便携式继电保护试验电源设计
便携式继电保护试验电源设计
发表时间：2019-09-11T10:10:00.093Z 来源：《中国电业》2019年第10期作者：魏翔[导读] 直流试验电源作为电力系统二次设备供电电源具有较高的可靠性和稳定性。国网山西检修公司山西省太原市 030000
摘要：直流试验电源作为电力系统二次设备供电电源具有较高的可靠性和稳定性。继电保护试验电源适用于变电站现场继电保护工作、新设备投运的调试及其他小型电力试验工作，为继电保护装置、高压断路器控制回路以及通信装置等提供稳定、可靠的直流电源，对于当前变电站日常检修和维护发挥了重要作用。
关键词：便携式; 继电保护; 试验电源; 瞬时功率;
1 通过采用高频开关电源模块，能够有效地减小试验电源的体积和重量，如图1所示，本设计主要包含4个功率模块，分别是将交流电变换为直流电的整流模块、直流电升压模块、蓄电池充电器模块及蓄电池模块。
根据试验现场供电情况以及不同的负载特性要求，继电保护试验电源有以下工作方式。
1) 方式1。长时供电模式，主要针对继电保护装置正常运行时供电，供电方式如图2a所示。交流电通过整流模块和升压模块输出稳定的直流电供保护装置使用，同时交流电经充电器对蓄电池模块充电。
2) 方式2。瞬时供电模式，供电方式如图2b所示。当负载突然增大使整流模块输出电压被瞬间拉低，如果低于蓄电池电压，负载将由交流电经整流模块、充电器模块以及蓄电池模块共同供电，使得输出直流电电压跌落在允许范围内。
3) 方式3。蓄电池供电模式，供电方式如图2c所示。当现场出现交流电异常时，整流模块无输出，蓄电池模块通过升压模块输出直流电供二次设备使用。
通过合理地设计整流模块输出的电压，使其在长时间供电时电压略高于蓄电池电压，让蓄电池处于热备用状态，当试验电源承受短时性冲击负载时，由于整流模块输出电压出现跌落，使得蓄电池和充电器能够同时为升压模块提供负载所需的功率，有效防止了试验电源出现较大的电压跌落而影响保护装置的正常运行及断路器无法分合闸的情况。
开关电源设计报告
1开关电源主电路设计 1.1主电路拓扑结构选择 由于本设计的要求为输入电压176-264 V 交流电，输出为24V 直流电,因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电，考虑采用两级电路。前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换，后级由隔离型全桥Buck 电路构成。总体要求是先将AC176-264V 整流滤波，然后再经过BUCK 电路稳压到24V 。考虑到变换器最大负输出功率为1000W ，因此需采用功率级较高的Buck 电路类型，且必须保证工作在CCM 工作状态下，因此综合考虑，本文采用全桥隔离型Buck 变换器。其主电路拓扑结构如下图所示： 图1-1 主电路拓扑结构 1.2开关电源电路稳态分析 下面将对全桥隔离型BUCK 变换器进行稳态分析，主要是推导前级输出电压g V 与后级输出电压V 之间的关系，为主电路参数的设计提供参考。将前级输出电压g V 代替前级电路，作为后级电路的输入，且后级BUCK 变换器工作在CCM 模式，BUCK 电路中的变压器可以用等效电路代替。 由于全桥隔离型BUCK 变换器中变压器二次侧存在两个引出端，使得后级BUCK 电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率，如图1-1所示。在S T 2的工作时间内，总共可分为四种开关阶段，其具体分析过程如下： 1) 当S DT t <<0时，此时1Q 、4Q 和5D 导通，其等效电路图如图1-2所示。
i () t R v i ‘ 图1-2 在S DT t <<0时等效电路 g nv v =s （1-1） v nv v g -L = （1-2） R v i i /-C = （1-3） 2) 当S S T t DT <<时，此时1Q ~4Q 全部关断，6D 和5D 导通，其等效电路图如图1-3 所示。此时前级输出g V 为0，假设磁化电流为0，则流过6D 和5D 电流相等，均为L i 2 1 。。 i () t R i ‘ 图1-3 在S S T t DT <<时等效电路 0=s v （1-4） v v -L = （1-5） R v i i /-C = （1-6） 3) 当S S T D t T ）（ +1<<时，此时2Q 、3Q 和6D 导通，其等效电路图如图1-2所示。
低功耗小功率开关电源设计毕业设计
低功耗小功率开关电源设计毕业设 计 南华大学船山学院毕业设计 1 开关电源简介小功率开关电源以其诸多优良的性能，在测控仪器仪表、通信设备、学习与娱乐等诸多电子产品中得到广泛的应用。随着环境和能源问题日益突出，人们对电子产品的环保要求不断提高，对电子产品的能源效率更加关注。设计无污染、低功耗、高效率的绿色模式电源已成为开关电源技术研究的热点。研究一种中小功率开关电源，应用过渡模式有源功率因数校正、准谐振变频功率隔离变换控制和同步整流等多种先进的电源控制技术，以实现绿色开关电源设计的目的。开关电源的基本结构所有事物都要遵循能量守恒定律，开关电源也不例外，实际上，开关电源也要通过以能量形式传递完成的。从能量上看，开关电
