基于BUCK变换器开关电源设计
开关直流降压电源(BUCK)设计
开关直流降压电源(BUCK)设计摘要随着电子技术的高速发展，电子系统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。
近年来，随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展，新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
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、稳压范围宽、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。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计开关电源，利用MOSFET 管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词：直流，降压电源,TL494,MOSFET1目录摘要 (1)Abstract........................................................... ........ 错误！未定义书签。
1.方案论证与比较 (4)1.1 总方案的设计与论证 ...................................... 错误！未定义书签。
1.2 控制芯片的选择 (4)1.3 隔离电路的选择 .............................................. 错误！未定义书签。
2. BUCK电路工作原理 ......................................... 错误！未定义书签。
3. 控制电路的设计及电路参数的计算 ................ 错误！未定义书签。
3.1 TL494控制芯片................................................ 错误！未定义书签。
基于Buck变换器的步进式开关电源分析
基于Buck变换器的步进式开关电源分析作者：梁毅来源：《科技资讯》2016年第17期摘要：随着科学技术的飞速发展，电力电子技术日新月异，开关电源在航空航天、计算机、仪器仪表、通信及家用电器等方面得到广泛应用。
研究步进式开关电源电路，可使输出电压按一定的步进值调整，并且输出电压、电流精度高，电源转换效率高。
该文介绍了一种以Buck变换器为基础的步进式开关电源。
给出了Buck转换器电路设计原理图，详细分析和介绍了步进式电压调整的电路设计方法和步进调压程序。
关键词：Buck变换器步进开关电源中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（b）-0030-021 硬件电路设计1.1 Buck转换器电路设计Buck转换器是该开关电源中最重要的部分。
降压转换器选用XL4015开关降压型DC-DC 芯片，固定开关频率为180 kHz。
该芯片具有出色的线性调整率与负载调整率，输出电压支持1.25～32 V间任意调整，最大输出电流5 A，且芯片集成了过流保护、过压保护、短路保护等保护电路。
其原理图如图1所示。
XL4015芯片的5脚为电压输入端；4脚为内部电压调节端，需要接一个旁路电容；3脚为功率输出端；2脚为反馈端；1脚为接地端。
输入端需要并联电解电容以消除噪声。
由于输入电压近30 V，考虑各种因素，选择50 V，220 μF的固态电容，并且再并联一个瓷片电容以进行高频去耦。
假设输出电压最大20 V，为留有裕量，也选择50 V，220μF的固态电容，并且再并联一个瓷片电容加以配合。
因为电感器对输出纹波有着直接的影响，通过计算选择47μH 的电感。
输出电压可调依靠反馈电阻R1，R2的比值，其公式为1.25×（1+R2/R1），R2为可调电位器，R1为固定阻值电阻。
通过调节R2即可调节输出电压。
电路中设计了输出指示灯，通过指示灯亮度可以得知输出电压值的大致大小。
1.2 步进电压电路设计如果输出电压为0.2 V步进值，并且要求使用键控，首先排除机械电位器。
TL494开关电源设计--BUCK电路解析
+5V
IN2 +
GND
IN2 -
CT
RT
DE AD
4
16
C2 332
