DCDC开关电源及控制系统
dcdc开关电源设计原理和制作
dcdc开关电源设计原理和制作一、开关电源的基本原理开关电源是一种通过控制开关晶体管开通和关断时间比率，维持稳定输出电压的电源。
它主要由输入电路、输出电路、开关晶体管、振荡电路、稳压控制电路等组成。
开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，广泛应用于电子设备、电力电子等领域。
二、开关电源的组成开关电源主要由以下几个部分组成：1.输入电路：接收交流电源输入，进行滤波、整流等处理，将交流电转化为直流电。
2.输出电路：将开关晶体管输出的脉动直流电进行滤波、稳压等处理，输出稳定的直流电。
3.开关晶体管：控制电源的开通和关断，决定输出电压的大小。
4.振荡电路：产生一定频率的脉冲信号，控制开关晶体管的开通和关断时间比率。
5.稳压控制电路：根据输出电压的变化，控制开关晶体管的导通时间，维持输出电压的稳定。
三、开关电源的设计设计开关电源需要考虑以下因素：1.输入电压范围：根据设备需要确定输入电压范围。
2.输出电压和电流：根据设备需要确定输出电压和电流。
3.转换效率：选择合适的开关晶体管和电路设计，提高转换效率。
4.稳定性：选择合适的稳压控制电路和反馈元件，保证输出电压的稳定性。
5.散热设计：选择合适的散热器和设计合适的散热结构，保证开关电源的正常工作。
四、开关电源的制作制作开关电源需要按照以下步骤进行：1.设计电路板：根据设计好的电路图，制作适合的电路板。
2.选择合适的电子元件：根据设计需要选择合适的电子元件，如开关晶体管、电容、电感等。
3.组装电路：将选择的电子元件按照电路图组装在一起。
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开关电源工作原理
dcdc开关电源工作原理
DC-DC开关电源是一种将输入直流电压转换为不同电压输出
的电源。
它通过在开关管（通常是MOSFET）上开关操作来
实现电压转换。
工作原理如下：
1. 输入电压：首先，输入直流电压通过输入电容器进行滤波，以确保输入电压的稳定性。
这样可以避免输入电压的变化对输出电压造成干扰。
2. 开关操作：接下来，控制器会根据所设定的输出电压来控制开关管的工作。
它通常使用脉冲宽度调制（PWM）技术，即
通过改变开关管的开关周期和占空比来调节输出电压。
3. 能量存储：在开关管开启的瞬间，输入电压会通过电感器将能量储存起来，形成电感能量。
4. 能量释放：而在开关管关闭的瞬间，储存在电感中的能量会通过输出电容器提供给输出负载。
通过这种方式，能够将输入电压转换为所需要的输出电压。
5. 反馈控制：在整个过程中，反馈控制器会对输出电压进行监测并与预设的输出电压进行比较。
如果输出电压偏离了预设值，反馈控制器会相应地调整开关管的开关周期和占空比，以使输出电压保持稳定。
这种开关操作的方式可以实现高效的能量转换，并且相比线性稳压器，DC-DC开关电源具有更高的效率和更小的体积。
它
广泛应用于电子设备中，如计算机、通信设备、电源适配器等。
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常见的电源设计，它可以将输入电压升压到指定的输出电压。
本文将介绍DC-DC升压开关电源的基本原理、设计步骤以及注意事项。
一、DC-DC升压开关电源的基本原理DC-DC升压开关电源通过开关器件实现输入电压的升压。
其基本原理是电感储能和开关器件的周期开关。
当电源输入电压施加给开关器件时，开关器件导通，电感器件开始储能；当开关器件断开时，电感器件将储存的能量输出，并经过整流滤波后得到稳定的输出电压。
二、DC-DC升压开关电源的设计步骤1.确定输入输出电压：首先确定所需的输入和输出电压。
输入电压一般来自电池、交流电源或其他直流电源，而输出电压则是升压后的电压。
2.选择开关器件：根据所需的转换功率和输出电压，选择合适的开关器件。
常用的开关器件有MOSFET和IGBT，选择开关器件时要考虑其导通电阻、开关速度和功耗等因素。
3.选择电感器件：电感器件用于储存能量，可以选择磁性材料制成的线圈或铁氧体等。
选择合适的电感器件要考虑其电感值、饱和电流和损耗等因素。
4.计算元件参数：根据输入输出电压和所选的开关器件和电感器件，计算所需的元件参数。
包括电容器的容值、电感器件的电感值以及开关器件的参数，例如导通电阻和开关频率等。
5.设计控制电路：根据所选的开关器件类型，设计适配的控制电路。
常用的控制电路包括PWM控制电路、反馈电路和过压保护电路等。
6.进行仿真和优化：使用电路仿真软件进行仿真，验证设计的可行性，并根据仿真结果进行优化。
