集成开关电源2
什么是开关电源
什么是开关电源开关电源是一种电力转换设备，用于将一种电压转换为另一种电压供应给电子设备使用。
它是现代电子产品中常见的电源之一，具有体积小、效率高、稳定性好等优点。
开关电源主要由三个部分组成，即输入端、控制端和输出端。
输入端接收来自交流电源或直流电源的输入电压，并将其转换为稳定的直流电压。
控制端负责监测输入电压的变化，并通过控制开关管的开关时间来调整输出电压的稳定性。
输出端则将调整后的电压供应给需要的电子设备。
开关电源的工作原理基于开关管的开关控制。
开关管在每个周期内交替地关闭和打开，以使输入电能以高频率进行节拍式调制，然后经过变压器和滤波电路进行转换和滤波，从而得到稳定的输出电压。
由于开关管的开关速度非常快，因此开关电源能够实现高效能的电能转换。
与传统的线性电源相比，开关电源具有明显的优势。
首先，开关电源的效率通常可以达到80%以上，而线性电源的效率只有60%左右。
高效率意味着在相同功率输出条件下，开关电源产生的热量较少，散热要求较低。
其次，开关电源的体积小巧，适用于低功率和便携式电子设备。
另外，开关电源能够稳定输出电压，不受输入电压波动的影响。
开关电源的应用非常广泛。
它被广泛应用于电子产品、计算机、通信设备、工业自动化设备等领域。
在家庭生活中，我们常见的电视、电脑、手机充电器等设备都使用了开关电源。
然而，开关电源也存在一些问题和注意事项。
首先，由于开关电源中存在高频脉冲信号，可能会产生电磁干扰。
为了避免干扰，开关电源需要进行屏蔽处理。
其次，由于开关电源内部的元件结构较为复杂，一旦出现故障，修复起来较为困难。
因此，在使用开关电源时，需要注意保护措施，避免过载、短路等情况的发生。
综上所述，开关电源是一种高效、稳定的电力转换设备，被广泛应用于电子产品和各种设备中。
它的出现使电子设备更加小巧、高效，并提供稳定的电源供应。
然而，使用开关电源需要注意电磁干扰和保护措施，以确保正常使用和安全运行。
开关电源 执行标准
开关电源执行标准开关电源是一种电子设备，它利用电路控制开关管进行高速开启和关闭，以提供稳定电压和电流的电源。
以下是开关电源的介绍和执行标准：一、开关电源的介绍1. 开关电源的基本原理开关电源利用电路控制开关管进行高速开启和关闭，以提供稳定电压和电流的电源。
它主要由输入电路、输出电路、开关管、控制电路等组成。
输入电路接收交流电，通过整流滤波得到直流电，再通过开关管进行高频开关，输出稳定的直流电。
控制电路则负责控制开关管的开启和关闭，以达到稳定的输出电压和电流。
2. 开关电源的种类开关电源可分为交流电源（AC-DC）和直流电源（DC-DC）两大类。
交流电源是将交流电转换为直流电，而直流电源则是将直流电进行升降压或稳压处理。
此外，根据输出路数和电路结构的不同，开关电源还可分为单路输出和多路输出，以及正激式和反激式等不同类型。
3. 开关电源的特点开关电源具有高效率、小体积、轻量化、高可靠性等优点。
由于其采用高频开关技术，因此具有较高的功率密度，能够提供稳定的电压和电流输出。
此外，开关电源还具有较好的保护功能，如过流保护、过压保护、欠压保护等，以确保用电设备和人身安全。
二、开关电源的执行标准1. 安全标准开关电源作为一类电子设备，其安全性是首要考虑的因素。
因此，在设计和生产过程中，需要严格遵守相关的安全标准。
例如，应符合GB4943.1-2011《信息技术设备安全第1部分：通用要求》、GB17625.1-2012《电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）》等国家或行业标准。
同时，对于出口产品还需符合相应的国际标准，如UL60950-1、EN60950-1等。
2. 性能标准开关电源的性能标准主要包括输出电压、电流、功率、效率等指标。
这些指标需要符合设计要求，以确保开关电源能够满足实际应用的需求。
例如，输出电压和电流需要稳定且精度较高，功率和效率则需要尽可能提高以降低能耗。
此外，对于具有稳压功能的开关电源，其稳压精度应符合相应的国家或行业标准。
开关电源基础与应用(第二版) 第2章
图2-3 晶闸管过压保护原理
自激式降压型开关电源的过流保护相当重要，因为自激 式负载短路保护功能不可能代替负载过流保护。实用中一旦 开关电源负载过流引起开关管击穿，将造成严重超压，使开 关电源和负载电路同时损坏。