15
R4 10K
R3 10K R9 0.1
R8 120
图三：由TL494组成降压型开关稳压电源
过载保护－－过载时，降低输出电压使负载电流保持在保护值。 不论开关管T2是否导通，流过负载的电流都经过R9(由上向下)，R9的下端
电位为负，当负载电流达一定值时，误差放大器2的反相端电位为负，误差
t
电流连续状态CCM
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO 2IOC
CO=(3~5)(ΔI) T/(2ΔVP-P)
产生纹波的两个因素：1.输出电容容 量有限；2.开关过程产生的过冲，这
VIN-VSTA IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
临界连续状态
部分较难滤除。
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO VIN-VSTA VO -VF (tON)min (tOFF)max IO<IOC
tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=13.0~21.4uS（Vsta~1.2V）。
七、参数选择 4.开关管：
开关速度<1uS，
IC VEC PT
VIN+VF
IECO tON tOFF
VSTA t
耐压>2(VIN)max，
电流>2(IO)max
图四：开关管开关速度与功耗分析
TIP127（100V/5A，
死区时间控制 触发器 时钟
反馈/PWM比较器输入
Q
Q
Q1射极
buck型dc-dc变换器中保护电路的设计
buck型dc-dc变换器中保护电路的设计buck型DC-DC变换器广泛用于电源供电系统、电动汽车和太阳能电池等应用中。
在使用过程中，由于输入电压的变化、电流过载、短路等因素可能导致变换器的故障或损坏。
为了保护变换器及其连接的电路，设计有效的保护电路是至关重要的。
首先要保护的是输入端的电路，常见的保护电路包括过压保护和过流保护。
过压保护主要是通过输入电压检测电路来监测输入电压，一旦输入电压超过设定值，保护电路将切断输入电源，以防止变压器和其他电路被损坏。
过流保护则采用电流检测电路来监测输入电流，一旦输入电流超过设定值，保护电路将切断输入电源，防止变压器和电源电路受到额定电流以外的过大电流的损坏。
在输出端，常见的保护电路包括过压保护、过流保护和短路保护。
过压保护通常使用电压检测电路来监测输出电压，一旦输出电压超过设定值，保护电路将切断输出电源，以防止负载和其他电路被损坏。
过流保护同样采用电流检测电路来监测输出电流，一旦输出电流超过设定值，保护电路将切断输出电源，防止负载和电源电路受到过大的电流的损坏。
短路保护是最常见的保护电路，它主要通过短路检测电路来检测输出端是否出现短路。
一旦短路发生，保护电路将切断输出电源，以防止损坏变压器和其他电路。
此外，为了保护变压器的绝缘性能，在变压器的输入和输出端都需要设计绝缘保护电路，通常是使用绝缘变压器或光耦合器来实现。
为了确保电路的稳定工作和提高变换器的效率，还可以设计过温保护电路。
过温保护电路可以通过温度传感器实时监测变换器内部的温度，一旦温度达到设定值，保护电路将切断输入电源，以防止温度过高引起的故障或损坏。
另外，还可以考虑设计过载保护电路和反馈保护电路。
过载保护电路可以检测输出电流是否过大，一旦超过设定值，保护电路将采取控制措施，减小输出电流以避免过载。
反馈保护电路可以通过比较输出电压与参考电压的差异来检测电路的故障，一旦差异超过设定值，保护电路将切断输入电源。
buck型dc-dc变换器中保护电路的设计
buck型dc-dc变换器中保护电路的设计Buck型DC-DC变换器是一种常见的降压型电源转换器，广泛应用于各种电子设备中。
在进行Buck型DC-DC变换器的设计过程中，保护电路的设计非常重要，可以保护变换器及其他电路不受损坏，保证电源系统的正常运行。
保护电路主要包括输入端和输出端的保护。
在输入端，保护电路的设计主要是为了防止输入电压过高或过低、瞬时过流和输入短路等情况对变换器产生不利影响。
一般情况下，设计输入端的保护电路主要包括过压保护、欠压保护和输入限流等功能。
首先，过压保护是为了防止输入电压超过变换器的额定输入电压范围，对于Buck 型DC-DC变换器来说，一般输入电压范围是相对稳定的，因此可以通过过压保护电路检测输入电压，并在超过设定阈值时触发保护措施，例如通过断开输入电源或者切断输入端的电流流通路径等方式。
