单片开关电源管理集成电路设计
一种大功率单片开关电源的设
一种大功率单片开关电源的设
引言
开关电源具有效率高、重量轻、体积小，稳压范围宽等突出优点，从20世纪中期问世以来，发展极其迅猛，在计算机、通信、航天、办公和家用电器等方面得到了广泛的应用，大有取代线性稳压电源之势。
提高电路的集成化是开关电源的追求之一，对中小功率开关电源来说是实现单片集成化。
开关集成稳压器是指将控制电路、功率开关管和保护电路等集成在一个芯片内，而由开关集成稳压器构成的开关电源就称之为单片开关电源。
美国PI公司的单片开关电源系列是其显着的代表。
l 用TOPswitchGX设计的250W开关电源
TOPSwitchGX设计的250W开关电源电路如图1所示。
直流电压经变压器的原边加到TOPSwitchGX的漏极D；频率选择端F和极限电流设定端X 与源极S相连，则该两端的功能都没用，即不从外部设定极限电流，内部自动设定自保护电流ILIMIT，开关工作频率为132K；控制极和光耦LTV817相连，接受反馈信号以实现对内部集成的高压功率MOS管占空比的控制；线路检测端L通过一2MΩ的电阻和直流高压输入的正端相连以实现。
L4960单片开关电源设计
设计斩波式变换器。
关键词：开关电源；ＤＣ／ＤＣ变换器；单片开关集成稳压器；ＩＡ９６０
中图分类号：ＴＰ３６８．１
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００４—３７３Ｘ（２００７）１２—０２９—０３
Ａ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｌ４９６０ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ
ＺＨＥＮＧ Ｙａｏｔｉａｎ （Ｈａｎｓｈａｎ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｏｚｈｏｕ，５２１０４１，Ｃｈｉｎａ）
源，其电源效率可达９０％以上。由于他把开关电源所需 要的基准电压源ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ锯齿波发生器、脉宽调制器、功率输出级 （即开关功率管）和各种保护电路全部集成在同一芯片中， 实现了单片集成化。
单片开关式集成稳压器的主要生产厂家是意一法半导 体有限公司。该公司于２０世纪８０年代中期首先推出了 第一代产品有：ＩＡ９６０，Ｌ４９６２，１．２９６，Ｌ４９６４。在２０世纪９０ 年代又开发出的第二代产品包括：Ｌ４９７０／Ｉ。４９７０Ａ，１．４９７２／ ４９７２Ａ／４９７２ＡＤ，ＩＡ９７４／４９７４Ａ，ＩＡ９７５／４９７５Ａ，Ｌ４９７７／ ４９７７Ａ。上述产品中以１．４９７０和ＩＡ９７０Ａ的输出功率为最 大，最大输出电流为１０ Ａ，输出功率可达４００ Ｗ。
Ｌ４９６０单片开关电源设计
郑耀添
（韩山师范学院广东潮州
５２１０４１）
摘 要：现在一般应用的串联调整稳压电源，是连续控制的线性稳压电源，这种传统的串联稳压器，调整管总是工作在
放大区，流过的电流是连续的，这种稳压器的缺点是承受过载和短路的能力差、效率低。介绍了开关电源的基本构成以及开 关电源的核心部分——功率变换器的基本类型，重点介绍了单片开关集成稳压器Ｌ４９６０的内部结构、工作原理并利用１．４９６０
【独家】单片开关电源设计
摘要：单片开关电源是国际上90年代才开始流行的新型开关电源芯片。
本文阐述其快速设计方法。
关键词：单片开关电源快速设计hipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince199在设计开关电源时，首先面临的问题是如何选择合适的单片开关电源芯片，既能满足要求，又不因选型不当而造成资源的浪费。
然而，这并非易事。
原因之一是单片开关电源现已形成四大系列、近70种型号，即使采用同一种封装的不同型号，其输出功率也各不相同;原因之二是选择芯片时，不仅要知道设计的输出功率PO，还必须预先确定开关电源的效率η和芯片的功率损耗PD，而后两个特征参数只有在设计安装好开关电源时才能测出来，在设计之前它们是未知的。
下面重点介绍利用TOPSwitch-II系列单片开关电源的功率损耗(PD)与电源效率(η)、输出功率(PO)关系曲线，快速选择芯片的方法，可圆满解决上述难题。