源可以分为直流开关电源模式和交流开关电源模式，直流开关电源模式主要是输出为直流信号电能，而交流开关电源模式主要是输出为交流信号电能。直流开关电源模式为当前的主流模式，该开关电源模式的基本组成结构框图如下图所示：交流输入桥式整流滤波LC 组成滤波器DC/DC变换器转换输出整流滤波占空比控制电路DC直流输出放大电路控制电路图开关电源基本组成结构框图上图中可知：开关电源主要整流滤波、DC/DC变换电路、开关占空比控制电路以及控制电路等模块组成。第1页，共29页南华大学船山学院毕业设计交直流输入电压经LC滤波器，再通过桥式整流与母线电解电容平滑后变为直流电压，再经DC/DC变换器转换，再经二极管整流和电解电容的滤波至输出，为了能使电路成为一个闭环工作，在输出端引出一个控制电路再经放大电路到占空比控制电路至DC/DC变换器转换器形成一
个闭环。占空比控制电路中占空比的表示方法如下图所示：图占空比示意图上图中可知：占空比D=Toff/(TOff+Ton)，周期T= Ton+Toff，频率f=1/T。传统开关电源的缺陷传统开关电源基本上采用的都是传统电路，传统电路大部分采用的电路芯片都为PWM控制的KA38系列芯片，这当中也要用到开关MOSFET管，还有就是也要加个启动电阻，根据P=U*U/R可知该电路上的待机功耗至少要大于，而低功耗的要求待机功耗至少要小于，甚至有些要小于。如果功耗大，对人口密集的中国来说，电能的损耗无疑是巨大的。另外传统电源存在着某些有害物质，根据我国CCC标准中的《关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令》，从而没能达到环保的功能。绿色开关电源的发展方向于传统电源存在着诸多的缺陷，为了能量的有效利用，人们从而提出了绿色开关电源，绿色开关电源产品主要向高频、高效率、低功
开关电源设计
开关直流稳压电源设计 摘要 直流稳压电源应用广泛，几乎所有电器，电力或者电子设备都毫不例外的需要稳定的直流电压（电流）供电，它是电子电路工作的“能源”和“动力”。不同的电路对电源的要求是不同的。在很多电子设备和电路中需要一种当电网电压波动或负载发生变化时，输出电压仍能基本保持不点的电源。电子设备中的电源一般由交流电网提供，如何将交流电压（电流）变为直流电压（电流）供电又如何使直流电压（电流）稳定这是电子技术的一个基本问题。解决这个问题的方案很多，归纳起来大致可分为线性电子稳压电源和开关稳压电源两类，他们又各自可以用集成电路或分立元件构成。开关稳压电源具有效率高，输出功率大，输入电压变化范围宽，节约能耗等优点。 一、引言 基本要求 稳压电源。 1.基本要求 ①输出电压UO可调范围：12V～15V； ②最大输出电流IOmax：2A；
③U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%（IO=2A）； ④IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%（U2=18V）； ⑤输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； ⑥DC-DC变换器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； ⑦具有过流保护功能，动作电流IO（th）=±； 发挥部分 (1)排除短路故障后，自动恢复为正常状态； (2)过热保护； 二、方案设计与论证 开关式直流稳压电源的控制方式可分为调宽式和调频式两种。实际应用中，调宽式应用较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数为脉宽调制（PWM）型。开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开通时间和工作周期的比值，即占空比来改变输出电压，通常有三种方式：脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）和混合调制。PWM调制是指开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。因为周期恒定，滤波电路的设计比较简单，因此本次设计采用PWM调制方式实现电路设计要求。主要框架如图1所示。由变压器降压得到交流电压，再经过整流滤波电路，将交流电变成直流电，然后再经过DC-DC变换，由PWM的驱动电路去控制开关管的导通和截止，从而产生一个稳定的电压源。
top开关电源设计步骤
开关电源设计步骤 步骤1 确定开关电源的基本参数 ① 交流输入电压最小值u min ② 交流输入电压最大值u max ③ 电网频率F l 开关频率f ④ 输出电压V O （V ）：已知 ⑤ 输出功率P O （W ）：已知 ⑥ 电源效率η：一般取80％ ⑦ 损耗分配系数Z ：Z 表示次级损耗与总损耗的比值，Z=0表示全部损耗发生在初级， Z=1表示发生在次级。一般取Z=0.5 步骤2 根据输出要求，选择反馈电路的类型以及反馈电压V FB 步骤3 根据u ，P O 值确定输入滤波电容C IN 、直流输入电压最小值V Imin ① 令整流桥的响应时间tc=3ms ② 根据u ，查处C IN 值 ③ 得到V imin 步骤4 根据u ，确定V OR 、V B ① 根据u 由表查出V OR 、V B 值 ② 由V B 值来选择TVS 步骤5 根据Vimin 和V OR 来确定最大占空比Dmax V OR Dmax= ×100％ V OR +V Imin －V DS(ON) ① 设定MOSFET 的导通电压V DS(ON) ② 应在u=umin 时确定Dmax 值，Dmax 随u 升高而减小 步骤6 u(V) K RP 最小值(连续模式) 最大值(不连续模式) 固定输入:100/115 0.4 1 通用输入:85~265 0.4 1 固定输入:230±35 0.6 1 确定C IN ,V Imin 值 u(V) P O (W) 比例系数(μF/W) C IN (μF) V Imin (V) 固定输入:100/115 已知 2~3 (2~3)×P O ≥90 通用输入:85~265 已知 2~3 (2~3)×P O ≥90 固定输入:230±35 已知 1 P O ≥240 u(V) 初级感应电压V OR (V) 钳位二极管 反向击穿电压V B (V) 固定输入:100/115 60 90 通用输入:85~265 135 200 固定输入:230±35 135 200