7.PCB布局设计：根据设计的电路图，进行PCB布局设计，保证电路的稳定性和可靠性。
8.制作原型并测试：将设计的电路制作成原型，进行测试以验证其性能和可靠性。
三、DC-DC升压开关电源设计的注意事项1.开关器件选型要合适，能够承受所需的转换功率和工作频率，同时保持较低的导通电阻和开关损耗。
2.电感器件的选用要符合电路的工作频率和最大电流需求，避免电感器件的饱和和损耗过大。
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。
储能逆变器dcdc原理
储能逆变器dcdc原理储能逆变器是一种能够将电池储能转化为直流电能，再经过逆变器转化为交流电能输出的装置。
它在可再生能源发电和储能系统中扮演着重要的角色，能够提高能源的利用效率和系统的稳定性。
以下将详细介绍储能逆变器的工作原理。
在充电过程中，属于储能系统的电池会将电能存储起来。
电池的直流电能经过直流-直流变换器（DC-DC）充电模块，转换为电池单元能够接受的特定电压和电流。
这个充电模块通常是一个开关电源电路，由功率开关管和控制电路组成。
控制电路通过检测电池的电压和电流，来实现对功率开关管的控制，以达到合适的充电速度和电池保护。
在充电模块之后，可以加入一个电流传感器，用来检测充电电流，实时监测电池的状态。
在放电过程中，储能逆变器负责将储能电池的直流电能转换为交流电能输出。
首先，直流电能经过DC-DC逆变器模块，在逆变器中，电能被转换为相应的频率，例如50Hz或60Hz的交流电能。
这个模块通常包括强制换流器、逆变桥、输出滤波器等电路。
强制换流器的作用是确保直流电源正常导通，逆变桥则将直流电源与谐振电容连接，通过谐振电容来减小功率开关器件的开关损失，并降低电路中的谐波。
输出滤波器则用来减小输出波形的谐波成分和滤除高频杂波。
控制系统在整个逆变过程中扮演着关键的角色。
它通过反馈电路来监测输出电压和电流，并根据需要调整逆变器的工作状态。
控制系统可以根据电网条件、负载需求和储能电池的状态来优化逆变器的工作效率和功率输出。
此外，控制系统还需要实现对逆变器的保护功能，例如过载保护、短路保护、过温保护等，以确保逆变器和储能系统的安全运行。
总结起来，储能逆变器的工作原理包括充电和放电两个阶段。
在充电过程中，直流电能通过DC-DC充电模块转换为储能电池可以接受的电压和电流。
在放电过程中，储能逆变器将储能电池的直流电能转换为交流电能输出。
控制系统通过监测和反馈电路来实现对逆变器的控制和保护，以提高逆变器的效率和可靠性。
储能逆变器在可再生能源发电和储能系统中具有重要作用，为能源的转换和利用提供了便利。
基于TL494的DC-DC开关电源模块及其控制系统
ABSTRACT This file is the report of how to design an on-off power supply system.It introduces how to design a PWM DC-DC convertor particularly and the process of controlling the output voltage with Single Chip Micyoco (SCM). This file fit the people who have some knowledge of electron technique. Based on TL494, a DC-DC switching voltage regulator is designed. The device generates a DC power supply ranging from 5V to 10V in spite of the input voltage from 20V to 30V. Users can achieve the functions of output voltage stabilization, verification and correction of voltage deviation both manually and automatically through only four keys and digital displays. KEYWORDS DC-DC（Direct Current）；switching voltage regulator； Single Chip Micyoco (SCM)； low-pass filter with power supply；ADC（Analog Digit Converter）；TL494.