其次，欠压保护是为了防止输入电压过低而影响Buck型DC-DC变换器的正常工作。
一般来说，欠压保护可以通过监测输入电压并在低于设定阈值时触发保护措施，如停止输出电流或关闭整个变换器等方式。
最后，输入限流是为了防止输入电流瞬时过高而损坏Buck型DC-DC变换器。
输入限流电路主要通过设置合适的电流检测电阻和比较器等元件来实现，当输入电流超过预设阈值时，可以通过控制开关管或采取其他措施限制输入电流值。
在输出端，保护电路的设计主要是为了防止输出端负载短路、过载和过压等情况对Buck型DC-DC变换器产生不利影响，同时保护被供电电路不受损坏。
首先，负载短路保护是为了防止输出端负载短路时产生大电流对Buck型DC-DC 变换器和被供电电路造成损坏。
负载短路保护电路主要包括电流检测电阻、比较器和限流电路等元件，当输出电流超过设定阈值时，保护电路会采取相应的控制措施，如限制电流或断开输出电源等。
其次，过载保护是为了防止输出端负载电流过大而超过Buck型DC-DC变换器的额定输出能力，导致器件及电路故障。
基于SG3525的两相BUCK变换器
毕业论文（设计）基于SG3525的两相BUCK变换器Two - phase BUCK Converter based on SG3525姓名：学号：系另壯物理与信息工程学院专业：电气工程及其自动化年级：___________ 2013级指导教师：2017年3月27日摘要H前，越来越多的设备已不仅仅可由单一电源供电，而要多个电源配合供电来保障大功率设备的正常工作。
本文介绍以SG3525为核心，主体电路采用两路BUCK电路成相互配合的开关电源电路，介绍了SG3525芯片的工作原理及通过11脚，14脚两脚推挽输出，两脚相位差180度，通过控制2脚电压，来控制输出电压的占空比，从而影响负载的的电圧。
当11脚和14脚的输出电流达到5至10亳安就可以驱动光耦A312O,直接驱动mos管的栅极。
从而驱动主电路。
最后比较采样电压来决定改变占空比进行电压调整。
当两路电源有一个支路出现故障时，另一路可以继续供电，保证了系统的正常工作, 提高了供电的可靠性。
关键词：SG3525;PWM,开关电源AbstractAt present, the transition from unilateral power supply to multilateral power supplies is a big progress for power consumption equipment.lt make sure of normal operation under high-power condition.This article describes a switching power supply circuit which is made of the SG3525 as the core and two BUCK circuits as the main circuit.In additionjt introduces how the SG3525 chip works and how to control the push-pull output through the 11 pin and the 14 pin.What the difference between two pins is 180 degrees,to control the bilateral voltage and the duty cycle of output power is a method of controlling the effect on load voltage.When the output current of the 11 pin and 14 pin reaches 5~10 mA.the A3120 OC will be drove, and after that the mos tube gate will be drove.So then it will drive the main circuit to work.Afterward.it will adjust the voltage by means of comparing the sampling voltage and correcting the duty