最简单的过流保护可通过在电路中加入负载电流I0取样 电路实现，原理见图2-4。
在开关电源稳压输出端，设置负载电流取样电阻R0，通过R0 将负载电流I0变成过流电压U0 = I0·R0。VT2作为过流控制管， 当I0R0 > 0.7 V时，VT2导通，稳压管输出电压U2经VT2集电 极输出，触发晶闸管导通，将开关电源负载短路，实现停振
冲变压器，使得VT1可以依靠脉冲变压器的正反馈作用产生 振荡。
图2-2 不隔离电源原理图
2.1.2 降压型电源保护电路 降压型开关电源的输出过压保护至关重要，因为输出电
压超压，不仅开关电源本身受损，负载电路也同时会损坏。 新的过压保护器件的内部电路由一只小型压敏二极管VDVS 和一只晶闸管VS组成，见图2-3。小电流的VDVS和晶闸管VS 封装在同一芯片上，VDVS击穿后触发大电流晶闸管VS，使 短路效果更可靠。该器件有A、K、G三只脚，外表与晶闸 管相同，用于保护电路时，在G极和K极之间外电路加入R、 C，防止干扰脉冲造成晶闸管误触发。
图2-4 自激式电源过流保护原理
利用晶闸管的短路保护可以实现更精确的过压保护。用 分压电阻将U2分压，将分压点经过稳压二极管接入晶闸管 控制极。如果U2升高，分压点电压使稳压管反向击穿，则 触发晶闸管导通。由于稳压管有比较准确的稳定电压值，特 性曲线比较陡，反向电流较小，因此这种过压保护精度可以 达到输出电压2%以内，优于上述简单的过压保护电路。
保护。该电路具有自锁功能，一旦负载电流增大的持续时间
开关电源设计(精通型)
开关电源设计（精通型）一、开关电源基本原理及分类1. 基本原理开关电源的工作原理是通过控制开关器件的导通与关断，实现电能的高效转换。
它主要由输入整流滤波电路、开关变压器、输出整流滤波电路和控制电路组成。
在开关电源中，开关器件将输入的交流电压转换为高频脉冲电压，通过开关变压器实现电压的升降，经过输出整流滤波电路，得到稳定的直流电压。
2. 分类（1）PWM（脉冲宽度调制）型开关电源：通过调节脉冲宽度来控制输出电压，具有高效、高精度等特点。
（2）PFM（脉冲频率调制）型开关电源：通过调节脉冲频率来控制输出电压，适用于负载变化较大的场合。
二、开关电源关键技术与设计要点1. 高频变压器设计（1）选用合适的磁芯材料，保证变压器在高频工作时的磁通密度不超过饱和磁通密度。
（2）合理设计变压器的绕组匝数比，以满足输出电压和电流的要求。
（3）考虑变压器损耗，包括铜损、铁损和杂散损耗，确保变压器具有较高的效率。
2. 开关器件的选择与应用（1）开关频率：根据开关电源的设计要求，选择合适的开关频率。
（2）电压和电流等级：确保开关器件能承受最大电压和电流。
（3）功率损耗：选择低损耗的开关器件，提高开关电源的效率。
（4）驱动方式：根据开关器件的特点，选择合适的驱动电路。
3. 控制电路设计（1）稳定性：确保控制电路在各种工况下都能稳定工作。
（2）精度：提高控制电路的采样精度，降低输出电压的波动。
（3）保护功能：设置过压、过流、短路等保护功能，提高开关电源的可靠性。
三、开关电源设计实例分析1. 确定设计指标输入电压：AC 85265V输出电压：DC 24V输出电流：4.17A效率：≥90%2. 高频变压器设计选用EE型磁芯，计算磁芯尺寸、绕组匝数和线径。
3. 开关器件选择根据设计指标，选择一款适合的MOSFET作为开关器件。
4. 控制电路设计采用UC3842作为控制芯片，设计控制电路，实现开关电源的稳压输出。
5. 实验验证搭建实验平台，对设计的开关电源进行测试，验证其性能指标是否符合要求。
开关电源芯片2843引脚定义
一、开关电源芯片2843简介开关电源芯片2843是一款常用的电源管理集成电路，主要用于交流至直流的转换电源电路中。
其具有高效率、低功耗、稳定性好等特点，被广泛应用于手机充电器、LED驱动器、电源适配器等领域。
二、开关电源芯片2843引脚定义1. 1号脚（Vcc）：输入电压引脚，一般接直流输入电压。
2. 2号脚（GND）：接地引脚，连接电源接地。
3. 3号脚（FB）：反馈引脚，连接反馈电阻，用于调节输出电压。
4. 4号脚（EN）：使能引脚，通过外部信号控制芯片的启停。
5. 5号脚（D1）：驱动1引脚，连接外部MOS管的栅极。
