高效率开关电源设计实例
变频器用高性能开关电源的设计
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三、高性能开关电源的设计方法
2、精确控制开关管开通和关断时间：通过采用高速开关管和大容量电容，可 以提高电源的转换效率。同时，采用精确的时钟芯片或MCU，可以实现对开关管 开通和关断时间的精确控制。
三、高性能开关电源的设计方法
3、强化磁性元件设计：通过优化磁性元件的参数，如磁芯材料、线圈匝数、 气隙等，可以提高电源的功率密度和效率。
二、高压开关电源设计
1、设计目标与工作原理
1、设计目标与工作原理
高压开关电源的设计目标是将输入的高压直流电转换为特定规格的交流电或 直流电，以满足不同电子设备的电源需求。其工作原理是利用开关管的开通和关 断，将输入的直流电压进行斩波，然后通过滤波和稳压等环节，最终输出稳定的 交流或直流电压。
2、功率开关与驱动电路
四、实例分析
3、设计控制电路和驱动电路。采用高速时钟芯片生成开关管的驱动脉冲，并 通过运放电路实现对输出电压和电流的精确控制。同时，加入过流保护、过压保 护等保护电路，以提高电源的稳定性和可靠性。
四、实例分析
4、进行整体电路的布局和布线。合理安排元件的位置和走线方式，减小电磁 干扰的影响，提高电源的性能。
在高压开关电源设计中，纹波系数是一个重要的指标，它反映了电源输出电 压和电流的波动大小。为了降低纹波系数，需要选取合适的滤波器和稳压器。滤 波器用于滤除高频噪声，使输出的交流电更加平滑；稳压器则用于稳定输出电压， 保证电源的稳定性。
4、电路连接与保护措施
4、电路连接与保护措施
在确定上述要素后，还需要考虑电路的连接方式和保护措施。常用的电路连 接方式有串联、并联和桥式等，需要根据实际情况选择合适的连接方式。保护措 施方面，需要考虑过压、过流、过温等方面的保护，以防止电源异常对电子设备 造成损害。
开关电源的设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文开关电源是一种高效率、小体积、轻质化的电源，随着现代电子设备的发展，应用越来越广泛。
开关电源的设计是电子工程专业毕业设计中的一个热门方向，本文将介绍开关电源的基本工作原理及设计方法，并以一个实际开关电源的设计为例，进行详细说明。
一、开关电源的基本工作原理开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为直流电源，其核心部分是开关管。
开关管工作时，会在电路中产生一个高频矩形波形。
再经过滤波电路、输出稳压电路等处理后，最终输出所需要的稳定直流电源。
在开关电源中，开关管的切换是关键，它的导通和截止决定程序的整个运行。
开关管的导通与截止又是由控制器控制的，所以控制器设计是非常重要的。
二、开关电源的设计方法1.功率计算开关电源的功率计算是设计的第一步。
功率 = 电流×电压，在设计前应要明确设备所需的电流和电压值并通过功率计算公式计算得出所需的功率。
2.电路设计电路设计是开关电源设计中较为复杂的一步。
主要包括直流输入电路、开关管、反馈电路、滤波电容、输出稳压电路等部分。
这些部分需要合理的组合和设计，并应通过电路仿真进行验证。
3.控制器设计在控制器设计中，主要有PWM控制器和开环控制器。
PWM控制器通常采用电流反馈控制方式，能够减少在输出处的纹波电压，提高稳定性。
开环控制器的设计要更为复杂，但是更容易实现。
4.保护电路设计保护电路是开关电源中非常重要的一部分，保护电路通常包括电流限制保护、过压保护、过载保护，以及温度保护等。
这些保护电路能够提高开关电源的使用寿命，避免因电路故障引起的安全事故。
三、开关电源设计实例以12V60W的开关电源设计为实例。
1.功率计算P = U × I = 12V × 5A = 60W。
2.电路设计直流输入电路：直流输入电路主要包括整流桥、电容滤波器和保险丝等。
整流桥需要选择合适的电流、电压值，电容滤波器应该选择合适的容量，保险丝则是起到安全保障作用。
用uc3845b 设计开关电源实例
