DCDC电源设计方案
DCDC模块电源的反馈电路和设计方法

DCDC模块电源的反馈电路和设计方法1.设定输出电压:根据所需的应用要求,确定DCDC模块的输出电压。
这个输出电压将是反馈电路中的一个参考值。
2.选择参考源:选择一个合适的参考源来提供稳定的参考电压。
这可以是一个精确的参考源芯片,如LM4140或ADR5040,或者是使用电阻分压电路来生成基准电压。
3.设计误差放大器:误差放大器是反馈电路的核心部分,它将输出电压与参考电压进行比较,并生成误差信号。
这个误差信号将用于调整模块的控制电路。
误差放大器通常使用运算放大器来实现,可以使用标准的运算放大器芯片,如LM358或OPA3414.设计比较器:比较器是用于将输出电压与参考电压进行比较的电路。
它生成一个逻辑信号,表示输出电压是否高于或低于参考电压。
比较器可以使用专门的比较器芯片,如LM393或LM311,或者使用运算放大器来实现。
5.设计控制电路:控制电路根据误差信号和比较器的输出来调整开关管的导通时间。
控制电路可以使用数字控制器、模拟控制器或专门的控制芯片来实现。
这个控制电路应该能够根据误差信号的大小和方向来调整开关管的导通时间。
6.添加过压和欠压保护:为了保护DCDC模块和负载,可以添加过压和欠压保护电路。
这些保护电路可以根据输出电压的水平来触发开关,从而保护模块和负载。
7.优化滤波和稳压电容:为了提高稳定性和滤波效果,可以在输入和输出端添加滤波电容。
这些电容可以帮助去除电源线上的噪音和纹波,并提供稳定的输出电压。
总结起来,设计DCDC模块的反馈电路需要考虑输出电压、参考源、误差放大器、比较器、控制电路、过压和欠压保护、滤波电容等各个方面。
合理的设计反馈电路可以实现对输出电压的精确控制,并提供稳定可靠的电源。
DCDC模块电源的设计方法

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三种基本的隔离开关电源:
L Vin
Lm
D
Vo
Vin
D1
D2
Vo
S
S
Flyback Converter
正激型变换器
L D1 Vo
Vin
S2
S1
D2
桥式变换器
电感的电磁学定义:
电路的观点:
i(t) + u(t) -
di(t ) u(t ) L dt
磁场的观点:
i(t)
φ
φ
Li(t )
1 B max Bdc B 2
铁磁材料的磁芯损耗的测量:
i(t) LCR Meter
+
u(t) -
根据实际工作的f和 ΔB画出磁芯的磁滞回线 (B-H),磁滞回线的面积即为磁芯损耗
R Q L
1/R代表了磁芯在小信号下的损耗大小。
1/ R
1 QL
Core characteristics analysis(1)
在国际单位制中:B称为磁感应强度,单位:特斯拉 T H称为磁场强度,单位:安培每米 A/m
o 4 107
φ
磁感应强度为B
面积为S
Bds
φ
s
BS
均匀磁场
称为磁通,磁通围绕电流构成一个闭合回路,且大小连续。 B又称为磁通密度
闭合的磁路及磁路中的气隙:
I
磁路长度lc 磁场强度Hc
磁性材料的磁芯损耗:
磁滞损耗:由于磁畴翻转导致的损耗,主要与磁性材 料的性质有关。
涡流损耗:变化的磁通在磁芯形成涡流(感应电流) 导致的损耗,主要与磁性的结晶情况有关。
互相绝缘的硅钢片用来减少涡流损耗。
DCDC变换器的设计方案

DC-DC变换器的设计方案一种模块化高效DC-DC变换器的开发与研制设计方案一、设计任务:设计一个将220VDC升高到600VDC 的DC-DC变换器。
在电阻负载下,要求如下:1、输入电压U=220VDC,输出电压u=600VDC。
2、输出额定电流|;:=2.5A,最大输出电流Iomax=3Ao3、当输入山在小范围内变化时,电压调整率SV W2%(在匕=2.5A时)。
4、当|<在小范围你变化时,负载调整率SI W5%(在||=220VDC时)。
5、要求该变换器的在满载时的效率n±90%o6、输出噪声纹波电压峰-峰值U t)pp<1V(在Ui=220VDC,u=600VDC,[(=2・5A条件下)。
7、要求该变换器具有过流保护功能,动作电流设定在3A o8、设计相关均流电路,实现多个模块之间的并联输出。
二、设计方案分析1、DC-DC升压变换器的整体设计方案主电路图1DC-DC变换器整体电路图如图1升压式DC-DC变换器整体电路所示,该DC/DC电压变换器由主电路、采样电路、控制电路、驱动电路组成;开关电源的主电路单元、样电路单元采、控制电路单元、驱动电路单元组成闭环控制系统,是相对输出电压的自动调整。
