宽电压输入直流开关电源的设计.
开关直流降压电源(BUCK)设计
开关直流降压电源(BUCK)设计摘要随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
近年来，随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展，新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计开关电源，利用MOSFET 管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词：直流，降压电源,TL494,MOSFET1目录摘要 (1)Abstract........................................................... ........ 错误！未定义书签。
1.方案论证与比较 (4)1.1 总方案的设计与论证 ...................................... 错误！未定义书签。
1.2 控制芯片的选择 (4)1.3 隔离电路的选择 .............................................. 错误！未定义书签。
2. BUCK电路工作原理 ......................................... 错误！未定义书签。
3. 控制电路的设计及电路参数的计算 ................ 错误！未定义书签。
3.1 TL494控制芯片................................................ 错误！未定义书签。
一种宽输入电压范围反激电源的研究与设计
一种宽输入电压范围反激电源的研究与设计李文豪;廖建军【摘要】当前针对小功率开关电源输入宽电压范围、输出高电压的要求日趋普遍.实现高压输出的方式很多,但电源产品研发需要综合考虑性能、可靠性、可生产性及成本等多方面因素.着重介绍一种采用双绕组变压器的电源设计思路,每个绕组分别整流后再叠加升压,以此获得直流高压输出.分析了该方法在器件选择、频率设定以及电路体积重量等方面的优势.最后运用该方案研制了一款电路,通过仿真和实测结果表明设计满足要求.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2018(018)011【总页数】4页(P18-21)【关键词】高效率;反激;双绕组变压器;叠加倍压;TL431【作者】李文豪;廖建军【作者单位】中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆400060;中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆400060【正文语种】中文【中图分类】TN4021 引言当下DC/DC开关电源技术持续演变发展，宽范围电压输入、高压输出的小型化开关电源模组应用越来越广泛，例如军事应用领域的电子对抗、雷达探测、电磁脉冲武器和科研院所机构使用的回旋式电子加速器等，在民用领域诸如机场、高铁站、会议中心等公共场所人员密集区域的安检以及各类工业探伤、医疗诊断检测等方面也有大量应用。
本文基于某应用场景，需研究设计一款特殊环境下使用的高压小功率输出的低成本电源模块电路。
经查询参考资料[1-2]及相关学术文献，发现当前的研究偏重于高压大功率领域，对高压小功率输出的研究较少，且多采用直升高压或倍升高压等传统的高压输出方式，在本文研究的特定条件下存在一定局限性。
2 电路总体方案现有开关电源模组的重量、体积等关键指标很大程度上取决于内部变压器，而在固定的转换功率约束条件下，工作频率的高低直接决定了变压器的体积和重量大小（轻重）。
因此为了获得更小的体积和更轻的重量，最有效的技术途径就是尽力提高变压器的工作频率。
这就是开关电源小型化技术的基础。
ACDC开关电源的设计
AC/DC开关电源的设计一． 技术要求1.1 AC/DC 开关电源 1．输出电压： 直流，纹波电压（峰峰值）小于额定电压的0.5% 2． 输入电压： AC 三相380V ±10％ 3． 输入电压频率： 50±5HZ 4． 负载短时过载倍数： 200％ 5． 瞬态特性： 较好6．技术指标要求： 输出直流电压(V)10~12~14输出电流（A ）140 1.2 设计条件1） 电路形式 全桥 全波整流 2） 工作频率 20KHZ3） 逆变器电路最高，最低电压 DC 592～450V4） 输出电压 max o V =14VDC min 10o V VDC = 输出电流 150A5） 开关管最大导通时间 max o T ＝22.5us 6） 开关管导通压降 1U ∆=3V7） 整流二极管导通压降 2U ∆＝1V 8） 变压器允许温升 25C ︒ 9） 电原理图二、主电路原理与设计2.1主电路工作原理380V 市电经不控整流后变成了脉动的直流电，经直流滤波电路后变成平稳的直流供给逆变电路，逆变桥在驱动信号的作用下根据正弦脉宽调制原理将直流电变成一定电压一定频率的交流电，再经过隔离变压器来实现电压的匹配，经过整流来得到直流更好的直流电，经直流滤波隔离后供给负载。