cycle.If an error occurred in one branch of bilateral power supplies,the other would continue to work.That will ensure the system to work normally and improve the reliability of power supply.Key words：SG3525; PWM, switching power supply目录中英文摘要 (II)1.2开关电源技术发展概况 (1)1.3本文的主要内容 (1)2硬件介绍 (3)2.1SG3525引脚功能及特点简介 (3)2.2PWM控制基本原理 (4)3系统设计 (6)3.1实现功能 (6)3.2总系统框图 (6)3.3DC/DC降压变换器方案 (6)4电路设计 (6)4.1电路参数的设计 (7)4. 2主电路的设计 (7)421单相Buck电路与两相的对比 (7)422主电路图 (8)4.2.3工作原理 (8)4.2.4推挽输出 (8)4.2.5SG3525 输出波形 (9)4.3器件参数的选取 (9)4.3.1开关管的选择 (9)4.3.1电容的计算 (11)4.3.3电感的选择 (11)4.3.4续流二极管的选择 (11)4.4驱动电路的设计 (12)441驱动类型的选择 (12)4.4.2 光耦A3120 (12)4.4.3驱动光耦A3120电路 (14)4.5SG3525电路的设计 (14)451 SG3525外围设计 (15)4.5.2器件的选取.............................................................. -15 - 5系统测试与分析. (16)5.1测试工具 (17)5.4数据釆集 (17)5.4」SG3525的输出波形和光耦A3120的输出波形 (17)5.4.2二极管的波形 (19)5.4.3负载电压数据记录 (19)5.5数据分析 (20)6总结 (21)6.1工作总结 (22)6.2不足和展望 (22)致谢 (23)附录 (24)附录一：器件清单 (25)附录二：原理图 (26)附录三：PCB图 (27)附录四：实物图 (28)1引言1.1选题背景及实际意义电源设备在工业发展、农业生产、电子发明、动力管理技术及灯光使用、电冰箱等日常生活各个方面经常被使用，是电子设备和机电设备的基础。
TL494开关电源设计 BUCK电路解析
死区时间控制
反馈/PWM比较器输入
图二：TL494时序图
3.功能描述
? 含有控制开关式电源所需的主要功能块。 ? 线性锯齿波振荡器(3V)，频率Fosc = 1.1/ (RT* CT ) ? 输出开关管导通时间由“死区时间控制”和“反馈/PWM比
较器输入”两个信号中电平较高的一个控制，控制信号电 平与电容器CT 上的锯齿波进行比较，实现脉冲宽度的调整。 ? 控制信号电平线性增加时，Q1 和Q2 的导通时间线性减少。 ? “输出控制”=5V为推挽输出，最小死区2%，最大占空比 48%； “输出控制” =0为单端输出，最小死区4%。
五、 TL494 的工作条件
1. 工作条件
条件
符号
最小
电源电压
VCC
7.0
集电极电压
VC1,VC2
--
集电极输出电流(每个三极管) IC1,IC2
--
误差放大器输入共模电压
Vin
-0.3
典型 15 30 ---
最大 单位
40
V
40
V
200
mA
VCC－2 V
反馈/PWM比较器输入端电流
Ifb
--
--
0.3
mA
基准输出电流 计时电阻 计时电容 振荡器频率
Iref RT CT Fosc
--
--
1.8
30
0.0047 0.01
1.0
40
10
mA
500
kΩ
10
μF
200
kHz
六、原理图 3A/400 IN5399*4
3300u/35V C1
L1 270uH/2.0A
T2
buck型dc-dc变换器中保护电路的设计
buck型DC-DC变换器是一种常见的电源转换器，用于将高压直流电源转换为稳定的低压直流电源，广泛应用于电子设备和通信系统中。
在设计buck型DC-DC变换器时，保护电路的设计至关重要，可以有效保护电路和相关元器件，提高整个系统的可靠性和稳定性。
本文将从保护电路的设计入手，对buck型DC-DC变换器进行深入研究和分析。