用uc3845b 设计开关电源实例Switching power supplies are widely used in various applications due to their high efficiency and compact design. One of the most common and popular control ICs used for designing switching power supplies is the UC3845B. This IC is known for its versatility and ease of use in various topologies such as flyback, forward, and boost.开关电源由于高效率和紧凑的设计而被广泛应用于各种领域。
在设计开关电源时常用的一个控制IC是UC3845B。
这个IC以其在飞行、正转和升压等各种拓扑结构中的通用性和易用性而闻名。
The UC3845B is a current mode PWM controller that operates at a fixed frequency and has a voltage feedforward design for improved transient response. It also has built-in soft start and frequency jitter features for reduced EMI emissions. These advanced features make the UC3845B a popular choice for designing efficient and reliable switch mode power supplies.UC3845B是一个固定频率工作的电流模式PWM控制器，具有电压前馈设计以提高瞬态响应。
基于单管正激式的高效率开关电源的设计
基于单管正激式的高效率开关电源的设计高效率开关电源是一种能够将输入电源有效地转换为所需输出电源的电力转换装置。
在实际应用中，高效率开关电源已经取代了传统的线性电源，更广泛地应用于各个领域。
一种常见的高效率开关电源设计是基于单管正激式的设计。
该设计方案具有简单、成本低廉、效率高等特点。
该设计方案的核心元件是一只功率MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）。
该MOS管作为开关，能够根据控制信号开启或关闭，从而实现电源的稳定输出。
MOS管的导通损耗较小，能够在高频率下工作，因此能够提高电源的转换效率。
设计方案的第一步是根据需要确定输入电源的范围和输出电源的需求。
通过采集输入电源的直流电压，可以确定MOS管的工作区间，从而选择合适的MOS管。
接下来，设计师需要根据输出电源的需求确定转换电路。
转换电路的核心是开关频率发生器，用于控制MOS管的开关频率。
开关频率的选择需要考虑到输出电源的负载特性和所需的转换效率。
通常情况下，开关频率越高，转换效率越高，但开关损耗也会增加。
在设计过程中，还需要考虑到输出电源的稳定性和电源滤波的问题。
稳压器是非常重要的一个模块，用于确保输出电压的稳定性。
电源滤波是为了减少开关频率带来的干扰和噪音，提高输出电源的纯净度。
最后，设计师需要进行电路模拟和实验验证。
通过电路模拟软件，可以模拟不同工作条件下的电源转换效率和稳定性。
随后，可以通过实验验证电路的性能，并对其进行调整和优化。
总结起来，基于单管正激式的高效率开关电源设计是一项复杂但非常有挑战性的任务。
设计师需要充分了解输入电源和输出电源的需求，合理选择核心元件和电路拓扑，进行模拟和实验验证，最终实现高效率的电源转换。
这种设计方案在各个领域中都有着广泛的应用前景。
300w开关电源方案
300W开关电源方案简介本文档介绍了一个300W的开关电源方案，用于提供稳定可靠的电源供应。
开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源，通过开关管的开关动作来实现电压和电流的转换。
本方案采用了先进的电路设计和高效的开关管，以提高电源效率和稳定性。
