔离电源根本不适用.更有些不懂电源常识的人觉得自己非隔离电源做到恒流600MA输出就好牛比了,其实他都没有自己仔细的放在灯管里试过,象这种不热爆了才怪。所以说,现在搞什么低压大

基于TMS320F28044数字电源设计

什么是数字电源?TI从功能上对数字电源进行了定义：数字电源就是数字化控制的电源产品，它能提供管理和监控功能，并延伸到对整个回路的控制针对不同领域的应用，TI推出了多款可以实现数字电源产品的DSP处理器，如TMS320F280x系列、TMS320F2801x系列，还有可输出16通道高精度PWM的DSP处理器TMS320F28044在要求DC通道较多的系统，用28044设计数字电源就显得非常的容易，一颗DSP最多可控制16通道的DC，输出电压任意可编程，极大地增强了电源系的灵活性，同时电源系统将变得非常智能和可控本文主要探讨如何基于TMS320F28044设计多通道的DC/DC电源系统框架图1展示了基于C2000DSP设计的多通道DC/DC数字电源系统框架，DC/DC的拓扑结构一般为典型的B UCK电路或者同步BUCK电路，输出电压经电阻网络采样后直接送到DSP的ADC端口，DSP内部对该值采样，然后和系统的给定值做比较，比较后的误差值经过PID调解器得到每个通道的占空比，这样每路BUCK电路都形成一个闭环系统同时一些外设接口如RS232、I2C，DSP通过这些接口可以与上位机实现数据交换，或者通过I2C接口来遵循PMBUS协议，组成智能数字电源系统高精度PWM 图1 基于C2000数字DC/DC系统框架 TMS320F28044提供高达16路的高精度PWM波理论上，PWM波在系统主频100MHz下最高可以得到10ns的分辨率，但是作为DC/DC变换器，如果要得到精度高、纹波小的直流输出电压，那么就需要更高的开关频率和更高的PWM分辨率TMS320F28044内部提供一个微边沿控制器，可以输出最小150ps的P WM设系统的主频为100MHz，PWM波的频率为200kHz，占空比需要输出50.1%，如果仅仅使用普通的PWM波输出，那么周期值设为5000，COMPA的值设为250，最高为2500个ns 占空比就为50%，设为251，占空比就为50.2%那么如何才能最大限度的得到接近于50.1%的占空比呢，这就需要用到高精度PWM波，COMPA的值设为250，接下来需要再产生5ns的高电平，CMPAHR设为32，32×150=4.8ns，占空比为50.096%，CMPAHR设为33，33×150=4.95ns，占空比就为50.099%，CMPAHR设为34，34×150= 5.1ns，占空比为50.102%，由此可见当CMPAHR设为33时，占空比的误差仅为0.001%，如果不使用高精度的PWM波，误差就为0.1%可见通过使用高精度的PWM波，可以把误差缩小两个数量级如果使用它来控制数字电源的话，可以大大提高数字电源的控制精度 BUCK环路拓扑

大功率可调开关电源

！题目：可调稳压器大功率可调开关电源指导老师：陈德胜队员及年级：罗国颖徐业刘胜玥张军光王凤华李飞（2007级）学校及院系：陕西理工学院物理系摘要本系统稳压与限流部分均用TL494控制，系统层次简洁明了，电路结构简单且所采用电子元件均是常用的，市场上均有销售，使电路实现更具有可行性。本系统电压可调范围0—33V，电流可调范围0—5A，最大输出功率120W，整机效率63.99%。主要适用于对输出电流和输出功率要求大，但对电压调整率和负载调整率不是很高的电子设备。由于采用了开关式控制，为了提高效率,调整管就要用高频开关管。又因为输出电流要求大，所以我们采用复合的方式。经过考虑，我们采用了IRFP9240高频开关场效应管和2SC3320高频开关三极管复合而成。在实际设计过程中，可调电压部分我们采用了LM317作为可调基准与TL494内部的误差放大器构成误差放大环节；可调电流部分，我们利用TL494内部的控制比较放大器和其内部基准电压组成误差放大环节，电路简单而性能优越。在输出电压和电流显示方面，我们采用高精度数字表头；在散热方面我们采用风扇和金属散热板辅助。一、0V~+33V稳压电源 1、方案选择（1）串联式稳压电源方式我们首先想到的是用三端可调稳压器先提供稳定电压和小电流，再经过三极管扩流方式达到大功率输出。且集成可调稳压器具备了各种保护功能，所以外围电路就可简化。但由于本系统要求输出电压范围较大，电流也大，这种方式的输出电流与流过集成可调稳压器电流相同，当输入与输出压差太大时，集成可调稳压器的发热量也相当大，也降低了效率。若选此种方案，应考虑采用换档切换调压方式，以减少输入与输出电压差。但这样未免增加了系统的复杂性，效率同样难以达到理想效果。（2）开关电源方式这种方式的电源效率高，但一般纹波较大。而我们要求的重点是高效率，所以根据实际情况，综上后，我们决定采用了方案（2）。经过此选择，开关控制方式采用PWM，而控制IC采用TL494。电路结构图如下图所示 (电路结构图)

