全桥开关稳压电源
目录
第一章前言 0
1.1 开关电源技术的发展状况 0
1.2 开关电源定义 (1)
1.3 开关电源的发展历史及其应用范围 (1)
1.4 开关电源控制技术分析研究 (3)
1.5 全桥开关电源应用技术 (3)
1.6 本设计的内容及参数 (3)
第二章电子元器件及部分电路介绍 (5)
2.1 二极管组成电路分析 (5)
2.1.1 整流桥电路 (6)
2.1.2 稳压管稳压电路 (7)
2.2 三极管及其组成电路分析 (8)
2.2.1 图腾柱驱动电路 (9)
2.2.2 共射放大电路 (9)
2.3 场效应管及其组成电路分析 (11)
2.3.1 场效应晶体管组成的开关驱动电路 (11)
第三章全桥拓扑原理 (13)
3.1基本工作原理 (13)
3.2 全桥变换器设计 (15)
3.2.1 最大导通时间、初级绕组圈数选择 (15)
3.2.2 初级电流、输出功率、输入电压的关系 (15)
3.2.3 初级线径的选择 (15)
3.3 变压器初级隔直电容的选择 (16)
第四章 UC3895芯片外围电路设计 (17)
4.1 UC3895介绍 (17)
4.1.1 UC3895原理框图及特点 (17)
4.1.2 UC3895引脚功能 (18)
4.2 UC3895 外围电路计算 (19)
第五章全桥开关电源硬件设计 (21)
5.1 稳压恒流电路的设计 (21)
5.2 辅助电源的设计 (22)
5.3 主功率板总图 (24)
5.4 驱动电路设计 (25)
结束语 (26)
参考文献 (27)
致谢 (28)
摘要：本文重点介绍了由UC3895构成的相移谐振PWM 控制器的工作原理和他的应用，进一步设计了由UC3895构成的全桥移相零电压开关（ZVS）PWM 开关电源。全桥开关电源采用了图腾柱驱动电路，并且驱动电路以隔离的方式驱动MOS开关管，以此来提高电源的稳定性；UC3895采用了ZVS技术使开关管的导通损耗减小，提高了整个电路的工作效率。此次开关电源设计重点分析了全桥开关电源开关管的零电压开通和零电流关断的过程以及全桥开关的工作原理，而且还阐述了全桥开电源相关的应用领域，以及全桥开关电源今后的发展方向和发展趋势。本文选择了全桥拓扑，分析了电源的外围电路。UC3895自身带有自适应延迟时间设置以及其他的增强逻辑功能，而且UC3895采用了BCDMOS制造工艺，这就使得UC3895的整体性能有了很大的提高。
关键词：全桥稳压技术；零电压开关技术；全桥移相控制技术。
ABSTRACT：This paper mainly introduces the composed of UC3895 phase shift resonant PWM controller working principle and application, further designed composed of UC3895 full bridge phase shifting zero voltage switching (ZVS) PWM switching power supply.Full bridge adopted the totem poles switch power supply drive circuit, and drive circuit in the form of isolated drive MOS switch tube, in order to improve the stability of the power supply;UC3895 adopted ZVS technology reduce switch tube conduction losses, improve the work efficiency of the whole circuit.The switching power supply design focuses on analyzing the whole bridge opening of zero voltage switch power switch tube and zero current turn off process and the working principle of the full bridge switch and also expounds the application of the whole bridge open power supply related fields, as well as the whole bridge switching power supply development direction and development trend in the future.This article chose the full bridge topology, the periphery of the power supply circuit is analyzed.UC3895 itself with enhanced adaptive delay time Settings, and other logic function, and BCDMOS UC3895 adopted manufacturing technology, which makes UC3895 overall performance has the very big enhancement. Keywords: zero voltage switching technology；full bridge phase shifting control；resonant converter。
第一章前言
小型开关电源主要是以反激拓扑为主，反激低噪声、抗干扰、高稳定性等优点。现在的的小型电源小型化以及高效率主要是由高频开关实现的，因此目前都在不断地开发出高效率新型元器件，特别是不断地改进次级侧二极管的管压降、变压器电容器小型化。该电源电路结构简单，工作可靠，总体发热量降低，电磁干扰能力增强，并且运行可靠，输出电源质量高，是一种高效率的小功率开关电源。
简单介绍一个小型电源的原理图，控制电路主要是由控制芯片OB2530来控制完成的，另外还加入必要的外围电路：反馈电路，它是由过流保护电路，过压保护电路，稳压电路等组成控制电路。主电路是由整流/滤波电路，Buck电容，高频变压器等组成。下图1.1 OB2530电路原理图。
图1.1 OB2530电路原理图
1.1 开关电源技术的发展状况
电力电子技术在近代社会正在以一个高速度不断的创新发展，高频开关电源应用的领域已经非常广泛：1.PC终端设备，2.通讯家用电器，3.工业电源，4.航空航天等各个领域。我国的电子行业正迅速崛起，电子产品正在经历一个迅速发展的阶段。手机，电脑等PC设备尤为突出。因此电源的需求与应用也变的很迫切。电源有几种比较常见的拓扑结构：1.Buck拓扑结构，2.Boost拓扑结构，
3.推挽拓扑结构，
4.正激拓扑结构，
5.反激拓扑结构，
6.半桥/全桥拓扑结构等。其中小功率的开关电源反激拓扑应用的很普遍，技术已经很成熟（150W）以下的开关电源。大功率的开关电源一些工业电源半桥/全桥拓扑应用的比较广泛。20世纪80年代PWM宽带脉冲调制技术得到了迅速的发展，PWM技术主要应用于电力电子行业。风力发电，电机调速，直流供电等重要领域。PWM技术的发展对节能环保方面有一定的积极的意义。正如像台达这些电源大厂的企业理念“节能，环保，爱地球”极大的提高了电源的效率，这也对应了如今国家提倡的节能减排的战略要求。PWM有很多种的控制方法:1.等脉宽PWM法2.随机PWM法3.SPWM 法等十几种方法控制方法。后面我们还会详细的讲解PWM脉宽调制技术。
1.2 开关电源定义
线性电源是高频开关电源迅速发展和进步的基础，通俗的说开关电源是在线性稳压电源的基础上发展进步的。开关电源是开关器件（如：三极管，晶体管等）工作在开关状态的电源。开关电源中有四大类基本电力电子电路： AC-DC 电路
DC-AC 电路
AC-AC 电路
DC-DC 电路
开关电源在实际应用中，比以上四种电子电路范围要窄的很多。换句话将就是要同时具备以下的三个基本条件的电源可称之为开关电源,这三个基本条件就是：1.开关 2.高频3.直流。
1.3 开关电源的发展历史及其应用范围
线性稳压电源是开关电源的发展基础。在开关电源还没有出现的时候，许多工业控制设备、PC电源等工作电源都是采用线性稳压电源。但是因为电子技术的不断跟进使得我们需要功能越来越强大更加完善的开关电源。这就使得市场迫切需要1.体积小2.效率高3.重量轻4.性能好的新型高频开关电源，开关电源技术发展最为强大的动力莫过于它巨大的市场价值当然还有能源方面的能源意义。新型电力电子器件的创新以及高频率的开关管的出现给开关电源的发展提供
条件。在上世纪 60 年代末，巨型晶体管（GTR ）的出现，在工程的不断努力下使得采用高工作频率的开关电源得以问世，那时确定的开关电源的基本拓扑结构一直沿用至今，如上文我们已经提到过的Buck 拓扑，Boost 拓扑，推挽变换器，正激变换器，反激变换器，半桥/全桥拓扑等。电源的开关频率这几年得到了很大的提升完全得益于MOSFET 在开关领域的使用，使得电源体积变得更小，重量变得更轻，功率密度也得到了改善。开关电源的开关频率不断的提高也引起了很多的问题，比如电磁干扰问题，为了能够更好的解决电磁干扰的问题就出现了一个新的技术，软开关技术开关电路它的出现使得开关电源技术进一步提升。在后来在上世纪 90 年代开始，功率因数校正（PFC ）技术成为了开关电源发展的瓶颈，工程师们也不断的去想各种办法去提高开关电源的功率因数（PFC ）。出现了功率因数校正技术（PFC ）可以分为： 1.