电力通信电源系统维护及管理策略解析
电力通信电源系统维护及管理策略解析 发表时间：2019-07-31T10:45:02.963Z 来源：《中国电业》2019年第07期作者：申卫宾 [导读] 社会经济的快速发展对电力通信行业进步提供了新的契机支持。 国家电网山西省电力公司太原供电公司山西太原030012 摘要：近些年，我国的科学技术水平不断提升。电力通信电源系统的运行安全性和稳定性直接影响电力通信网的顺利运行。因此，概述了电力通信电源系统，研究了电力通信电源系统维护工作的要点，分析了电力通信电源系统故障检修和处理的要点，探讨了电力通信电源系统维护和检修的策略。 关键词：电力通信；电源系统；维护管理 引言 社会经济的快速发展对电力通信行业进步提供了新的契机支持。但是，从当前发展实际情况来看，电力通信电源系统在应用过程中深受外界因素影响，系统运行和维护管理存在一定的问题。为此，结合社会发展对电力通信电源系统应用提出的要求，需要相关人员从多个角度强化对电力通信电源系统的运行维护和管理，在系统运行维护管理的过程中打造科学合理的制度和体系，强化对相关人员的培训，从而确保整个系统的稳定运行和发展。 1电力通信系统概述 电力通信系统构成复杂，电源形式和基本构成错综混乱，因此在应用电力通信电源系统时为了提升系统的安全性和有效性，人们一般会选择220V的单向交流电。从整个电力通信电源系统的运行维护复杂实际情况来看，系统的核心是整流器。整流器的存在不仅能够为有电力需求的企业提供足够的电力资源，而且能够对蓄电池充电。在社会科技的发展支持下，电力通信电源系统开始使用高频开关整流器（电压区别大、体积小），一定程度上提升了电流信息的综合转换效率，强化了对整个电力通信电源系统的有效监控。另外，蓄电池在整个电力通信电源系统发展的过程中至关重要。在具体运行操作时，如果蓄电池出现问题，将会使整个电力通信系统出现断电现象，严重影响系统通信。结合电力通信系统发展实际情况，电力通信企业可以应用阀控蓄电池，将阀控蓄电池和电力通信系统的通信设备组合，为电力通信系统的稳定运行打造一个良好的环境。 2电力通信电源系统维护及管理存在的问题 2.1通信电源系统规划建设存在问题 通信电源系统的规划和使用是提升整个通信电源系统安全性和稳定性的重要环节。但是，从发展实际情况来看，当前电力通信电源系统的设计存在仅仅考虑通信设备、电源可靠性的现象，忽视了外界因素对整个系统稳定运行的干扰和影响。 2.2电源问题 电源问题一直是困扰电力系统通信的常见问题，当前大部分的电力企业的通信系统都采用的是直流蓄电池作为其主要的电源，而直流蓄电池如果适用的时间过长可能会导致电池内部温度异常升高，一旦超过其所能程度的最高温度时就会出现直流蓄电池失效的问题。与此同时，电力设备在进行充电过程中所产生的化学反应对板栅具有一定的腐蚀性，久而之久就会造成蓄电池失水的问题。如果这类电源问题得不到有效的解决，则会对电力系统通信运维与检修工作的开展产生严重的不良影响，同时也制约着电力企业整体经济效益的提升。 2.3机房运行环境因素 通信机房的运行环境在通信设备和通信电源中起着重要作用。许多机房除了安装常规防雷接地设备以外，其他辅助防护设备明显不足，不能满足电源稳定运行的基本要求。机房“三防”处理也不到位，通信机房温湿度的变化都可能会引起设备的连锁反应，导致设备不能正常运行，然而目前很多电源室没有安装空调、排风机等温湿度调节设备，机房的防尘、防潮措施并不能有效满足需求，机房环境不能满足通信电力设备的长期可靠工作，增加了发生通信故障的风险。 3电力通信电源系统维护及管理措施 3.1蓄电池的维护和管理 蓄电池是电力通信电源系统的重要零部件，对电力系统的运行起着十分重要的作用。但是，受外界因素的影响，蓄电池在长期使用过程中会出现一些质量问题。为了确保电力通信电源系统稳定运行，需要做好对蓄电池的维护管理。蓄电池使用中，相关人员需要全面掌握电力通信电源系统电压数据变化情况，密切关注电力通信电源系统的电流和电压使用情况，不断积累蓄电池维护工作经验。发现蓄电池维护管理出现松动或者渗透问题时，相关人员需要结合以往的工作经验找出解决故障问题的适合措施。 3.2做好对通信电源的运维与检修工作 与其他电力设备的运维检修不同，对电力系统通信电源的运维、检修首先要检查蓄电池是否符合相关的规定的电源标准，其次再检查电源线路接口及外壳包装是否完好，最后查看蓄电池是否有因腐蚀有电解液渗漏的现象。与此同时，在电源蓄电池出现电流少于15%，电压低于2.18V，全浮充运行超过既定时就需要对蓄电池进行必要的运维充电检修。另外，对于新安装的蓄电池而言，运维人员不仅需要对其进行电容测定，而且还需要测定电阻测定，并根据测定的数据结果检验其是否能够达到电力系统通信所需的平均值。例如，某电力企业在进行通信电源选择过程中，选择了稳定性较强的两组蓄电池作为电力系统的通信电源，而没有选择运行功率较大的单组蓄电池，有效的提高电池系统的稳定性和和安全性，促使该电力系统通信质量和运行效率大幅提升。 