电源电路设计基础
反激式开关电源(flyback)环路设计基础
反激式开关电源(flyback)是一种常见的电源结构，广泛应用于电子设备中。
它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点，在消费电子、工业控制和通信设备等领域被广泛应用。
本文旨在介绍反激式开关电源环路设计的基础知识，包括工作原理、设计步骤和注意事项。
一、反激式开关电源的工作原理1.1 反激式开关电源的基本结构反激式开关电源由输入滤波器、整流桥、高频变压器、功率开关器件、输出整流滤波器、控制电路等组成。
其中，高频变压器是反激式开关电源的关键部件，通过变压器实现输入电压的隔离和变换，功率开关器件则控制变压器的工作状态，实现电源的调节和稳定输出。
1.2 反激式开关电源的工作原理反激式开关电源通过功率开关器件周期性地将输入电压斩波，将输入电能存储在变压器的磁场中，然后再将其转换为输出电压。
在工作周期的后半段，存储的能量释放到输出负载上，从而实现对输出电压的调节。
通过控制功率开关器件的导通时间和断态时间，可以实现对输出电压的调节和稳定。
二、反激式开关电源环路设计的基础知识2.1 反激式开关电源的设计步骤（1）确定电源的输入输出参数：包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等；（2）选择功率开关器件和高频变压器：根据电源的输入输出参数和工作频率选择合适的功率开关器件和高频变压器；（3）设计反激式开关电源的控制电路：根据所选的功率开关器件和高频变压器设计相应的控制电路，包括PWM控制电路、电源启动电路等；（4）设计输入输出滤波器和保护电路：设计输入输出滤波器，保证电源的输入输出稳定和干净，设计过压、过流、过温等保护电路，保证电源的安全稳定工作。
2.2 反激式开关电源环路设计的注意事项（1）磁性元件的设计：高频变压器和输出感应元件的设计是整个反激式开关电源设计的关键，应合理设计磁芯、线圈匝数等参数，保证磁性元件承载功率、效率和体积的平衡；（2）功率开关器件的选择和驱动：应选择合适的功率开关器件，并设计合理的驱动电路，保证功率开关器件的可靠工作和转换效率；（3）控制电路的设计：应根据功率开关器件的工作特性和工作频率设计合适的PWM控制电路和反馈控制电路，保证电源的稳定可调；（4）输入输出滤波器和保护电路的设计：应合理设计输入输出滤波器和保护电路，保证电源的输入输出稳定和安全可靠。
零起点学开关电源设计基础篇
零起点学开关电源设计基础篇
开关电源是一种高效、稳定、小型化的电源供应器，广泛应用于现代电子设备中。
想要学习开关电源设计基础知识，需要掌握以下几个方面的内容：
1. 开关电源的基本原理
开关电源是一种能够将交流电转化为直流电的电源供应器。
它通过开关管对输入电压进行开关控制，使交流电的平均值变为直流电。
整个开关电源由输入滤波电容、整流电路、开关变换器、输出滤波电容、稳压电路等部分组成。
2. 开关电源的分类
开关电源可以根据输入电压的不同，分为交流输入型和直流输入型；根据输出功率的不同，分为低功率（小于100W）、中功率（100W-1KW）和高功率（大于1KW）；根据拓扑结构的不同，分为Buck型、Boost型、Buck-Boost型、Cuk型、Sepic型、Flyback型、Forward 型等。
3. 开关电源的主要元器件
开关电源的主要元器件包括开关管、二极管、电感、电容、变压器、稳压管等。
4. 开关电源的设计步骤
开关电源的设计步骤主要包括：计算输入电容、整流电路的设计、选择开关变换器拓扑结构、计算开关变换器元器件参数、稳压电路的设计、确定滤波电容电感的参数、进行仿真和优化。
5. 开关电源的性能指标
开关电源的主要性能指标包括输出电压、输出电流、输出功率、效率、稳定性、负载调整能力、温度特性等。