主动式PFC
2.被动式PFC
目前除了对直流输出电压的输出纹波要求极高的场合外，高频开关电源慢慢的取代了线性稳压电源，主要用于小功率场合。比如：电视机、电脑、计算机、各种电子仪器仪表的电源。在比较多的中大容量范围，开关电源慢慢取代了相控
电源，比如：1.通信电源领域2.
电镀装置3.电焊机4.工业设备等的电源等。开关电源的主电路是开关电源的核心部分。我们一般根据以下的三个原则对开关电源斤西瓜以下分类根据：
1. 电能回馈能力
2. 输出端与输入端是否电气隔离
3. 电路的结构形式。我们可以发现隔离型电路在实际应用中较广泛推广。而非隔离型电路较少如图 1.2 电源拓扑分布图：
图1.2 电源拓扑分布图
1.4 开关电源控制技术分析研究
开关电源可以分为电压控制模式和电流控制模式两种控制模式：
1.5 全桥开关电源应用技术 1.PWM 高频调制技术
2.软开关技术
3.处理网侧谐波电流
4.提高网侧功率因数
以上先进的的电力电子技术的应用引入高效、高性能、高功率因数和低污染的新趋势。使得电源的发展：
1.正向高频化
2.高功率密度
3.高功率因数
4.高可靠性和高智能化
1.6 本设计的内容及参数
本次设计采用相移脉宽调制谐振控制器UC3895芯片，这种介绍了UC3895的外围电路设计以及在开关源中的应用。UC3895是相移谐振DC/DC 变换的PWM 控制器，UC3895的功能及特点有以下几点。
1.UC3895增加了自我适应的延迟时间设置还有其他的逻辑功能模块设置。
2.先进的BCDMOC工艺制造用在了这颗芯片的身上，使得UC3895的性能得到了很大的提高。特别是处理信号的速度上。
3.这颗芯片也是一种DC/DC变换器的控制芯片。
4.UC3895内部设置有软开关设置，所以它能实现全桥零电压软开关功率变换电路,他也有控制电路简单,性能稳定可靠。
文中同时也有介绍 ZVS 逆变电路的各个开关管工作状态的工作模式，系统的阐述了各个电子元器件的性能参数以及他们的应用电路设计，还有设计了UC3895外围电路设计包括延迟时间的设定，逆变电路的设计，不可控整流电路的设计，电压检测反馈电路设计，过电流保护进行了设计，以及他们的动态电路的分析及简单计算，不管电路怎么设计，工程师们都尽力的使电路的稳定性和安全性进一步提高。
参数：
1．输入电压：220VAC±20%，50Hz。
2．输出48V-3.3V/15A，输出纹波≤50mV,开关噪声<200mV。
3．输入对地隔离电压≥1500VAC(10mA漏电流,1分钟打压)。
4．要求选用UC3895作为PWM控制芯片,全桥主电路。
第二章电子元器件及部分电路介绍
在开关电源中，电力电子器件是完成电能转换以及主电路拓扑中最为关键的元件。为了降低电子元器件在工作状态的功率损耗以及提高开关电源的整机效率，开关电源中的开关管一般工作在开关状态，由此我们命名他们为开关元器件开关元器件的应用极大的提高了开关电源的效率。电力电子器件种类很多，我们根据电子元器件在电路中被控制的程度进行了一下的分类。1：不可控器件，即二极管；2：半控型器件，主要包括晶闸管及其派生器件；3：全控型器件，主要包括绝缘栅双极型晶体管、电力晶体管、电力场效应晶体管等。随着电子半导体技术的不断进步和发展，他们的性能都在不断地提高，功耗不断的下降。这就极大的提高了开光电源的整机的功率密度以及电源高频话的发展。我们只有不断地探索，创新了解电力电子器件的特性，这样才能设计开发出来一个理想的开关电源。
2.1 二极管组成电路分析
二极管是最为简单普遍但在开关电源中十分重要的电力电子器件，在开关电源的输入整流电路、逆变电路、输出高频整流电路以及缓冲电路中都有所使用。二极管的基本结构及工作原理开关电源中应用的二极管除电压、电流等参数与电子电路中的二极管有较大差别外，其基本结构和工作原理是相同的，都是由半导体PN结构成，即P型半导体与N型半导体结合构成。如图2.1二极管。
图2.1 二极管
2.1.1 整流桥电路
整流桥电路就是把我们用的交流电通过整流桥转换为直流电的电路。整流电路可以分为一下三种：
1.半波整流电路
2.全波整流电路
3.桥式整流电路
这三种整流电路主要就是利用二极管的单向导电特性，整流二极管的导通电压由输入交流电压提供。下图 2.2所示整流桥电路，他就是利用二极管的单向导电的基本特性来整流的电路，使交流电转换成了直流电。达到了整流的目的。
整流桥电路是对半波整流电路的一种改进。它能获得半波整流所不能得到的下半部分的波形，这就使得整流的效率提高。
桥式整流电路的原理非常简单，它就是利用四个二极管，两两对接。正弦波是能够顺利导通，负弦波是二极管2,3的作用使得电流正向流出，得到了直流电。利用二极管单向导通的特性，但也要特别注意二极管的反向耐压值，如果超出二极管就会被击穿，桥式整流我们由定义可以看出对输入正弦波的利用效率比半波整流高出一倍，因为正弦波的负半轴也被利用了。由此也提高了电能的利用效率。
桥式整流是交流电转换成直流电的第一步后面还要有直流电的滤波整流，雷击浪涌的整改等一系列问题。桥式整流是由4只整流二极管作桥式连接，它的封装工艺现在已经很完善。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好。
二极管有以下几个参数特性：