dcdc开关电源原理
dcdc开关电源原理DCDC开关电源是一种常见的电源转换器，广泛应用于电子设备中。
它通过将输入电压进行高频开关调制，经过变压器和滤波电路的处理，输出稳定的直流电压。
下面我将为大家详细介绍DCDC开关电源的工作原理。
一、开关电源的基本原理开关电源的基本组成包括输入电路、开关电路、变压器和输出电路。
其中，开关电路是核心部件，它负责将输入电压进行高频开关调制，产生一系列的脉冲信号。
变压器将这些脉冲信号变压、整形，然后经过滤波电路得到稳定的直流电压，最后通过输出电路供给给电子设备。
二、开关电源的工作过程1. 输入电路：开关电源的输入电路主要包括输入滤波器和整流电路。
输入滤波器用于滤除输入电压中的杂波和干扰，保证电源的工作稳定性。
整流电路将交流电转化为直流电，为后续的开关电路提供工作电源。
2. 开关电路：开关电路由开关管（或开关管组）和控制电路组成。
开关管根据控制电路的指令，周期性地开关和关闭，产生高频脉冲信号。
这些脉冲信号经过变压器的变压作用，形成高频交流电。
3. 变压器：变压器是开关电源中非常重要的组成部分。
它通过变压比的变化，将高频交流电转变为低压高频交流电。
在变压器的作用下，输入电压经过变压和整形，得到一个相对稳定的输出电压。
4. 输出电路：输出电路主要包括滤波电路和稳压电路。
滤波电路用于滤除输出电压中的纹波和杂波，使输出电压更加稳定。
稳压电路则通过反馈控制，根据输出电压的变化情况，调节开关电路的工作状态，使输出电压保持在设定值。
三、DCDC开关电源的优势相比传统的线性电源，DCDC开关电源具有以下优势：1. 高效率：开关电源采用高频开关调制技术，转换效率较高，能够充分利用输入电能，减少能量的损耗。
2. 小体积：开关电源采用高频调制，使得变压器可以采用小尺寸的铁芯，从而减小了整个电源的体积。
3. 宽输入电压范围：开关电源能够适应较宽范围的输入电压，具有较强的适应性。
4. 输出稳定：开关电源通过反馈控制，能够实现对输出电压的精确控制，保持输出的稳定性。
DCDC开关电源的设计
引言随着电子技术的飞速发展，现代电子测量装置往往需要负电源为其内部的集成电路芯片与传感器供电。
如集成运算放大器、电压比较器、霍尔传感器等。
负电源的好坏很大程度上影响电子测量装置运行的性能，严重的话会使测量的数据大大偏离预期。
目前，电子测量装置的负电源通常采用抗干扰能力强，效率高的开关电源供电方式。
以往的隔离开关电源技术通过变压器实现负电压的输出，但这会增大负电源的体积以及电路的复杂性。
而随着越来越多专用集成DC/DC控制芯片的出现，使得电路简单、体积小的非隔离负电压开关电源在电子测量装置中得到了越来越广泛的应用。
因此，对非隔离负电压开关电源的研究具有很高的实用价值。
传统的非隔离负电压开关电源的电路拓扑有以下两种，如图1、图2所示。
图3是其滤波输出电容的充电电流波形。
由图3可见，采用图2结构的可获得输出纹波更小的负电压电源，并且在相同电感峰值电流的情况下其带负载能力更强。
由于图2的开关器件要接在电源的负极，这会使得其控制电路会比图1来得复杂，因此在市场也没有实现图2电路结构（类似于线性稳压电源调节芯片7915功能）的负电压开关电源控制芯片。
为了弥补现有非隔离负电压开关电源技术的不足，以获得一种带负载能力强、输出纹波小的非隔离负电压开关电源，本文提出一种采用Boost开关电源控制芯片LT1935及分立元件实现了图2所示原理的基于峰值电流控制的新型非隔离负电压DC/DC开关电源。
图1 传统的非隔离负电压开关电源电路结构1图2 传统的非隔离负电压开关电源电路结构2图3 两种开关电源滤波电容的充电电流波形1 工作原理分析本文设计的非隔离负电压DC/DC开关电源如图4所示，负电源工作在连续电流模式。
当电源控制器LT1935内部的功率三极管导通时，直流电源给输出电感L1和输出电容C1充电。
当电源控制器LT1935内部的功率三极管关断时，输出电感L1中的电流改由通过肖特基二极管VD1提供的低阻抗回路继续给输出电容C1充电直至下一个周期电源控制器LT1935内部的功率三极管再次导通。
dc-dc开关电源原理
dc-dc开关电源原理DC-DC开关电源，简称DC-DC电源，是一种能够将直流电压转换成不同稳定直流电压的电源系统。
其原理基于开关管的开关动作，通过控制开关动作的频率和占空比，实现对输入电压的调节，从而输出所需的稳定直流电压。
一、DC-DC开关电源的基本原理1.1 输入电压和输出电压DC-DC开关电源的输入电压通常为直流电压，可以是电池、整流器输出的直流电压等。
而输出电压则可以是需要的稳定直流电压，例如5V、12V等。
1.2 电路拓扑结构DC-DC电源的拓扑结构包括多种形式，常见的有Buck、Boost、Buck-Boost 等。
每种拓扑结构都有其特定的输入输出特性，根据需求选择合适的拓扑结构。
1.3 PWM调制DC-DC开关电源的核心原理之一是PWM调制（Pulse Width Modulation），通过改变开关管通断的占空比，控制输出电压的大小和稳定性。
通常采用的调制方式有恒频PWM调制和恒频调制等。
1.4 控制电路DC-DC开关电源的控制电路主要用于控制开关管的开关动作，以实现对输出电压的调节。
控制电路通常由控制芯片、反馈电路和误差放大器等组成，通过对输入信号的处理，输出合适的控制信号。
二、DC-DC Buck（降压）电路原理2.1 Buck电路结构Buck电路是一种常用的DC-DC开关电源拓扑结构，其主要由输入电源、开关管、电感、二极管和负载组成。
其中，开关管和二极管通过交替导通和截止的方式，实现对输入电压的降压。
2.2 工作原理当开关管导通时，电感储存能量，负载电流通过电感和二极管流过。
当开关管截止时，电感释放储存的能量，通过二极管供应负载电流。
通过控制开关管的导通和截止时间，可以实现对输出电压的调节。
2.3 控制方式Buck电路的控制方式可以分为恒压控制和恒流控制两种。
恒压控制通过反馈电路和误差放大器实现，控制输出电压保持稳定。
恒流控制则是通过对负载电流的监测和调节，保持输出电流的稳定。
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Switch Mode Power Supply, Closed-Loop Control, Automatic Fit, Liquid Pressure Filter ，ADC
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பைடு நூலகம்
1. 概述.....................................................................................................................................1 1.1 编写说明.....................................................................................................................1 1.2 名词定义.....................................................................................................................1 1.3 缩略语.........................................................................................................................1 DC-DC： Direct-Current-Direct-Current...................................................................... 1 即直流－直流转换器。将直流输入信号转换为需要输出大小的直流信号。...... 1 2. 