6. 6号脚（D2）：驱动2引脚，连接外部MOS管的栅极。
7. 7号脚（Vout）：输出电压引脚，连接输出电压滤波电感、输出电容等。
三、开关电源芯片2843引脚功能详解1. Vcc引脚：用于连接输入电压，一般情况下直接接电源的直流输入端。
在外部可加入电容进行滤波。
2. GND引脚：接地引脚，连接系统接地或电源接地。
3. FB引脚：反馈引脚，通过反馈电阻与输出电压形成反馈回路，控制输出电压稳定。
4. EN引脚：使能引脚，通过控制使能信号可以实现芯片开关控制，控制芯片的启停。
5. D1、D2引脚：驱动引脚，连接外部MOS管的栅极，控制MOS管的导通和截止，实现开关电源的工作。
6. Vout引脚：输出电压引脚，连接输出电压滤波电感、输出电容，输出稳定的直流电压。
四、开关电源芯片2843引脚功能特点1. Vcc引脚输入电压范围广，可适应不同输入电压。
2. GND引脚连接电源接地，提供稳定的接地环境。
3. FB引脚通过连接反馈电阻调节输出电压，稳定输出电压。
4. EN引脚通过使能信号控制芯片的启停，灵活可控。
5. D1、D2引脚通过控制外部MOS管的导通和截止，实现开关电源的工作。
6. Vout引脚输出稳定的直流电压，满足电路需求。
五、结语开关电源芯片2843的引脚定义对于设计和应用该芯片的电子工程师具有重要意义。
新型三端开关电源WS157简介 2
器件与产品
电子报/2004年/06月/13日/第014版/
新型三端开关电源WS157简介
武汉余俊芳
WS157为一款三端式开关电源集成电路,其内部包含了基准电压源、误差电压放大、PWM比较、恒流源驱动、100kHz振荡、电子开关、复位、过热、过流保护等电路和大功率MOS场效应管。
由它构成的开关电源如图所示;经VD201～VD204整流后的近300V电压从开关变压器N1绕组加至WS157的D、S极,使WS157内部的振荡电路开始振荡,并通过控制电路向开关管激励电路送入脉冲电压,致使内部开关管工作于开关状态,同时在开关变压器N1绕组中形成大小、方向时刻变化的脉冲电流。
于是开关变压器的次级N2、N3绕组中就有脉冲电压输出。
其中N2绕组输出的5V电压经R203送入光耦器①端。
当负载变重或市电输入电压过低而引起5V电压下降时,流过光耦器CN Y75A电流减小,内部光敏管内阻增大,WS175的G极电位下降,经WS175内部电路比较后便开关管频率升高,输出电压上升。
反之亦然。
如果负载短路引起开关管严重过流时,内部的过流保护电路将动作,通过控制电路使开关电源停振,整机得以保护。
WS157最大输出功率50W,常用于彩电开关电源副电源、VCD、DVD、笔记本电脑等电源电路中。
开关电源（2）——BOOST
开关电源（2）——BOOST继续上⾯的内容。
1.BOOST 模型：⼯作原理：当开关管处于打开状态时，以Q2是MOS管为例，D与S导通，等效看做导线，输⼊电源给电感充电。
若开启时间够长，电感电流就会从0⼀直达到饱和状态。
⽽⼆极管单向导电性防⽌后⼀级电源在开关打开时对地短路。
当开关管处于关闭状态时，开关管Q2 D与S断开，可以等效此⽀路为断开状态，电感存储的电流可以流经⼆极管给不断给电容充电，起到升压的作⽤了。
若关闭时间⾜够长，电感电流就会由充电时的状态逐渐减⼩，直⾄放电完毕。
电感⼯作模式：与BUCK同，简单分为2种模式，连续模式与⾮连续模式。
连续模式下,电感L2的电流不会降为0，在MOS管处于导通状态下，电感两端电压等于输⼊电压VIN。
MOS处于断开状态时，电感两端电压-（VOUT-VIN），此时电路负载较重。
⾮连续⼯作模式，也叫断续模式，此时电路负载较轻。
输出电压：当开关管断开时，假设断开时间够长，电容两端的电压等于输⼊电压，把它看做是初始状态。
在充电过程中，电感上储存了能量。
当开关管断开时，电感上的电流逐渐减⼩，通过⼆极管之后，给电容充电，原先电容两端的电压等于输⼊电压，此时继续给电容充电，就达到了升压的效果。
纹波因素：主要关键点在输出电容的选择。
效率：（1）、输⼊与输出之间适当的压差。
（2）、关键元件：电感。
除了关注电感的基本感值等基本参数外，还要关注电感的⼯作状态。
（3）、⼀般芯⽚的开关频率可以⽤外部电阻调节，适当降低些开关频率。
整个电路的⼯作状态直接影响效率，效率的⾼低是综合性结果。