数字式可调稳压电源

数字式可调稳压电源【摘要】电源的数字化控制是人们追求的目标之一，人们对它的要求也越来越高，数控直流稳压电源能给人带来很大的方便，为我们工作、科研，生活、提供更好的，更方便的服务。通过此系统的设计，让开发者更深刻的掌握单片机基本原理，并熟悉一些外围电路的扩展，以及进一步的了解C语言的硬件编程能力。【关键词】单片机；直流稳压；数模转换一、数字式可调稳压电源原理介绍 1.方案分析与选择方案一：数控部分用单片机带动数模转换芯片提供线性稳压电压的参考电压。优点：对于单片机，系统工作在开环状态，对数模转换的精度要求较高，设计成本低。缺点：功耗较大，LED数码管输出显示不是系统的精确输出电压，须对它进行软件补偿。方案二：数控部分用A VR单片机的PWM组成开关电源，再利用A VR的AD转换对输出电压进行实时转换，利用软件进行电压调整以达到稳压。优点：硬件简单，稳压的大部分工作由软件完成，对单片机的运行速度要求很高，利用手头的ATmaga16L单片机最高8MHz工作频率很难达到速度要求。对软件要求较高，功耗小。缺点：输出纹波电压较大，对软件的要求很高。方案二简单的电路结构起初对设计者很吸引，但是后来了解到A VR单片机的PWM的精度用于开关电源比较勉强，而且开关电源有个通病：纹波电压大，考虑到设计目标对电源的功耗要求不是很严，同时为了保证纹波足够小也鉴于自身对于51单片机和线性电源较为熟练，故选择方案一。 2.总体设计原理本设计采用AT89S52单片机作为整机的控制单元，利用4×4键盘输入数字量，通过控制单元输出数字信号，再经过D/A转换器（DA0832）输出模拟量，最后经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着输出功率管的基极电压的变化，间接地改变输出电压的大小。