采用SPWM 调制方式，通过电压负反馈调节输出电压，使输出电压稳定在一定的范围内。
2.2主电路结构UVW主电路原理简图如图所示主电路主奥包括以下几个部分：1）不控整流部分：主要采用三相不控整流，该电路结构简单，可靠性高。
2）DC滤波部分：注意用无源滤波电路来使电路中的有害谐波减少，提高对以后电路供电的可靠性。
3）逆变电路：采用功率IGBT为开关器件，SPWM调制方式，利用电压负反馈构成闭环控制，稳定输出电压。
4）隔离电路：主要是用隔离变压器来实现电路的隔离和电压的匹配。
5）二次逆变部分：注意是实现电压的二次变换，来实现供电的高可靠性和高直流性。
如何一步一步设计开关电源？开关电源设计调试步骤全过程
如何一步一步设计开关电源？开关电源设计调试步骤全过程针对开关电源很多人觉得很难，其实不然。
设计一款开关电源并不难，难就难在做精，等你真正入门了，积累一定的经验，再采用分立的结构进行设计就简单多了。
万事开头难，笔者在这就抛砖引玉，慢慢讲解如何一步一步设计开关电源。
开关电源设计的第一步就是看规格，具体的很多人都有接触过，也可以提出来供大家参考，我帮忙分析。
在这里只带大家设计一款宽范围输入的，12V2A的常规隔离开关电源。
1、首先确定功率根据具体要求来选择相应的拓扑结构；这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。
在这里我会更多的选择是经验公式来计算，有需要分析的，可以拿出来再讨论。
2、选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计当我们确定用flyback拓扑进行设计以后，我们需要选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计(sch)。
无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。
对里面的计算我还会进行分解。
分立式：PWMIC与MOS是分开的，这种优点是功率可以自由搭配，缺点是设计和调试的周期会变长（仅从设计角度来说）；集成式：就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里，省去设计者很多的计算和调试分步，适合于刚入门或快速开发的环境。
3、做原理图确定所选择的芯片以后，开始做原理图(sch)，在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计。
设计前最好都先看一下相应的datasheet，确认一下简单的参数。
无论是选用PI的集成，或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet。
一般datasheet里都会附有简单的电路原理图，这些原理图是我们的设计依据。
4、确定相应的参数当我们将原理图完成以后，需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。
当然不同的公司不同的流程，我们需要遵守相应的流程，养成一个良好的设计习惯，这一步可能会有初步评估，原理图确认，等等，签核完毕后就可以进行计算了。
基于SG3525的DCDC开关电源设计
... 基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525... 毕业设计任务书题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、设计内容设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源，给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算。
二、基本要求1. 系统工作原理及设计思路。
2. 设计开关电源主电路。
3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。
4. 主要元器件的选择。
5. 利用saber进行系统仿真。
三、主要技术指标输入电压为DC10—35V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定功率为500W。
