浅谈常见电源设计
浅谈直流稳压电源电路设计
浅谈直流稳压电源电路设计随着科技的发展，信息时代的进步，电子产品的应用越来越广泛，电子产品应用的同时需要直流稳压电源对这些电子产品进行充电，因此直流稳压电源的发展乃至成熟是信息发展的必然趋势。
本文主要阐述了直流稳压电源的设计过程，论述了直流稳压电源的发展历史和现状，简述了电路实际设计过程，完成了直流稳压电源电路的设计工作，对其应用做了总结。
标签：直流稳压电源;电路设计;工作原理一、直流稳压电源的发展历史、现状和设计背景从二十世纪60年代中期到了90年代以来，以电子为核心的电源产业进入快速发展时期，数据通讯和电信行业的技术更新推动电源行业向智能化方向发展。
电源的控制方式经过模拟控制、模数混合控制向数字控制阶段转变。
数字控制的优点是标定更的量，芯片价格也比较低，相对模数混合控制其对电压电流的检测更精确，实现较高精度的较正和快速灵活的控制。
1919年之后，我国相对发达国家，在电源行业方面存在不足和差距。
电源产品的开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、可靠性和持续创新等方面都存在差距，很多先进的电源设备国内不能生产，主要依赖于进口。
2018年直流稳压电源现状分析报告看出，国内直流稳压电源行业正处于发展时期，并且不断发展成熟起来。
二、电路设计实验设备及器件所谓巧妇难为无米之炊，电路设计同样需要必要的实验设施和工具，而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。
下面具体阐释设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的实验材料：1.电路所需实验设备、实验工具和仪表。
本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行，需要的实验仪器和实验工具如下：示波器、万用表、变压器（12v）、电烙铁、钳子和镊子等，另外需要若干焊锡和连接线。
2.电路所需元器件清单。
元器件清单如下：三、电路设计思路直流稳压电源又称为直流稳压器，其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。
其关键是输出直流电压的稳定性，所以设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。
开关电源设计方案
开关电源设计方案1. 导言开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备。
它具有高转换效率、小体积、轻重量等特点，被广泛应用于电子设备中。
本文将介绍开关电源的基本工作原理、设计流程以及几个常见的开关电源设计方案。
2. 开关电源的工作原理开关电源的工作原理包括输入滤波、整流、能量存储、调节和输出等步骤。
以下是一个典型的开关电源的工作原理图：开关电源工作原理图开关电源工作原理图1.输入滤波：交流电通过电源的输入端，首先经过输入滤波电路。
该电路使用电容和电感元件，去除交流电中的高频噪声和干扰，使得电源输入的电流更加稳定。
2.整流：经过滤波的交流电信号，经过整流桥或整流管，被转换为一个较高的直流电压。
整流桥通常由4个二极管组成，它们交替导通，使得输入交流电的正半周和负半周都能够被转换为正向的直流电。
3.能量存储：整流后的直流电压通过电容器进行存储。
电容器的作用是储存电荷以平滑输出电压，防止输出电压的波动。
4.调节：开关电源通常具有可调节输出电压的功能。
这是通过调整开关管的导通和截止时间来实现的。
调节电路通常由一片PWM控制芯片和电路反馈元件（如电感、变压器等）组成，以控制开关频率和占空比。
5.输出：经过调节后的直流电压，通过输出滤波电路去除残余的高频噪声，然后供给电子设备的负载。
3. 开关电源设计流程设计一个功能稳定、安全可靠的开关电源需要经过以下几个步骤：3.1 确定设计规格在开始设计之前，需要明确电源的输入和输出要求。