1：最大整流电流（IF）
2：最高反向工作电压（Udrm）
3：反向电流（Idrm）
4：动态电阻（Rd）
5：最高工作最高频率（Fm）
图2.2 桥式整流器
2.1.2 稳压管稳压电路
二极管的反向击穿时它的电流在一定的范围波动但是二极管的电压保持不变，利用二极管的这一特性我们就能制作成稳压二极管，它的主要作用就是稳压作用。在临界反向击穿电压前稳压二极管都有很高电阻的半导体器件，这就使得稳压二极管的两端的电压是保持不变在一定的电流范围内，具有很好的稳压特性下图的曲线可知，串联起来的稳压二极管可以在较高的电压上使用，串联起来的稳压二极管的两端可以有很高的电压。稳压电路和限幅电路根据这个特性做成的。下图为稳压二极管的伏安特性曲线和稳压二极管符号表示如图2.3（a）（b）所示。
(a) (b)
图2.3 伏安特性曲线及符号
稳压二极管的主要参数：
1：稳定电压
2：稳定电流
3：额定功耗
4：动态电阻
5：温度系数
稳压二极管对电流的要求也很高，比如稳压二极管的反向电流要大于稳压管的最小稳定电流在稳压电路中，电流如果过小的话会造成稳压电路不稳定工作稳压二极管不稳压。稳压管的最大稳压电流我们也要注意，不能超过稳压管的最大稳压电流，超过稳压管最大稳压电流的话就会造成稳压管损坏。为了解决这个问题我们在稳压电路中要串联了一个稳压电阻图2.4中的 R来限制电流，这个电阻我们叫做限流电阻。将限流电阻的R值计算在一个合适的范围内，才能保证稳压二极管工作在稳定状态，起到稳压的作用。如图2.4稳压管稳压电路。
图2.4 稳压管电路
2.2 三极管及其组成电路分析
半导体三极管我们简称它为三极管，也有的叫法双极型晶体管和晶体三极管，三极管它是一种电流控制的半导体器件，三级管有将电流信号放大的作用，它是电源电路中的核心元件。三极管由三部分组成组成的方式如图2.5(a)(b)分别为N沟道三极管P沟道三极管。
1.基区，
2.发射区
3.集电区
图2.5(a) 图2.5(b)
图2.5 N沟道三极管P沟道三极管
2.2.1 图腾柱驱动电路
图2.6是一个图腾柱驱动电路。图腾柱就是上下各一个晶体管，上管为NPN 型三极管，下管为PNP型三极管。两个基极极接到一起接输入，上管的发射极和下管的集电极接到一起接输出。来匹配电压或者提高MOS的驱动能力。
图2.6 图腾柱驱动电路
2.2.2共射放大电路
共发射极放大电路中，三极管的基极与发射极组成了共发射极放大电路的
图2.7 阻容耦合共射放大电路
图2.8 直接耦合共射放大电路
2.3 场效应管及其组成电路分析
场效应晶体管有两种类型，第一种：junction FET—JFET第二种：金属 - 氧化物半导体场效应管。金属 - 氧化物半导体场效应管他是由多数载流子参与导电它具有单极性导电的特性所以也叫做单极性晶体管。单极性晶体管它是由电压控制的半导体器件。单极性晶体管具有：
1.输入电阻高；
2.噪声小；
3.功耗低；
4.动态范围大；
5.易于集成；
6.没有二次击穿现象优点。
场效应管是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。场效应晶体有以下主要参数：
1.夹断电压；
2.饱和漏源电流；
3.开启电压；
4.漏源击穿电压；
5.最大漏源电流。
2.3.1场效应晶体管组成的开关驱动电路
使用MOS管相对于三极管有以下优点：
1.MOS管是电压控制的电子元器件，并且具有驱动能力小的特点。
2.MOS管大多都是载流子的器件，它没有二次击穿而且热稳定性比较好。
所以场效应晶体管是是开关电源小型化，高效率化的重要器件。特别是在开关电源工作在高频时（≧100KHZ），MOS 的有点更为突出。
场效应晶体管的基本形式如图2.9 TTL驱动MOSFET。
图2.9 TTL驱动MOSFET
第三章全桥拓扑原理
全桥开关电源拓扑如图3.1所示，全桥变换器与采用了倍压整流电路和全桥整流电路。所以全桥电压可以构造出440V的离线变压器全桥拓扑的优点是初级侧可以得到幅值为±VDC的方波电压。图3.1中全桥变换器有两个输出，及主输出VOM和辅助输出VOI.电路在工作的过程中MOS管 Q1和Q4, Q2和Q3两组MOS 交替导通半个周期，但是如果Q1,Q2,Q3,Q4同时导通的话MOS管就会烧坏。不考虑MOS 的导通压降的问题，我们就会得到初级电压幅值为VDC脉宽为t的交变方波如图3.2方波图。
3.1基本工作原理
我们知道市电的电压是不稳定的，所以我们得到的方波并不是一致不变的，这就需要我么在电路中设置反馈环检测输出电压的变化，检测到输出不稳定时及时的调制脉宽及占空比，达到在市电复杂变化的情况下保证负载得到的稳定电压。但是负载变化时，辅助输出的变化为百分之5-8之间。
图3.1 全桥变换器
图3.2 方波图
由上图我们假设晶体管MOS 的导通压降为1V ，肖特基整流管的压降为0.5，辅助输出的二极管为1V.由此我们可以计算出变压器的电压为：
辅助电压计算： ()T N N V V P OM on s dc 2t 5.02??????--= (3-1a)
pT N on
T VdcN V 2s on ≈ (3-1b)
主输出电压计算： ()T N N V ol V 2ton 1.0-p s 2-dc ??