电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。
四、应收集的资料及参考文献[1] 邹怀虚. 电源应用技术[M]. 北京：科学出版社.1998[2] 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术[M]. 北京：电子工业出版社，2001五、毕业设计进度计划第1—2周：收集资料，完成系统工作原理及设计思路开题报告。
第3周：设计开关电源主电路。
第4—6周：选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。
第7周：中期检查。
第8—11周：利用saber进行系统仿真。
第12—13周：论文审核定稿。
第14—15周：答辩。
...毕业设计开题报告题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、研究背景21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。
开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。
从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。
功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。
开关直流电源设计(原理及结构)
并联型高频开关直流电源的系统设计关键字：开关电源 PWM 并联均流模块随着模块化电源系统的发展，开关电源并联技术的重要性日见重要。
这里介绍了一种新型并联型高频开关电源整流模块的系统设计方案。
其中，对开关电源的驱动电路、缓冲电路、控制电路及主要磁元件进行优化、设计。
控制电路以UC3525为核心，构成电流内环、电压外环的双环控制模式，实现系统稳压和限流。
并且通过小信号模型分析，对电压电流环的PI调节器进行设计。
近几年来，各式各样的开关电源以其小巧的体积、较高的功率密度和高效率越来越得到广泛的应用。
随着电力系统自动化程度的提高，特别是其保护装置的微机化，通讯装置的程控化，对电源的体积和效率的要求不断提高。
电源中磁性元件和散热器件成了提高功率密度的巨大障碍。
开关频率的提高可以使开关变换器（特别是变压器、电感等磁性元件以及电容）的体积、重量大为减小，从而提高变换器的功率密度。
另外，提高开关频率可以降低开关电源的音频噪声和改善动态响应。
但是由于开关管的通断控制与开关管上流过的电流和两端所加的电压无关，而早期的脉宽调制（PWM）开关电源工作在硬开关模式，在硬开关中功率开关管的开通或关断是在器件上的电压或电流不等于零的状态下强迫进行的，电路的开关损耗很大，开关频率越高，损耗越大，不但增加了热设计的难度而且大大降低了系统得可靠性，这使得PWM开关技术的高频化受到了许多的限制。
根据高频电力操作电源的设计要求，结合实际的经验和实验结果选择合适的开关器件，设计出稳定可靠、性能优越的控制电路、驱动电路、缓冲电路以及主要的磁性元器件。
对最大电流自动均流法的工作原理以及系统稳定性进行了较为深入的研究。
采用均流控制芯片UC3907设计了电源的均流控制电路，使模块单元具有可并联功能，可以实现多电源模块并联组成更大功率的电源系统。
1、系统原理的设计思想在设计大型的开关电源模块时，首先需要对系统有一个整体的规划，以便于设计整体结构及相应的辅助电源。
宽电压输入直流开关电源的设计
宽电压输入直流开关电源的设计一、引言随着电子技术的不断发展，人们对电源稳定性、高效性和可靠性的要求也越来越高。
而宽电压输入直流开关电源是一种能够在不同电压范围内提供稳定输出电压的电源设计方案。
本文将介绍宽电压输入直流开关电源的设计原理、关键技术及实现过程。
二、设计原理1.输入电压范围选择2.稳压控制电路稳压控制电路是保证输出电压稳定的核心部分。
常用的稳压控制电路包括电流反馈式稳压控制电路和电压反馈式稳压控制电路。
电流反馈式稳压控制电路适用于输出电流变化较大的情况，而电压反馈式稳压控制电路适用于输出电压波动较大的情况。
3.开关元件选择开关元件的选择直接影响到设计方案的可行性和效率。
常用的开关元件有晶体管、开关管和MOS管。
其中，MOS管具有开关速度快、控制电压低、导通电阻小等特点，是较为常用的开关元件。
三、关键技术1.输入电压稳定性输入电压的稳定性对于宽电压输入直流开关电源的稳定性和可靠性至关重要。
可以通过滤波电路和稳压电路来提高输入电压的稳定性。
2.输出电压稳定性相比传统电源设计，宽电压输入直流开关电源输出电压波动范围更广。
因此，输出电压的稳定性也需要得到保证。