控制电路单元以SG3525为核心,精确控制驱动电路,改变驱动电路的驱动信号,达到稳压的目的。
2、DC-DC升压变换器主电路的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分,可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为DC600V降压式、升压式、极性反转式等几种;隔离型的DC-DC 变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC 变换器的工作原理。
图2(a )DC-DC变换器主电路图2(b )DC-DC 变换器主电路图2(a )是升压式DC-DC 变换器的主电路,它主要由开关变换电路、高频变压电路、整流电路、输出滤波电路四大部分组成;图1(b )是用matlab 模拟主电路 DC220V出的升压式DC-DC变换器的主电路图。
DCDC模块电源的设计方法

DCDC模块电源的设计方法DC/DC模块是一种常见的电源转换模块,用于将直流电压的输入转换为不同的直流电压输出。
在设计DC/DC模块电源时,需要考虑多个因素,包括输入输出电压、电流要求、效率、稳定性以及电磁兼容性等。
下面我将详细介绍DC/DC模块电源的设计方法。
1.确定输入输出电压要求首先需要确定所需的输入和输出电压。
输入电压通常由电池、直流电源或其他电源提供,而输出电压则取决于所需的系统要求。
输入输出电压的选择应考虑到系统需求和电源模块的规格。
2.选择适当的拓扑结构DC/DC模块有多种拓扑结构可供选择,包括升压、降压、升降压和反激式等。
选择适当的拓扑结构取决于输入输出电压的差异、负载特性和成本要求等因素。
常用的拓扑结构有Buck、Boost、Buck-Boost和Cuk等。
3.计算元件参数在设计DC/DC模块电源时,需要计算和选择适当的元件参数,包括电感、电容、开关管和保护元件等。
这些元件的选择应根据输入输出电流、电压波动、功率损耗和效率要求等因素进行。
4.设计反馈回路DC/DC模块电源需要一个反馈回路以保持输出电压的稳定性。
常见的反馈方式有电压模式和电流模式控制回路。
选择适当的反馈方式取决于系统要求、稳定性和响应速度等因素。
5.优化功率转换效率为了提高DC/DC模块电源的效率,可以采取以下几个方法:-选择低功耗开关管和驱动电路,减少开关损耗;-优化电感参数,降低电感损耗;-使用高效的控制策略和调制技术。
6.考虑电磁兼容性在设计DC/DC模块电源时,还需要考虑电磁兼容性问题。
这包括减少电源模块对其他电子系统的电磁干扰,并对外界干扰具有一定的抗扰度。
为此,可以采取以下几个措施:-使用屏蔽材料和滤波器降低辐射和传导干扰;-应用良好的接地和屏蔽设计;-合理布局和排布电路板。
7.进行模拟和仿真在设计DC/DC模块电源时,可以使用模拟和仿真工具进行电路设计和性能评估。
这可以帮助验证设计的准确性和系统性能,减少实际测试的时间和成本。
DCDC升压开关电源设计

DCDC升压开关电源设计DC-DC升压开关电源是一种能够将低电压升高至高电压的电源装置,被广泛应用于各个领域中。
本文将介绍DC-DC升压开关电源的设计原理、关键技术以及一些注意事项。
DC-DC升压开关电源的设计原理是基于开关电路的工作原理。
开关电路是通过控制开关管的开关时间比例来调整输出电压的。
当开关管导通时,输入电源经过电感储能,从而增加电能;当开关管关断时,通过电容放电,将储存的能量释放出来,实现输出电压升高。
在设计DC-DC升压开关电路时,需要考虑以下几个关键技术:1.拓扑结构选择:常见的DC-DC升压开关电路拓扑结构有Boost、Flyback等。
不同的拓扑结构适用于不同的应用场景,选取合适的拓扑结构对于提高电路的效率和可靠性非常重要。
2.开关管的选择:开关管是DC-DC升压开关电路中重要的组成部分。
选择合适的开关管需要考虑其导通电阻、关断速度等参数,以及温度、功率和容量等要求。
3.控制电路设计:控制电路负责控制开关管的开关时间比例,从而调整输出电压。
常见的控制方法有脉宽调制(PWM)、频率调制(FM)等。
此外,控制电路还需要考虑保护电路的设计,以提高电路的可靠性。