3.3电力系统通信电源故障应急预案 除日常维护管理外，还要制定切实可行的应急预案，并在合适的时间进行模拟演练，以检验矫正预案。例如，某电力系统运行中，监控中心发现某无人值守电源设备电压异常下降，需立即联系相关负责人，确认线路情况。若在短时间内无法恢复正常供电，需采取以下应急措施。首先，安排维护人员到现场处理，根据设备重要性进行供电处理，不重要的设备可先行断电；其次，按照蓄电池容量和设备耗电量预估蓄电池的可持续供应时间，为后续工作提供参考（假设蓄电池容量为300Ah，所有设备用电量为10A/h，蓄电池使用三年，效率为0.85，那么两组蓄电池可持续供电51h）；最后，安排柴油发电机备用发电，并配置稳压设备。采取应急措施后，可按照先抢通、再维修及更换故障模块等原则进行故障处理。 3.4改善机房通信电源运行环境 如今的通信设备和电源设备对工作环境温度、湿度和清洁度有很高的要求。因此必须做好机房“三防”工作，改善电力通信电源系统机
便携式B超电源整体设计方案
便携式B超电源整体设计方案 便携式B超系统内部使用的电源比较复杂，外部适配器和电池的电源必须经过DC/DC转换，以转换成系统需要的电压。为了降低便携式B超电源上的无用消耗，提高电池使用效率，系统主板、B超控制板、液晶显示器以及键盘的电源采用开关电源供电。 便携B超电源的整体设计 图1为便携B超电源的整体设计方框图。便携B超电源输入电压有两种：一是电源适配器输入，电压为18V，二是电池输入，电压为14.4V。要求实现两种电压之间的热切换，并在切换电压时不影响系统工作，即提供外电和电池供电无延时热切换功能。需要输出±12V、5V、3.3V、±48V等几种电压，具体指标为12V/2.5A、-12V/0.5A、5V/4A、3.3V/3A、+48V /80mA、-48V/80mA。具有单键开关机功能，即无电时，按电源键打开电源；在有电时，按电源键向控制面板发送关机信号，上位机还可以通过软件关机（即支持ATX关机指令）。电源输出接口采用标准计算机ATX接口。 图1 便携B超电源整体设计方框图
电源切换电路的设计 便携B超电源切换电路如图2所示，在外接电源适配器时，电压输入交流18V，经VD100、VD101二极管后，再经R100、R107分压加到N100A（LM193）电压比较器的3脚（同相端）。电池输入电压是14.4V，经R101、R108分压后加到N100A（LM193）电压比较器2 脚（反相端）。由于3脚电压高于2脚，因此N100A（LM193）1脚输出高电平，使三极管V100导通，V101截至，场效应管V105截至，POWER_IN+端得到的是外接电源适配器的18V电压。当没有外接电源适配器时，或便携B超机在使用过程中，外部交流电突然停电造成无法使用外接电源适配器时，N100A（LM193）的3脚电压低于2脚，N100A（LM193）1脚输出低电平，使三极管V100截至，V101导通，场效应管V105导通。电池电压经过导通的场效应管V105的源、漏极，POWER_IN+端得到的是电池的14.4V电压，实现了两种电压之间的热切换。VD102、VD103 在电路中起隔离作用，隔离外接电源适配器和电池供电。 图2 电源切换电路 单键触摸开关机电路的设计
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。
便携式电源管理设计
便携式电源管理设计 袁林 2009.09.24
一、概述 二、主要类型电源管理说明 三、主要类型电源管理比较 四、系统电源设计
一、概述 主要讨论便携式电源管理一般理论及实践知识。一般使用3种类型器件，LDO、DC-DC和Charge Pump。 ? 1.1、DC-DC稳压器 DC-DC稳压器一般都采用脉冲宽度调制（PWM）技 术，其特点是频率高，效率高。 DC-DC稳压器按其功能分成Buck式DC-DC（Step- down）、Boost式DC-DC（Step-up）和Buck- Boost式DC-DC。当输入与输出的电压差较高时， 通过使用低电阻开关和磁存储单元实现高达85%以 上的效率，因此可以极大地降低了转换过程中的功 率损失。
一、概述 ? 1.2、LDO LDO与三端稳压器最大的不同点在于，LDO是一个自耗很低的微型片上系 统(SoC)，使用具有低在线导通电阻RDS(ON)的MOSFET管或三极管。只 能降压使用。输入电压与输出电压最小工作压降取决于导通电阻。 ? 1.3、Charge Pump 电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压 提升，采用电容器来贮存能量。其不仅可升高或降低输入电压，而且还 可用于产生负电压。电荷泵是无须电感的，但需要外部电容器。能够提 供90%以上的效率。 根据其控制方式，这种结构的输出电压只能是输入电压的倍数，利用内 部开关和外部飞电容（flying capacitor）能够获得输入电压的2 倍、1.5 倍或-1 倍等电压输出。
另外一种在手机等手持式设备上使用较多的是PMU 器件。? 1.4、PMU 电源管理器件PMU （POWER MANAGEMENT UNIT ）也就是电源管理 单元，集成度很高，内部主要由多路不同类型的DC - DC 和多路LDO 组成，还可能集成了其他功能，如POWER ON/OFF 、ADC 、DAC 、AUDIO 、RTC 、GPIO 、LCD 、CAMERA 、LED 等。上电时有默认值，可通过CPU 对其进行修改相关配置，从而改变相关输入输出值或功能，内部具有上电时序控制，也具有进入不同工 作状态模式等功能。非常适用于电池供电、对小尺寸 空间有要求的便携式产品上。 一、 概述
