开关电源(3)变换器
交流220v变直流24v开关电源原理
220V交流电转换为24V直流电的开关电源，通常采用开关电源变换器来实现。下面是一个简要的原理说明：
1. 输入滤波：将输入的220V交流电经过滤波电路进行滤波和去除噪声，以减少后续电路对干扰的敏感度。
2. 整流：使用整流电路将交流电转换为脉动的直流电。典型的整流电路可以采用桥式整流电路，通过四个二极管将交流电转换为具有正向导通的脉动直流电。
3. 平滑滤波：在整流后，由于整流电路输出的直流电还会存在一定的纹波，需要通过滤波电路对其进行平滑处理。常见的滤波电路元件包括电容和电感，它们能够使输出电压更趋近于稳定的直流电。
4. 逆变器：经过平滑滤波后得到基本稳定的直流电，在这一步骤中，使用开关电源变换器中的逆变器部分将直流电转换为所需的低电压直流电。逆变器通常由MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）构成的开关电路组成，并通过控制开关频率和占空比来调节输出电压。
5. 控制和保护：在开关电源中，通常还包括对输出电压的监测、反馈调节和保护功能。例如，可以通过负反馈控制方式来实现对输出电压的稳定调节，同时也会添加过载、过热等保护电路来确保安全运行。
这是一个基本的交流220V变直流24V开关电源的工作原理说明，具体的电路设计和实施会更加复杂，需要考虑更多的因素，如功率需求、效率要求、电磁兼容等。
【最牛笔记】开关电源设计全过程！
【最⽜笔记】开关电源设计全过程！
反激变换器设计笔记
1、概述
开关电源的设计是⼀份⾮常耗时费⼒的苦差事，需要不断地修正多个设计变量，直到性能达到设计⽬标为⽌。本⽂step-by-step 介绍反激变换器的设计步
骤，并以⼀个6.5W 隔离双路输出的反激变换器设计为例，主控芯⽚采⽤NCP1015。
基本的反激变换器原理图如图 1 所⽰，在需要对输⼊输出进⾏电⽓隔离的低功率（1W～60W）开关电源应⽤场合，反激变换器（Flyback Converter）是
最常⽤的⼀种拓扑结构（Topology）。简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点。
2、设计步骤
接下来，参考图 2 所⽰的设计步骤，⼀步⼀步设计反激变换器
1.Step1：初始化系统参数
------输⼊电压范围：Vinmin_AC 及Vinmax_AC
------电⽹频率：fline（国内为50Hz）
------输出功率：（等于各路输出功率之和）
------初步估计变换器效率：η（低压输出时，η取0.7～0.75，⾼压输出时，η取0.8～0.85）根据预估效率，估算输⼊功率：
对多路输出，定义KL（n）为第n 路输出功率与输出总功率的⽐值：
单路输出时，KL（n）=1.