????= (3-2a) T ton p N s
N dc V ol V 2≈ (3-2b)
由上面的公式我们可以看出全桥拓扑与其他的拓扑结构原理相同，当市电出现变化上升或下降时，UC3895就会进行一定比列的脉宽调节增大脉宽或减小脉宽，是输出电压保持稳定。就是通过保持VT 乘积不（伏秒积平衡）使输出电压稳定。
3.2 全桥变换器设计
3.2.1 最大导通时间、初级绕组圈数选择
首先我们上文提到了当四只开关管同时导通时，开关管会烧毁。这就要求开关管最大导通时间（由公式（3-1b ）和（3-2b ）可知）出现在直流输入电压最低的时候不超过半周期的百分之80。从而避免开关管烧坏。 根据电压方程我们正确的选择匝比p N s N 、Np N m ，使其在一定的电压范围内变换器仍能保持稳定的输出。
3.2.2 初级电流、输出功率、输入电压的关系
我们假设设计的变换器的效率为百分之90，因此我们可以得到一个转换关系in 0.9P P = ，输入的直流电压为最小值，选择的占空比0.8，忽略开关管的到导通压降，则输出的公式为：
P pft I dc V Pin 25.1)9.0(== （3-3） 即 dc V P Ipft
39.1= （3-4）
3.2.3 初级线径的选择
因为我们设定的占空比为0.8，则电流的有效值为0.8pft rms I I =，由上式（3-3）可知： 8.01.39rms ）（Vdc P I =
即： dc 1.25rms V P I = （3-5）
我们假设电流的密度为600圆密耳每有效值安培则：
总圆密耳数=dc 840dc 1.4600V P V P =* （3-6）
3.3 变压器初级隔直电容的选择
图3.1(a)中,在变压器的初级侧我们串联了一个没有极性的隔直电容，这样做的目的是为了避免磁通不平衡的问题。
全桥开关电源的磁通不平衡虽然不是很严重，但也会发生。晶体管一对半周期开关管导通的时间可能与另一半导通时间存在一定的误差；还有就是开关管的导通压降也肯能存在不同。这些参数的不同和一些其他因素的差异都会导致变换器初级侧的伏秒积不平衡导致磁通不平衡导致开关管的损坏。添加初级隔直电容可以避免磁通不平衡的问题，保证了电源的稳定性。
开关稳压电源(E题)
开关稳压电源（E题） 摘要 本系统以Boost升压斩波电路为核心，以MSP430单片机为主控制器和PWM信号发生器，根据反馈信号对PWM信号做出调整，进行可靠的闭环控制，从而实现稳压输出。系统输出直流电压30V～36V 可调，可以通过键盘设定和步进调整，最大输出电流达到2A，电压调整率和负载调整率低，DC-DC变换器的效率达到93.97%。能对输入电压、输出电压和输出电流进行测量和显示。 系统特色：1）输出电压反馈采用“同步采样”方式，能有效避免电压尖峰对信号检测的影响。2）采用多种有效措施降低系统的电磁干扰（EMI），增强电磁兼容性（EMC）。3）具有完善、可靠的保护功能，如：过流保护、反接保护、欠压保护、过温保护、防开机“浪涌”电流保护等，保证了系统的可靠性。 1方案论证 1.1DC-DC主回路拓扑 方案一间接直流变流电路：结构如图1-1所示，可以实现输出端与输入端的隔离，适合于输入电压与输出电压之比远小于或远大于1的情形，但由于采用多次变换，电路中的损耗较大，效率较低，而且结构较为复杂。 方案二 Boost升压斩波电路：拓扑结构如图1-2所示。开关的开通和关断受外部PWM信号控制，电感L将交替地存储和释放能量，电感L储能后使电压泵升，而电容C可将输出电压保持住，输出电压与输入电压的关系为UO=(ton+toff)，通过改变PWM控制信号的占空比可以相应实现输出电压的变化。该电路采取直接直流变流的方式实现升压，电路结构较为简单，损耗较小，效率较高。 E L C U O R L VD 图1-1 间接直流变流电路 图1-2 Boost升压斩波电路拓扑结构
综合比较，我们选择方案二。 1.2 控制方法及实现方案 方案一 利用PWM 专用芯片产生PWM 控制信号。此法较易实现，工作较稳定，但不易实现输出电压的键盘设定和步进调整。 方案二 利用单片机产生PWM 控制信号。让单片机根据反馈信号对PWM 信号做出相应调整以实现稳压输出。这种方案实现起来较为灵活，可以通过调试针对本身系统做出配套的优化。但是系统调试比较复杂。 在这里我们选择方案二。 1.3 系统总体框图 1） B oost 升压斩波电路中开关管的选取：电力晶体管（GTR ）耐压高、工作频率较低、开关损耗大；电力场效应管（Power MOSFET ）开关损耗小、工作频率较高。从工作频率和降低损耗的角度考虑，选择电力场效应管作为开关管。 2） 选择合适的开关工作频率：为降低开关损耗，应尽量降低工作频率；为避免产生噪声，工作频率不应在音频内。综合考虑后，我们把开关频率设定为20kHz 。 3） B oost 升压电路中二极管的选取：开关电源对于二极管的开关速度要求较高，可从快速恢复二极管和肖特基二极管中加以选择。与快速恢复二极管相比，肖特基二极管具有正向压降很小、恢复时间更短的优点，但反向耐压较低，多用于低压场合。考虑到降低损耗和低压应用的实际，选择肖特基二极管。 4） 控制电路及保护电路的措施：控制电路采取超低功耗单片机MSP430，其工作电流仅280μA ；显示采取低功耗LCD ；控制及保护电路的电源采取了降低功耗的方式，具体实现见附录图2，单片机由低功耗稳压芯片HT7133单独供电。 2 电路设计与参数计算 2.1 Boost 升压电路器件的选择及参数计算 B oost 升压电路
开关式稳压电源的各种电路类型概述
开关式稳压电源的各种电路类型概述 1、基本电路 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被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。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间 比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路：电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD 1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。 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。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。 单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。 ３．单端正激式开关电源 单端正激式开关电源的典型电路：这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。 在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于５０％。由于这 种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200 Ｗ的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。 ４．自激式开关稳压电源 自激式开关稳压电源的典型电路：这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。 当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2 中感应出使VT1 基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1 很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic 开始减小，在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压，使VT1 迅速截止，这时二极管VD1导通， 高频变压器Ｔ初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输人电压又 经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器Ｔ的次级绕组向负载输出所需要的电压。 自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从，也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源，亦适 用于小功率电源。 ５．推挽式开关电源 推挽式开关电源的典型电路：它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电
常见几种开关电源工作原理及电路图