关于开关电源设计时的基本问题解答
关于开关电源设计时的基本问题解答 如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数？很多未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理，比如担心开关电源的干扰问题，PCB layout问题，元器件的参数和类型选择问题等。其实只要了解了，使用开关电源设计还是非常方便的。一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分，有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去，这样使用就更简单了，也简化了PCB设计，但是设计的灵活性就减少了一些。 开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统，所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。因此这部分的设计在于保证精确的采样电路，还有来控制反馈深度，因为如果反馈环响应过慢的话，对瞬态响应能力是会有很大影响。 输出部分设计包含了输出电容，输出电感以及MOSFET等等，这些器件的选择基本上就是要满足性能和成本的平衡，比如高的开关频率就可以使用小的电感值（意味着小的封装和便宜的成本），但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗，从而效率降低。低的开关频率带来的结果则是相反的。 对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的，小的ESR可以减小输出纹波，但是电容成本会增加，好的电容会贵嘛。开关电源控制器驱动能力也要注意，过多的MOSFET是不能被良好驱动的。 一般来说，开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。如何调试开关电源电路？有一些经验可以共享给大家：（1）电源电路的输出通过低阻值大功率电阻接到板内，这样在不焊电阻的情况下可以先做到电源电路的先调试，避开后面电路的影响。（2）一般来说开关控制器是闭环系统，如果输出恶化的情况超过了闭环可以控制的范围，开关电源就会工作不正常，所以这种情况就需要认真检查反馈和采样电路。特别是如果采用了大ESR值的输出电容，会产生很多的电源纹波，这也会影响开关电源的工作的。
电力系统通信电源应用分析 苏建胜
电力系统通信电源应用分析苏建胜 摘要：所谓的通信电源就是为通信设备提供直流电以及交流电的一种电能源， 在整个通信网中都具有重要地位。近些年来电力通信网的虽然在以高歌猛进的势 头发展，但是相应的也给这一行业带来了不少新问题，随着现代科技的不断进步，电源设备处于更新换代、新老并存的时期。本文主要就电力系统通信电源的各方 面运用来进行分析，并且对电力系统通信电源的结构和功能来进行研究。并结合 分析所得出的经验来对通信电源的应用提供一些有用的对策，希望能对该行业的 发展有所帮助。 关键词：电力系统；通信电源；应用分析；对策 近些年来，我国的通信行业得到了飞速发展，通信网不仅覆盖面得到大大提高，而且各功能也日渐完善，随着固话、手机等通信工具的不断增加，通信网络 也越来越成为我们生活中的重要组成部分，因此继续保持和促进通信网络的发展 是完全有必要的，而且意义重大。电力系统靠通信电源来提供能源，通信电源如 果出现故障，那么势必影响整个电力系统工作的正常运行，因此通过先进技术来 改善和提升通信电源功能有着重要作用，也会促进我国通信网络的发展。 1.通信电源发展现状及发展趋势 通信电源作为通信系统的一个重要组成部分，虽然在整个行业所占的份额较小，但是它却是整个通信系统的重要基础设施，也是通信网的一个不可或缺的专 业组成部分。近年，因为我国的科技水平日益得到提高。各种电磁材料以及功率 转换等各种技术的不断发展，通信电源的系统可靠性以及安全稳定性都得到极大 提高，使得在通信电源应用方面取得的成就也越来越大。通信电源的本身设计动 力是为电力通信系统提供优质、高效、安全以及稳定的能源输出设备，因此在今 后的通信电源的开发研究道路中，将会把创造优质、安全、高性能的能源设备作 为重要目标。而当今正处于互联网时代，计算机等技术的普遍发展和运用也为通 信电源的发展带来重大契机。总而言之，通信电源将会随着时代需求不断发展， 不仅为人们的生活带来便利，也将是反映社会进步的重要部分。 2.电力系统通信电源组成 2.1高频开关电源 随着电力电子技术和自动化控制技术的发展，晶体管开关电源的频率从早期 的20 Hz 提高到数百kH z，形成了通信领域里广泛采用的高频开关电源。高频开 关电源是将交流输入电源变换为设备所需的直流电源装置，主要由输入整流模块、高频变换模块、输出电源整流滤波模块和控制调整模块组成。交流输入电压经滤波、整流得到一个直流电压，通过高频变换器将直流电压变换成高频交流电压， 最后经输出整流滤波模块，将高频交流电压整流滤波成直流电压。 在电力系统通信网中高频开关电源一般由高频开关电源的输出端和蓄电池并 接在一起向通信设备供电。通信设备正常工作时是开关电源供电，同时开关电源 向蓄电池进行充电。如果故障出现在交流系统或开关电源设备上，那么通信设备 将由蓄电池提供电能。通信电源在故障被消除后恢复正常工作状态。 2.2变电站一体化电源 变电站一体化电源是继电保护、自动化装置和事故照明系统通常使用的供电 方式，也可以为通信设备供电。变电站一体化电源是将交流输人电源经开关电源 转换后输出直流2 0 v 或直流1 10 v 电源，一方面向变电站使用的蓄电池等供电，另一方面通过直流电源变换器和电源逆变器将直流电源转换成直流48 v 和交流2