方案设计输入电路300W开关电源的输入电压范围通常为220VAC或110VAC，本方案针对220VAC设计。
输入电路主要由滤波器、整流器和变压器组成。
滤波器用于滤除输入电压中的高频噪声，以保证输出电压的稳定性。
常见的滤波器电路包括Pi型滤波器和L型滤波器。
整流器将交流电转换为直流电，常见的整流器电路有全波整流和半波整流。
全波整流器可以实现较高的转换效率。
变压器用于将输入电压变换为适合开关电源工作的低压电压。
变压器一般由高频变压器和输出电感器组成，以提供高效的功率转换。
控制电路开关电源的控制电路主要包括开关管驱动电路和反馈控制电路。
开关管驱动电路负责控制开关管的开关动作，并控制输出电压。
常见的开关电源控制电路有固定频率PWM控制和变频控制。
反馈控制电路用于监测输出电压并调整开关管的开关动作，以稳定输出电压。
反馈控制电路一般由比较器、误差放大器和反馈元件组成。
输出电路输出电路主要由输出电感器、输出电容和负载组成。
输出电感器用于平滑输出电流，防止电流突变。
输出电容则用于平滑输出电压，提供稳定的负载。
负载是指连接在开关电源输出端的设备或电路，可以是各种电子设备、通信设备或其他电子装置。
负载的功率需小于或等于300W。
优点与特点高效率300W开关电源采用了高效率的开关管和控制电路，以减少功耗并提高转换效率。
高效率意味着更少的能量损耗，更低的温度和更长的使用寿命。
稳定性本方案采用了反馈控制电路来稳定输出电压，同时使用优质的电子元件和合理的电路布局，以提供稳定可靠的电源供应。
稳定的输出电压对各种设备和电路的正常运行至关重要。
可靠性300W开关电源采用了与国际标准相符的设计和制造工艺，确保产品的质量和可靠性。
新型开关电源优化设计与实例详解
新型开关电源优化设计与实例详解以新型开关电源优化设计与实例详解为标题，本文将从新型开关电源的基本原理、设计优化的方法以及实例分析等方面进行详细阐述。
一、新型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装置，其基本原理是通过开关管的开关动作来实现电源的开关控制。
传统的开关电源在工作过程中存在一些问题，如功率损耗大、效率低、噪声大等。
为了克服这些问题，新型开关电源采用了一些优化设计方法。
二、新型开关电源的设计优化方法1. 降低功率损耗：通过采用功率开关管的低导通电阻材料和优化电路设计，降低功率开关管的导通电阻，从而减少功率损耗。
2. 提高效率：采用高效的开关控制器和高效的变压器设计，减少能量的损耗，提高开关电源的转换效率。
3. 降低噪声：通过优化电路布局和选择低噪声元件，减少开关电源的噪声产生，提高工作环境的舒适性。
4. 提高稳定性：采用先进的控制算法和稳压电路设计，提高开关电源的稳定性，减少输出波动。
5. 减小体积：通过优化元件布局和采用高集成度的芯片设计，减小开关电源的体积，提高电源的集成度和便携性。
三、新型开关电源的实例分析以一款新型开关电源为例进行分析，该开关电源采用了先进的控制算法和高效的变压器设计，具有以下特点：1. 高效率：通过优化的开关控制器和变压器设计，该开关电源的转换效率达到了90%以上，相比传统开关电源提高了20%以上。
2. 低噪声：采用低噪声元件和优化的电路布局，该开关电源的噪声水平明显低于传统开关电源，提高了工作环境的舒适性。
3. 稳定性强：通过先进的控制算法和稳压电路设计，该开关电源的输出稳定性非常好，输出波动小于1%。
4. 小巧便携：采用高集成度的芯片设计和优化的元件布局，该开关电源的体积明显减小，非常适合便携式设备的使用。
以上是对新型开关电源优化设计与实例的详细阐述。
通过采用优化设计方法，新型开关电源在功率损耗、效率、噪声、稳定性和体积等方面都得到了显著提升，满足了现代电子设备对电源的高要求。
开关电源典型设计实例精选
开关电源典型设计实例精选
开关电源是一种常见的电源设计，它能够将输入电压转换为稳定的输出电压，常用于各种电子设备中。
以下是一些典型的开关电源设计实例：
1. Buck转换器，Buck转换器是一种常见的开关电源设计，它能够将高电压降低为稳定的较低电压。
这种设计常用于需要较低输出电压的应用，例如移动设备充电器和电源适配器。
