高效电源设计
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。
基于小型高效直流开关电源的设计
线 性 稳 压 电源 的优 点 是 具 有 优 良 的纹 波 及 动 态 响 应 特 性 。 但 同时 存 在 以下 缺 点 ：输 入 采 用 ５ ０ Ｈ 工 频 变 压 器 ，体 积 庞 大 且 和 很 重 ； 电压 调 整 器 件 工 作 在 线 性 放 大 区 内 ， 损 耗 大 ， 效 率 低 ；过 载 能 力 差 。 线 性 电源 主 要 应 用 在 对 发 热 和 效 率 要 求 不 高 的 场 合 ，或 者 要 求 成 本 及 设 计 周 期 短 的情 况 。线 性 电源 作 为 板 载 电 源 广 泛 应 用 于 分 布 电源 系 统 中 ，特 别 是 当 配 电 电压 低 于 ４ ０ Ｖ 时 。 线 性 电 源 的 输 出 电 压 只 能 低 于 输 入 电压 ，并 且 每 个 线 性 电 源 只 能 产 生 路 输 出 。 线 性 电 源 的 效 率 在 百 分 之 三 十 五 到 百 分 之 五 十 之 间 ， 损 耗 以热 的 形 式 耗 散 。 １ ． ２ Ｐ ＷＭ 开 关 稳 压 电源 般 将 开 关 稳 压 电源 简 称 开 关 电源 ，开 关 电源 与 线 性 稳 压 电 源 不 同 ， 它 是 起 电压 调整 功 能 作 用 的器 件 ，始 终 工 作 在 开 关 状 态 开 关 电源 主 要 采 用 脉 宽 调 制 技 作 原 理 开 关 电源 主 要 采 用 直 流 斩 波 技 术 ， 即 降压 变 换 、 升 压 变 换 、变 压 器 隔 离 的Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ 变 换 电路 理论 和 Ｐ ｗ Ｍ 控 制技 术 来 实 现 的 。 具 有输 入 、 输 出隔 离 的Ｐ Ｗ Ｍ 开 关 电源 工 作 原理 框 图 ，如 图２ 所示 。
稳压两种类型 。
１ ． １线 性 稳 亚 电源 线 性 稳 压 电源 是 指 起 电压 调 整 功 能作 用 的 器 件 始 终 工 作 在 线 性 放 大 区 的直 流 稳 压 电源 ，期 工 作 原 理 如 图１ 。
15W高效DC DC模块电源设计
由生产厂商提供的变压器数据手册选择磁芯EFDl5，其 AP=-0.047cm4。选择好磁芯之后就确定了Ae=15mm2，有效体 积Ve=510mm3。
正激变压器磁芯工作在第一象限，根据查表得到的比损 耗为100mW／cm3，此时的△B应加倍才是实际工作时的最大 磁通密度变化量。
利用电流型PWM控制芯片设计的单端反激式开关稳压电 源电路结构简洁，外接元件少，成本低廉，适宜多组输出， 且输出电压纹波小，工作稳定性及可靠性较高，有着良好的 应用前景。该电源作为IGBT变频器驱动电路的辅助电源，已 得到应用，运行可靠，效果良好。
参考文献： ［１］ 张占松，蔡宣三．开关电源的原理与设计［Ｍ）．北
(7)输出整流 输出电流最大值为1.25A，电流相对较小。 因此采用压降较低的肖特基二极管VD8，VD7进行整流及续 流，压降在0.3V以内。上述复位RC网络还起缓冲器的作用。 变压器次级线圈的漏感及肖特基二极管的结电容形成串联谐 振，加入RC缓冲器可以阻尼衰减寄生参数引起的谐振。当RC 缓冲器的电阻等于谐振电路的特征阻抗(L/C)1/2时，将阻尼衰 减电路谐振，同时也严格阻尼衰减且无过冲。与电阻串联的 电容必须大于寄生电容，以减小过冲及自激，该电容一般取 寄生电容的2～4倍［5］。
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5 结论
开关电源功率的减小与效率的提高互为矛盾，在输出电 流为1.25A，变压器传递能量较低时，因采用同步整流和有源 箝位技术而不能提升效率，如何将15W输出功率的变换器效 率提高到90％是一个难题。在此，采用内部集成功率开关管 的PWM控制芯片，通过正确合理地设计变压器、欠压过压保 护、输出整流、输出电感及反馈部分，成功实现了效率高达 88％，输出精度高，稳定且纹波小的模块电源。
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电子电源，通过使用开关器件（如晶体管或MOSFET）以高效地转换输入电源的电压至所需的电压输出。
相比传统的线性电源，开关电源具有更高的效率和更小的体积。