输入要求包括交流电的电压范围、频率、输入的稳定性等；输出要求包括直流电的电压、电流、纹波与噪声等。
3.2 选择拓扑结构常见的开关电源拓扑结构有多种，如Boost、Buck、Buck-Boost、Flyback等。
根据实际需求选择最适合的拓扑结构。
3.3 确定主要元件参数根据设计规格和拓扑结构，确定主要元件的参数，如开关管、变压器、电感、电容等。
3.4 确定控制策略根据实际需求，选择合适的控制策略，如PWM控制、电流模式控制等。
电源设计基础知识
电源设计基础知识
电源设计是指设计能够提供稳定、可靠、安全和高质量的电力输出的电源系统。
在设
计电源时需要考虑到电源的输入和输出特性、电源的稳定性和效率、电源的保护和管理功
能以及系统的可靠性和安全性等因素。
电源的输入特性包括输入电压和电流的范围、波形和稳定性以及电源的抗干扰能力等。
在设计过程中需考虑到供电环境的变化，如电源的输入电压、温度和湿度等因素，以确保
电源的正常运行。
电源的稳定性和效率是电源设计的重点。
电源的稳定性指电源的输出电压和电流在不
同负载和环境情况下的稳定性。
电源的效率则是指电源所消耗的输入功率和输出功率的比值。
为提高电源效率，设计电路中需要考虑到损耗降低、功率因数校正和降低电源中的损
耗等。
电源的保护和管理功能也是设计电源不可忽视的部分。
电源保护功能主要包括过流过
压保护、过温保护、短路保护等。
电源管理功能则包括电源开关控制、电源调节控制、电
源监测和反馈控制等，以便维护电源的正常运行和保护负载设备。
除此之外，设计电源时还需要考虑到系统的可靠性和安全性。
电源设计应该考虑到电
源模块各部分元件的可靠性、传热和散热问题，以确保电源长期稳定运行。
同时，电源的
设计应该符合电源相关安全标准，以确保电源的安全运行。
稳压电源设计
稳压电源设计1. 引言稳定的电源是电子设备正常运行的关键，稳压电源设计是电子电路设计中非常重要的一环。
本文将介绍稳压电源的基本原理、设计方法以及常见的稳压电源类型。
2. 稳压电源的基本原理稳压电源的主要目的是提供一个稳定的直流电压输出。
它可以通过控制电源输入端的输入电压或调整电路的工作方式来实现。
稳压电源的基本原理是通过负反馈控制来实现稳定的输出。
稳压电源电路通常由三个主要部分组成：输入部分、稳压控制部分和输出部分。
输入部分用于接受电源输入，稳压控制部分负责检测输出电压并作出相应调整，输出部分则提供稳定的输出电压。
3. 稳压电源的设计方法稳压电源的设计需要考虑多个因素，如输出电压范围、负载能力、效率、稳定性等。
下面是一些常用的稳压电源设计方法：3.1. 线性稳压电源线性稳压电源是最简单和常见的稳压电源类型之一。
它使用线性元件（如二极管、晶体管）来控制输出电压，具有较低的噪声和较高的稳定性。
但由于线性元件的特性，线性稳压电源的效率较低。
3.2. 开关稳压电源开关稳压电源通过开关元件（如开关管、MOS管）对输入电源进行开关调制，从而实现对输出电压的控制。
开关稳压电源具有较高的效率和较低的体积。
但由于开关元件的开关动作会产生噪声和干扰，对于某些应用场景可能不适用。
3.3. 切换稳压电源切换稳压电源是一种结合了线性稳压和开关稳压的设计方法。
它通过在低负载时使用线性稳压模式，在高负载时自动切换到开关稳压模式。
这样既可以提供较高效率，又能保持输出电压的稳定性。
4. 常见的稳压电源类型根据用途和应用场景的不同，稳压电源有多种类型。
以下是其中一些常见的稳压电源类型：4.1. 低压差稳压电源低压差稳压电源是一种能够在输入电压和输出电压之间产生较小压降的稳压电源。
它适用于对输入电压要求较高或供电线路较长的应用。
4.2. 可调稳压电源可调稳压电源是一种可以根据需要调整输出电压的稳压电源。
它通常由一个可调节电阻和稳压控制电路组成，可以用于满足不同的应用需求。
常见led驱动电源电路设计大全（十款电路设计原理图详解）★★★
常见led驱动电源电路设计大全（十款电路设计原理图详解）★★★led驱动电源电路设计（一）LED电源有很多种类，各类电源的质量、价格差异非常大，这也是影响产品质量及价格的重要因素之一。