最新便携式系统开关电源pcb排版技术与应用
便携式系统开关电源p c b排版技术与应用
便携式系统开关电源PCB排版技术与应用摘要 | 本文主要对便携式开关电源PCB排版技术规则作介绍,并以应用实例作分析说明。关键词 | PCB排版，开关电源功率电路一、正确的开关电源PCB排版技术是开发便携式设备的重要步骤目前的开关电源开发，设计人员大多是在市场上选择容易采购到的AC/DC适配器，并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。然而由于开关电源会产生电磁波而影响到其电子产品的正常工作，则正确的电源PCB排版技术就变得非常重要。 许多情况下，一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作，原因是该电源的PCB排版存在着许多问题。例如，对一个消费类电子设备上的降压式开关电源原理图来说，设计人员应能够在此线路图上区分功率电路中元器件和控制信号电路中元器件。如果设计者将这电源中所有的元器件当作数字电路中的元器件一样来处理，则问题会相当严重。开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。在数字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。用自动排版方式所排版出的开关电源肯定无法正常工作。所以，设计人员需要掌握和了解正确的开关电源PCB排版技术规则，当然亦需对开关电源各级技术状态有较清楚的认识。 二、开关电源PCB排版技术规则 2.1 旁路瓷片电容器的电容量不能太大，而它的寄生串联电感量应该尽量减小。多个电容器并联能改善电容的高频阻抗特性。为什么是这样？这是因为电容高频滤波的特性。 此公式显示：减小电容器引脚之间的距离(d)和增加截面积(A)会增加电容器自身的电容量。电容通常存在二个寄生参数：等效串联电阻(ESR) 和等效串联电感(ESL)。一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(c) 和等效串联电感量(LESL)得到： 当一个电容器工作频率在fo以下时，电容阻抗Zc随频率的上升而减小；当电容器工作频率在fo以上时，电容阻抗Zc会变得像电感阻抗一样随频率的上升而增加；当电容器工作频率接近fo时，电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。 电解电容器一般都有很大电容量和很大等效串联电感。由于它的谐振频率很低，所以只能使用在低频滤波上。钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，因而它的谐振频率会高于电解电容器，并能使用在中高频滤波上。瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小，因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器，所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大
LED开关电源设计
《开关电源课程设计》 指导教师：熊春宇 姓名：李丽丽 学号：200701071235 电话：136664664296
LED照明驱动开关电源设计 (李丽丽，大庆师范学院物电学院07级电子信息工程专业)摘要：LED照明驱动设计了恒流输出、空载保护、隔离输出及EMC等功能.系应用于LED 照明驱动的开关电源电路。采用PWM自动调节实现恒流输出，稳压管过压锁定实现空载保护，电磁隔离和光隔离实现隔离输出。经过多次的运行与检测，实践证明该电路恒流输出稳定，发热量低。本设计体积小,微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出。可广泛适用于生活照明，商用照明。 关键词:LED驱动电源;发热低恒流;隔离低成本 Abstract：LED lighting design drive the constant-current output, the output and protection, isolation no-load EMC etc. Function. Is applied to the switch power LED lighting driving circuit. Using PWM automatic adjustment output voltage, the constant-current over-voltage protection tube, electromagnetic no-load realize locking and isolation realize isolation output isolation. After many operation and test, the practice has proved that the constant-current circuits, low heat stable output. This design, small size, fine-tuning feedback circuit can be set as the common 350mA LED drive or 700mA constant-current output. Life can be widely used in commercial lighting, lighting. Key words：Leds driving power；Fever is low；Constant flow；Isolation；Low cost 0概述 0.1选题的目的与意义： 全球能源紧张，提高电器的效率是行之有效的方法。