本文将基于单管正激式的高效率开关电源进行设计。
首先，我们需要选择适合的开关器件。
常用的开关管有MOSFET和BJT。
在本设计中，我们选择使用MOSFET。
MOSFET具有较低的导通电阻和较高的开关速度，能够提供更高的效率。
接下来，我们需要设计正激式电源的基本电路。
正激式电源通常由脉宽调制（PWM）控制器、功率开关、功率变压器和输出滤波器等组成。
PWM控制器用于控制功率开关的开关信号，调整输出电压和电流。
常见的PWM控制器有TL494、SG3525等。
选择合适的PWM控制器并根据设计要求进行参数设置。
功率开关是用来控制输入电源与输出负载之间的连接和断开。
在本设计中，我们采用MOSFET作为功率开关，使用PWM控制器的输出信号来控制MOSFET的导通和截止。
功率变压器用于变换输入电压至所需的输出电压。
根据设计参数和要求，选择合适的功率变压器，并计算出合适的变比。
输出滤波器用于滤除开关频率的高频噪声，并平滑输出电压。
常见的输出滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
根据设计要求选择合适的滤波器并进行参数计算。
在设计过程中，需要对电源的输入电压范围、输出电压和电流进行仔细的选择和计算。
同时，需要考虑电源的功率损耗和效率。
通过合理的设计和选择，可以实现高效率的开关电源。
最后，为了确保设计的可靠性和安全性，需要进行电路的模拟和实际验证。
通过使用仿真软件进行模拟和调试，可以预测和解决潜在的问题。
同时，进行实物电路的组装和测试，验证设计的性能和参数是否满足要求。
综上所述，基于单管正激式的高效率开关电源的设计需要选择适合的开关器件、设计基本电路和参数，并进行模拟和实际验证。
通过合理的设计和选择，可以实现高效率、稳定和可靠的开关电源。
基于串联谐振和同步整流的高效节能电源设计
零 电压 切 换 （ Ｖ ） 调 整负 载工 作状 态 （ Ｍ＋ ＷＭ） ＺＳ、 Ｆ Ｐ 等措 施 ， 实现 高效 稳 定的 电源 设计 ， 并通 过 实验 证 明 了设计
的可行 性和 优越 性 ， 终使得 电源 效率提 高至 ９ ％。 最 ３
关键词 ： 电源 ；串联谐振 技术 ；同步整流 中图分 类号 ：Ｎ８ Ｔ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ０ １０ ２ １ ）９ ０ １－ ２ １０ — ０ Ｘ（０ １０ － ０ ３ ０
ｗｔ ｙｃ ｒｎｕ ｅｔ ｃｔ ｎ Ｓ ，ｄ ｐｓｔｅｚｒ ｖｌ ｇ ｗｔ ｉｇ ｚ ）ａ ｄ ａｊｓ ｅｗ ｒｉｇｃｎ ｉｏｓｔ — ｉ ｓｎｈｏ ｏ ｓｒｃｆ ａ ｏ （ Ｒ） ａｏｔ ｈ ｅ ｏ ａｅｓ ｉｈｎ （ ｖｓ ｎ ｄｕｔ ｔ ｏｋｎ ｏ ｄｔ ｎ ｏｒ ｈ ｉ ｉ ｉ ｏ ｔ ｃ ｓｈ ｉ ｅ
ｏ ｈｎ （ ｏ６ ８ ６ ７ ） ｆＣ ｉａ Ｎ ．０ ７ ０ ８
１ 引 言
在 Ｌ Ｄ 技 术 的 要 求 下 ，Ｌ Ｃ Ｌ Ｃ作 为 一 种 优 秀 的 拓 扑 结 构 已被 业 界广 泛应 用 ． Ｌ Ｃ存 在 的缺 陷【 但 Ｌ １ ］ 无 法 满足 Ｌ Ｄ 的应 用 要 求【 Ｅ ２ 里 拟采 用 次 级 Ｚ ］ 。这 ＶＳ
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UCC28070：高效电源参考设计
更 多详情，敬 清浏览 ：
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磁量和滤波电容．提 高转换器 的功率 预稳压器的 没计。这 一 电源转换器具 ｓ ｌ ｉｎ ２ １ ０ １ １ ４ １ ３ ｔ ｏｕ ｏ ＿ ０ ０ ８ ９ ０ １４ １ｈｍ ｔ
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图４ ０ ｗ原型 子板控制 器电路 图 ３ ０
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交 叉平 均 电 流 模式 ＰＷＭ 控 制
・
・
放大嚣输出摆 转换效率校准 可编程峰值电流限制
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１０度反相的 Ｐ ８ ＷＭ 这种 Ｐ ＷＭ交叉 电流 使得 导电 Ｅ 滤波变得更加窬易 ， ＭＩ 成奉更低