在设计前，只要根据预期的输出功率和电源效率值，即可从曲线上查出最合适的单片开关电源型号及功率损耗值，这不仅简化了设计，还为选择散热器提η/%(Uimin=85V)中图法分类号：TN86文献标识码：A文章编码：PO/W图1宽范围输入且输出为5V时PD与η，PO的关系曲线图2宽范围输入且输出为12V时PD与η，PO的关系曲线图3固定输入且输出为5V时PD与η，PO的关系曲线供了依据。
1TOPSwitch-II的PD与η、PO关系曲线TOPSwitch-II系列的交流输入电压分宽范围输入(亦称通用输入)，固定输入(也叫单一电压输入)两种情况。
二者的交流输入电压分别为Ui=85V～265V，230V±15%。
1.1宽范围输入时PD与η，PO的关系曲线TOP221～TOP227系列单片开关电源在宽范围输入(85V～265V)的条件下，当UO=+5V或者+12V 时，PD与η、PO的关系曲线分别如图1、图2所示。
基于单片机控制的开关电源的设计
基于单片机控制的开关电源的设计开关电源是一种常见的电源供应器，其基本原理是通过开关器件（如MOSFET、IGBT等）的开关行为来实现电源的稳定输出。
在单片机控制下，可以实现更精确的电压和电流调节，从而提高功率转换效率和供电稳定性。
本文将详细介绍基于单片机控制的开关电源的设计。
首先，我们需要选择合适的单片机。
在选择单片机时，应考虑其性能、成本和易用性。
常用的单片机有PIC、AVR、STM32等，可以根据实际需求选择最适合的单片机类型。
接下来，进行开关电源的电路设计。
开关电源的基本电路包括输入滤波电路、整流电路、开关器件、输出滤波电路和反馈控制电路。
输入滤波电路的作用是滤除输入电源中的高频噪声，以保证电源的稳定性。
整流电路用于将交流输入转换为直流电压。
开关器件是开关电源的关键部分，通过控制开关器件的开关状态，可以实现电源的输出调节。
输出滤波电路用于滤波输出的脉动电压，以获得稳定的直流电压输出。
反馈控制电路用于监测输出电压，并通过单片机进行调节。
在设计过程中，要考虑电路的稳定性和效率。
一方面，电路应具有足够的稳定性以保证电源输出的精度和稳定性。
另一方面，电路应具有较高的功率转换效率，以减少功耗和热量产生。
根据设计要求，可以选择合适的电路元件，如电感、电容、二极管等，以提高电路的稳定性和效率。
在单片机控制下，可以实现电源的自动调节和保护功能。
通过单片机的输入输出引脚连接到开关器件的驱动电路，可以实现开关器件的开关控制。
通过单片机的AD转换功能，可以实时监测电源的输出电压，并通过PID控制算法进行调节，从而实现电源输出的精确控制。
此外，可以通过单片机的IO口连接各种传感器，如温度传感器和过流保护电路，实现对电源工作状态的实时监测和保护功能。
在程序设计方面，可以利用单片机的中断和定时器功能来实现电源的调节和保护。
通过中断，可以实现对输入电压的过压和欠压保护，以防止电源工作在不正常的电压范围内。
通过定时器，可以实现对输出电流的过流保护，以避免电源损坏或者对负载产生过大的影响。
单管开关电源的实例制作和设计要点-设计应用
单管开关电源的实例制作和设计要点-设计应用本文向大家分享单管开关电源的实例制作和设计要点。
一、单管开关电源简述单管开关电源由于构成元件简单，成本低廉，在很多小家电中得到广泛的应用，如LED灯、充电器、遥控器、门铃等。
下面就是这种单管开关电源的电路。
图1. 单管开关电源电路图二、单管开关电源的元件组成和电路原理1、主要元件a. 开关管。
图2 MJE13005开关管可以使用双极型晶体管和场效应管，本电路使用的是双极型晶体管，型号为MJE13005，该型号的三极管属于高反压高速开关三极管，主要用于大功率节能灯、开关电源、功率变换器等，其具有耐高压、开关速度快、安全工作区宽等优点。
其主要参数如下：集电极-基极反向耐压达到700V集电极-发射机反向耐压达到400V集电极允许电流达到5A集电极耗散功率达到75WMJE系列从13001到13009，在实际产品中，可以根据实际要求选择合适参数的型号。
b. 开关电源变压器。
开关电源变压器的作用是为负载电路提供能量，同时为前后级电路提供隔离。
开关电源变压器有EE、EC型，本电路采用EE型。
开关电源变压器有初级绕组和次级绕组，本电路中的变压器初级绕组包含储能绕组和正反馈绕组，匝数比为210：9；次级绕组中心抽头，匝数比为13：13，这个匝数比可以根据具体需要进行调整。
2、电路原理a. 整流滤波电路。
200V交流电经过整流桥B1（可采用1N4007 x 4组成）和电容器C1整流滤波后输出300V直流电压，进入单管自激振荡电路。
图3 整流滤波电路b. 开关自激振荡电路。