基于PWM的高压可调大范围开关电源设计与实现

基于PWM的高压可调大范围开关电源设计与实现摘要：设计实现了一个高压可调大范围的开关电源，采用ARM7微处理器作为电源的控制器完成ADC变换及相关算法运算，产生脉冲编码调制PWM实现对调整管的控制，利用彩电高压包作为高压脉冲变压器。经过MATLAB/SIMULINK仿真，验证了电路方案的可行性，经过测试表明：输出电压可以在1000V～20KV范围内连续可调，负载电流为0～5mA, 且具有体积小、成本低、宽范围、智能化的特点，可以满足蔬菜叶面害虫的防控需要，也可以应用到类似指标的领域。关键词：开关电源；微处理器；高电压；蔬菜害虫；物理防控 1 引言电源是物理农业中用于杀菌消毒、灭虫、防控农作物害虫等方面的重要设备，目前电源主要有两大类，线性电源和开关电源[1]。线性电源（Linear power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。线性电源因调整管工作于放大状态（线性工作区域）而得名；线性电源技术很成熟，制作成本较低，输出电压文波较小可以达到很高的稳定度，自身的干扰和噪声都比较小，但由于工频(50Hz)时变压器的体积比较大且笨重造成电源整体体积较大且笨重,更主要的是电源效率较低(一般满载工作的效率只有80%左右)，且输入电压范围较小；总的来讲，线性电源的优点是性能稳定，没有高频纹波等干扰。线性电源的缺点是发热功耗大、能源利用率低，没有超大功率的电源供选择。开关电源（Switch power supply）是指用于电压调整管工作于饱和区和截止区，即开关状态的[2-4]。开关电源可以具有较高的工作频率,脉冲变压器的体积可以做的较小,重量轻, 结构简单、成本低、效率高（效率可达90%以上)，在很多场合已经替代了线性电源, 虽然输出纹波较线性电源大些，但可以通过滤波措施降低,是电源发展的趋势。高频率、高电压、数字化是各个领域开关电源发展的趋势[5-7]。因此，根据资助本论文研究的科技攻关项目的研究需要，针对灭除蔬菜叶面害虫系统的关键组成部分采用的高压电场，设计实现基于脉宽调制技术PWM的一个高电压大范围可调开关电源，并采用微处理器作为控制核心，主要是将一般电瓶电压12V直流电升高到1000V～20kV直流电，根据需要可调输出电压大小，以满足高压电场灭除蔬菜叶面害虫的需要。 2 开关电源方案设计开关电源的工作过程： PWM（Pulse Width Modulation）脉宽调制开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/ 功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗[5-6]。 PWM开关电源主要是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。PWM脉冲的占空比由开关电源的控制器根据需要进行调节。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出电压值。将绕组输出的交流波形经过整流滤波后就得到需要的直流电压。控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。

直流稳压电源(0-12v连续可调

前言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的技术，服务于各行各业。数字式稳压电源与传统稳压电源电路相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点。目前，数字式直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛应用于我们生活、工作、科研、各个领域。本文将介绍一种数字式直流稳压电源，要求输出电压量程±12V，0V～+12V 连续可调；输出电压可数字显示，显示精度优于±0.1%；输出电流400mA。其中，发挥部分为：电压调节方式为：以0.1V为步进加或减；通过按键对可调电压输出一路进行预置数，0V～12V的任意一整数电压值可作为预置数。作为第一次课程设计，整个资料搜集与工作过程有待提高。第一步用一天时间重点温习模电课本中稳压电源部分，对直流稳压电压的原理，结构框图，变压、整流滤波、稳压三大部分有了初步了解。第二步结合任务书的基本要求，用两天时间查找搜集相关书籍与网络资料，在茫茫书海中找到核心资料，先确定总体方案为数控方式，再模块方案选择与论证，确立变压、单相桥式整流电容滤波、两路稳压输出、数控与数显的设计结构。画出整个电路草图。第三步，学习multisim 软件的电路原理图画法与电路仿真。在该软件的学习与使用的过程中遇到一些大大小小的问题。比如安装程序，熟悉各种工具的使用，元器件的查找，仿真起初难以出结果等等。原理图和仿真完成后，第三步则撰写报告。整个课程设计过程，不仅使我们更扎实的学习电子技术课程、学会仿真软件multisin；而且将理论知识与实践相结合，一定程度的锻炼了我们的动手和电子设计能力，资料搜集能力，也达到了一种将知识活学活用的目的。

目录 1设计要求 (4) 2整体设计方案 (5) 2.1设计思路 (5) 2.2总体方案论证与选择 (5) 3单元方案的选择与论证................................ 错误！未定义书签。 3.1整流电路模块.................................. 错误！未定义书签。 3.2滤波电路模块 (10) 4系统的硬件设计与实现................................ 错误！未定义书签。 4.1连续可调直流稳压电路.......................... 错误！未定义书签。 4.2A/D转化电路 ................................... 错误！未定义书签。 4.3数字显示电路.................................. 错误！未定义书签。 5 multisim的仿真与调试 (21) 6总结 (26) 7鸣谢 (26) 8元器件明细表及参考文献.............................. 错误！未定义书签。9收获体会 (27)