一、开关式稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，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。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。 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Ｕ。可由公式计算， 即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。 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。 二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路
图二开关电源基本电路框图 开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被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。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
项目二 5V稳压电源电路原理图的绘制
教案（首页） 编号：YJSD/JWC-17-10 编制：徐建琴审核：张德芳批准：史岳雷课题序号 2 授课班级电子10 授课课时 2 授课形式新授课 授课章节 名称 项目二 5V稳压电源电路原理图的绘制/任务一、任务二使用教具无 教学目的1、会新建和保存项目文件和原理图文件 2、理解项目与文件的关系 3、了解“5V稳压电源电路”电路工作原理和电路结构 教学重点新建和保存项目文件和原理图文件、电路的工作原理和结构 教学难点“5V稳压电源电路”电路工作原理 更新、补 充、删减 内容 无 课外作业P78 2.1 教学后记学生听讲认真，跃跃欲试，但知识的整理能力还有待提高 授课主要内容或板书设计 项目二 5V稳压电源电路原理图的绘制 任务一新建项目文件，创建电路原理图文件 1、启动 Protel DXP 2004 2、新建PCB项目文件 3、保存PCB项目文件 4、新建原理图文件 5、保存原理图文件 任务二认识“5V稳压电源电路” 1、电源变压器 2、整流电路 3、滤波电路 4、稳压电路 5、其余元件的作用
课堂教学安排 教学过程主要教学内容及步骤 学习任务目标1、能力目标：1）会新建和保存项目文件和原理图文件 2）能理解项目与文件的关系 2、知识目标：1）掌握新建和保存项目文件和原理图文件的操作步骤 2）了解“5V稳压电源电路”电路工作原理和电路结构3、情感目标：培养学生学习兴趣，使之利用计算机技能基础，掌握好Protel DXP工程和文件的新建、保存、打开的操作。 教学指导 教师引导示范，让学生熟悉操作方法；通过对项目电路的剖析，让学生初步了解“5V稳压电源电路”，为后续项目的实施打下基础。 学习活动 任务一新建项目文件，创建电路原理图文件 操作步骤： 步骤一启动 Protel DXP 2004 方法1：双击Windows桌面的快捷方式图标。 方法2：单击【开始】菜单→【所有程序】→【Altium】→【DXP 2004】。步骤二新建PCB项目文件 方法1：选择菜单命令【文件】→【创建】→【项目】→【PCB项目】。方法2：单击主界面左下角【Project】标签，调出【Project】面板，单击【项目】按钮→在弹出的快捷菜单中选择【追加新项目】→【PCB 项目】。 步骤三保存PCB项目文件 建立PCB项目文件后，一般要将项目文件保存为自己需要的文件名，并保存到指定的文件夹中。 方法1：选择菜单命令【文件】→【保存项目】或【另存项目为】 方法2：在【Project】面板的默认项目名称“PCB_Project1.PRJPCB”上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【保存项目】或【另存项目为】。步骤四新建原理图文件 方法1：选择菜单命令【文件】→【创建】→【原理图】。
开关型直流稳压电源
电子课程设计 开关型直流稳压电源 摘要
【摘要】本次设计的主要目的是实现一个开关电源，开关电源在日常生活中应用非常广泛，比如电视机、电脑、冰箱以及其他常用的电子产品都需要开关电源，如今是数字化时代，用单片机实现电子产品十分方便，所以在这次设计中使用了单片机实现。在这次设计文档中，详细阐述了开关电源与线性电源的比较，方案论证，总体结构设计，并附以相关电路图表示，最后生成相关了PCB 电路图。 【关键词】线性，半导体，开关，储能，转换，控制，滤波，分压 一、开关电源方案设计 开关电源是指调整管工作在开关方式，即导通和截止状态的稳压电源，缩写为SPS （Switching Power Supply ）。开关电源的核心部分是一个直流变换器。利用直流变换器可以把一种直流电压变成极性、数值不同的多种直流电压。 图2.1所示电路的工作过程为：假设基准电压为5v ，由于电网波动导致输入电压减小，那么输出电压也将会减少，此时，所采样的电压将减小，假设为4.9v ，误差为0.1v ，经过比较放大后，脉冲调制电路根据这个误差，提高占空比使输出电压增大，同理，当由于电网波动导致输出电压增大时，脉冲调制电路降低占空比使输出电压减小，以此来控制输出电压的稳定。 图2.1开关电源原理框图 方案1 方案1：单片机通过数模转换输出一个电压，用作电源的基准电压，电源可以通过键盘预置输出电压，单片机不加入反馈控制，电源仍要使用专门的PWM 控制芯片，工作过程为：当通过键盘预置电压时，单片机通过D/A 芯片输出一个电压作为控制芯片的基准电压，这个基准电压可以使得控制芯片按照预置电压值，来输出控制脉冲，以输出期望输出电压。 整流 滤波 电路 开关管 滤波电路 采样电路 比较放大 脉冲调宽 输出 输入 基准电压 + - + -
开关稳压电源设计
开关电源的设计 同组参与者：李方舟、周恒、张涛开关式直流稳压电源的控制方式可分为调宽式和 调频试两种，实际应用中，而调宽式应用的较多，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（PWM）型。 开关稳压电源具有效率高，输出功率大，输入电 压变化范围宽，节约能耗等优点。 开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开 通时间和工作周期的比值即占空比来改变输出电压； 通常有三种方式：脉冲宽度调制（PWM），脉冲频率 调制（PFM）和混合调制。PWM调制是指开关周期 恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式，因为 周期恒定，滤波电路的设计比较简单，也是应用能够 最广泛的调制方式。开关稳压电源的主要结构框架如 图1-1所示，有隔离变压器产生一个15-18V的交流电 压，在经过整流滤波电路，将交流电变成直流电，然 后再经过DC—DC变换，由PWM的驱动电路去控 制开关管的导通和截止，从而产生一个稳定的电压源， 如图1-1所示；
图1-1 一开关转换电路 1：滤波电路 输入滤波电路具有双向隔离作用，它可以抑制交流电网输入的干扰信号，同时也防止开关电源工作时产生的谐波和电磁干扰信号影响交流电网。如图1-2所示滤波电路中C1用以滤除直流份量中的交流成分，隔离电容应选用高频特性较好的碳膜电容,电阻R给电容提供放电回路，避免因电容上的电荷积累而影响滤波器的工作特性，C2、C3跨接在输出端，能有效地抑制共模干扰，为了减小漏电流C2、C3宜选用陶瓷电容器. 图1-2 2.电压保护电路 如图1-3所示为输出过压保护电路。稳压管VS的
击穿电压稍大于输出电压额定值，输出电压正常时，VS不导通，晶闸管VS的门极电压为零，不导通，当输出过压时，VS击穿，VS受触发导通，使光电耦合器输出三极管电流增大，通过UC3842控制开关管关断。 图1-3 输出过压保护电路 3.电压反馈电路 电压反馈电路如图1-4所示。输出电压通过集成稳压器TL431和光电耦合器反馈到的1脚，调节R1 R2的分压比可设定和调节输出电压，达到较高的稳压精度。如果输出电压U0升高，集成稳压器TL431的阴极到阳极的电流在增大,UC3842的输出脉宽相应变窄，输出电压U0变小,同样，如果输出电压U0减小，可通过反馈调节使之升高。
600W半桥型开关稳压电源设计
600W半桥型开关稳压电源设计 600W半桥型开关稳压电源设计 摘要 本次设计主要是设计一个600W半桥型开关稳压电源，从而为负载供 电。 电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流12V恒定，最大电流50A。从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真图形的绘制与波形分析等方面的研究。 关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源； 第1章绪论1.1 电力电子技术概况 电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。电力电子技术是应用于电