照明用电占据全球21%的总用电量，如果能提高照明用的的效率，可以有效缓解能源紧张。如何提高照明系统的能源利用率，延长照明系统的寿命，并且是绿色无污染的？取代白炽灯，荧光灯，节能灯的第四代照明灯具是什么？业界给出的答案就是LED灯照明。LED照明每W流明数可达到120lm。远高于白炽灯和日光灯，此外LED灯珠寿命可长达十万小时，并且绿色无污染。LED照明具备的这些优点决定了其应用前景是非常广阔的。LED照明应用上的限制在于LED有固定的正向压降，电流也有上限（工作电流是影响LED寿命的主要因素）。大功率白光LED上的正向压降一般为3-4V，不能直接使用市电驱动。因此一个和LED灯珠匹配的高效，环保，长寿命的电源是必须的，这正是这次选题的意义与目的所在。 0.2研究现状 开关电源的技术已经非常成熟，由于LED驱动的降压技术大部分采用开关电源。因此即使是LED驱动电源真正进入研究的时间不算长，却无碍其技术的成熟。LED驱动要求的技术特点是：寿命长，体积小（特别商用照明和家用照明，最好可以内嵌到灯头）。 众所周知，绝大部分开关电源都需要一个输出滤波的电解电容，即使高品质的电解电容，工作在100摄氏度左右，寿命也只有1Wh左右。毫无疑问，电解电容正是LED灯整体寿命的瓶颈。而内嵌式驱动板上的电解电容，由于LED的发热以及驱动板本身的发热，长期在
小功率直流开关电源的设计
小功率直流开关电源的设计 1.电路结构选择 图1.组成框图 输入电路 输入电路包括线性滤波电路、浪涌电流控制电路和整流电路。起作用是把输入电网的交流电转化为符合要求的开关电源直流输入电源。 变换电路 变换电路含开关电路、输出隔离电路等，是电源变换的主通道，完成对带有功率的电源波形进行斩波调制和输出。这一级的开关功率管是其核心器件。 控制电路 控制电路的作用是向驱动电路提供调制后的矩形脉冲，达到调节输出电压的目的。 开关稳压电源与传统的线性稳压电源相比具有体积小、重量轻、效率高等优点，已成为稳压电源的主流产品。为使电源结构简单、紧凑，工作可靠、减少成本，小功率开关稳压电源常采用单端反激型或单端正激型电路。与单端反激型相比，单端正激型开关电流小、输出纹波小、更容易适应高频化。用电流型PWM 控制芯片UC3843构成的单端正激型开关稳压电源的主电路如图2所示。
图2主电路的结构 实用的单端正激型开关稳压电源必须加磁通复位电路,以泄放励磁电路的能量。如图2所示，开关管Q导通时D1导通，副边线圈N2向负载供电，D4截止，自馈电线圈Nf电流为零；Q关断时D1截止，D4导通，Nf经电容C1滤波后向UC3843供电，同时原边线圈N1上产生的感应电动势使D3导通，并加在RC上。由于变压器中的磁场能量可通过Nf泄放，而不像一般的RCD磁通复位电路消耗在电阻上，这可减少发热，提高效率。 2.电源技术规格 输入电压：AC110/220V； 输入电压变动范围：90V～240V； 输入频率：50/60Hz； 输出电压：12V； 输出电流：2.5A； 工作频率的选择：UC3843的典型工作频率为20kHz～500kHz。开关频率的选择决定了变换器的许多特性。开关频率越高,变压器、电感器体积越小,电路的动态响应也越好。但随着频率的提高,诸如开关损耗,门极驱动损耗,输出整流管的损耗会越来越突出,而且频率越高,对磁性材料的选择和参数设计要求会越苛刻,另外,高频下线路的寄生参数对线路的影响程度难以预料,整个电路的稳定性,运行特性以及系统的调试会比较困难。本电路中,选Rt=1.8kΩ,Ct=10nF。由 UC3843A定时电阻,电容与振荡器频率的关系曲线图,可得开关频率为f=85kHz，周期T=11.8μs； 占空比：设计无工频变压器的单端正激型开关电源时，一般占空比D最大不超过0.5,这里选择Dmax=0.5。则Tonmax=T·Dmax=5.9μs。 3.电源设计 3.1变压器和输出电感的设计
便携式继电保护试验电源设计
便携式继电保护试验电源设计 发表时间：2019-09-11T10:10:00.093Z 来源：《中国电业》2019年第10期作者：魏翔[导读] 直流试验电源作为电力系统二次设备供电电源具有较高的可靠性和稳定性。国网山西检修公司山西省太原市 030000 摘要：直流试验电源作为电力系统二次设备供电电源具有较高的可靠性和稳定性。继电保护试验电源适用于变电站现场继电保护工作、新设备投运的调试及其他小型电力试验工作，为继电保护装置、高压断路器控制回路以及通信装置等提供稳定、可靠的直流电源，对于当前变电站日常检修和维护发挥了重要作用。 关键词：便携式; 继电保护; 试验电源; 瞬时功率; 1 通过采用高频开关电源模块，能够有效地减小试验电源的体积和重量，如图1所示，本设计主要包含4个功率模块，分别是将交流电变换为直流电的整流模块、直流电升压模块、蓄电池充电器模块及蓄电池模块。 