以上是零起点学开关电源设计基础的一些内容，希望对初学者有所帮助。
电源工程师设计：基础电路图锦集
一、稳压电源1、3～25V电压可调稳压电路图此稳压电源可调范围在3.5V～25V之间任意调节，输出电流大，并采用可调稳压管式电路，从而得到满意平稳的输出电压。
工作原理：经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极，使调整管导通，在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通，接着V3也导通，这时V1、V2、 V3的发射极和集电极电压不再变化（其作用完全与稳压管一样）。
调节RP，可得到平稳的输出电压，R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。
元器件选择：变压器T选用80W～100W，输入AC220V，输出双绕组AC28V。
FU1选用1A，FU2选用3A～5A。
VD1、VD2选用 6A02。
RP选用1W左右普通电位器，阻值为250K～330K，C1选用3300µF／35V电解电容，C2、C3选用0.1µF独石电容，C4选用470µF／35V电解电容。
R1选用180～220Ω/0.1W～1W，R2、R4、R5选用10KΩ、1／8W。
V1选用2N3055，V2选用 3DG180或2SC3953，V3选用3CG12或3CG802、10A3～15V稳压可调电源电路图无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源，下面介绍一款直流电压从3V到15V连续可调的稳压电源，最大电流可达10A，该电路用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电压源集成电路TL431，使稳压精度更高，如果没有特殊要求，基本能满足正常维修使用，电路见下图。
其工作原理分两部分，第一部分是一路固定的5V1.5A稳压电源电路。
第二部分是另一路由3至15V连续可调的高精度大电流稳压电路。
第一路的电路非常简单，由变压器次级8V交流电压通过硅桥QL1整流后的直流电压经C1电解电容滤波后，再由5V三端稳压块LM7805不用作任何调整就可在输出端产生固定的5V1A稳压电源，这个电源在检修电脑板时完全可以当作内部电源使用。
第二部分与普通串联型稳压电源基本相同，所不同的是使用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电压源集成电路TL431，所以使电路简化，成本降低，而稳压性能却很高。
电子电路设计的基础知识
电子电路设计的根底知识一、电子电路的设计根本步骤：1、明确设计任务要求：充分了解设计任务的具体要求如性能指标、内容及要求，明确设计任务。
2、方案选择：根据掌握的知识与资料，针对设计提出的任务、要求与条件，设计合理、可靠、经济、可行的设计框架，对其优缺点进展分析，做到心中有数。
3、根据设计框架进展电路单元设计、参数计算与器件选择：具体设计时可以模仿成熟的电路进展改良与创新，注意信号之间的关系与限制；接着根据电路工作原理与分析方法，进展参数的估计与计算；器件选择时，元器件的工作、电压、频率与功耗等参数应满足电路指标要求，元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般应大于额定值的1.5倍，电阻与电容的参数应选择计算值附近的标称值。
4、电路原理图的绘制：电路原理图是组装、焊接、调试与检修的依据，绘制电路图时布局必须合理、排列均匀、清晰、便于看图、有利于读图；信号的流向一般从输入端或信号源画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出务单元电路，反应通路的信号流向那么与此相反；图形符号与标准，并加适当的标注；连线应为直线，并且穿插与折弯应最少，互相连通的穿插处用圆点表示，地线用接地符号表示。