很多时候按照理想来设计，有时结果却与理论千差万别，⼀般90%的效率算是⽐较OK了。
如果没有达到理想的效率。
利⽤⼿中的⼯具，例如⽰波器，观察⼀下电路各个点的波形，根据器件DATASHEET（⼀般像TI等都会有电路设计软件，会给出理论值。
），多次调试就可以了。
申华电子 SD-2 型开关电源模块 使用说明
SD-2型开关电源模块是申华电子设计发明的专利产品是SD-1型的改进型增加了遥控关机电路适用于带遥控关机并联型开关电源的维修利用此电源模块可以使开关电源的维修时间从原来的几小时缩短到几分钟只要求原机开关电源初次级整流滤波电路及开关变压器是好的都可以顺利安装SD-2型开关电源模块有五根引线初级红黑次级黄蓝灰安装如下1把原机电源开关管或厚膜块去掉以便安装模块检查原机电源开关管集电极与 +300V电压之间并联的浪涌电压吸收电路是否损坏,如损坏请更换2红色引线接到原机电源开关管C极场效应管为D极印刷电路板焊点上如果原机电源是厚膜块红线应接厚膜块内相应功率管C极所连接的电路板焊点上3黑线接到原机电源开关管 E 极或初级地线上,俗称热地4黄线接到次级主电压整流二极管正端交流端5蓝线接到次级地线上俗称冷地6灰线是关机线与初级地线导通后使电源变为关机状态各路输出电压为零实际连接时灰线接关机用光电耦合器内三极管C极所连接的印刷电路板焊点上去掉与此相连的其它元件把E极接到初级地线上把光耦二极管端连结的稳压元件如果有去掉保留关机元件7把所附带的导热硅脂均匀地涂在原机散热片与模块之间把模块牢固的固定在原机散热片上检查各连接无误即可开机调整电压调节螺丝每顺时针旋转一周可使输出电压升高约2V使输出主电压和原来相同其它各组电压会自动适应电源模块出厂时电压调定为110V模块选用优质元件正常使用温度小于60 C 加装后如果出现叫声过热或干扰应参照附图在300V正端与集电极之间加上由快速二极管电阻33 K-51K /5W-3W电容0.01uf-0.047uf/630V组成的吸收回路把原机电源管集电极所连接的其它元件去掉模块过载保护灵敏如遇不能启动时应检查各路整流二极管滤波电容开关变压器及其相应负载是否短路SD-2型遥控关机采用完全关机方式电源关机后所有输出电压为零适用于CPU 待机工作电压由辅助电源供给的机型注意如果关机采用降低主电源电压使开关电源工作在低电压原电压的20%-50%状态给CPU 提供工作电压之方式的机型应选择SD-3型开关电源模块或者加装辅助电源输 入 交 流 120V-280V 50/60Hz最 大 功 率 20W 180W 启 动 延 迟26秒输出主电压 DC 100V 160V 可调 输出其它各组电压 自动适应输出主电压在100V 以下的开关电源模块可定做 产品标准: Q/XSDG 001-2002 专 利 号ZL02234016.5 邮 编464000经营部电话************传真************技术部电话0376-******* 地 址河南省信阳市新华东路15号 申华电子SD21-2SD25-2SD29-2开关电源模块接线图申华电子制作。
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内部含有开关管，适用于降压型开关稳压电路( 内部含有开关管，适用于降压型开关稳压电路(串联开关稳压电路 输入电压范围是4.75V 40V。固定输出电压有3.3V 5.0V、 4.75V到 3.3V、 )。输入电压范围是4.75V到40V。固定输出电压有3.3V、5.0V、12V 15V品种 品种。 、15V品种。 可调节输出电压品种的电压调节范围是1.23 37V。 1.23V~37 可调节输出电压品种的电压调节范围是1.23 37 。每个品种 都能保证输出3.0A的负载电流。 3.0A的负载电流 都能保证输出3.0A的负载电流。
PI Expert Suite7.1软件包下载地址： 软件包下载地址： 软件包下载地址
R U = 1.23V × (1 + ) R
1 O 2
激式开关稳压电路
在升压式开关稳压电路中，将电感用高频脉冲变压器替换， 在升压式开关稳压电路中，将电感用高频脉冲变压器替换，并将续 流二极管、电容和负载连接在变压器的付边， 流二极管、电容和负载连接在变压器的付边，可构成具有脉冲变压器的 开关稳压电路。 开关稳压电路。 注意：变压器的同名端使原、付边电压的相位相反， 注意：变压器的同名端使原、付边电压的相位相反，故称为反激式 开关稳压电路。 开关稳压电路。