根据试验现场供电情况以及不同的负载特性要求，继电保护试验电源有以下工作方式。 1) 方式1。长时供电模式，主要针对继电保护装置正常运行时供电，供电方式如图2a所示。交流电通过整流模块和升压模块输出稳定的直流电供保护装置使用，同时交流电经充电器对蓄电池模块充电。 2) 方式2。瞬时供电模式，供电方式如图2b所示。当负载突然增大使整流模块输出电压被瞬间拉低，如果低于蓄电池电压，负载将由交流电经整流模块、充电器模块以及蓄电池模块共同供电，使得输出直流电电压跌落在允许范围内。 3) 方式3。蓄电池供电模式，供电方式如图2c所示。当现场出现交流电异常时，整流模块无输出，蓄电池模块通过升压模块输出直流电供二次设备使用。 通过合理地设计整流模块输出的电压，使其在长时间供电时电压略高于蓄电池电压，让蓄电池处于热备用状态，当试验电源承受短时性冲击负载时，由于整流模块输出电压出现跌落，使得蓄电池和充电器能够同时为升压模块提供负载所需的功率，有效防止了试验电源出现较大的电压跌落而影响保护装置的正常运行及断路器无法分合闸的情况。
小功率开关电源的设计_综述
网络教育学院《电源技术》课程设计 题目：小功率开关电源的设计 学习中心：东港奥鹏 层次：高中起点专科 专业：电气工程及其自动化 年级：09 年春季 学号： 学生： 辅导教师：刘鹏 完成日期：2011年2月25日
1.电路结构选择 图1.组成框图 输入电路 输入电路包括线性滤波电路、浪涌电流控制电路和整流电路。起作用是把输入电网的交流电转化为符合要求的开关电源直流输入电源。 变换电路 变换电路含开关电路、输出隔离电路等，是电源变换的主通道，完成对带有功率的电源波形进行斩波调制和输出。这一级的开关功率管是其核心器件。 控制电路 控制电路的作用是向驱动电路提供调制后的矩形脉冲，达到调节输出电压的目的。 开关稳压电源与传统的线性稳压电源相比具有体积小、重量轻、效率高等优点，已成为稳压电源的主流产品。为使电源结构简单、紧凑，工作可靠、减少成本，小功率开关稳压电源常采用单端反激型或单端正激型电路。与单端反激型相比，单端正激型开关电流小、输出纹波小、更容易适应高频化。用电流型PWM 控制芯片UC3843构成的单端正激型开关稳压电源的主电路如图2所示。 图2主电路的结构
实用的单端正激型开关稳压电源必须加磁通复位电路,以泄放励磁电路的能量。如图2所示，开关管Q导通时D1导通，副边线圈N2向负载供电，D4截止，自馈电线圈Nf电流为零；Q关断时D1截止，D4导通，Nf经电容C1滤波后向UC3843供电，同时原边线圈N1上产生的感应电动势使D3导通，并加在RC上。由于变压器中的磁场能量可通过Nf泄放，而不像一般的RCD磁通复位电路消耗在电阻上，这可减少发热，提高效率。 2.电源技术规格 输入电压：AC110/220V； 输入电压变动范围：90V～240V； 输入频率：50/60Hz； 输出电压：12V； 输出电流：2.5A； 工作频率的选择：UC3843的典型工作频率为20kHz～500kHz。开关频率的选择决定了变换器的许多特性。开关频率越高,变压器、电感器体积越小,电路的动态响应也越好。但随着频率的提高,诸如开关损耗,门极驱动损耗,输出整流管的损耗会越来越突出,而且频率越高,对磁性材料的选择和参数设计要求会越苛刻,另外,高频下线路的寄生参数对线路的影响程度难以预料,整个电路的稳定性,运行特性以及系统的调试会比较困难。本电路中,选Rt=1.8kΩ,Ct=10nF。由 UC3843A定时电阻,电容与振荡器频率的关系曲线图,可得开关频率为f=85kHz，周期T=11.8μs； 占空比：设计无工频变压器的单端正激型开关电源时，一般占空比D最大不超过0.5,这里选择Dmax=0.5。则Tonmax=T·Dmax=5.9μs。 3.电源设计 3.1变压器和输出电感的设计 根据电源规格、输出功率、开关频率,选择PQ26/25磁芯，磁芯截面积 Se=1.13cm2，磁路有效长度le=6.4cm,磁芯材料为MXO2000,饱和磁通密度 Bs=0.4T。取变压器最大工作磁感应强度Bmax=Bs/3=0.133T，则电感系数AL值为： AL=(0.4πμrSe/le)10－6=4.44(μH/N2) 变压器原边线圈匝数为： N1=UImin×Tonmax/Bmax×Se式中UImin为最小直流输入电压。考虑到交流输
开关电源课程设计
目录 前言 (1) 第一章开关电源技术课程设计任务书 (2) 第二章主电路原理设计 (7) 第三章开关变压器设计 (9) 第四章主要元器件的选型 (16) 第五章电路仿真及结果 (23) 总结 参考文献 附表一 附表二
前言 电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域，其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高的线形调整率精度，后者，较电压控制型有不可比拟的优点。 UC3842是由Unitrode公司开发的新型控制器件，是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是比较理想的新型的控制器闭。
第一章开关电源技术课程设计任务书 一、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。 二、课程设计的要求 一、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