力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和 控制技术的发展而发展的。 电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。为了解决发热和效率问题，对于大功率的电子电路，器件的运行都采用开关方式。这种开关运行方式就是电力电 子器件运行的特点。 电力电子学这一名词是20世纪60年代出现的，“电力电子学”和“电力电子技术”在内容上并没有很大的不同，只是分别从学术和工程技术这2个不同角度来称呼。电力电子学可以用图1的倒三角形来描述，可以认为电力电子学由电力学、电子学和控制理论这3个学科交叉而形成 的。这一观点被全世界普遍接受。 电力电子技术与电子学的关系是显而易见的。电子学可分为电子器件和电子电路两大部分，它们分别与电力电子器件和电力电子电路相对应。从电子和电力电子的器件制造技术上进两者同根同源，从两种电路的分析方法上讲也是一致的，只是两者应用的目的不同，前者用于电力变换， 后者用于信息处理。
详解大功率可调稳压电源电路图
详解大功率可调稳压电源电路图 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。 如图1所示大功率可调稳压电源电路图 大功率可调稳压电源电路图 图1 大功率可调稳压电源电路图 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。图中电阻R4，稳压管TL431，电位器R3组成一个连续可调得恒压源，为BG2基极提供基准电压，稳压管TL431的稳压值连续可调，这个稳压值决定了稳压电源的最大输出电压，如果你想把可调电压范围扩大，可以改变R4和R3的电阻值，当然变压器的次级电压也要提高。变压器的功率可根据输出电流灵活掌握，次级电压15V左右。桥式整流用的整流管QL用15－20A硅桥，结构紧凑，中间有固定螺丝，可以直接固定在机壳的铝板上，有利散热。调整管用的是大电流
NPN型金属壳硅管，由于它的发热量很大，如果机箱允许，尽量购买大的散热片，扩大散热面积，如果不需要大电流，也可以换用功率小一点的硅管，这样可以做的体积小一些。滤波用50V4700uF电解电容C5和C7分别用三只并联，使大电流输出更稳定，另外这个电容要买体积相对大一点的，那些体积较小的同样标注50V4700uF尽量不用，当遇到电压波动频繁，或长时间不用，容易失效。最后再说一下电源变压器，如果没有能力自己绕制，有买不到现成的，可以买一块现成的200W以上的开关电源代替变压器，这样稳压性能还可进一步提高，制作成本却差不太多，其它电子元件无特殊要求，安装完成后不用太大调整就可正常工作。
开关稳压电源电路设计及应用
摘要：在对线性稳压集成电路与开关稳压集成电路的应用特性进行比较的基础上，简单介绍了LM2576的特性，给出了基本开关稳压电源、工作模式可控的开关稳压电源和开关与线性结合式稳压电路的设计方案及元器件参数的计算方法。 关键词：LM2576 电源设计 MCU 嵌入式控制系统的MCU一般都需要一个稳定的工作电压才能可靠工作。而设计者多习惯采用线性稳压器件（如78xx系列三端稳压器件）作为电压调节和稳压器件来将较高的直流电压转变M CU所需的工作电压。这种线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会大的“热损失”（其值为V压降×I负荷），其工作效率仅为30%～50%[1]。加之工作在高粉尘等恶劣环境下往往将嵌入式工业控制系统置于密闭容器内的聚集也加剧了MCU的恶劣工况，从而使嵌入式控制系统的稳定性能变得更差。 而开关电源调节器件则以完全导通或关断的方式工作。因此，工作时要么是大电流流过低导通电压的开关管、要么是完全截止无电流流过。因此，开关稳压电源的功耗极低，其平均工作效率可达70%～90%[1]。在相同电压降的条件下，开关电源调节器件与线性稳压器件相比具有少得多的“热损失”。因此，开关稳压电源可大大减少散热片体积和PCB板的面积，甚至在大多数情况
下不需要加装散热片，从而减少了对MCU工作环境的有害影响。 采用开关稳压电源来替代线性稳压电源作为MCU电源的另一个优势是：开关管的高频通断特性以及串联滤波电感的使用对来自于电源的高频干扰具有较强的抑制作用。此外，由于开关稳压电源“热损失”的减少，设计时还可提高稳压电源的输入电压，这有助于提高交流电压抗跌落干扰的能力。 LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件（如78xx 系列端稳压集成电路）的替代品，它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力，从而为MCU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。 一、LM2576简介 LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器（52kHz）和基准稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。LM2576系列包括LM2576（最高输入电压40V）及LM257 6HV（最高输入电压60V）二个系列。各系列产品均提供有3.3
开关稳压电源和线性稳压电源
开关稳压电源和线性稳压电源 根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。 线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。而在开关电源中则不一样，开关管（在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管）是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小；关——电阻很大。 开关电源是一种比较新型的电源。它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。如图所示，电路由开关K（实际电路中为三极管或者场效应管），续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用（可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用），将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。通过控制开关闭合跟断开的时间（即PWM——脉冲宽度调制），就可以控制输出电压。如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。 在开关闭合期间，电感存储能量；在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能电感。二极管D在开关断开期间，负责给电感L提供电流通路，所以二极管D叫做续流二极管。 在实际的开关电源中，开关K由三极管或场效应管代替。当开关断开时，电流很小；当开关闭合时，电压很小，所以发热功率U×I就会很小。这就是开关电源效率高的原因。 看过完两个关于电源的FAQ后，大家可能对电源的效率计算还不了解。在后面的FAQ中，我们将专门给大家介绍。 常见的用于开关电源的芯片有：TL494，LM2575，LM2673，34063，51414等等。
5v直流稳压电源设计资料
新疆工程学院 实训报告 实训科目电子技术实训 系部机械系 专业 班级 姓名 实训地点教室及电子实验室指导教师李积芳 完成日期 新疆工程学院教务处
新疆工程学院 电气与信息工程系电子实训任务书
新疆工程学院电子实训成绩表 （注意：旷课一票否决）目录
摘要 第一章引言 (3) 1.1硬件电路设计要求电路设计 (4) 1.11元件选取电源变压器 (6) 1.12整流二极管的选择滤波电容的C的确定 (6) 第二章网站导航概述 总结 (8) 致谢 参考文献 (9)
内容摘要 直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现±5V电压稳定输出。 关键词：±5V，变压器，整流，滤波，稳压器
引言 关于稳压电源的分类，首先就应该清楚电源的输出是什么，是输出直流电还是输出交流电。第二个层次的分类可以根据调整管的工作状态来分类。第三个层次的分类就是根据稳压电路与负载的连接方式来分类。再往下面细分由于各种不同的电路特性相差太大，就不好一概而论，应该根据每一个具体类别的特性进行分类区分了。当然这里所谈的分类只是根据直流稳压电源的特点给出一个大致的分类思路，图1是根据上面的思路划分的稳压电源种类。 图1 稳压电源分类 根据调整管的工作状态，我们常把直流稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源[1]。线性稳压直流电源的特点是：输出电压比输入电压低；反应速度