LED驱动电源通常可以分为三大类，一是开关恒流源，二是线性IC电源，三是阻容降压电源。
1、开关恒流源采用变压器将高压变为低压，并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电。
开关恒流源又分隔离式电源和非隔离式电源，隔离是指输出高低电压隔离，安全性非常高，所以对外壳绝缘性要求不高。
非隔离安全性稍差，但成本也相对低，传统节能灯就是采用非隔离电源，采用绝缘塑料外壳防护。
开关电源的安全性相对较高（一般是输出低压），性能稳定，缺点是电路复杂、价格较高。
开关电源技术成熟，性能稳定，是目前LED照明的主流电源。
图1：开关恒流隔离式日光灯管电源图2：开关恒流隔离电源原理图图3：开关恒流源电源图4：开关恒流非隔离电源原理图。
2、线性IC电源采用一个IC或多个IC来分配电压，电子元器件种类少，功率因数、电源效率非常高，不需要电解电容，寿命长，成本低。
缺点是输出高压非隔离，有频闪，要求外壳做好防触电隔离保护。
市面上宣称无（去）电解电容，超长寿命的，均是采用线性IC电源。
IC驱电源具有高可靠性，高效率低成本优势，是未来理想的LED驱动电源。
图5：线性IC电源图6：线性IC电源原理图3、阻容降压电源采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流，电路简单，成本低，但性能差，稳定性差，在电网电压波动时及容易烧坏LED，同时输出高压非隔离，要求绝缘防护外壳。
功率因数低，寿命短，一般只适于经济型小功率产品（5W以内）。
功率高的产品，输出电流大，电容不能提供大电流，否则容易烧坏，另外国家对高功率灯具的功率因数有要求，即7W以上的功率因数要求大于0.7，但是阻容降压电源远远达不到（一般在0.2-0.3之间），所以高功率产品不宜采用阻容降压电源。
市场上，要求不高的低端型的产品，几乎全部是采用阻容降压电源，另外，一些高功率的便宜的低端产品，也是采用阻容降压电源。
DCDC电源设计方案
DCDC电源设计方案DC-DC电源设计是一种将直流电源转换为不同电压或电流输出的电源设计方案。
DC-DC电源的设计目标是提供高效率、稳定可靠的电源输出，确保电路正常工作和设备正常运行。
本文将介绍DC-DC电源设计的基本原理、设计步骤和一些具体的设计方案。
一、DC-DC电源设计的原理和基本概念DC-DC电源设计基于开关电源的原理，使用开关元件（如MOS管）周期性地开启和关闭来控制电源输出电压和电流的变化。
通过调整开关元件的开关频率、占空比和电压波形等参数，可以实现不同输出电压和电流的调节。
DC-DC电源设计中，常用的基本概念有：1.输入电压：直流电源输入的电压值，例如12V、24V等。
2.输出电压：DC-DC电源输出的电压值，例如5V、3.3V等。
3.输出电流：DC-DC电源输出的电流值，例如1A、2A等。
4.效率：DC-DC电源输出功率与输入功率之比，用来衡量电源转换的效率。
5.稳定性：DC-DC电源输出电压或电流的稳定性，要求在负载变化、输入电压波动等情况下仍能保持稳定。
二、DC-DC电源设计的步骤DC-DC电源设计一般包括以下几个步骤：1.确定设计需求和参数：根据目标设备的需求和规格，确定DC-DC电源的输入电压、输出电压和输出电流等参数。
2. 选择拓扑结构：根据需求参数和应用场景选择合适的DC-DC拓扑结构，常见的有反激式、降压Buck型、升压Boost型、降压升压Buck-Boost型等。
3.选择元器件和设计电路：根据拓扑结构选择合适的开关元件、滤波电感、滤波电容和控制电路等元器件，并设计合理的电路连接方式和参数。
4.进行电路仿真和优化：使用仿真软件对电路进行仿真分析，评估电路的性能指标，并根据仿真结果对电路进行优化调整。
5.PCB设计和布局：根据电路设计结果进行PCB设计和布局，确保电路的稳定性和可靠性。
6.电路调试和测试：对设计好的PCB电路进行调试和测试，验证电路的稳定性、效率和输出性能是否符合设计要求。