汽车电源设计的六项基本原则

汽车电源设计的六项基本原则大多数汽车电源架构需要遵循六项基本原则: 1.输入电压VIN范围:12V电池电压的瞬变范围决定了电源转换IC的输入电压范围。典型的汽车电池电压范围为9V至16V,发动机关闭时,汽车电池的标称电压为12V;发动机工作时,电池电压在14.4V左右。但是,不同条件下,瞬态电压也可能达到±100V。ISO7637-1行业标准定义了汽车电池的电压波动范围。图1和图2所示波形即为ISO7637标准给出的部分波形,图中显示了高压汽车电源转换器需要满足的临界条件。除了ISO7637-1,还有一些针对燃气发动机定义的电池工作范围和环境。大多数新的规范是由不同的OEM厂商提出的,不一定遵循行业标准。但是,任何新标准都要求系统具有过压和欠压保护。 2.散热考虑:散热需要根据DC-DC转换器的最低效率进行设计。空气流通较差甚至没有空气流通的应用场合,如果环境温度较高(>30°C),外壳存在热源(>1W),设备会迅速发热(>85°C)。例如,大多数音频放大器需要安装在散热片上,并需要提供良好的空气流通条件以耗散热量。另外,PCB材料和一定的覆铜区域有助于提高热传导效率,从而达到最佳的散热条件。如果不使用散热片,封装上的裸焊盘的散热能力限制在2W 至3W(85°C)。随着环境温度升高,散热能力会明显降低。将电池电压转换成低压(例如:3.3V)输出时,线性稳压器将损耗75%的输入功率,效率极低。为了提供1W的输出功率,将会有3W的功率作为热量消耗掉。受环境温度和管壳/结热阻的限制,将会明显降低1W最大输出功率。对于大多数高压DC-DC转换器,输出电流在150mA 至200mA范围时,LDO能够提供较高的性价比。

电源设计规范

整车电负荷设计规范编制_______________ 校对_______________ 审核—批准北汽福田汽车股份有限公司汽车工程研究院电子电器中心

、发动机、发电机基本状态 X X发动机匹配额定电流时发电机特性曲线（见下图一、根据具体的发动机匹配的发电机的特性曲线）：图一（发电机特性曲线）

编号 BJ X X X系列车型整车电负荷设计规范一—J_e_-——— ------------- 共3 页第2页二、发电机的功率确定按以下两个方面确定发电机的功率： 1、发电机对应发动机怠速输出电流最低限度应超过永久及长期耗电器的耗电电流的1.1~1.3 倍。考虑倍乘因子后，即使短途行驶、发动机空转也可保证蓄电池充分充电； 2、发电机额定电流应大于永久及长期耗电器、短期耗电器耗电电流之和。三、整车电气设备功率与发电机的功率平衡计算 1、按用电器耗电功率加权计算（参考Robert Bosch公司的倍数规则）

2、按爬长坡极限工况下用电器耗电功率计算（整车最大连续用电组合）结论：（按用电器耗电功率加权计算，确认发电机的功率是否满足要求。）具体实例见下页:

实例 : 轴叙（xlOOOrpj } 4G64二加PDA :送泪谑桝编号共3页第1页发动机型号 4G64 发电机皮带轮外径 62 发动机曲轴皮带轮外径 149 发电机皮带轮传动速比 2.4 发动机怠速（rpm ） 750 ± 30 发电机对应怠速（rpm ） 1800 发动机最大扭矩点（rpm ） 2400~2800 发电机对应最大扭矩点（rpm ） 5760 发电机初始临界转速（rpm ） 1300 蓄电池容量（A.h ） 65 畜电池补充充电电流（A ） 6.5 蓄电池标称电荷量的10% 发电机输出电压（V ） 13.5 折合充电功率88W BJ6486系列轻型客车整车电负荷设计规范、发动机、发电机基本状态 4G64发动机配额定电流120A 发电机特性:

可调开关电源(参考)