300V直流电压一路经过变压器T1的初级绕组加到开关管的集电极，另一路通过R4给开关管提供基极电压。
由于正反馈绕组感应的电压经过R5、C3加到开关管的基极，开关管很快进入饱和导通状态。
由于开关管导通，则正反馈停止，开关管进入放大状态，集电极电流减小，从而在正反馈绕组上产生反向电流加到开关管的基极，使开关管进入截止状态。
TOP223Y开关电源设计
多路输出式单片开关电源的电路设计（单片开关电源技术讲座之三）河北科学大学沙占友庞志锋武卫东（石家庄050054）摘要：单片开关电源是国际上90年代才开始流行的新型开关电源芯片。
本文阐述其多路输出式电路设计方法。
关键词：单片开关电源多路输出电路设计中图法分类号：TN86文献标识码：A文章编号：0219－2713(2000)10－545－04许多家电产品（如电视机、机顶盒解码器、录像机）都需要由多路稳压电源来供电。
在电子仪器、自控装置中也要给各种模拟与数字电路提供多路电源。
利用单片开关电源可实现多路电压输出。
下面通过一个典型实例来详细介绍多路输出式开关电源的优化设计。
1电路设计方案1．1确定多路输出的技术指标假定要设计的开关电源具有三路输出：主输出UO1（5V，2A，10W）,辅助输出为UO2（12V，，）和UO3（30V，20mA，）。
总输出功率为25W。
技术指标详见表1。
各路输出的稳压性能对于电路结构和高频变压器的设计至关重要。
通常，主输出的稳定性要高于辅助输出。
现将＋5V作为主输出，专门供CMOS，TTL数字电路使用，其负载调整率SI≤±1％，其余两路优于±5％。
1．2确定反馈电路多路输出的反馈电路有四种类型：基本反馈电路；改进型基本反馈电路；配稳压管的光耦反馈电路；配TL431的光耦反馈电路。
以第四种电路的稳压性能为最佳。
利用表2可选定反馈电路。
需要指出，多路输出要比单路输出的SI值高，并且主输出指标优行辅助输出。
表2可供多路输出选择的四种反馈电路配TL431的光耦反馈电路±1％≤5％由TL431提供高稳定度的参考电压，主输出作为主要反馈信号，其余各路输出按一定比例反馈。
（1）基本反馈电路是利用反馈绕组间接获取输出电压的变化信号，因此不需要使用光耦合器。
该方案的电路最为简单，但开关电源的稳定性不高，难于把负载调整率SI降至±5％以下。
若仅为改善轻载时的负载调整率，可在输出端并联一只合适的稳压管，使其稳定电压UZ=U01，此时轻载下的SI<± 5％。
新型单片开关电源的设计
新型单片开关电源的设计本文介绍反激式变换器的基本设计规则，同时以西门子TDA1683x系列电流型单片开关电源为例，介绍一种新型单片开关电源的原理、设计和实验结果。
A Design of the New Pattern Single－ chip Switching Power SupplyAbstract:This paper introduces the basic rule of the Backward Converter,presents the principle, design method and experimentation result of a new pattern Single－ chip Switching power Supply by a system made of TDA1683x,a series of electric current Single－ chip Switching power Supply produced by SIEMENS company.Keywords:Backward converter Single－ chip switching power supply1引言由Buck－Boost推演而得反激变换原理如图1所示，由于电路简单，且能高效提供直流输出，对多路输出特别有效，因此广泛用于电力电子装置的内部电源。
图1反激式变换器原理在反激式变换器中，一般有两种工作模式：完全能量转换型（电感电流不连续）和不完全能量转换型（电感电流连续）。
这两种工作方式的小信号传递函数是极不相同的，动态分析时要作不同处理。
当变换器输入电压在一个较大范围内发生变化，或负载在较大范围内变化时，必然跨越两种工作方式。
因此反激式变换器常要求能在完全和不完全能量转换方式下稳定工作。
本文介绍的TDA1683x是一种电流型IC，因此当使用于反激式变换器中时，可以使能量完全转换型的许多设计问题简化。
基于MC34063集成电路的开关电源设计设计