电源设计概况
电源一、电源分类1.根据转换形式分类2. 根据转换方法分类二、电源的应用1.各种电源转换方式应用2.开关电源发展关注焦点三、电源的设计1.电源设计指标和定义2.电源设计方法和流程四、电源设计模型1.硅稳压管电源设计2.串联反馈电源设计3.开关电源设计一电源分类电源转换器：能够将电力能源的形式进行控制、转换的装置。
按转换类型的不同，可细分为：1、根据转换形式分类：AC-AC、AC-DC、DC-DC、DC-AC2、根据转换的方法分类：线性电源、开关电源线性电源：线性电源的电压调整管总是工作在线性(放大)状态.线性电源一般是将输出电压取样然后与参考电压送入比较电压放大器，此电压放大器的输出作为电压调整管的输入，用以控制调整管使其结电压随输入的变化而变化，从而调整其输出电压。
开关电源：开关电源是指用于电压调整的管子工作在饱和和截止区，即开关状态，开关电源是通过改变调整管的开和关的时间即改变占空比来改变输出电压的。
DC/DC类开关电源将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波器。
斩波器的工作方式有两种:PWM是脉宽调制方式T不变，改变频率调制方式t(通用);PFM是频率调制方式t不变而改变T(易产生干扰)。
常用的电路拓扑有：1）Buck电路——降压斩波器输出平均电压小于输入平均电压极性输入/输出相同2）Boost电路——生压斩波器输出平均电压大于输入平均电压极性输入/输出相同3）Buck-Boost电路——降压或升压极性输入/输出相反电感传输4）Cuk电路——降压或升压极性输入/输出相反电容传输电路结构开关型稳压电源的电路结构有多种。
(1)按驱动方式分，有自励式和他励式。
(2)按控制方式分，有脉冲宽度调制(PWM)式、脉冲频率调制(PFM)式和PWM与PFM混合式。
(3)按DC/DC变换器的工作方式分，有单端正励式和反励式、推挽式、半桥式、全桥式、降压式、升压式和升降压式等。
二电源的应用1.各种电源转换方式应用：AC-AC：稳压器、不断电系统UPS、交流电源供应器、变频电源AC-DC：整流器、直流电源供应器DC-DC：直流电源供应器DC-AC：逆变器在通信领域，通常把整流器称为一次电源，而将直流-直流（DC-DC）变换器称为二次电源。
浅谈UPS电源设计
浅谈UPS电源设计UPS电源（不间断电源）是一种用于保护电子设备免受电力波动和断电等不良因素影响的设备。
其主要作用是在电网异常时提供紧急电力供应，确保设备正常运行，并在电力恢复之后无缝切换。
下面将从UPS电源设计的基本原理、关键组成部分以及设计考虑等方面进行浅谈。
一、UPS电源设计的基本原理UPS电源的基本原理是将市电（交流电）转换为直流电，并将其存储在电池中，以备电力中断时使用。
一般来说，UPS电源有三个主要模式：市电模式、电池模式和旁路模式。
在市电正常供应时，UPS电源处于市电模式，此时UPS会通过逆变器将市电转换为直流电，同时为电池充电。
当市电供应中断时，UPS电源会立即切换到电池模式，并通过逆变器将电池储存的直流电转换为交流电，供给设备使用。
当市电恢复正常后，UPS电源会自动切换到旁路模式，通过旁路供电保证设备的连续运行，并恢复对电池的充电。
二、UPS电源设计的关键组成部分1.整流器：用于将交流电转换为直流电，并为电池充电。
2.逆变器：用于将直流电转换为交流电，以供给设备使用。
3.电池：用于储存直流电，以备电力中断时使用。
4.自动切换装置：用于在市电供应中断或恢复时，自动切换UPS电源的工作模式。
5.保护装置：用于保护设备免受过电流、过电压、过热等不良因素的影响。
三、UPS电源设计的考虑因素在设计UPS电源时，需要考虑以下几个因素：1.负载需求：根据设备的功率需求确定UPS电源的额定功率。
确保UPS能够为设备提供足够的电力，并具备一定的冗余容量。
2.电池容量：根据负载需求及期望的备电时间确定电池容量。
较大容量的电池能够提供更长时间的备电，但同时增加成本、体积和重量。
3.交流与直流转换效率：UPS电源的转换效率会影响其能耗和发热情况。