一种输出电压4～16V开关稳压电源的设计（转载)4-16V可调开关电源） 2007-05-14 19:50 转载)4-16V可调开关电源 wenyin 发表于 2006-11-16 17:09:00 一种输出电压4～16V开关稳压电源的设计薛红兵 (信息产业部电子第二十研究所，陕西西安 710068）摘要：介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V± 20％，输出电压为直流 4～ 16V，最大电流 40A，工作频率 50kHz。重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。关键词：脉宽调制；半桥变换器；电源 1 引言在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在 5～ 15V，电流在 5～ 40A的电源。而一般实验用电源最大电流只有 5A、 10A。为此专门开发了电压 4V～ 16V连续可调，输出电流最大 40A的开关电源。它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率 MOS管，开关工作频率为 50 kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。 2 主要技术指标 1）交流输入电压AC220V± 20％； 2）直流输出电压 4～ 16V可调； 3）输出电流 0～ 40A； 4）输出电压调整率≤ 1％； 5）纹波电压Up p≤ 50mV； 6）显示与报警具有电流 /电压显示功能及故障告警指示。 3 基本工作原理及原理框图该电源的原理框图如图 1所示。

220V交流电压经过 EMI滤波及整流滤波后，得到约 30 0V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率 MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。 4 各主要功能描述 4. 1 交流 EMI滤波及整流滤波电路交流 EMI滤波及整流滤波电路如图 2所示。电子设备的电源线是电磁干扰（ EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有 IEC插头电网滤波器和 PCB电源滤波器组成。 IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。 PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。交流输入 220V时，整流采用桥式整流电路。如果将 JTI 跳线短连时，则适用于 110V交流输入电压。由于输入电压高，电容器容量大，因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。这可能造成整流桥和输入保险丝的损坏，也

开关电源类产品设计的安全规范

仅供参考[整理] 安全管理文书开关电源类产品设计的安全规范日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共14 页

开关电源类产品设计的安全规范 1.范围 1.1本规范规定了0公司户内使用、额定电压≤600V的开关电源类产品的设计安全要求，它包括参考标准资料、标志说明、一般要求和试验一般条件、电气技术参数规格、材料和结构、电气试验、机械试验、环境可靠性试验、包装、存放、出货和附录项内容。 1.2它主要以信息技术设备，包括电气事务设备及与之相关设备的安全标准为基础编写。 2.主要参考资料 2.1IEC60950-1999：信息技术设备的安全。 2.2IEC61000-4（所有系列）：电磁兼容--试验和测量技术。 2.3IEC61000-3-2-1998：电磁兼容第3部分：限值第2章低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）。 2.4IEC61000-3-3-1998：电磁兼容第3部分：限值第3章标称电流≦16A的低压电气及电子设备的供电系统中电压波动和变化的限值。 2.5IEC60384-14-1993：电子设备用固定电容器第14部分：分规范拟制电源电磁干扰用固定电容器。 2.6CISPR22-1998：信息技术设备的无线电干扰特性的限值和测量方法。 2.7CISPR24-1997：信息技术设备的无线电抗干扰特性的限值和测量方法。 2.8IEC60695-10-2：1995：着火危险试验第10部分：减少着火对电子技术产品而引起的不正常发热效应的指南和试验方法第2部分：第 2 页共 14 页