2. Boost转换器，Boost转换器则是将输入电压升高为稳定的输出电压，常用于需要较高输出电压的场合，比如LED驱动器和太阳能电池充电器。
3. Buck-Boost转换器，Buck-Boost转换器能够实现输入电压的升压和降压，因此在需要输出电压高低变化范围较大的场合下应用广泛，比如电动汽车充电器和太阳能储能系统。
4. Flyback转换器，Flyback转换器是一种常见的离线开关电源设计，适用于输出功率较低的应用，例如家用电子设备和通信设备。
5. LLC谐振转换器，LLC谐振转换器结构简单，具有高效率和低电磁干扰等优点，适用于中高功率的电源设计，例如工业设备和服务器电源。
以上是一些典型的开关电源设计实例，每种设计都有其适用的场合和特点，工程师在实际设计中需要根据具体要求选择合适的设计方案。
希望以上信息能够对你有所帮助。
基于UC3524的开关电源设计
基于UC3524的开关电源设计开关电源设计是电子工程中的重要部分，它广泛应用于电子设备中，例如电脑、手机和家用电器等。
在开关电源设计中，UC3524是一种常用的控制器，具有高效率、可靠性和稳定性的特点。
本文将详细介绍基于UC3524的开关电源设计。
1.引言开关电源是通过快速开关的方式将输入电源转换为所需输出电压和电流，以满足电子设备对电能的要求。
UC3524是一种常用的控制器，可以实现开关电源的稳定性和效率。
2.UC3524的工作原理UC3524采用了固定频率双脉冲宽度调制（PWM）控制方法。
其工作原理如下：(1)输入电压经过整流和滤波后，得到平滑的直流电压。
(2)输入电压经过分压电路，提供给UC3524的反馈引脚FB，用于控制输出电压。
(3)UC3524通过比较输入电压和反馈电压的大小，产生一个PWM信号。
(4)PWM信号经过驱动电路，控制开关管的导通和关断，来实现输出电压的调节。
3.输入滤波电路设计输入滤波电路的作用是将输入电源中的高频噪声滤除，确保稳定的直流输入电压。
输入滤波电路通常由电容和电感组成，其中电容用于滤除高频噪声，电感用于抑制输入电压的纹波。
4.反馈电路设计反馈电路是实现输出电压稳定的关键，它通过与输出电压进行比较，控制PWM信号的占空比，以实现输出电压的调节。
反馈电路通常由反馈电阻和电压比较器组成，其中反馈电阻用于将输出电压转换为反馈电压，电压比较器用于比较反馈电压和参考电压，并产生误差信号。
5.PWM信号生成电路设计PWM信号生成电路是将误差信号转换为PWM信号的关键，它通常由比较器和RC网络组成。
比较器用于比较误差信号和三角波信号，RC网络用于产生比较器的参考电压，以控制PWM信号的占空比。
6.驱动电路设计驱动电路是控制开关管导通和关断的关键，它通常由驱动芯片和驱动电路组成。
驱动电路通过将PWM信号转换为适当的电流和电压，实现开关管的快速开关，从而控制输出电压的调节。
7.输出滤波电路设计输出滤波电路的作用是滤除开关电源输出的高频脉冲噪声，以获得稳定的直流输出电压。
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高效率开关电源设计实例文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]高效率开关电源设计实例--10W同步整流B u c k变换器以下设计实例中，包含了各种技巧来提高开关电源的总体效率。
有源钳位和元损吸收电路的设计主要依靠经验来完成的，所以不在这里介绍。
采用新技术时必须小心，因为很多是有专利的，可能需要直接付专利费给专利持有人，或在购买每一片控制IC芯片时，支付附加费用。
在将这些电源引入生产前，请注意这个问题。
10W同步整流Buck变换器应用此设计实例是PWM设计实例1的再设计，它包括了如何设计同步整流器()。
在设计同步整流开关电源时，必须仔细选择控制IC。
为了效率最高和体积最小，一般同步控制器在系统性能上各有千秋，使得控制器只是在供应商提到的应用场合中性能较好。
很多运行性能的微妙之处不能确定，除非认真读过数据手册。
例如，每当作者试图设计一个同步整流变换器，并试图使用现成买来的IC芯片时，3／4设计会被丢弃。
这是因为买来的芯片功能或工作模式往往无法改变。