二、电子电路的组装电路组装通常采用通用印刷电路板焊接与实验箱上插接两种方式，不管哪种方式，都要注意：1．集成电路：认清方向，找准第一脚，不要倒插，所有IC的插入方向一般应保持一致，管脚不能弯曲折断；2．元器件的装插：去除元件管脚上的氧化层，根据电路图确定器件的位置，并按信号的流向依次将元器件顺序连接；3．导线的选用与连接：导线直径应与过孔〔或插孔〕相当，过大过细均不好；为检查电路方便，要根据不同用途，选择不同颜色的导线，一般习惯是正电源用红线，负电源用蓝线，地线用黑线，信号线用其它颜色的线；连接用的导线要求紧贴板上，焊接或接触良好，连接线不允许跨越IC或其他器件，尽量做到横平竖直，便于查线与更换器件，但高频电路局部的连线应尽量短；电路之间要有公共地。
电源相关知识及设计基础
电源相关知识及设计基础电源, 初学者, 电子电容器作为基本元件在电子线路中起着重要作用，在传统的应用中，电容器主要用作旁路耦合、电源滤波、隔直以及小信号中的振荡、延时等。
以上电路对电容器参数的主要要求有：电容量；额定电压；正切损耗；漏电流等，对其它参数没有过多的要求。
但对于从事电源设计的工程师来说，了解这些远远还不能够满足设计的需要，如开关电源输出端用的滤波电容上，与工频电路中选用的滤波电容并不一样，在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器，其上锯齿波电压的频率高达数十千赫，甚至数十兆赫，它的要求和低频应用时不同，电容量并不是主要指标，衡量它好坏的则是它的阻抗一频率特性，要求它在开关稳压电源的工作频段内要有低的等的阻抗，同时，对于电源内部，由于半导体器件开始工作所产生高达数百千赫的尖峰噪声，亦能有良好的滤波作用，一般低频用普通电解电容器在10 千赫左右，其阻抗便开始呈现感性，无法满足开关电源使用要求。
因此，对于电源设计，工程师需要了解更多的关于电容使用和选型的知识，以下的资料专门针对电源设计中电容选型时所遇到的问题，希望对你有所帮助！现代电源技术中电容器的正确选用开关电源中选取滤波电容的三个主要参数电容降压式电源中电容器的选用音响电源平滑滤波用铝质电解电容选型问答电子初学者必做（电源类）学习电子技术，最重要的一点是动手实践，这对提高学习兴趣、掌握电子技术非常有帮助。
这对初学电子的朋友来说，这种能力更是不能缺少的，也为今后的深入的学习和发展奠定了基础。
同时，一些实用电子制作对我们的日常工作、生活也非常有益。
在网络日益普及发达的今天，我们再也不用独自闭门造车，只要打开电脑，你会发现原来还有很多人与你同行。
寻找一个合适的电路、最佳的设计方案对提高制作成功率起着很重要的作用。
那就让我们开始吧！首先第一步要有电源，买的绝对不如自己做的好，买的电源干扰、内阻等各方面都没考虑，甚至连稳压都没有只有整流和滤波，谁用谁倒霉！做电源很简单也很复杂，那么我们先做简单的吧！一方面锻炼动手能力，另一方面就是自己用起来方便了！电源有两种：开关电源和线性电源，开关电源效率高但干扰大，电路复杂，极力推荐线性电源！1++ 1.5V电源的制作++在有些便携式的电子装置（如随身听、MD等）中经常用到1.5V的电源供电。
开关电源设计入门培训资料(ppt48张)
保险丝(Fuse)
保险丝的工作原理
保险丝通电时，由电能转换的热量使可熔体的 温度上升。正常工作电流或允许的过载电流通 过时，产生的热量通过可熔体、外壳体向周围 环境辐射，通过对流、传导等方式散发的热量 与产生的热量逐渐达到平衡。如果产生的热量 大于散发的热量，多余的热量就逐渐积聚在可 熔体上，使可熔体温度上升；当温度达到和超 过可熔体的熔点时，就会使可熔体熔化、熔断 而切断电流，起到了安全保护电路的作用。