目录前言 (9)一、直流稳压电源的构成 (11)二、直流稳压电源的分类 (15)三、直流稳压电源的技术指标 (17)四、开关稳压电源的工作原理 (20)五、调宽式开关稳压电源的电路组成 (21)六、开关稳压电源与串联可调式稳压电源 (23)七、电路方案的选择 (25)八、MC34063应用电路图设计 (28)九、电源的PCB板的作 (31)十、方案验证 (33)致谢 (34)参考文献 (35)基于MC34063集成电路的开关电源设计摘要为了提高电源的利用效率和缩小设计电源的尺寸，本文采用MC3406集成芯片的开关稳压电源，并对芯片内部结构和外部电路作简要介绍，给出一个完整的开关稳压电路设计，并对电路作了具体论证，最终完成开关稳压电源的实物制作。
关键词：开关稳压电源；整流滤波电路；PWM控制电路；MC34063引言电源是各种电子设备的核心，因此电源的优劣直接关系到电子设计的好坏。
另外电子设计者不得不考虑的一个问题就是效率问题，所以一个好的电源不仅要工作可靠还应该有较高的效率，而开关电源正是正好符合以上两点。
自开关稳压电源(以下简称开关电源)问世后，在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。
早期出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态。
随着脉宽调制(PWM)技术的发展，PWM开关电源问世，它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制，电源的效率可达70%~90%，而线性电源的效率只有30％~40％。
随着超大规模集成芯片尺寸的不断减小，电源的尺寸也越来越小；而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如手提计算机、移动电话等)更需要小型化、轻量化的电源。
因此，对开关电源提出了小型轻量要求。
这一切高新要求便促进了开关电源的不断发展和进步。
正文一、直流稳压电源的构成许多电子产品如电视机、电子计算机、音响设备等都需要直流电源，电子仪器也需要直流电源，实验室更需要独立的直流电源。
- 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)。
单片开关电源管理集成电路设计单片开关电源管理集成电路（PMIC）是一种能够实现与嵌入式处理器板子间的瞬间通讯的技术。
它主要由一组集成芯片和其他关键元件构成，其核心部分是用于控制开关电源和电压调节电路的控制器。
在这篇文章中，我们将深入探讨单片开关电源管理集成电路的原理、设计、应用及市场前景。
一、单片开关电源管理集成电路的原理单片开关电源管理集成电路的原理是利用开关电源的原理来实现高效率的转换。
开关电源管理集成电路基本上由两种类型的开关电源控制器组成。
这些控制器分别是降压型（Buck）和升压型（Boost）。
降压型控制器一般用于将高电压转换为低电压，而升压型控制器一般用于将低电压转换成高电压。
两种类型的控制器结合使用可以实现各种类型的DC/DC转换器，例如升压-降压型和反激型。
二、单片开关电源管理集成电路的设计单片开关电源管理集成电路设计时需要考虑到以下几个方面： 1. 开关电源控制器的选择开关电源控制器是单片开关电源管理集成电路中最重要的部分之一，它的选择会严重影响整个电路的性能。
选择控制器时要考虑到其调节范围、稳态误差、效率、成本等因素。
2. 外部元件的选择选择适合自己的外部元件也是非常重要的。
选择外部元件时要注意其
功率、电容、电阻的质量和使用寿命等方面。
3. 通过PCB 布线实现EMI控制 EMI问题主要源自开关电源，会对其他电子设备造成干扰。
通过PCB布线实现EMI控制是确保电路电磁兼容性的有效方法，具体包括地线的布置、屏蔽、模块的布置等。
三、单片开关电源管理集成电路的应用单片开关电源管理集成电路广泛应用于各种类型的嵌入式处理器板子。
它经常被用来控制各种类型的开关电源、LED驱动器、充电器和电池管理器。
单片开关电源管理集成电路还被广泛用于各种消费电子产品，例如手机、平板电脑、数字相机、音频器材和笔记本电脑。
四、单片开关电源管理集成电路的市场前景随着新一代嵌入式处理器的出现和市场需求的不断增长，单片开关电源管理集成电路的市场前景非常广泛。
未来，单片开关电源管理集成电路市场将持续增长，因为人们对高效节能的需求不断提高，同时对更小型更便捷的产品也有着越来越高的需求。
笔者相信，单片开关电源管理集成电路将成为未来数年最受欢迎的技术之一，它能够极大地提升系统性能，并降低电路造价和功耗。