4.滤波电路设计:DC-DC升压开关电路输出的电压含有大量的高频脉冲噪声。
通过适当设计滤波电路,可以减小输出电压的脉冲噪声,保证输出电压的稳定性和准确性。
此外,在进行DC-DC升压开关电源设计时1.功率匹配:输入电源和输出负载之间的功率匹配非常重要。
如果输入功率过大,开关管可能会因为过载而烧毁;如果输出负载功率过大,可能导致输出电压不稳定。
2.散热设计:开关管在工作过程中会产生大量的热量,需要通过散热器等散热装置将热量散发出去。
合理的散热设计可以保证电路的正常工作和寿命。
3.EMI问题:DC-DC升压开关电源会产生一定的电磁干扰(EMI),可能对周围的电子设备产生干扰。
在设计时要注意EMI的控制,采取一些抑制措施,如屏蔽、滤波等。
dcdc隔离电源方案

dcdc隔离电源方案1. 概述隔离电源是一种具有隔离功能的电源模块,能够将输入端和输出端隔离开来,从而达到输入和输出之间电气隔离的目的。
DC-DC(Direct Current to Direct Current)隔离电源方案是指将直流输入电源转换为不同的直流输出电源,并且在转换过程中实现电气隔离。
在电子设备中,DC-DC隔离电源方案具有很多优势。
首先,DC-DC隔离电源能够提供稳定的输出电压,不受输入电源波动的影响。
其次,隔离电源能够有效地隔离输入端和输出端的电气噪声,减少电气干扰。
此外,DC-DC隔离电源还具有高效率、小体积和良好的可靠性等优点,适用于各类电子设备。
2. DC-DC隔离电源的工作原理DC-DC隔离电源采用了变频器和变压器的结构。
2.1 变频器变频器是DC-DC隔离电源的核心组成部分,主要通过控制开关管的开关时间和频率来改变输入电源的电流和电压。
变频器可分为半桥变频器和全桥变频器两种类型。
半桥变频器由半桥开关管和半桥驱动电路组成,能够对输入电压进行有效的转换。
全桥变频器由四个开关管和电桥驱动电路构成,具有更高的转换效率和更好的稳定性。
2.2 变压器变压器主要通过电磁感应原理来实现输入和输出端之间的电气隔离。
变压器一般由铁芯和绕组组成,绕组包括输入侧绕组和输出侧绕组。
在变压器中,输入绕组接收来自变频器的输入电能,而输出绕组将转化后的电能传递给负载。
通过变压器的绝缘性能,能够实现输入和输出端之间的电气隔离效果。
3. dcdc隔离电源方案的应用DC-DC隔离电源方案广泛应用于各个领域的电子设备中。
以下是几个典型的应用场景:3.1 工业自动化在工业自动化领域,DC-DC隔离电源方案常用于工控机、PLC(Programmable Logic Controller)和其他工业设备中。
工业环境中存在很多电气噪声和干扰,隔离电源能够有效地隔离这些干扰,保证设备的正常运行。
3.2 通信设备通信设备中对电源的要求比较高,需要稳定的电压和干净的电源。
数控dcdc电源设计设计思路

数控dcdc电源设计设计思路
1.确定输入电压范围:首先要确定数控电源的输入电压范围,根据电源的使用场景和需求,确定合适的输入电压范围,一般为直流输入。
2.选择DC/DC变换器拓扑结构:根据设计要求和输入电压范围选择合适的
DC/DC变换器拓扑结构,常用的有升压、降压和升降压三种拓扑结构,根据具体需求选择合适的拓扑结构。
3.选择功率器件:根据数控电源的输出功率需求,选择合适的功率器件,包括MOSFET、IGBT等,同时要考虑器件的开关频率和损耗,以及温度特性等。
4.设计控制电路:设计数控电源的控制电路,包括反馈控制回路和调节电路等,用于实现电压、电流的稳定调节和保护功能。
5.设计保护电路:设计数控电源的保护电路,包括过压保护、过流保护、短路保护等,用于保护整个电源和输出负载的安全运行。
6.设计滤波电路:设计数控电源的滤波电路,用于滤除输入和输出电压中的杂散波动和噪声,提高电源的稳定性和输出质量。
7.进行仿真和优化:使用仿真软件进行电路仿真和参数优化,通过参数优化可以
提高电源的效率、稳定性和可靠性。
8.制作样机并测试:根据设计的电路图和原理图制作样机,进行测试和验证,包括静态测试和动态测试,确保电源的各项指标符合设计要求。
9.进行样机验证和改进:根据样机测试结果,进行改进和优化,确保电源的性能和可靠性达到设计要求。
10.量产和应用:根据样机验证结果,进行批量生产,并将数控电源应用于实际场景中。
及时进行售后维护和升级。
低功耗DCDC开关电源设计

摘要电力电子技术的发展使得开关电源的应用领域越来越广。