内在电流匹配 高效率的．先进的电流台成器电流传
感
・
偏置电源欠压锁定 ，过电压保护．开
环 检 测
・
・
ＰＦ 监 控 Ｃ
大功率宽压高效DC-DC模块电源设计
大功率宽压高效DC-DC模块电源设计大功率宽压高效DC/DC模块电源设计随着电子设备的不断发展和应用，对电源模块的需求也越来越高。
特别是在需要大功率输出、宽输入电压范围和高效率的应用场景中，设计一款满足这些要求的DC/DC模块电源成为了一项重要的任务。
设计一款大功率宽压高效DC/DC模块电源需要考虑多个因素。
首先，大功率输出要求模块具备较高的功率密度和良好的散热性能，以保证电源在高负载运行时不会过热。
其次，宽输入电压范围要求模块能够适应不同的输入电压，以满足各种应用场景的需求。
最后，高效率是一个关键指标，可以减少能源的浪费和热量的产生。
在大功率输出方面，可以采用多相结构来提高功率密度。
通过将输入电压分配到不同的功率级上，可以减小每个功率级的负载，进而减小功率级的体积。
此外，采用高效率的功率开关元件，如MOSFET，可以降低开关损耗，提高整体的转换效率。
为了适应不同的输入电压范围，可以采用宽输入电压范围的变换器拓扑结构，如降压型、升压型或者变换型。
同时，可以使用自适应控制算法，根据输入电压的变化来调整输出电压，以保持稳定的输出功率。
此外，还可以添加输入过压和欠压保护电路，以保护电源模块和被供电设备的安全运行。
提高转换效率是设计大功率宽压高效DC/DC模块电源的一个重要目标。
在选择元件时，需要考虑其导通损耗、开关损耗以及磁元件的损耗。
此外，还可以采用最大功率点追踪算法，根据输入电压和输出负载的变化，自动调整功率转换的效率。
同时，还可以添加输出过流和过压保护电路，以保护被供电设备的安全运行。
总之，设计一款大功率宽压高效DC/DC模块电源需要综合考虑功率密度、散热性能、输入电压范围和转换效率等因素。
通过合理选择拓扑结构、控制算法和元件，可以设计出满足要求的高性能电源模块，为电子设备的稳定运行提供可靠的电源支持。
电源设计方案
电源设计方案概述电源设计是电子设备开发过程中不可或缺的一部分。
一个稳定、高效的电源供应系统是保障电子设备正常运行的关键。
本文将介绍一个通用的电源设计方案，详细讨论电源模块选择、稳压控制、过流保护和短路保护等关键要素。
一、电源模块选择在电源设计中，选择正确的电源模块是至关重要的。
电源模块应能够提供设备所需的稳定电压、电流，并具备高效能的转换效率。
要根据设备的功耗要求、工作温度要求、输入电压范围和输出电压/电流等因素，选择合适的电源模块。
常见的电源模块有开关电源模块、线性稳压器、直流稳压电源等。
开关电源模块通常具有更高的转换效率和更大的功率密度，但成本较高，适用于功耗较大的设备。
线性稳压器适用于功耗较低的设备，具有更低的成本和较好的抗干扰性能。
直流稳压电源适用于对电源稳定性要求较高的设备。
二、稳压控制稳压控制是电源设计中最重要的一部分。
稳压控制器的作用是通过反馈机制来调整输出电压，保持其稳定在设定范围内。
常见的稳压控制器有线性稳压器、开关稳压器等。
线性稳压器通常采用负反馈控制，通过调节阻值来实现稳压。
开关稳压器采用开关元件和反馈电路，通过高频开关操作来控制输出电压。
选择合适的稳压控制器需要考虑输出电压范围、负载调整能力、响应速度和成本等因素。
三、过流保护电源设计中的过流保护是为了保护设备免受过大电流的损坏。
过流保护通常通过电流传感器和保护电路来实现。
电流传感器可以是电流互感器、电流变压器、电流开关等。
保护电路可以是电流比较器、二极管整流电路、快速开关等。
过流保护的触发电流应根据设备的需求进行合理设置，以避免误触发或过大的保护延迟。
四、短路保护短路保护是为了防止设备在输出短路时受到损坏。
短路保护通常通过短路检测电路和保护电路来实现。
常见的短路检测电路有电流检测、电压检测、功率检测等。
保护电路可以是短路保护芯片、电流比较器、电压检测电路等。
选择合适的短路保护方案需考虑触发速度、保护延迟、灵敏度和成本等因素。
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基于新技术电源控制IC的绿色高效高功率密度电源的设计
李龙文
2010.4.17-北京
新型电源控制IC的特色
1, 几何尺寸缩小四倍以上.引脚间距降到0.65mm. 2, 多数芯片引脚数量减少,但各种保护功能增加. 3, 加入高压起动源含500V和100V两个类型.
4, 采用最新的控制方法和PWM,PFM技术.