数字电源设计与技术实现

数字电源设计与技术实现一、什么是数字电源,跟模拟电源最本质的区别? 所谓数字化电源的本质在于电源对输出电流/电压的PWM调节是由数字芯片按照一定的数字控制方式和算法产生,这是数字电源的最本质特征. 那些扩充了8位、16位单片机来提供数字输入输出操作界面、远程通讯接口但是电源的PWM调节还是依赖模拟电源调制芯片的电源,只能说它们长了个数字电源的脸,但是没有数字电源的“芯”。二、数字电源实现的技术瓶颈问题有哪些? 目前数字电源依然存在高速/高精度的ADC技术问题(数字电源反馈输入);高速/高精度的电源PID调节或者其他算法的PWM调节;高速/高精度的PWM 输出问题(数字电源DAC输出)。很多的32位DSP/ARM片内的高速10位、12位ADC,作为高速ADC采集可用于高频开关电源,但是其信号输入范围一般是0~3.0/3.3V,工业现场通常的模拟输入范围正负10V却没有任何一款DSP或者ARM片内ADC 能解决,只能在外端加入信号调理电路.ADI等少数几家著名的模拟器件厂商的产品目录中虽然有完全符合高速、高精度(16bit~18bit)、输入信号范围正负5V到正负10V的ADC产品,但是在中国大陆却极少见到成功的产品应用纪录,这其中的问题恐怕只有正在调试这些器件的工程师们心里面清楚。高精度的电源PID调节或者其他算法的PWM调节在目前流行的32位DSP或者ARM处理器看来并不是个问题,但是如果要加上高速两个字,很多电子工程师恐怕就要皱眉头了。以TI运动控制领域的当家花旦TMS320F2812为例,如果电源设备的开关频率达到300KHz,在150MHz的系统频率下,留给软件工程师的任务是在500个DSP指令周期内完成ADC输入数据处理、电源PID函数调节等实时性要求最为苛刻的任务。电子元件技术网CEO刘杰认为：如果要想避开电力电子器件在周期开通/关断时造成的谐波,ADC在器件开通的中间时刻采样,那么计数器采用UP-DOWN方式计数在计数周期值处同步触发ADC采样,这个时候软件工程师的可利用DSP指令周期就只剩下可怜的250个了,电源PWM调节任务相当艰巨! 如果说ADC问题可以外扩高速、高精度器件解决,电源PWM调节可以选用更高速度的DSP/ARM/FPGA来完成,那么最后一个高速/高精度的PWM输出问题,也就是高速数字PWM的分辨率问题,就只能靠提供DSP/ARM/FPGA的国际大厂商解决了。其实数字PWM的分辨率在开关电源的中低频范围内不成问题(这也是TI的C28X DSP能在电机驱动、变频器等领域大行其道的一个重要原因);但是到了高频开关电源,或者高精度电源领域,这个问题马上就变得很突出了。为什么高频、高精度数字开关电源国内依然是一片空白,大家用数字PWM分辨率的计算公式算一算会很清楚。三、数字化到底有什么好处?为什么要搞数字化?有什么地方是模拟方法做不到的吗? 很多人说,我对电源的要求很低,不需要它有那么高的指标和特性——这种要求不高的应用目前还是数字电源的禁区。那么数字电源总不能为数字化而数字化,它存在的需求市场就是模拟电源难以实现的一些区域,比方说采用SVPWM算法的大功率高压变频器。空间矢量算法自从提出到现在已经有十几年了, 它相对于SPWM算法(可以用模拟方案实现,国内很多公司也有用DSP实现)的优势国内的文献和技术报告也很多,这就是数字技术存在的地方。而国内在这方面成熟的产品基本没有,市场一直被西门子、ABB这样的国外大公司垄断着。

基于tl494可调开关电源的设计

一种输出电压4～16V开关稳压电源的设计摘要：介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V±20％，输出电压为直流4～16V，最大电流40A，工作频率50kHz。重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。关键词：脉宽调制；半桥变换器；电源 1引言在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在5～15V，电流在5～40A的电源。而一般实验用电源最大电流只有5A、10A。为此专门开发了电压4V～16V连续可调，输出电流最大40A的开关电源。它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率MOS管，开关工作频率为50kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。 2主要技术指标 1）交流输入电压AC220V±20％； 2）直流输出电压4～16V可调； 3）输出电流0～40A； 4）输出电压调整率≤1％； 5）纹波电压Up p≤50mV； 6）显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。 3基本工作原理及原理框图该电源的原理框图如图1所示。 220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。 4各主要功能描述 41交流EMI滤波及整流滤波电路交流EMI滤波及整流滤波电路如图2所示。

图1整体电源的工作框图图2交流EMI滤波及输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。交流输入220V时，整流采用桥式整流电路。如果将JTI 跳线短连时，则适用于110V交流输入电压。由于输入电压高，电容器容量大，因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。这可能造成整流桥和输入保险丝的损坏，也可能造成高频变压器磁芯饱和损坏功率器件，造成高压电解电容使用寿命降低等。所以在整流桥前加入由电阻R1和继电器K1组成的输入软启动电路。 42半桥式功率变换器该电源采用半桥式变换电路，如图6所示，其工作频率50kHz，在初级一侧的主要部分是Q4和Q5功率管及C34和C35电容器。Q4和Q5交替导通、截止，在高频变压器初级绕组N1两端产生一幅值为U1/2的正负方波脉冲电压。能量通过变压器传递到输出端，Q4和Q5采用IRFP460功率MOS管。 43功率变压器的设计

一种数字可调的升压型开关电源的设计与实现.