相比于传统的线性电源,开关电源有着体积小、功耗低、成本少、可靠性高等诸多的优势,因此在各类电子设备中得到了普遍的应用。
作为在我国能源结构中一直占据最重要位置的煤矿产业,其井下电源也由最初的线性电源逐渐被开关电源所取代。
而白光LED技术的发展也使得井下灯具中LED的使用率越来越高。
本文介绍比较了常见的开关电源的拓扑结构特点和控制反馈方式,结合LED 电气特性以及驱动方法,选用反激式电路,设计了一款基于高性能电流型PWM 控制器UC3842的单端反激式开关电源。
该电源以恒压型输出的方式驱动大功率白光LED完成井下的照明工作。
本设计将总体电路进行了模块化设计。
包含了前级EMI电路、整流电路、输入过压保护电路、钳位电路、UC3842芯片外围电路、反激变换器电路、反馈回路等等。
通过对各个模块电路的理论分析,确定了各组成模块中各个器件的器件型号以及参数数据。
最后通过saber仿真软件进行了仿真,得到了电路的工作性能参数。
关键字:开关电源,白光LED,反激式电路,UC3842,saberABSTRACTWith the development of power electronic technology switching power supply applications more pare with traditional linear power supply,switching power supply has a small size,low power consumption,low cost,high reliability advantage,that has been widely used in various types of electronic equipment.As China's energy structure occupies the most important position in the coal mining industry,the underground power from the initial linear power supply was gradually replaced by a switching power supply.The development of white LED technology also makes underground lamps LED usage is increasing.This article describes the comparison of the common characteristics of the switching power supply topology and control feedback manner,combined with LED electrical characteristics and driving methods,selection of Flyback circuits,based on high-performance current-designed UC3842PWM controller of single-end Flyback switching power supply.The power supply with constant voltage output to drive high power white LED complete lighting of the underground work.The overall circuit design modular analysis.It includes pre-EMI circuit,a rectifying circuit,input overvoltage protection circuit,a clamp circuit,UC3842chip peripheral circuits, flyback circuit,the feedback loop,and so on.Theoretical analysis of circuit through the various modules,each composition is determined the device type of the device and the parameters in the module