功率二极管
功率场二极管选择及应用降额. 1)平均连续电流:80% 2) 浪涌电流: 90% 3)浪涌I2t: 80% 4)反向电压: 80% 5)雪崩能量: 不允许 6)最大的结温: 80%
功率二极管
功率二极管规格书
保险丝(Fuse)
保险丝的作用 1）正常情况下，保险丝在电路中起连接电 路的作用。 2）非正常情况下，保险丝作为电路中的安 全保护元件，通过自身熔断安全切断并 保护电路。
如上图所式，栅极电压从0V上升到10V过程中，栅极电流Ig包括I1和I2两 部分，
功率场效应管 (Mosfet)
Hale Waihona Puke 需要栅极的总电流Ig为Ig=I1+I2=0.36+0.564=0.924A
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管栅极驱动上升和下降时间 导通延迟时间：Trd=Vgsth（2.5V)-（0V） 关断延迟时间: Tfd=Vgl（10V)-Vgsth（2.5V)
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管栅极驱动电路
10 R1
12 V1 1u C1 V2 1K R2
电子电路的基本设计原理
电子电路的基本设计原理电子电路设计是电子工程中至关重要的一部分。
通过了解电子电路的基本设计原理，我们可以更好地理解和应用电子技术。
下面将详细介绍电子电路设计的基本原理和步骤，并列出相关要点。
一、电子电路设计的基本原理1. 电流、电压和电阻关系：欧姆定律是电子电路设计的基础，它告诉我们电流和电压的关系以及电阻的作用。
2. 电源和负载匹配：在设计电子电路时，应根据负载的特性选择合适的电源，确保电源电压和电流与负载匹配，以保证电路的正常工作。
3. 信号放大：在电子电路设计中，经常需要对信号进行放大，以满足不同应用的需求。
常见的放大电路有共射放大电路、共基放大电路等。
4. 滤波和去噪：在电子电路中，噪声是一个常见的问题，尤其是在信号处理和通信领域。
滤波和去噪技术可以有效地去除噪声，提高电路的信号质量。
5. 反馈控制：反馈是电子电路设计中的重要概念，它可以用于控制电路的增益、稳定性和频率响应等。
常用的反馈电路有正反馈和负反馈电路。
二、电子电路设计的步骤1. 确定需求：在进行电子电路设计之前，首先要确定需求，包括电路的功能、性能要求和应用场景等。
2. 分析电路：根据需求，对电路进行分析，确定所需要的基本电路模块和元件，例如放大电路、滤波器等。
3. 选择元件：根据需求和分析结果，选择合适的电子元件，包括电阻、电容、电感、晶体管等。
4. 绘制电路图：根据所选择的电子元件，绘制电路图。
电路图应包括所有的元件连接方式和接线位置等。
5. 进行仿真：使用电子电路仿真软件，对电路进行仿真。
仿真可以帮助我们预测电路的性能和工作情况，并进行必要的调整和优化。
6. 制作电路板：根据仿真结果，设计电路板，并进行制作。
电路板上应包括所有必要的元件和连接方式。
7. 焊接元件：根据电路板设计，将元件焊接到电路板上。
焊接应遵循正确的焊接方法和标准，确保电路的连接可靠。
8. 调试和测试：完成焊接后，需要对电路进行调试和测试。
通过测量电路的电流、电压、频率等参数，检查电路是否满足设计要求。
电路设计基础知识点
电路设计基础知识点电路设计是电气工程中的关键环节，它涉及到电路的组成、布局和元件的选择，对于电子产品的性能和可靠性都有着重要影响。
下面我们将介绍一些电路设计的基础知识点。
一、电路的基本概念在开始学习电路设计之前，我们先来了解一些电路的基本概念。
1. 电路电路是由电子元件、导线和其他连接元件组成的电子装置。
它可以传输、控制和处理电信号或电能。
2. 电流电流是电荷通过导线或电子元件流动的速度，用符号“I”表示，单位是安培（A）。