一种数字可调的升压型开关电源的设计与实现一种数字可调的升压型开关电源的设计与实现类别：电源技术 1 引言近年来，数字化在电源领域得到广泛应用，许多电子设备要求电源具有多档级。因此，这里提出了一种利用数字控制、电压可调的开关电源设计方案，实现电压步进调整，并具有宽电压输入、稳压输出功能。 2 设计方案方案系统设计框图如图1所示，输入为220 V，50 Hz交流电压，经电压变换，整流滤波后得到18 V的直流电压，送入Boost电路，经滤波输出直流。CPLD与单片机组成的数字控制模块输出脉宽调制信号(PWM)，由按键控制改变PWM占空比，从而控制Boost电路的输出电压。该输出电压可在30~36 V范围内步进调节，实现多路电压输出。最大输出电流高达2 A。输出电压经MAXl97 A/D采样，送至控制模块，通过PID算法计算调整下一次传送的控制信号，形成反馈回路，实现宽电压输入，稳压输出的功能。 3 硬件电路设计3．1 硬件电路图系统硬件电路如图2所示。交流电压经变压器转换，其幅值按一定比例降低。降低的交流电压经扁桥式整流电路整流为18 V直流，经2 200μF电容滤波后进入主转换电路与Boost电路。在Boost转换电路中，增加MOSFET和二极管缓冲吸收电路，减小过压或过流引起的损耗。由于电源功率较小，则采用RC吸收电路。当过流、过压产生时，电流通过电阻以热能的形式将能量散发出去，降低对MOSFET的影响，减小其损耗，延长使用寿命。根据多次试验，保护吸收电路的电阻应取kΩ级，电容取nF级。直流信号再经低通滤波器滤除纹波，驱动负载。3．2 主要功能电路原理硬件电路部分的主要电路是Boost电路，它由功率开关管VT、储能电感L、续流二极管VD和滤波电容C组成。开关管按一定频率工作，转换周期为T，导通时间为Ton，截止时间为Toff，占空比D=Ton/T。其工作原理为：当VT导通时，电感L储能，VD反偏截止，负载由电容C提供电能；VT截止时，L 两端电压极性相反，VD正偏，同时为负载和滤波电容C提供能量。由储能电感L导通和截止期间，电流变化量相等可得，输出电压U0和输入电压U1之间关系为： U0/Ui=1/(1一D) (1)3．3 器件选取根据理论计算，功率开关采用晶体管即可满足要求，故系统采用IRF540型MOS管，其VDS=100 V，IDS=17 A。采用MOS管专用驱动器件IR2110完成驱动功能。IR2110是一款高低电平驱动器件，其逻辑输入电压只需3．3 V，输出电压最大可达20 V，驱动电流最大可达到2 A。其延迟时间为10ns，上升沿和下降沿时间分别为120 ns和94 11s。由于IR2110可同时驱动双MOS管，因而系统只涉及一个MOS管，故只使用一路驱动即可。由于普通二极管的反向恢复时间过长，而肖特基整流管无电荷储存问题，可改善开关特性。其反向恢复时间缩短到10 11s以内。但其反向耐压值较低，一般不超过100 V。因此肖特基二极管适用于低压、大电流状态下工作，并可利用其低压降提高低压、大电流整流(或续流)电路的效率。3．4

开关电源设计

& 课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 开关电源设计初始条件：输入交流电源：单相220V，频率50Hz。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）? 1、输出两路直流电压：12V，5V。 2、直流最大输出电流1A。 3、完成总电路设计和参数设计。时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。）第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录）引言 (1) 1设计意义及要求 (2) 设计意义 (2) 开关电源的组成部分 (2) 开关电源的工作过程 (2) 开关电源的工作方式 (3) 脉宽调制器的基本原理 (3) 2方案设计 (5) ）设计要求 (5) 方案选择 (5) 整流滤波部分 (6) 降压斩波电路 (7) 脉宽调制电路 (8) MOSFET管的驱动电路 (9) 总电路图 (11) 3主电路参数设定 (12) { 变压器、二极管、MOSFET管选择 (12) 反馈回路的设计 (13) MOSFET的驱动设计 (14) 结束语 (15) 参考文献 (16)