为了提高效率，可以采用高效的整流器和逆变器，并尽可能减小转换过程中的能量损耗。
4.过载保护：UPS电源应具备过载保护功能，以防止设备长时间运行超过额定负载，从而导致设备故障或更严重的损坏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
需求 输入电压 输 入 电 流 能 需求电压 需求电流 纹 波 效
力
(mVp-p) 率
主电压 12V
6A
7.0V
4A
100 88%
15
TPS54622-同步降压转换器
VIN
R3 CSS RRT C1
TPS54622
VIN
BOOT
EN
PH
CBOOT LO
VOUT
PWRGD
R1
VSENSE SS
RT/CLK
浅谈常见电源设计
1
• 设计意义 • 类型 • 原理简介 • 案例分析 • 一些技巧
2
设计意义
• 衣食父母 • 枪支弹药
3
类型
• BUCK • BOOST • BUCK-BOOST • Charge Pump • LDO
4
• 设计意义 • 类型 • 原理简介 • 案例分析 • 一些技巧
5
BUCK
• BUCK 降压变换器
6
BOOST
• BOOST 升压变换器
7
BUCK-BOOST
• BUCK-BOOST升降压变换器
8
Charge Pump-电荷泵
9
LDO-低压差线性稳压器
10
对比
BUCK BOOST BUCK-BOOST Charge Pump
LDO
应用范围 大 大 最大 小 大
BOM数量 多
• Input Capacitor Selection
20
案例2
需求 输入电压 输 入 电 流 能 需求电压 需求电流 纹 波
力
(mVp-p)
CMOS 模 4V
2A
3.3V
300mA
10
拟供电
21
LT3054—高性能线性稳压器
22
The Key Parameters
• Wide Input Voltage Range: 1.8V to 20V
25
PCB Design
• 电源网络完整性 • EMI • 散热 • 过流
26
PCB Design
27
设计经验
• 掌握需求 • 搜集资料 • 研读数据手册 • 利用设计工具
28
谢 谢！
29
18
Detailed Design Procedures
• Output Voltage Set
• Operating Frequency • Output Inductor Selection
19
Detailed Design Procedures
• Output Capacitor Selection
成本 高
效率 纹波噪声 最高 大
多
高
高
大
最多
最高 高
大
少
最低 高
小
少
低
低
最小
11
纹波和噪声
12
• 设计意义 • 类型 • 原理简介 • 案例分析 • 一些技巧
13
需求—知彼知己，百战不殆
• 输入电压范围 • 输入电流能力 • 输出电压需求 • 输出电流需求 • 效率 • 纹波和噪声需求
14
案例1
• Output Current: 500mA
• Low Dropout Voltage: 260mV
• Ultralow RMS Noise
• Ultrahigh PSRR
23
The Key Parameters
• Output Current
24
The Key Parameters
• Ultrahigh PSRR
R2
COMP
Gபைடு நூலகம்D
PowerPad
C2
Copyright ' 2016, Texas Instruments Incorporated
16
Functional Block Diagram
17
Detailed Design Procedures
• Output Voltage Set • Operating Frequency • Output Inductor Selection • Output Capacitor Selection • Input Capacitor Selection