3. 电压电压是电荷在电路中移动时所受的力，用符号“V”表示，单位是伏特（V）。
4. 电阻电阻是电流在电路中流动时所遇到的阻碍，用符号“R”表示，单位是欧姆（Ω）。
二、电路元件在电路设计中，我们需要选择适当的电子元件来实现电路的功能。
下面介绍几种常见的电子元件。
1. 电源电源是提供电流和电压的装置，它可以为整个电路系统提供所需的能量。
常见的电源有电池和电源适配器。
2. 电阻器电阻器是控制电路中电流的大小和电压的分配的装置。
它的主要作用是通过消耗电能来降低电压或限制电流。
3. 电容器电容器是一种能够储存电荷的元件，它可以在电路中储存和释放电能。
电容器的容量大小可以影响电路的响应速度和稳定性。
4. 电感器电感器是一种能够储存磁能的元件，它常用于电压和电流的转换以及滤波器的设计。
5. 二极管二极管是一种电子元件，具有只允许电流单向通过的特性。
它可以在电路中实现整流、开关和保护等功能。
6. 晶体管晶体管是一种半导体器件，具有放大和开关功能，常用于电源放大和信号放大的电路设计中。
三、基本电路的设计在掌握了电路的基本概念和常见元件之后，我们可以开始进行基本电路的设计了。
1. 串联电路串联电路是将电子元件按照一定的顺序连接起来的电路。
在串联电路中，电流按照固定的路径依次通过每个元件。
2. 并联电路并联电路是将电子元件同时连接在同一节点上的电路。
在并联电路中，电流通过各个元件的路径相同，而电压则相等。
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5.2.1 降压型BUCK电路
LM2596构成固定电压降压电路： 固定电压版LM2596电源电 路的外围元器件数量很少：
反馈型稳压电源电路
串联反馈型稳压电源电路是一个深度负反馈的闭环控制系统， 由执行元器件（调整管）、反馈支路（取样网络）、电压基准、 误差比较放大器4部分组成。
【例5-1-2】采用TL431与功率三极管构成的简单串联反馈型 稳压电路。
输出电压与基准电压、取样网络中的电
半波整流电路结构简单、整流元器件使用数量很少。但电源利 用率较低，输出直流电压的脉动成分较多。 提示：半波整流主要用于输出电流很大、整流电压很高、对电 压纹波不敏感的场合，如开关电源次级输出的整流、kV级电压 输出的整流。
5.1.1 整流电路
2．全波整流电路 （1）电路结构及输出波形
（2）特点
全波整流电路在整个周期内均有波形输出。 提示：全波整流电路同样存在变压器利用效率不高的问题，实 际中使用并不多。
LM78××输出固定的正电压值，LM79××输出固定的负电压 值固。定电压输出的三端集成稳压器应用电路:
5.1.6 电压可调集成稳压芯片
LM317是一款使用最为广泛的三端电压可调集成稳压芯片，输 出正极性电压；LM337则是输出负极性电压的三端电压可调集 成稳压芯片。 LM317的典型工作电路:
LM317的输入电压一般可达40V，输出电压范围为1.25～ 37V。
5.1.1 整流电路
整流电路可将交流电压转变为脉动的直流电压。 提示：除半导体二极管之外，电子管、矽整流器、单向可 控硅也具有整流功能。 1．半波整流电路 （1）电路结构及输出波形
5.1.1 整流电路
1．半波整流电路 （2）参数
输出直流电压的平均值：
整流二极管D1承受的最大反向电压为 2V2
（3）特点
4．正/负双电源整流电路
正/负双电源由次级带有中间抽头的变压器配合二极管整流桥构 成。R1上得到正电压，R2上得到的是负电压。
提示：正/负双电源整流电路一般用于负载对称的场合，如果负 载的阻值差异较大，则需要在整流电路的输出分别串入一组正/负 稳压电路单元。
5.1.2 滤波电路
1．电容滤波 在电容滤波电路中，电容器与负载为并联关系。 滤波电路及仿真波形：
5.1.2 滤波电路
3．LC组合滤波 1）Γ形滤波电路 滤波电路及仿真波形：