更不用说，当发现现成方案不能满足需求时，是令人沮丧的(见图20的电路图)。
设计指标输入电压范围： DC+10～+14V输出电压： DC+额定输出电流：过电流限制：输出纹波电压： +30mV(峰峰值)输出调整：±1％最大工作温度： +40℃“黑箱”预估值输出功率： +*2A=(最大)输入功率： Pout/估计效率=／=功率开关损耗* 0．5=续流二极管损耗：*=输入平均电流低输入电压时／10V=高输入电压时：／14V=0．8A估计峰值电流： 1．4Iout(rated)=1．4×2．0A=2．8A设计工作频率为300kHz。
电感设计(参见)最恶劣的工作情况是在高输入电压时。
式中Vin(max)——可能的最大输入电压。
Vout——输出电压。
Iout(min)——最小负载时的电流。
f sw ——工作频率。
电感是个环形表面封装元件，市场上有多种标准表面封装的电感，这里选择的是Coileraft公司的D03340P-333(33μH)。
功率开关和同步整流器MOSFET的选择功率开关：功率开关要用一个变压器耦合的N沟道功率MOSFET。
这里打算使用一个S0-8封装的双N沟道MOSFET，以节省PCB空间。
最大输入电压是DCl4V。
因此，可以选用V DSS不低于DC+30V、峰值电流是2．8A的MOSFET。
选择过程的第一步是确定所用MOSFET的最大R DS（on），通过热模型可以确定这个值，最大的R DS(on)可由下式得到：同时希望器件的耗散功率小于1W，所以估计的R DS(on)应小于所以选FDS6912A双N 沟道MOSFET，它是S0-8封装，10V栅极电压时的导通电阻为28mΩ。
同步二极管：要用一个大约是同步MOSFET连续额定容量的30％的肖特基二极管与MOSFET内部二极管并联，30V时约为0．66A。
这里使用MBRSl30，该二极管在流过0．66A时有0．35V的正向压降。
可替换的元件：在写本书时，仙童半导体公司出品了一个集成的肖特基二极管和MOSFET，肖特基二极管直接并在MOSFET的硅片上(syncFET)。
SyncFET有一个40mΩN沟道MOSFET，与一个28mΩSyncFET一起封装，型号为FDS6982S。
输出电容(参见)输出电容值由下列公式确定：输入和输出滤波电容主要考虑的是流入电容的纹波电流。
在这个实例中，纹波电流和电感交流电流是相同的，电感电流最大值限定在2．8A，纹波电流峰峰值为1．8A，有效值大约为O．6A(约为峰峰值的1／3)。
采用表面安装钽电容，因为它的ESR只有电解电容的10％～20％。
在环境温度+85。
C=时，电容将降额30％使用。
最佳的电容是来自AVX公司的，它的ESR非常低，因此可以适应很高的纹波电流，但这是很特殊的电容。
在输出端可将下列两种电容并在一起。
AVX：TPSEl07M01R0150 1OOμF(20％)，10V，150mΩ，O．894A(有效值)TPSE107M01R0125 100／μF(20％)，10V，125mΩ，0．980A(有效值)Nichicon：F750A107MD 100μF(20％)，10V，120mΩ，0．92A(有效值)输入滤波电容(见)这个电容要流过与功率开关相同的电流，电流波形是梯形的，从最初的lA很快上升到。
它的工作条件比输出滤波电容恶劣得多。
可把梯形电流看成两个波形的叠加来估计有效值：峰值1A的矩形波和峰值1．8A的三角波，产生大约1．1A的有效值。
电容值由下式计算：电压越高，电容值越低。
电容由两个1OOμF电容并联而成，它们是：AVX(每个系统需两个)：TPSl07M020R0085 1OOμF(20％)，20V，85mΩ，1．534A(有效值)TPSl07M020R0200 100μF(20％)，10V，200mΩ，1．0A(有效值)选择控制IC芯片(U1)期望的buck控制IC芯片的特性是：1．直接从输入电压即可启动的能力。
2．逐周电流限制。
3．图腾柱MOSFET驱动器。
4．功率开关和同步整流器MOSFET之间延时的控制。
市场上绝大部分同步buck控制器都是用于+5～+1．8V微处理器调整电源的(如，+12V的V dd和+5V的V in)。
也有很多IC芯片可以提供足够的功能，使用者可以根据应用来选择这些功能。