特点：集成度很高，外围电路简单， 特点：集成度很高，外围电路简单， 适合构成中、 适合构成中、小功率开关电源
一、脉宽调制控制器（PWM） 脉宽调制控制器（ ）
作用：产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号， 作用：产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号，控制功 率开关管的通、断状态，进而调节输出电压的高低， 率开关管的通、断状态，进而调节输出电压的高低， 达到稳压目的。 达到稳压目的。 L T
TL494是一种固定频率、脉宽调制控制电路，它包含了开 是一种固定频率、脉宽调制控制电路， 是一种固定频率 关电源控制所需的全部功能，广泛应用于开关电源中。 关电源控制所需的全部功能，广泛应用于开关电源中。TL494有 有 SO-16和PDIP-16两种封装形式。 两种封装形式。 和 两种封装形式
二、开关稳压器（DC-DC） 开关稳压器（ ）
L T L D V = V = V L T −T L 1− D
2 on 2 O I 1 on 1
I
电感与线圈匝数的平方成正比，调整原边匝数 或付边匝数N 电感与线圈匝数的平方成正比，调整原边匝数N1或付边匝数 2，可 调节输出电压。 调节输出电压。
3、降压/升压式集成稳压器 、降压 升压式集成稳压器 基本原理
c + VI e k D a + v - O1 iL C R vO +
基本构成： 基本构成： 锯齿波发生器 基准电压源（ 基准电压源（VREF） 误差放大器 PWM比较器 比较器
vB A + vS
VP A+
R VF R VREF
PWM (b) T
PWM控制器集成电路产品
TL494集成芯片 集成芯片
1、降压（Buck）式开关稳压器 、降压（ ） 基本原理
实例解析
LM2576系列是美国国家半导体公司（NSC）生产的高 系列是美国国家半导体公司（ 系列是美国国家半导体公司 ） 效率、 大电流输出 降压式开关稳压器。 大电流输出、 效率、3A大电流输出、降压式开关稳压器。其转换效率可 达75%~88%，能最大限度地减小散热尺寸，在许多情况下 ，能最大限度地减小散热尺寸， 甚至可不加散热片。 甚至可不加散热片。 与同类大电流降压式稳压器相比，其价格低廉， 与同类大电流降压式稳压器相比，其价格低廉，外围电 路非常简单。 路非常简单。 LM2576分固定输出式（LM2576-XX，4种规格：3.3V、 分固定输出式（ 种规格： 分固定输出式 ， 种规格 、 5V、12V、15V、LM2576-ADJ） 、 、 、 ）
集成开关电源
一、脉宽调制控制器（PWM） 脉宽调制控制器（ ）
特点：集成度较低，外围电路复杂， 特点：集成度较低，外围电路复杂， 但可构成 大功率开关电源
二、开关稳压器（DC—DC） 、开关稳压器（ ）
特点：集成度较高，内含功率开关管， 特点：集成度较高，内含功率开关管， 需配工频变压器
三、单片开关电源（AC—DC） 、单片开关电源（ ）
开关集成稳压器LM2576原理框图和封装 图12.7.1 开关集成稳压器 原理框图和封装
LM2576内部框图及外部接线 内部框图及外部接线
基本应用电路
具有欠电压保护功能的应用电路
2、升压（Boost）式集成稳压器 、升压（ ） 基本原理
基本应用
LM2577系列是 系列是NSC公司生产的升压式开关稳压器，输 公司生产的升压式开关稳压器， 系列是 公司生产的升压式开关稳压器 出电压分别为12V、15V及可调式（ADJ）。输入电压范围 及可调式（ ）。输入电压范围 出电压分别为 、 及可调式 ）。 宽，为3.5V~40V。 。
D V = V 1− D
o I
降压/升压式（ 降压 升压式（Buck-Boost)稳压器 升压式 稳压器
三、单片开关电源（AC—DC） 、单片开关电源（ ）
单片开关电源的构成， 单片开关电源的构成，即印制板的典型布局示意图
单片开关电源的基本原理
集成电路查询网：
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