系统总述............................................................................................................................ 3 2.1 系统组成.....................................................................................................................3 2.1.1 开关电源子系统...............................................................................................3 2.1.2 电压控制子系统...............................................................................................4 2.1.3 电压测量子系统...............................................................................................4 2.1.4 单片机子系统................................................................................................... 4 2.2 系统的主要功能........................................................................................................5 3. DC-DC 开关电源子系统的硬件设计............................................................................ 6 3.1 降压型 DC-DC 开关电源子系统............................................................................ 6 3.1.1 主要功能与设计指标.......................................................................................6 3.1.2 基本设计原理................................................................................................... 6 3.1.3 主要电路和参数设计.......................................................................................7 3.1.4 典型问题分析................................................................................................. 11 3.1.5 实物图..............................................................................................................12 4. 电压控制子系统的硬件设计.........................................................................................13 4.1 主要功能与设计指标............................................................................................. 13 4.1.1 主要功能......................................................................................................... 13 4.1.2 设计指标......................................................................................................... 13 4.2 基本设计原理.......................................................................................................... 13 4.3 主要电路和参数设计............................................................................................. 14 4.3.1 元件参数列表................................................................................................. 14 第 1页 上海交通大学 电子信息与电气工程学院
关键词：开关电源，闭环控制，自动拟合，有源低通滤波器， 模数转换 ABSTRACT
This Paper particularly presents the design of each module of voltage-decrease switch mode DC-DC convertor with its control and feedback circuits. It is devided into three parts which are called DC-DC convertor, outer voltage system controlled by single chip, outer voltage controlled by closed loop. These three parts explain the principle of the realization. It has an input voltage of 20~30V and an output of 5~10V, while the errors of the opened-loop and closed-loop control are both restricted within ±0.05V. This type of power supply uses TL494 as its core element. The MCS dominates the connection and disconnection of the switch audion through the output of PWM signal, in order to control the output voltage. Moreover, the ADC converts the output signal and feed back to MCS, which can then analyse and deal with it.
4.3.2 基准电源模块................................................................................................. 14 4.3.3 整型模块......................................................................................................... 15 4.3.4 有源低通滤波模块.....................