1. 保护电路的作用保护电路是buck型DC-DC变换器中的重要组成部分，其主要作用是防止过流、过压、过温等异常情况对电路和元器件造成损坏。
通过及时检测异常信号并采取相应的保护措施，可以有效避免电路的故障和损坏，延长系统的使用寿命。
2. 过流保护电路设计过流是buck型DC-DC变换器中常见的故障情况之一，如果电流超过设定的安全范围，将会对电路和元器件造成严重的损害。
在设计过流保护电路时，需要合理选择电流传感器和保护元件，并设置合适的保护触发门槛。
常用的过流保护电路包括电流限制器、熔断器和过流保护芯片等，通过这些器件的合理组合可以实现对电路的有效保护。
3. 过压保护电路设计过压是另一种常见的故障情况，当输入电压超过设定的安全范围时，将对电路和元器件产生严重的影响。
在设计过压保护电路时，需要考虑输入电压的波动范围和保护触发门槛，并选择合适的过压保护器件进行搭配。
常用的过压保护电路包括过压保护芯片、击穿二极管和电容滤波器等，通过这些器件的合理配置可以有效防止过压对电路的损坏。
4. 过温保护电路设计过温是buck型DC-DC变换器中的另一个重要故障情况，当工作温度超过元器件的最大承受温度时，将会导致电路的失效和损坏。
在设计过温保护电路时，需要合理选择温度传感器和保护器件，并设置适当的保护触发温度。
常用的过温保护电路包括温度开关、热敏电阻和温度保护芯片等，通过这些器件的合理配置可以实现对电路的及时保护。
5. 其他保护电路设计除了上述提到的过流、过压和过温保护电路外，buck型DC-DC变换器的保护系统还需要考虑短路保护、输入欠压保护和输出失稳保护等其他故障情况。
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基于BUCK变换器开关电源设计
一、引言
开关电源是一种常见的电源系统，其主要由开关电路、滤波电路和稳
压电路组成。
其中，开关电路是关键部分，负责将输入电源的直流电压转
换为需要的电压形式。
BUCK变换器是开关电源中常用的一种变换器类型，在工业和电子设备中广泛应用。
本文将介绍基于BUCK变换器的开关电源
设计的详细步骤和注意事项。
二、BUCK变换器的原理
BUCK变换器是一种降压变换器，其工作原理是通过开关管控制输入
电源的导通和断开，从而通过电感和电容的锁相环作用，实现输出电压的
稳定调节。
具体工作步骤如下：
1.开关管导通状态：当开关管导通时，输入电源与电感形成回路，电
感里的能量被储存在磁场中，同时电容开始充电。
2.开关管断开状态：当开关管断开时，电感的磁场崩溃，释放能量，
使得电流通过二极管回路，电容开始放电。
通过这种开关过程，BUCK变换器可以将输入电源的直流电压降低，
达到需要的输出电压。
三、基于BUCK变换器的开关电源设计步骤
1.确定输入电源和输出电压要求：根据具体应用需求，确定所需要的
输入电压和输出电压，以及电流要求。
2.计算开关管的参数：根据输出电压和电流要求，计算开关管的额定
电流和功率，选择合适的开关管类型。
3.计算电感和电容的参数：根据输入电压、输出电压和电流要求，计
算出合适的电感和电容参数。
选择合适的电感和电容类型，并进行热稳定
计算。
4.设计开关频率：根据应用需求和电路参数，选择合适的开关频率，
以达到较高的功率转换效率。
5.设计控制电路：根据选择的开关频率和开关管类型，设计合适的控
制电路，实现开关管的正常工作，如脉宽调制控制、开关管的驱动电路等。
6.选择滤波电路：根据输出电压的纹波和稳压要求，选择合适的滤波
电路进行设计，如低通滤波器、电容滤波器等。
7.PCB布局和散热设计：根据电路参数和设计要求，进行PCB布局和
散热设计，确保电路能够正常工作并具有较高的稳定性和可靠性。
四、注意事项
1.在设计过程中，需根据电路参数和工作条件选择合适的元件，如开
关管、电感、电容等。
2.进行热稳定计算，确保电路元件的散热和工作温度满足要求。
3.控制电路的设计需要根据开关管类型进行选择，如针对MOSFET管
的驱动电路设计等。
4.PCB布局需要根据电路需求进行合理布置，避免各部分信号互相干扰。
5.散热设计需要根据功率和工作温度要求进行合适的设计，确保电路
长时间稳定工作。
综上所述，基于BUCK变换器的开关电源设计需要经过一系列的设计步骤，包括选择电路参数、设计开关频率、控制电路设计和散热设计等。
在设计过程中，需要注意合适的元件选择，热稳定计算和合理的PCB布局等问题。
只有在设计过程中严格遵循这些注意事项，才能设计出稳定可靠的BUCK变换器开关电源。