5, 各种同步整流技术和控制IC是提高效率的亮点. 6, 在电池供电的设备中,新型BUCK,BOOST, INVERTING,BUCK-BOOST,SEPIC大量推出.
7,新型MOSFET,IGBT大幅度提升效率,缩小体积.
由NCP1207设计的QR反激变换电路
主要优点如下：
1，主开关为谷底开关，使转换效率提高。
2，频率变化范围控制在30KHZ--135KHZ，降低了EMI的强度，躲开150KHZ以上的范围。
3，输出纹波和噪声降低。
4, 空载损耗低，此时，同步整流关断。
用NCP1282设计大功率电脑电源
主要优点如下
1.可以直接接于PFC之后的400V高压起动。
2.可以实现ZVS零电压开关，提高效率。
3.输出的纹波和噪声电压很低，容易滤波。
4.工作频率较高，缩小变压器和电感的体积。
5.EMI较低，易于处理。
用UCC2891设计的通讯砖块电源
用UCC25600设计LCD-TV的电路
主要优点：
1.转换效率非常高。
高达98%。
2.EMI最低，对LCD屏幕的干扰最小。
3.外围元件最少，但是各项保护功能俱全。
4.端子具有多个功能。
用UCC28070设计两相PFC 电路
主要优点如下：
1.输入电流峰值减半。
输出电流纹波减半。
2.EMI的强度减半，容易处理。
3.PFC部分的转换效率有所提升。
4.升压电感的感量减半。
体积缩小。
5.输出高压电容容量减半。
除非有保持时间的要求。
采用UCC28060设计的两相PFC电路
用LTC3901设计的同步整流电路
用LTC3900设计的同步整流电路
用IR1168设计的同步整流电路
混合式同步整流
VDD
T2
CS
CT 103
106
104
1K
FR102333
681
681
FR102
10R
104
10R
1.3K
226
104
414810R
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10R
10R
1.2K
101
101
101
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2.2K
10K
10K
104
10K
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10K
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228
228
2K
104
10R
4.7K
102
1K
108
104
103
101
106
10K
FR102
4148
5K
10K
0.1UF
221
30.0K
2K
5350T
IRFB30774.7K
10K
2.26K
22R
10R
RESDEL CTBUF VERR VADJ
OUTLRN OUTLLN OUTUL OUTLR 1R
1R 1K
10K
45K
500K
106
Si7178
226
Si717810R
104
102
10K
102
RTD
500R
VREF
22K
30.0K
0.1UF
47UF
5350T
IRFB3077
1nF
GND
OUTUR 10R
OUTLL 104
104
108
228
IB096
1R
10K
34K
NCP1031
226
10K
Si7178
10K
UCC27200
4148
IRFB3077
15R
102
1K
Si7178
UCC27324
IRFB3077
UCC27200
ISL6752
混合式同步整流的优点
1，大幅度提高高输出电压的DC-DC转换效率。
2，整流MOSFET和二极管耐压减小一倍。
对于
24V输出的场合采用60V的MOSFET和肖特基二极管就可以了。
3，主功率变压器的结构简化，二次侧线圈电阻减小一半。
4，转换效率达到96%以上（48V--24V）。
用UCC28230设计的总线变换器
用ISL6754设计的全桥DC-DC电路
主要优点：
1.初级侧ZVS零电压开关。
2.次级侧ZVS同步整流，没有MOS体二极管的反向恢复损耗。
3.初级没有占空比的丢失。
4.是目前最优秀的全桥电路。
用UCC28019设计的CCM的PFC电路
主要优点如下：
1.IC的外围元件比原来UC3854大幅度减少。
2.系统补偿网络非常稳定，易于补偿。
3.与NCP1654，ICE1PCS02外部引脚功能完全一致，外接元件也基本一致，是目前单相CCM控制的PFC的最优秀的控制IC。
将PFC和反激变换器结合在一起的电路
主要优点：
1.降低成本。
仅使用一支高压MOSFET。
2.提高转换效率。
3.缩小体积。
省去了PFC的电感。
非隔离DC-DC控制电路
1.同步BUCK控制器。
2.多相同步BUCK控制器。
3.同步BOOST控制器。
4.同步BUCK-BOOST控制器。
5.新型INVERTING控制器。
同步BUCK控制器
两相或多相BUCK控制器
可同步的BOOST控制器
同步BUCK-BOOST控制器
新型INVERTING控制器
数字控制技术的电源产品
1.加入DSP控制的开关电源。
2.UCD系列数字控制电源。
3.专业数字技术公司推出的数字控制电源Si8250系列最优秀最完整的数字电源。
4.最新的完整的数字控制电源IC-ADP1043A。
5.最新数字控制不用编程的BUCK控制IC-
ZL2008。
Si8250控制的数字电源
非隔离的最新的数字电源ZL2008
隔离控制最新的数字电源ADP1043A。