2. Step2：确定输⼊电容Cbulk
Cbulk 的取值与输⼊功率有关，通常，对于宽输⼊电压（85～265VAC），取2～3µF/W；对窄范围输⼊电压（176～265VAC），取1µF/W 即可，电容充
电占空⽐Dch ⼀般取0.2 即可。⼀般在整流后的最⼩电压Vinmin_DC 处设计反激变换器，可由Cbulk 计算Vinmin_DC：
3. Step3：确定最⼤占空⽐Dmax
反激变换器有两种运⾏模式：电感电流连续模式（CCM）和电感电流断续模式（DCM）。两种模式各有优缺点，相对⽽⾔，DCM 模式具有更好的开关特
性，次级整流⼆极管零电流关断，因此不存在CCM 模式的⼆极管反向恢复的问题。此外，同功率等级下，由于DCM模式的变压器⽐CCM 模式存储的能量
LED显示屏5V40A200W专用开关电源设计
LED显示屏5V 40A专用开关电源设计
1 参数:
输入电源：220V
输出电源：5V 40A
2开关电源的组成
开关电源大致由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。如果细致划分，它包括：输入滤波、输入整流、开关电路、采样、基准电源、比较放大、震荡器、V/F 转换、基极驱动、输出整流、输出滤波电路等。实际的开关电源还要有保护电路、功率因数校正电路、同步整流驱动电路及其它一些辅助电路等。
图1是开关电源原理框图：
图1 开关电源原理框图
2.1 输入电路
包括线性滤波电路、浪涌电流抑制电路、整流电路三部分。
作用：把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。
典型电路如图2所示：
图2 输入电路
该电路包含滤波电路、浪涌电流抑制电路及全波整流电路。
输入电路各电容C11、C12、C13 用于滤波，滤除高频噪声；电抗器L11 用于浪涌抑制；电容C14、C15、C18 用于去耦。输入220VAC 电压经过全波整流，产生变换器所需要的直流电压，
及提供控制电路必须的工作电源。
J21 为短路线，TH 为过流电阻，当发生过流时，器件熔断。
2.2 功率电路基本原理
市电220V的交流电经输入电路整流滤波后，已变为直流电（带脉动），从该直流电到输出之间的电路可简单等效为一个单管隔离降压变换器。如图3所示：
图3 功率电路基本原理
为防止变压器T磁饱及快速恢复，原边使用了简单的R1C1释放电路。副边VD1 整流，VD2 续流，C2去耦，L、C4滤波，R3C3、R4为辅助泄放通路。
当然实际电路比这个要复杂的多，复杂的原因主要是因为加入了保护电路、反馈电路、控制电路等。下面具体讲述实际应用的电路。
2.3 变压器及控制部分供电电路
变压器周边电路以及给控制电路供电的电路如图4所示：
图4 变压器及控制部分供电电路
本电路中的变压器T11就是图3中的变压器T，其中1-3绕组为原边主绕组（即图3中的N1绕组），6-7绕组为副边输出绕组（即图3中的N2绕组），4-5绕组为原边辅助绕组，主要给控制电路提供电源。
开关电源三大基础拓扑
开关电源三大基础拓扑
开关电源三大基础拓扑为：Buck、Boost、Buck-Boost，大部分开关电源都是采用这几种基础拓扑或者其对应的隔离方式。
拓扑的分类取决于电感的连接方式。当我们在电路中设置合适的参考地后，可以得到三个端子：输入端、输出端、地。
若电感一端与地相连，得到buck-boost电路；若与输入端相连，得到boost电路；若与输出端相连，得到buck电路。
三种电路拓扑的小结
Buck电路：占空比D≈VO/VIN ，输出电流IO=电感电流IL，电感电流IL额定值≥1.2IL，正输入负输出/负输入正输出；
Boost电路：占空比D≈(VO-VIN)/VO，输出电流IO=电感电流IL(1-D)，电感电流IL额定值≥1.2IL，提高输入的值，不改变输入极性；
Buck-boost电路：占空比D≈VO/(VO+VIN)，输出电流IO=电感电流IL(1-D)，电感电流IL额定值≥1.2IL，降低输入的值，不改变输入极性。
各类拓扑下的器件选用
一、电感的设计
对buck拓扑，一般在输入电压最大值Vimax(即占空比最小值Dmin)下设计电感。将电流纹波率r设置为0.3~0.4。对buck-boost、boost拓扑，一般在输入电压最小值Vimin(即占空比最大值Dmax)下设计电感。将电流纹波率r设置为0.3~0.4。
二、二极管的选用 1、所选二极管的额定电流至少等于最恶劣平均电流的两倍。
对buck拓扑，ID≥2I0(1-Dmin);