在选择时，初选了两家加利福尼亚公司的产品，发现只有一种IC适合这种要求，就是Unitrode／TI的UC3580-3。
电压误差放大器的内部基准是2．5(1±2．5％)V。
设定工作频率(R7、R8和C8)R8给定时电容C8充电，而R7给定时电容放电。
首先，要确定变换器最大占空比。
因为输出电压大约是最低输入电压的50％，所以选择最大占空比为60％。
从数据手册得充电时间最大值是0．6／300kHz或2μs。
参数表上定时电容值lOOpF略偏小不会耗散太多能量。
这里采用这个值，因此R8的值是伏-秒限制器(R4和C5)这个IC芯片有前馈最大脉宽限制功能。
当输入电压增加时，Buck变换器工作脉宽会减少。
RC 振荡器直接与输入电压相接，并且它的定时值与输入电压成反比。
它的定时时间设成比工作脉宽长30％。
如果伏．秒振荡器定时时间到了，而调整单元仍旧导通，则调整单元会被关断。
C5也取lOOpF，因为它的定时和振荡器一样，所以R4大约是47kΩ。
设定调整单元和同步整流器MOSFET之间的死区时间根据MOSFET功率开关节可以进行开通和关断延时的计算，但仍需要在最初调试时调整R6(死区设定电阻)的值。
开始设成lOOns比较好，典型的MOSFET开通延时是60ns，100ns可以保证不会有短路电流。
IC所产生的死区延时是不对称的。
从数据手册的图表上看，100kΩ电阻产生开通延时大约为1lOns，关断延时为180ns。
在最初调试阶段就要设法减少这些延时。
延时使得二极管导通的时间太长，损耗就高，但还是工作在安全区。
栅极驱动变压器的设计(T1)栅极驱动变压器是一个简单的1：1正激式变压器。
对变压器没有特别的要求，因为它是小功率、交流耦合(双向磁通)的300kHz变压器。
用(10mm)的铁氧体磁环就足够了，如TDK公司的K5TIO×2．5×5(B sat是3300G)，或Philips公司的266T125-3D3(B sat是3800G)。
从磁性元件的设计可知，产生1000G(0．1T)或0．3B sat的匝数是栅极驱动变压器用两根相同导线(约#30AWG)并绕。
为了方便，变压器绕在一个四引脚“鸥翅型”(gull wing)表面安装骨架上。
电流检测电阻(R15)和电压检测电阻分压器(R11和R13)芯片只提供了一个最小O．4V阈值的关断引脚。
这里打算采用一个备用的过电流保护模式。
为了尽可能减小电流检测电阻的尺寸，将采用电流反馈检测电路的一种变型。
此处，0．35V是电压检测电阻分压器(R14)上的压降。
那么R15为R15 =3A=Ω(取20mΩ)戴尔(Dale)电阻是WSL-2010-02-05。
设定流过电压检测电阻分压器的电流约为1．0mA。
这样R13和R14的总电阻是R sum ==ΩR14 为R14 =0。
35V/ =350Ω(取360Ω)则R13 为R13 =Ω-360Ω=Ω(取Ω,1%精度)则R11 为R11 =（）/1mA =Ω(取Ω,1%精度)电压反馈环补偿（见）这是一个电压型正激式变换器。
为了得到最好的瞬态响应，将采用双极点、双零点补偿法。
确定控制到输出特性:输出滤波器极点由滤波电感和电容决定，且以-40dB／dec穿越OdB线。
它的自然转折频率是输出滤波电容引起的零点（ESR是两个150mΩ并联）是功率电路直流绝对增益是计算误差放大器补偿极点和零点选择15kHz穿越频率能满足大部分的应用场合，这使得瞬态响应时间约为200μs。
f xo=15kHz首先，假定最终闭合回路补偿网络以-20dB／dec下降，为获得15kHz穿越频率，放大器必须提高输入信号增益，即提高博德图中的增益曲线。
G xo=20lg(f xo/f fp)-G DC=20lg(15kHz/1959Hz)G xo=G2=+ dBA xo=A2= dB（绝对增益）这是中频段(G2)所需的增益，以获得期望的穿越频率。
补偿零点处的增益是：=A1 =（绝对增益）为补偿两个滤波器极点，在滤波器极点频率的一半处放置两个零点：第一个补偿极点置于电容的ESR频率处(4020Hz)：第二个补偿极点用于抑制高频增益，以维持高频稳定性：现在可以开始计算误差放大器内部的元件值，见图19。
最终所设计的电路见图20。