data.Finally,Saber simulation software simulation, circuit performance parameters are received.KEY WORDS:switching power,white light LED,Flyback supply,UC3842,Saber目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1本设计研究背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本设计主要工作内容 (3)1.4论文组织结构 (3)第2章开关电源原理与LED特性 (4)2.1开关电源基本结构 (4)2.2开关电源拓扑结构 (5)2.2.1降压型(buck)开关电源 (5)2.2.2升压型(Boost)开关电源 (6)2.2.3升降压型(buck-boost)开关电源 (7)2.2.4正激式(Forward)开关电源 (7)2.2.5反激式(Flyback)开关电源 (9)2.3开关电源控制模式 (10)2.3.1电压型PWM (10)2.3.2电流型PWM (12)2.4LED特性 (13)2.4.1LED电气特性 (13)2.4.2LED驱动电路 (14)第3章开关电源电路模块设计 (15)3.1EMI滤波电路设计 (16)3.1.1EMI滤波基本原理 (16)3.1.2EMI电路参数计算 (18)3.2整流滤波电路设计 (19)3.2.1整流电路设计 (19)3.2.2滤波电容的计算 (20)3.3RCD缓冲电路设计 (20)3.4UC3842控制电路设计 (21)3.4.1UC3842芯片介绍 (21)3.4.2UC3842控制电路设计 (22)3.5输入过压保护电路设计 (24)3.6输出滤波电路设计 (26)3.7输出电压电流反馈电路设计 (27)3.7.1反馈电路原理介绍 (28)3.7.2反馈电路相关参数设计 (29)第4章功率变换电路设计 (30)4.1功率开关管的选择 (30)4.2高频变压器设计 (30)4.2.1磁芯的选择 (31)4.2.2最大占空比MAX D 的确定 (32)4.3.3初次级匝数比S P N /N 及匝数的确定 (32)4.3.4初次级侧绕组电感电流参数的确定 (32)4.3.5初次级绕组线径的选择 (33)4.3.6初级侧电感值的确定 (34)第5章仿真电路分析与设计总结 (35)5.1仿真电路设计 (35)5.2仿真结果分析 (35)5.3本次设计总结 (37)附录 (38)附录1:矿用低功耗DC/DC 开关电源电路图 (38)第1章绪论1.1本设计研究背景电源部分是电子设备的“心脏”,其性能的优良关系到电子设备能否正常工作[1]。
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DCDC电源设计方案1、DC/DC电源电路简介DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路,其主要功能就是进行输入输出电压转换。
一般我们把输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC/DC转换。
常见的电源主要分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列,前者的使用的电压一般为48V、36V、24V等,后者使用的电源电压一般在24V以下。
不同应用领域规律不同,如PC中常用的是12V、5V、3.3V,模拟电路电源常用5V15V,数字电路常用3.3V等。
结合到本公司产品,这里主要总结24V以下的DC/DC电源电路常用的设计方案。
2、DC/DC转换电路分类DC/DC转换电路主要分为以下三大类:(1)稳压管稳压电路。
(2)线性(模拟)稳压电路。
(3)开关型稳压电路3、稳压管稳压电路设计方案稳压管稳压电路电路结构简单,但是带负载能力差,输出功率小,一般只为芯片提供基准电压,不做电源使用。
比较常用的是并联型稳压电路,其电路简图如图(1)所示,选择稳压管时一般可按下述式子估算:(1)Uz=Vout;(2)Izmax=(1.5-3)I Lmax(3)Vin=(2-3)V out这种电路结构简单,可以抑制输入电压的扰动,但由于受到稳压管最大工作电流限制,同时输出电压又不能任意调节,因此该电路适应于输出电压不需调节,负载电流小,要求不高的场合,该电路常用作对供电电压要求不高的芯片供电。