对buck-boost、boost拓扑, ID≥2I0。
2、所选二极管的额定电压至少比最恶劣二极管电压大20%。
对buck拓扑，VD≥1.2Vimax；
对boost拓扑，VD≥1.2Vo , Vo为输出电压；
对buck-boost拓扑，VD≥1.2(Vimax+ Vo)。
三、开关管的选用
1、由P=UI，得开关管有效电流值输入电压最小值Vimin(即占空比最大值Dmax)处最大。
100W双管正激变换器设计
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
1 绪论
随着计算机、电子技术的高速发展，电子技术的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。任何电子设备都离不开可靠的电源，他们对电源的要求也越来越高。电子设备的小型化和低成本化，使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
1．1 开关电源的发展
开关电源被誉为高效节能电源，代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。
开关电源分为DC/DC和AC/DC两大类。前者输出质量较高的直流电，后者输出质量较高的交流电。开关电源的核心是电力电子变换器。按转换电能的种类，可分为直流-直流变换器（DC/DC变换器），是将一种直流电能转换成另一种或多种直流电能的变换器[1]；逆变器，是将直流电能转换成另一种或多种直流电能的变换器；整流器是将交流电转换成直流电的电能变换器和交交变频器[18]四种。
传统的晶体管串联调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源。这种传统稳压电源技术比较成熟，并且已有大量集成化的线性稳压电源模块，具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点。但通常需要体积大而且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器。由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有百分之四十五左右[16]。另外，由于调整管上消耗较大的功率，所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器，很难满足现代电子设备发展的要求。20世纪50年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制作的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。
到了20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展时期。
Buck开关电源变换器输出滤波电感计算
Buck变换器输出滤波电感计算
案例：
输入电压：15V；(为简单，假定输入电压不变化)
输出电压：5V，电流：2A；
工作频率：250kHz
电感量：35μH，电流0到2A允许磁芯磁通变化部超过20%，即电感量变化不超过20%；
绝对损耗：300mW
自然冷却，温升ΔT：40℃
根据以上要求可以得到D=5/15=0.33; 纹波电流峰峰值dI=Udt/L=(15-5)(33%×4
μs)/35μH=0.377A（约为直流分量的20%）;电感绝对损耗为300mW，磁芯损耗和
线圈损耗各占50%，所以最大损耗电阻为R=P/I2=150mW/22 =37.5mΩ。电感变化量
小于20%，这就意味着，临界连续时需要的电感是44μH(44μ×80%=35μH)。
1、磁芯选择方法：
因为工作频率高，采用MPP材料的磁粉芯，因而必须有Magnetics公司的产品手册。
步骤如下：计算要求的电感存储的能量→查阅磁芯选择指南→获得磁芯型号和μ
→查找磁芯尺寸→查得AL→根据要求的电感量试算所需匝数→计算磁场强度→查
阅磁导率下降百分比→达到要求的电感增加还是减少匝数→改选磁芯→重复以上
步骤，直到达到要求的电感量→计算导线尺寸→计算铜损耗→计算脉动磁通密度
分量→计算磁芯损耗→计算总损耗→计算磁芯温升，保证在合理范围内
2、初算：
这里采用MPP磁粉芯设计我们的电感，首先查阅Magnetics公司的手册。从手册中
找到选择指南图5-7，这里是设计是开始点。如果没有磁芯选择指南，也可以根据