稳压电源电路图
压电源电路分为线性稳压电源，集成稳压电源，晶体管稳压电源，交流稳压电源 一：由7805，7905，7812组成的特殊的线性稳压电源 如图所示为一种特殊的电源电路。该电路虽然简单，但可以从两个相同的次级绕组中产生出三组直流电压：+5V、-5V和+12V。其特点是：D2、D3跨接在E2、E3这两组交流电源之间，起着全波整流的作用。 二。利用TL431作大功率可调稳压电源 精密电压基准ICTL431是T0—92封装如图1所示。其性能是输出压连续可调达36V，工作电流范围宽达0．1。100mA，动态电阻典型值为0．22欧,输出杂波低。图2是TL431的典型应用，其中③、②脚两端输出电压V=2．5(R2十R3)V／R3。如果改变R2的阻值大小，就可以改变输出基准电压大小。图3是利用它作电压基准和驱动外加场效应管K790作调整管构成的输出电流大(约6A)、电路简单、安全的稳压电源。 工作原理 如图3所示，220v电压经变压器B降压、D1-D4整流、C1滤波。此外D5、D6、C2、C3组成倍压电路(使得Vdc＝60V)，Rw、R3组成分压 电路，T1431、R1组成取样放大电路，9013、R2组成限流保护电路，场效应管K790作调整管(可直接并联使用)以及C5是输出滤波器电路等。稳
压过程是：当输出电压降低时，f点电位降低，经T1431内部放大使e点电压增高，经K790调整后，b点电位升高；反之，当输出电压增高时，f点电位升高，e点电位降低，经K790调整后，b点电位降低。从而使输出电压稳定。当输出电流大于6A 时，三极管9013处于截止，使输出电流被限制在6A以内，从而达到限流的目的。本电路除电阻R1选用2W、R2选用5W外，其它元件无特殊要求，其元件参数如图3所示。 三。具有过电流保护的晶体管稳压电路
降压型直流开关稳压电源
降压型直流开关稳压电源（A题） 学校：东北石油大学 参赛选手：卢鑫坡曲记锋宋忠民 指导教师：张明 摘要:本系统以TI公司的LM5117及CSD18532KCS场效应管为核心，设计制作了该降压型开关直流稳压电源。额定输出电压为5V，输出电流最大值为3A。该系统前端是以LM5117为核心构成的DC-DC直流转直流降压电路，从而确定所需的PWM调制方式，经过几级滤波最终去除纹波，完成了总体电路的设计。该作品很好地满足了竞赛题目要求。 关键词：开关电源LM5117 CSD18532KCS场效应管 1．设计任务 1.1基本要求 （1）额定输入电压下，输出电压偏差：； （2）额定输入电压下，最大输出电流：； （3）输出噪声纹波电压峰峰值：； （4）从满载变到轻载时，负载调整率： ； （5）变化到17.6V和13.6V，电压调整率： （6）效率； （7）具有过流保护功能，动作电流；
（8）增加1个二端子端口，即输出控制端口，端口可外接电阻R （1k-10k ）。电源输出电压由下式确定： ； （9）尽量减小电源重量，使电源不含负载的重量不大于0.2Kg ； 2.系统方案 2.1方案提出 利用LM5117制作一个恒流稳压器，经查该芯片数据手册知，可以通过调节电流控制，电压控制两部分的开合关系，来实现升压和降压的功能，最终达成DC-DC 变换的目的。 具体电路原理图如后图5-1所示。 2.2系统整体框图 图2-1降压型开关稳压电源设计总体框图 3.电路理论分析 3.1具体实现方法 去耦滤波 消除高频噪音 直流输入部分 负载 RC 滤波 DC-DC 降压部分 5V 、3A 直流输出 去耦滤波 环形路型补偿 仿真电流检测
—5v稳压电源与0~30v可调稳压电源
5V稳压电源与0~30v可调稳压电源 姓名专业班级：学号：指导教师： 2011年11月日~2011年11月日 摘要： 5V稳压电源与0~30v可调稳压电源：输入220v交流电后5V稳压电源可输出5v直流电压, 0~30v可调稳压电源可输出0~30v可调直流电压，为需要供电的元器件提供直流电压。采用桥式整流电路，电容滤波，和集成稳压块稳压，本电源可输出稳定直流电压，在后续的学习实验中有很大用途。 关键词：交流，直流，整流，稳压 1.设计任务： 输入220v交流电后可输出5v直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。输入220v交流电后可输出0~30v中任一直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。 1.1 方案论证见图1-1及1-2： 图1-1
图1-2 1.2 工作原理： 5V稳压电源：输入220v交流电后可输出5v直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。市电进入电源，首先要经过变压器由高压变为低压，滤除高频杂波和同相干扰信号，改变电压。然后再经过由 4 个二极管组成的桥式电路整流，和大容量的滤波电容滤波后，再经过集成稳压块7805以及电位器后，输出的的电压，才算真正完成所需要的较为纯净的低压直流电压。 各模块功能： ①电源变压器：降低电压。 ②整流电路：由4只二极管组成的桥式整流电路。 ③滤波：用2200UF25V的电解电容1只和一个104的瓷片电容，接在整流电路 的后面最基本的将交流转换为直流的电路，在所有需要将交流电转换为直流电的电路中，设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升，高效平滑直流输出的一种储能器件，我们把这种器件称其为滤波电容。滤波电容具有电极性，我们又称其为电解电容。电解电容的一端为正极，另一端为负极，正极端连接在整流输出电路的正端，负极连接在电路的负端。滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑，稳定。 ④7805的集成稳压块：一只固定式三端稳压器(7805)78XX系列集成稳压器的 典型应用电路5v电源的制作，三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。从正面看引脚从左向右按①②③顺序标注，接入电路时①脚电压高于②脚，③脚为输出位。如对于78**正压系列，①脚高电位，②脚接地，； 此外，还应注意，散热片总是和接地脚相连。这样在78**系列中，散热片和 ②脚连接。 0~30v可调稳压电源：输入220v交流电后可输出0~30v直流电压,为需要供电的元器件提供直流电压。市电进入电源，首先要经过变压器由高压变为低压，滤除高频杂波和同相干扰信号，改变电压。然后再经过由 4 个二极管组成的桥式
开关直流稳压电源设计
毕业设计说明书（论文） 课题名称开关直流稳压电源设计 专业航空电子设备维修 081331 班 学生姓名罗亨林学号 26号 指导老师贺国灿技术职称______________ 2011年04 月05 日
毕业设计（论文）任务书 学生姓名：罗亨林班级：081331 1.毕业设计（论文）题目：开关直流稳压电源设计 2.毕业设计（论文）使用的原始资料数据及设计技术要求： （1）交流输入电压220V±20％，50Hz； （2）直流输出电压30V～36V可调； （3）直流输出电流0～2A； （4）负载调整率S I≤5%； （5）DC-DC变换器的效率 ≥70%； （6）具有过流保护功能，动作电流I O（th）=2.5±0.2A。 3.毕业设计（论文）工作内容及完成时间： 本设计主要以MC34063芯片的DC-DC电源变换控制器为控制核心设计一开关直流稳压电源 日期：自2010年12月01日至2011年04月05日 指导老师评语： __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ____________________________________________ 指导老师：贺国灿系主任：姚卫华
前言 开关电源是一种利用开关功率器件并通过功率变换技术而制成的直流稳压电源.它具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应性强、输出电压保持时间长、有利于计算机信息保护等优点,因而广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通讯设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源.开关电源又被称为高效能节能电源,内部电路工作在高频开关状态,自身消耗的能量很低,一般电源效率可达80%左右,比普通线性稳压电源进步一倍.目前生产的无工频变压器式中,开关电源仍然采用脉冲宽调制器PWM或脉冲频率调制器PFM的原理.本文根据PWM原理,以MC34063芯片的DC-DC电源变换控制器为控制核心设计出的一开关直流稳压电源。
5V直流稳压电源
电子科技大学 《模拟电路基础》应用设计报告 设计题目： 5V直流稳压电源 学生姓名：李秘学号：2014070905021 教师姓名：张雅丽日期： 2015/12/22 一、设计任务 设计一个直流稳压电源，要求满足以下条件 1.输出电压：5V 2.最大输出电流：0.5A 3.电压调整率：≤4% 4.电流调整率：≤4% 5.纹波系数：≤5% 二、电路原理 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图1。