有些芯片对供电电压要求比较高,例如AD DA芯片的基准电压等,这时候可以采用常用的一些电压基准芯片如MC1403,REF02,TL431等。
这里主要介绍TL431、REF02的应用方案。
3.1TL431常用电路设计方案TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。
它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值。
该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,参考电压源误差1%,输出电流为1.0-100mA。
最常用的电路应用如下图3-1所示,TL431的内部含有一个2.5V的基准电压,所以当在REF端引入输出反馈时,器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流,控制输出电压。
如图3-1所示的电路,当R1和R2的阻值确定时,两者对Vo的分压引入反馈,若V o增大,反馈量增大,TL431的分流也就增加,从而又导致Vo下降。
显然,这个深度的负反馈电路必然在VI等于基准电压处稳定,此时Vo=(1+R1/R2)Vref。
选择不同的R1和R2的值可以得到从2.5V到36V 范围内的任意电压输出,特别地,当R1=R2时,Vo=5V。
图3-1并联稳压器电路图图3-2大电流并联稳压器电路图TL431最大输出电流为100mA,在需要更大的电流时可以在图3-1基础上加一个三极管进行扩流,如图3-2所示。
使用上述设计方案时,需要注意的是,在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件,就是通过阴极的电流要大于1mA;电阻R1、R2必须选择低温漂高精度的精密电阻,这样才能保证输出电压的精度。
将R1换为电位器时,通过调节R1的大小,可以实现输出电压连续可调,调节范围为2.5V-36V。
3.2REF02常用电路设计方案REF02是高精度的基准电压芯片。
输入电压为+8V到+40V,输出电压为+5V,输出电压误差达到正负0.2%。
常用的电路方案如下图3-3所示。
在很多时候不仅需要正基准电压,还会用到负基准电压,因此在图3-3的基础上设计出能够同时出正负基准的一个电路,如图3-4所示。
主要是将REF02输出的+5V基准通过反相比例放大电路输出一个-5V的基准电压。
为了保证-5V基准电压的准确性,两个10K电阻需用高精度低温漂的精密电阻。
图3-3REF02输出稳压电路图3-4REF输出正负基准电压电路图3-3、3-4的电路方案除了REF02之外,很多电压基准芯片都可以用到,使用时可根据需要选择合适的基准电压芯片。
4、线性(模拟)稳压电路常用设计方案线性稳压电路设计方案主要以三端集成稳压器为主。
三端稳压器,主要有两种,一种输出电压是固定的,称为固定输出三端稳压器,另一种输出电压是可调的,称为可调输出三端稳压器,其基本原理相同,均采用串联型稳压电路。
在线性集成稳压器中,由于三端稳压器只有三个引出端子,具有外接元件少,使用方便,性能稳定,价格低廉等优点,因而得到广泛应用。
4.1固定输出三端稳压器三端稳压器的通用产品有78系列(正电源)和79系列(负电源),输出电压由具体型号中的后面两个数字代表,有5V,6V,8V,9V,12V,15V,18V,24V等档次。
输出电流以78(或79)后面加字母来区分。
L表示0.1A,M 表示0.5A,无字母表示1.5A,如78L05表求5V0.1A。
典型应用电路如下:图4-1典型应用电路图4-2提高输出电压的电路图4-3双电源电路在使用上述方案时需要注意,输入电压与输出电压至少应由3V的压差,使稳压器中的调整管工作在放大区。
同时输入输出压差过大,会增加稳压器的功耗。
具体参数按照数据手册。
在三端稳压器的输入输出端接一个二极管,用来防止输入端短路时,输出端存储的电荷通过稳压器,而损坏器件。
除上述典型应用方案外,固定输出三端稳压器与集成运放可以设计出输出可调的稳压电路,电路方案如图4-4所示:图中集成运放作为电压跟随器,运放供电借助三端稳压器输入电压。
当电位器滑动至最上端时,输出电压为最大值。