附录一 (17) ]

引言随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，远程控制交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关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IGBT和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。开关电源根据输入输出的性质不同可分为AC/DC和DC/DC两大类。AC/DC称为一次电源，也常称为开关整流器。值得指出的是，AC-DC变换不单是整流的意义，而是整流后又做DC-DC变换。所以说，DC-DC变换器是开关电源的核心。DC/DC称为二次电源，其设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，所以学习设计开关电源有重要的意义。

开关电源类产品设计的安全规范(新版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改开关电源类产品设计的安全规范(新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

开关电源类产品设计的安全规范(新版) 1.范围 1.1本规范规定了0公司户内使用、额定电压≤600V的开关电源类产品的设计安全要求，它包括参考标准资料、标志说明、一般要求和试验一般条件、电气技术参数规格、材料和结构、电气试验、机械试验、环境可靠性试验、包装、存放、出货和附录项内容。 1.2它主要以信息技术设备，包括电气事务设备及与之相关设备的安全标准为基础编写。 2.主要参考资料 2.1IEC60950-1999：信息技术设备的安全。 2.2IEC61000-4（所有系列）：电磁兼容--试验和测量技术。 2.3IEC61000-3-2-1998：电磁兼容第3部分：限值第2章低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）。 2.4IEC61000-3-3-1998：电磁兼容第3部分：限值第3章标称

电流≦16A的低压电气及电子设备的供电系统中电压波动和变化的限值。 2.5IEC60384-14-1993：电子设备用固定电容器第14部分：分规范拟制电源电磁干扰用固定电容器。 2.6CISPR22-1998：信息技术设备的无线电干扰特性的限值和测量方法。 2.7CISPR24-1997：信息技术设备的无线电抗干扰特性的限值和测量方法。 2.8IEC60695-10-2：1995：着火危险试验第10部分：减少着火对电子技术产品而引起的不正常发热效应的指南和试验方法第2部分：用球压试验测试非金属材料构成产品的耐热方法。 2.9IEC61140-1997：防电击保护设备和安装的一般要求。 2.10IEC60227-1997：额定电压450V/750V及以下PVC绝缘电缆。 3.标记和说明 3.1电源额定值：成品要清晰地标有电源额定值，它包括下列项：

数字式可调直流稳压电源的设计与制作设计

数字式可调稳压电源的设计与制作

摘要单片机实现的数字可调稳压电源由于原理简单、稳定性好、精度高、成本低、易实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。通过对数字可调稳压电源系统的设计，详细介绍了AT89C52 单片机及键盘扫描原理、数码管动态显示原理、定时中断原理,从而了解单片机相关指令在各方面的应用，同时还介绍了数模转换芯片DAC0832的工作原理。系统由辅助电源、输入键盘电路、单片机控制电路、数模转换电路、输出稳压电路、显示电路等构成，能输出5V－15V电压，步进值为0.1V和1V。本文采用单片机和其他元件及外围电路，开发一个数字式可调直流稳压电源，能够设定输出电压值，电压输出和显示。关键词：单片机；直流稳压；数字控制； D/A转换

Abstract Single chip implementation of digital adjustable regulated power supply because of its simple principle, good stability, high precision, low cost, easy to implement, and many other advantages by more and more widely attention. Through to the digital adjustable regulated power supply system design, detailed introduces the single-chip microcomputer AT89C52 and keyboard scanning principle, dynamic display of digital tube principle, timing interrupt principle, to understand SCM related instruction in all aspects of the application, at the same time also introduced DAC0832 d/a conversion chip works. System consists of auxiliary power supply, keyboard input circuit, single-chip microcomputer control circuit, d/a conversion circuit, output voltage regulation circuit, display circuit and so on, can output 5 V to 15 V voltage, the step value of 0.1 V and 1 V. Using microcontroller and other components and peripheral circuit, this paper developed a digital adjustable dc regulated power supply, can set the output voltage, output voltage and display. Keywords:Single chip microcomputer; Dc voltage; Digital control; D/A conversion