其中： （1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 （2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流 电。（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。 （4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。 整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D3导通，D2、D4截止；u2的负半周内，D2、D4导通，D1、D3截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即电路中的每只二极管承受的最大反向电压为(U2是变压器副边电压有效值)。 在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压：Uo1=(1.1～1.2)U2，直流输出电流I2是变压器副边电流的有效值。稳压电路可选集成三端稳压器电路。总体原理电路见图4。 图4 稳压电路原理图
2007年开关稳压电源_国赛一等奖
开关稳压电源 作者：陈国贞陈涛李强 一等奖作品 摘要：使用PWM控制器SG3524设计并制作了一种推挽型DC/DC变换器，输出电压可在30～36V可调，系统效率可以达到92%。整个变换器由C8051F020型单片机作为控制核心，可以将输入输出电压、电流和系统效率显示出来，并可以对输出电压预设和步进调整，还可以实现过流保护和过压欠压指示，完成了基本部分和发挥部分的所有要求。 关键词：推挽 SG3524 C8051F020 Abstract: Using PWM controller SG3524, we designed and produced a push-pull DC/DC converter ,whose output voltage can be adjustable from 30V to 36V .The system efficiency can reach 92%.The converter uses C8051f020 as a controller .The input and output voltage ,input and output current ,and system efficiency can be displayed . It also has over-current protection , over-voltage and under-voltage instructions. You can preset and step the output voltage. The converter realizes all the basic part and exertion part requirements. Keywords:push-pull SG3524 C8051F020
三端稳压电路图集分析
三端稳压电路图集（六祖故乡人汇编2013年9月8日） LM317可调稳压电源电路图： LM317是可调稳压电源中觉的一种稳压器件，使用也非常方便。LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。很早以前我国和世界各大集成电路生产商就有同类产品可供选用，是使用极为广泛的一类串连集成稳压器。LM317 的输出电压范围是1.25V —37V（本套件设计输出电压范围是 1.25V—12V），负载电流最大为 1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性率和负载率也比标准的固定稳压器好。LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。 为保证稳压器的输出性能，R应小于240欧姆。改变RP阻值稳压电压值。D5，D6用于保护LM317。 输出电压计算公式：Uo=(1+RP/R)*1.25 下面是LM317可调稳压电源电路图的元器件清单： 下面是LM317可调稳压电源电路图：
三端集成稳压可调电源电路设计： 如图所示，此电路的核心器件是W7805。W7805将调整器，取样放大器等环节集于一体，内部包含限流电路、过热保护电路、可以防止过载。具有较高的稳定度和可靠性。W7805属串联型集成稳压器。其输出电压是固定不变的，这种固定电压输出，极大的限制了它的应用范围。如果将W7805的公共端即3脚与地断开，通过一只电位器接到-5V左右的电源上，就可以在改变电位器阻值的同时，使集成稳压器的取样电压及输出电压都随之改变。图中RP1就是为此而设计的。只要负电压的大小取得合适便能使输出电压从0V起连续可调，输出电压的最大值由W7805的输入电压决定，本稳压器0V-12V可调。VD3整流，C2滤波，VD4稳压后提供5V负电压。 元件选择：变压器应选用5V A，输出为双14V；二极管VD1-VD4选用1N4001；VDW 选用稳压值为5-6V的2CW型稳压管；RP1用普通电位器；RP2为微调电阻。IC用7805；其它元件参数图中已注明，无特殊要求。 电路调试：元件焊接无误后可通电调试，首先测b点对地电压，空载时应在18V左右；d点电压大约为-5.5V--6V，如不正常,可重点检查VD3，C2，R1，VDW，RP2等元件，然后再测量输出电压，旋动RP1,万用表指针应能在较大范围变动，说明稳压器工作正常；最后
开关直流稳压电源开题报告
毕业设计开题报告 题目名称 开关直流稳压电源设计选题方向电力电子技术 学生姓名专业电气工程及其自 年级、班级2010级电气（1）班 动化 一、选题的来源、目的、意义和基本内容 来源：新华学院毕业设计题目指南 目的： 采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，利用DC-DC变换器，启动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波器等组成部分。将交流电先整流成直流电，在将直流逆变成交流电，在整流输出成所需要的直流电压， 意义： 开关直流稳压电源具有体积小，重量轻，效率高，对电网电压及频率的变化适应性强，输出电压保持时间长，有利于计算机信息保护等优点。因而广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备，通信设备。是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源。开关直流稳压电源又被称为高效能节能电源，内部电路工作在高频开关状态，自身消耗的能量很低，一般电源效率可达80%左右，比普通线性稳压电源进步一倍。现今开关电源仍然采用脉冲宽度调制器PWM。 基本内容： <1> 设计并制作一个开关稳压直流电源，主要技术指标要求：输入交流220伏，输出12伏直流电压，电流2.5A，尽可能提高效率。 <2> 设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 <3> 设计各个状态间的转换。 <4> 根据各个模块的连接设计进行程序编写，调试程序。
二、国内外研究综述 随着电力电子技术的告诉发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，开关电源是利用现代电力电子技术， 控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC 和MOSFET 构成。稳压电源是使用子电路调整输出电压达到稳定目的的电源，有串联型稳压电源、并联型稳压电源、开关稳压电源， 开关电源也是稳压电源，但稳压电源不能直接称为开关电源。而开关稳压电源根据开关管在电路中的连接方式分类，可分为串联型开关稳压电源，并联型开关稳压电源和脉动变压器耦合式开关电源。开关稳压电源的效率高，电压范围宽，输出电压相对稳定，由于开关管工作在开关状态，功耗小，所以开关电源的工作效率可达80﹪～90﹪。而通常的线性调整式稳压电源的效率仅达50﹪左右。为了追求低成本，高效益。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。 三、参考文献 [1] 王唯一. 一个4W开关型5V直流稳压电源[J]. 电子科技. 2000(02) [2] 杨明生. 开关型直流稳压电源主体电路分析[J]. 电气开关. 1998(05) [9] 马乐. 直流稳压电源的工作原理[J]. 黑龙江科技信息. 2008(24) 四、指导教师指导意见 指导教师签名：年月日五、系毕业设计领导小组审核意见 领导小组组长签名：年月日