组合滤波电路汲取了电感滤波与电容滤波各自的优势，输出 纹波更小且波形更加平滑。
5.1.2 滤波电路
3．LC组合滤波 2）π形滤波电路 滤波电路及仿真波形：
π形滤波电路的滤波性能更佳，但元器件使用数量较多、电路 成本增加、占用的电路PCB面积偏大。
5.1.1 整流电路
3．桥式整流电路 （1）电路结构
桥式整流电路采用4只二极管按照一定顺序连接成为桥式结构。 利用二极管的单向导电性进行整流。
5.1.1 整流电路
3．桥式整流电路 （2）工作波形
（3）参数
输出直流电压的平均值：
每只整流二极管承受的最大反向电
压均为 2V2
5.1.1 整流电路
3．桥式整流电路 【例5-1-1】 图所示为一种没有使用工频变压器的桥式整流 电路，采用阻容网络降低电网电压，在目前低成本的LED灯 具电路中使用广泛，具有结构简单、成本低廉的优点，但存 在输出端未与电网电压隔离、输出电流较小等缺点。
5.1.1 整流电路
4．正/负双电源整流电路
正/负双电源由次级带有中间抽头的变压器配合二极管整流桥构 成。R1上得到正电压，R2上得到的是负电压。
提示：正/负双电源整流电路一般用于负载对称的场合，如果负 载的阻值差异较大，则需要在整流电路的输出分别串入一组正/负 稳压电路单元。
5.1.1 整流电路
提示：由于电容器的内阻很高，因此输出特性比较软；滤 波电容的容量越大，则滤波输出波形相对越平滑。
5.1.2 滤波电路
2．电感滤波 电感滤波将电感元器件串联在整流电路的输出端与负载电阻之 间。 滤波电路及仿真波形：
提示：电感器的内阻比较低，因而电感滤波的输出特性比 较硬，输出波形较为圆 滑，多用于输出电流较大的场合，如 开关电源次级低压的输出滤波。
阻器（电位器）R2 、P1 、R3 参数有
关：
VCC
1
R2 R3
P1上 P1下
Vref
TL431同时具有“基准电压”与“比较放大”两个单元的功能，有 效简化了电路结构。
5.1.5 固定电压集成稳压芯片
三端集成稳压器把调整管、误差比较放大、电压基准等单元全 部集成在同一硅片，只引出电源输入、电源输出、接地（或： 电压调整）三只引脚。
5.2.1 降压型BUCK电路
为了提高电源电路的工作效率，可以使用降压型BUCK电路。 BUCK降压电路拓扑：
特点：这是一种输出电压小于输入电压的非隔离式DC-DC变 换器，输出电压与输入电压的极性相同，电路的输出电流可 以超过输入电流，工作效率高达90%以上。 工作过程： 当开关Q1闭合，Vin通过电感给负载供电，电感储能VinV当o开ut关；Q1断开，电感释放能量，向负载供电。
第5章 电源电路设计基础
5.1 线性直流电源电路设计 5.2 开关电源电路 5.3 电流检测电路设计 5.4 电 池
5.1 线性直流电源电路设计
直流稳压电源的作用：
将交流电网电压转换为直流电压，为各类电路提供直流工作电源。
组成：
各部分功能：
变压器： 降压 整流： 交流变脉动直流 滤波： 滤除脉动 稳压：进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力
5.1.3 电压基准TL431
TL431是美国TI公司生产的一款三端可调式电压基准源，共有 阳极A、阴极C、参考端ref共三只引脚。 电气符号及基本应用电路：
应用：图（b）中，TL431内部含有一个2.5V的基准电压，
将阳极与参考端直接短接即可获得，R1为限流电阻；
图（c）中输出电压为：
Vo
1
5.2 开关电源电路
开关电源是使用三极管、MOSFET等半导体器件作为开关， 将一种形式的直流（DC）电源转变为其他形式的直流电源， 习惯上也称为“DC-DC”电源电路。
提示：开关电源属于非线性电源，高频的开关动作容易导 致高次谐波对负载或电网的干扰，不适宜用在传感器、微弱 信号放大、测量电路等对精度要求较高的领域。