以前设计凭经验确定。虽然第一次试选不是十分重要，但它可以减少你的工作量。 从电感所要存储的能量（是实际值的两倍）开始。在2A时电感量35μH（0.035mH），
两倍的能量为（2A）2×0.035＝0.14mJ。在图5.6上由0.14mJ纵向画一直线，与300
μ磁芯（磁芯初始磁导率为300)相交，交点向右找到纵坐标上的代号55035和55045
磁芯之间，暂选择55045磁芯。
3842引脚功能详解学会了你也是电子工程师
3842引脚功能详解学会了你也是电子工程师
3842是一种通用的PWM控制器芯片，主要用于开关稳压电源、开关电源变换器、电子镇流器、LED驱动器等电源应用。其引脚功能如下所示：
1.连接输入电源（VCC）：供电引脚，连接正电源。
2.控制信号输入引脚（FB）：反馈引脚，用于提供控制信号反馈电压。
3.非反转输入（COMP）：比较器输入引脚，用于输入给定的反馈电压和错误放大器。
4.此引脚（RT）为倒置输入引脚，用于和电平检测引脚（CT）配合确定PWM频率。
5.此引脚（CT）为时间常数控制引脚，通过电容和电阻片来设置周期。
6.此引脚（GND）是地引脚，连接负电源。
7.输出引脚（OUT）：此引脚为输出引脚，连接辅助助推晶体管、开关二极管等。
8.错误放大器反转输入引脚（SENSE）：用于检测比较器输入和电流限制。
9.错误放大器输出引脚（SS）：用于驱动控制器的主开关。
通过对这些引脚的合理连接和配置，可以实现对开关电源等电源应用的精确控制。以下是示例应用和相应引脚功能的详细解释：
1.开关稳压电源：通过连接输入电源（VCC）、地引脚（GND）和反馈引脚（FB），可以实现对开关稳压电源的输入电压和输出电压的控制。 2.开关电源变换器：通过连接输入电源（VCC）、地引脚（GND）和输出引脚（OUT），可以实现对开关电源变换器的输入电压和输出电压的控制。
3.电子镇流器：通过连接输入电源（VCC）、地引脚（GND）和输出引脚（OUT），可以实现对电子镇流器的输入电压和输出电压的控制。
4.LED驱动器：通过连接输入电源（VCC）、地引脚（GND）和输出引脚（OUT），可以实现对LED驱动器的输入电压和输出电压的控制。
在具体应用中，根据要控制的电源应用的需求，选择合适的引脚进行连接，并通过合理的配置和调整，可以实现对输入电压和输出电压的精确控制。
总结起来，了解和掌握3842芯片的引脚功能，能够有效应用于各种电源应用中，实现对电源的精确控制，从而达到提高效率、保护设备和提升产品性能等目的，使你成为一名合格的电子工程师。
家用 酒店开关面板术语参考大全
家用/酒店开关面板术语参考大全
全桥变换器
一种开关电源变换器，里面的四各晶体管连接成桥结
傅立叶级数
一种数学级数，显示了任何一个周期函数都是正弦和余弦函数的组合。
傅立叶分析
利用傅立叶级数计算复杂波形的谐波分量。
正向变换器
一种来自降压变换器的开关电源结构，在开关晶体管导通时，能量被转移到变压器次级绕组及负载中。
返送电流限制
一种过流保护电路，在过载增加时输出电流减少，减少开关电源元器件的压力。
返驰式变换器
一种隔离的升降压式开关电源结构，在开关周期的第一个阶段，能量被存储到电感中，在第二个阶段，能量被转移到同一个电感的不同的绕组中及负载中。
焊锡膏
对金属表面焊锡时加入的一种物质，加热后，它可以阻止氧化并有助于锡的流动。
磁通密度
通过垂直于磁路的单位面积的磁场。磁通密度取决于磁场强度和介质的导磁率。
前馈
一种控制技术，用于开关电源通过直接检测输入电压来调整电路压差。
法拉第屏蔽
变压器输入和输出的静电屏蔽。这是为了减少主级对次级的耦合电容，该电容可以导致输出端的共模噪声。
等效串联电阻
与理想电容串联的电阻值，它们一起模拟真正的电容的特性。
等效串联电感
与理想电容串联的电感值，它们一起模拟真正的电容的特性。
电磁干扰
开关电源传导或辐射的有害能量。 电磁兼容性
设备在电磁环境下良好工作的能力，同时不应对环境或周围其它设备引入不可忍受的干扰。
效率
用百分比表示的总输出功率对有源输入功率的比率。通常在满负载、额定输入电压和25℃的环境温度时定义。
降级
为了促进稳定性规定的操作参数的特定降低。通常对于开关电源来说，是指超过环境温度或输入电压低于额定值等时最大输出功率的降低。
最大额定输出电流
在规定的条件下开关电源设计最大输出电流，如：周围温度、进口空气温度、海拨、气流噪声、环境其它元件的热辐射、输出电压、输出功率。
电流模式控制
一种利用双环电路调整PWM运行的控制方法。
1000W大功率开关电源设计方案
.专业.专注. 1000W大功率开关电源设计