可以通过稳压控制电路和输出滤波电路来提高输出电压的稳定性。
3.效率四、实现过程实现宽电压输入直流开关电源的过程主要包括以下几个步骤。
1.选择合适的输入电压范围。
根据实际需求选择适当的输入电压范围。
2.设计稳压控制电路。
根据所选的输入电压范围和输出电压要求，选择合适的稳压控制电路，并进行设计和优化。
3.选择合适的开关元件。
根据设计要求和性能要求，选择合适的开关元件，并进行电路设计和优化。
4.优化输入电压稳定性。
通过合理的输入电压滤波和稳压电路设计，提高输入电压的稳定性。
5.优化输出电压稳定性。
通过稳压控制电路和输出滤波电路设计，提高输出电压的稳定性。
5.优化电源效率。
通过合理的选材、电路设计和优化，提高电源的效率，减少能量损耗。
六、结论宽电压输入直流开关电源具有宽范围的输入电压和稳定的输出电压特点，可以适应不同电压范围的需求。
(完整word版)基于Buck变换器的开关电源设计【适合做课程设计】
基于Buck变换器的开关电源设计摘要一个高可靠性的电源系统需要大功率宽电压输入范围的DC/DC变换，在充分考虑不同DC/DC变换器拓扑特点的基础上，选用Buck作为系统的电路拓扑.本文介绍了Buck电路的工作原理，对整个闭环结构进行设计与研究,并附以相关电路图表示。
并选择符合规范的元器件，计算产品的成本.关键词Buck拓扑；DC/DC；开关电源;MC34063第一章概述开关电源是利用现代电子电力技术控制功率器件(MOSFET、三极管等）的导通和关断时间来稳定输出电压的一种稳压电源，具有转换效率高，体积小,重量轻，控制精度高等优点。
1。
1基本要求输入直流9V-12V,输出5V，5W；开关振荡频率40KHz。
1.2方案设计采用MOSFET作为功率转换元件,MOSFET具有压降小，输入电阻高，动态特性好等特点。
控制方案采用集成电路MC34063单路PWM控制芯片，极大简化电路设计。
第二章开关电源输入与控制部分设计2。
1 开关电源工作原理开关电源是指调整管工作在开关方式，只有导通和截止两个状态，图2-1为工作过程。
基准电压为固定值,由于输入波动或负载变化导致输出电压减小，采样电压将减小，经过比较放大后，脉冲调制电路根据这个误差，提高占空比使输出电压增大.同理,当由于输入波动或负载变化导致输入电压增大时,脉冲调制电路降低占空比使输出电压减小，以此来控制输出电压的稳定。
图2-1 开关电源原理框图2。
2 Buck 调整器的基本工作方式Buck 调整器的基本电路如图2-2所示,晶体管Q1与直流输入电压dc V 串联，通过Q1的开通与关断，在V1处产生方波电压，采用恒频占空比可调的方式（PWM),在V1出产生方波电压，Q1导通时间为on T 。
Q1导通时V1点电压为dc V ，电流通过串接的电感L0流入输出端,Q1关断时，电感L0产生反电动势，使V1点电压迅速下降到0并变负，直至被D1钳位于—0。
8V 。
假设二极管导通压降为0,则V1点电压为矩形波，该方波电压平均值为T T V on dc /。
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稳压
隔
离
驱
器 ）
动 （ 驱
动
变
压
TL494
（稳 压
）过 流 控 制
输出
图4 整体电路方框图
主电路的选择
主电路的选择主要包括功率变换电路的拓扑结构的选择和整 流电路的选择。
表2-1 功率变换电路各结构比较
电路
优点
缺点 功率范围 应用领域
正激型 反激型
电路较简单成 本低，可靠性 高，驱动电路 简单
变压器单向励 磁，利用率低
我们设计的作品简单实用，稳定性好，测试工 作120个小时工作正常、性能良好。有良好的应 用前景，广阔的市场需求。下面我介绍一下我们 作品的原理和设计的思路与过程。
作品优势
1）输入电源：可应用于直流250V和550V两种 电压下。输入直流电压的范围要求要宽， 250V电压 等级的电压范围为：150V-400V； 550V电压等级的电压 范围为： 300V-800V。
大功率工业用 开关电源、焊 接电源、点解 电源等
有偏磁问题
几百瓦—几 低输入电压的
千瓦
开关电源
上表展示了各个不同电路的优点和缺点，经过综 合考虑，并且由于设计要求两个电压等级同时适 用，即250V和550V。故选择两个半桥开关电路， 通过连线使其以并联或串形联式工作，就可满足 要求 。
下面我们讨论一下整流电路的选择。对于三种常 用的整流电路，现将各自的优缺点和适用范围进 行比较
宽电压输入直流开关电源设计
——大学生SRTP项目报告
项目队员：李 洋 任 健 刘江宽 刘孝星 薛彥召
指导老师：冯高明
一、开关电源现状和发展
开关电源现状
目前，开关电源产品正在向“四化”的方向发展：应 用技术的高频化、硬件结构的模块化、软件控制的数字化 和产品性能的绿色化。