当电位器滑动至最下端时,输出电压为最小值。
4.2可调输出三端稳压器可调输出三端稳压器常用的是LM317(正输出)和LM337(负输出)系列。
其最大输入输出极限差值在40V,输出电压为1.2V-35V(-1.2V--35V)连续可调,输出电流为0.5-1.5A,输出端与调整端之间电压在1.25V,调整端静态电流为50uA。
其典型应用方案如图4-5所示:D1D2二极管保护LM317为保护二极管。
R2两端并联的C2可以大幅提高抵抗谐波的能力。
上面所述的几种DCDC转换电路都属于串联反馈式稳压电路,在此种工作模式中集成稳压器中调整管工作在线性放大状态,因此当负载电流大时,损耗比较大,即转换效率不高。
因此使用集成稳压器的电源电路功率都不会很大,一般只有2-3W,这种设计方案仅适合于小功率电源电路。
图4-5LM317可调稳压电路5、开关型稳压电路设计方案采用开关电源芯片设计的DCDC转换电路转化效率高,适用于较大功率电源电路。
目前得到了广泛的应用,常用的分为非隔离式的开关电源与隔离式的开关电源电路。
5.1非隔离式DCDC转换电路设计方案非隔离式的开关电源电路主要分类如下图所示:图5-1非隔离式开关电源电路分类5.1.1基于LM2575实现非隔离式DCDC变换的方案LM2575是美国国家半导体公司生产的1A集成稳压电路,内部集成了一个稳压电路,只需极少的外围器件便可构成高效的稳压电路,可大大减小散热器面积,大部分情况下不需使用散热片。
LM25755主要指标如下:最大输出电流1A,最大输入电压45V(60V),输出电压:3.3V5V12V ADJ(可调),稳压误差4%,转换效率75%-88%,震荡频率54KHZ,工作温度-55-+150。
常用的设计方案如下图5-1、5-2、5-3所示:图5-25V稳压电源电路图5-3-12V稳压电压电路图5-3 1.2-55V可调稳压电源电路再用上述方案时需要注意几点:(1)在图5-3中,输出电压计算公式为:(2)电感的选择可以按照下面公式进行选择:在选择电感时,可在电感器尺寸大小与系统性能之间做一个折中,可靠近这个数值选择一个合适的电感。
(3)输出电容选择地ESR的电容降低输出纹波电压,可使用固态胆电容或多层陶瓷电容。
可以按照下面公式进行选择:(4)二极管选择二极管额定电流应大于LM2575的最大电流限制,反向电压应大于最大输入电压的1.2倍。
5.2隔离式DCDC转换电路设计方案常用的隔离DC/DC转换主要分为三大类:图5-4常见隔离式开关电源分类这里主要介绍一种常用的单端反激式DC/DC变换电路,控制芯片采用常用的UC3842或UC3843。
UC3842是高性能固定频率电流的控制器,主要用于隔离AC/DC、DC/DC转换电路。
其主要应用原理如下:电路由主电路、控制电路、启动电路和反馈电路4部分组成。
主电路采用单端反激式拓扑,它是升降压斩波电路演变后加隔离变压器构成的,该电路具有结构简单,效率高,输入电压范围宽等优点。
控制电路是整个开关电源的核心,控制的好坏直接决定了电源整体性能。
这个电路采用峰值电流型双环控制,即在电压闭环控制系统中加入峰值电流反馈控制。
电路电流环控制采用UC3842内部电流环,电压外环采用T L431和光耦PC817构成的外部误差放大器,误差电压直接送到UC3842的1脚。
误差电压与电流比较器的同相输入端3脚经采样电阻采集到初级侧电流进行比较,从而调节输出端脉冲宽度。
2脚接地。
R4,C5是UC3842的定时元件,决定UC3842的工作频率,.当UC3842的1脚电压低于1V时,输出端将关闭;当3脚上的电压高于1V时,电流限幅电路将开始工作,UC3842的输出脉冲中断。
开关管上波形出现"打嗝"现象,从而可以实现过压、欠压、限流等保护功能。
此方案选择合适的变压器及MOS管可以把功率做的很大,与前面几种设计方案相比电路结构复杂,元器件参数确定比较困难,开发成本较高,因此需要此方案时可以优先选择市面上比较廉价的DC/DC隔离模块。
6、总结本文主要介绍了稳压管稳压、线性(模拟)稳压、开关型稳压三种电路模式的几种常用的设计方案。
稳压管稳压电路不能做电源使用,只能用于没有功率要求的芯片供电;线性稳压电路电路结构简单,但由于转化效率低,因此只能用于小功率稳压电源中;开关型稳压电路转化效率高,可以应用在大功率场合,但其局限性在电路结构相对复杂(尤其是大功率电路),不利于小型化。
因此在设计过程中,可根据实际需要选择合适的设计方案。