第1章 开关电源的基本原理
开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
1.1 开关电源的组成与工作原理
1.1.1 开关电源的工作原理
开关电源的工作原理可以用图1-1进行说明。图中输入的直流不稳定电压iU经开关S加至输入端，S为受控开关，是一个受脉冲控制的开关调整管。开关S按要求改变导通或断开时间，就能把输入的直流电压iU变成矩形脉冲电压。这个脉冲电压经过滤波电路进行平滑滤波就可得到稳定的直流输出电压oU。
SiUoUDV
（a）原理电路
OOOtttiUontoU
（b）波形图
图1-1开关电源工作原理
.专业.专注. 定义脉冲占空比如下：
TtDon （1-1）
式中，T表示开关S的开关重复周期：ont表示开关S在一个开关周期中的导通时间。
开关电源直流输出电压oU与输入电压iU之间具有如下关系：
DUUio （1-2）
由上面两式可以看出：
（1）若开关周期T一定，改变开光S的导通时间ont，即可改变脉冲占空比D，达到调节输出电压的目的，这种保持T不变而只改变ont来实现占空比调节的方式，称为脉冲宽度调节（ＰＷＭ）。由于ＰＷＭ式的开关频率固定，输出滤波电路比较容易设计，易实现最优化，因此ＰＷＭ式开关电源用的较多。
（2）若保持ont不变，利用改变开关频率Tf1来实现脉冲占空比调节，从而实现输出直流电压oU稳压的方式，称为脉冲频率调制（ＰＦＭ）。由于开关频率不固定，所以ＰＦＭ方式的输出滤波电路的设计不易实现最优化。
（3）既改变ont，有改变T，从而实现脉冲占空比的调节的稳压方式，称为脉冲调频调宽方式。
在各种开关电源中，以上三种脉冲占空比调节方式均有应用。
开关电源的基本工作原理
第一章 开关电源的基本工作原理
开关电源是利用时间比率控制（Time Ratio Control,缩写为TRC）的方法来控制稳压输出的。按TRC控制原理，有以下三种方式：
1) 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,缩写为PWM）。开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。
2) 脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM）导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。
3) 混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。
在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。本设计采用的就是脉宽调制型开关稳压电源，其基本原理可参见右图。
对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Uo可由公式计算，即
Uo=Um×T1/T
式中Um —矩形脉冲最大电压值；
T —矩形脉冲周期；
T1 —矩形脉冲宽度。
从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。[1]
此外，为因应各种不同的输出功率，开关电源按DC/DC变换器的工作方式分又可分为反激式（Flyback）、顺向式（Forward）、全桥式（Full Bridge）、半桥式（Half Bridge）和推挽式（Push-Pull）等电路拓扑（Topology）结构。其中单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20～100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率，应用较为广泛。本设计采用的就是该方案，其典型的电路如图所示。[1]
图1-1 反激式开关电源典型电路结构
藉由PWM IC控制开关管的导通与否，配合次级侧的二极管和电容，即可得到稳定DC电压的输出。Ui为含有一定交流成份的直流电压，由开关功率管斩波和高频变压器降压，将储存于在变压器的能量传递给次级侧，转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。此外改变变压器初、次级的圈数，就可以得到想要的DC电源。PWM控制电路是这类开关电源的核心，它通过取样反馈闭环回路，调整高频开关元件的开关时间比例即占空比，以达到稳定输出电压的目的。