开关电源最突出的优点是体积小，重量轻，这一优点 是和系统的高频工作状态相关的。进一步提高工作频率， 电源的体积和重量将更加小，从而实现更高的功率密度。 使开关电源进入更广泛的领域。
变压器双向 励磁。变压 器一次电流 回路中只有 一个开关， 通态损耗较 小，驱动简 单
表2-1 续
有直通问题， 可靠性低，需 要复杂的隔离 驱动电路
各种工业用开
几百瓦—几 关电源，计算
千瓦
机设备用开关
电源
结构复杂，成 本高，可靠性 低，需要复杂 的多组隔离驱 动电路，有直 通和偏磁问题
几百瓦—几 百千瓦
二极管电 压高，变 压器绕组 需中心抽
头
输出电压 为5— 100V的 电路
IL /2 2 U0/D
总通态损 耗小，变 压器绕组 结构简单
二极管电 压高，电 感数量多
输出电压 非常低 （﹤5V）
的电路
从输出电压方面以及电路结构方面考虑， 本设计选用全波整流最为合适 。
控制电路工作原理
• 本设计采用PWM脉冲宽度调制，应用开关电源 PWM集成控制器使得电路简单，轻便，维修方便。 目前常用的PWM控制器有TL494、SG3524、 SG3525A、UC3842/42A、UC3846/47、 UC3823X、UC3825X和MC44603等。
开关电源原理及各电路功能
EMI电路
整流滤波
功率变换
整流滤波
输出
输入过欠压 保护
功率因数 调整
PWM控 制器
稳压环 路
取 样
图2 开关电源电路方框图
短路保护 限流保护
输出过压保护
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。它通过高 频开关技术将输入的较高的交流电压转换为低压设备所需 要的较低的直流电压。EMI电路整流滤波功率变换整流滤 波PWM控制器输入过欠压保护输出取样稳压环路功率因 数调整短路保护输出过压保护限流保护。
电路非常简单， 难以达到较大
成本很低，可 的功率，变压
靠性高，驱动 器单向励磁，
电路简单
利用率低
各种中、小 几百瓦—几千 功率开关电
瓦
源
几瓦—几十瓦
小功率和消 费电子设备、 计算机设备 开关电源
半桥型 全桥型 推挽型
变压器双向 励磁，无变 压器偏磁问 题，开关较 少，成本低
变压器双向 励磁，容易 达到大功率
二、项目作品实物与作品性能
直流变换电源主要解决了三个 问题，一是可以通过不同的接线方式应用于两种 不同的电压下，通用性很 强。为具有250V和 550V两种架线电压系统的厂矿减少了备用机器和 备件。二是输入电压范围很宽，适应了煤矿供电 电网波动大、纹波强、架线的始端和末端压差高 等特点。三是实现了低成本。
开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器 （EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电 路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护 电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短 路保护电路等
电路方案设计
架线250V/550V
限流滤波 全波整流
半桥电路1
全波整流
半桥电路2
滤波
2）输出电源指标：
电压：DC24V±0.5V
允许最大输出：200W
纹波电压：≤100mV
使用环境温度：-10ºC～+45ºC
3）整个电源的成本控制在100元以内，实现低 成本。
三、开关电源电路设计
• 开关电源原理及各电路功能 • 电路方案设计 • 主电路工作原理 • 控制电路工作原理 • 驱动电路工作原理
开关电源的控制已经由模拟控制，模数混合控制，进 入到全数字控制阶段。全数字控制作为开关电源的发展趋 势，已经在许多功率变换设备中得到应用。近两年来，高 性能全数字控制芯片相继开发，费用也已降到比较合理的 水平，欧美已有多家公司开发并制造出开关变换器的数字 控制芯片及软件。
开关电源在煤矿中的应用
我国煤矿井下架线电机车通常采用550V或250V电压等级 的直流电压通过牵引电网供电。此电压无法适应电机车的 照明和警铃信号，通常采取将此电压经过直流变换电源变 换为24V后供照明电路和警铃信号使用。目前矿用直流变 换电源存在着通用性差，输入电压范围较窄以及成本高的 问题，研制低成本宽输入的直流变换电源可以满足煤矿行 业的这一需求。
表2-2 几种整流电路的比较
电路 全桥型整 流
全波整流
倍流整流
电压比
D D D/2
二极管断 平均电流 态电压
优点
缺点 应用领域
IL /2 U0 /D IL /2 2 U0/D
二极管电 压低，变 压器绕组
结构简单
二级管数 量多，总 通态损耗
大
高输出电
压 （﹥100 V）的电 路
期间总数 少，结构 简单，总 通态损耗 小