文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 开关电源基本电路及原理介绍

开关电源基本电路及原理介绍

开关电源基本电路及原理介绍
开关电源基本电路及原理介绍

开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源,是按输出来区分的,交流开关电源输出的是交流电,而直流开关电源输出的是直流电,这里介绍的是直流开关电源。随着相关元器件的发展,直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用。

直流开关电源与线性电源相比一般成本较高,但在有些特别场合却更简单和便宜,甚至几乎只能用开关电源,如升压和极性反转等。直流开关电源还可分为隔离的和不隔离的两种,隔离的是采用变压器来实现输入与输出间的电气隔离,变压器还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。直流开关电源结构复杂,设计和分析都有较特别的一套理论和方法,这里主要介绍6种基本的不隔离的直流开关电源结构形式和其特点,便于依据应用场合来选择使用。

理想假定:为便于分析,常假定存在如下理想状态

1. 电子器件理想:电子开关管Q和D的导通和关断时间为零,通态电压为零,断态漏电流为零

2. 电感和电容均为无损耗的理想储能元件,且开关频率高于LC的谐振频率

3. 在一个开关周期内,输入电压V in保持不变

4. 在一个开关周期内,输出电压有很小的纹波,但可认为基本保持不变,其值为V o

5. 不计线路阻抗

6. 变换器效率为100%

一、Buck变换器:也称降压式变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。

图中,Q为开关管,其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号,信号周期为Ts,则信号频率为f=1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff,占空比Dy= Ton/Ts。

Buck变换器有两种基本工作方式:

CCM(Continuous current mode):电感电流连续模式,输出滤波电感Lf的电流总是大于零DCM(Discontinuous current mode):电感电流断续模式,在开关管关断期间有一段时间Lf的电流为零

CCM时的基本关系:

DCM时的基本关系:

DCM可分为两种典型情况:

输入电压Vin不变,输出电压V o变化,常用作电动机速度控制或充电器对蓄电池的恒流充电

输入电压Vin变化,输出电压V o恒定,即普通开关稳压电源

电感电流临界连续的边界:

输入电压恒定不变时:Vin=const

理想情况下,在电流断续区输出电压仅由占空比Dy确定。实际电路中,因元器件的非理想化,在电感电流的连续区,Buck变换器的外特性也是下降的,即Io加大,V o降低。为保持V o不变,在Io增加时,要适当加大占空比Dy。

输出电压恒定不变时:V o=const

可画出Buck变换器在V o=const时的特性曲线:

图中虚线为电感电流临界连续的边界,右上方为电流连续区,左下为电流断续区。

在电感电流临界连续时,若加大负载,则进入电流连续工作区;减小负载,则进入电流断续区。

若负载不变,减小输入电压Vin,为使V o不变,应加大Dy,也进入电流连续区。

二、Boost变换器:也称升压式变换器,是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。

开关管Q也为PWM控制方式,但最大占空比Dy必须限制,不允许在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输入侧,称为升压电感。Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

CCM时的基本关系:

Q导通时为电感Lf储能阶段,此时电源不向负载提供能量,负载靠储于电容Cf的能量维持工作;Q关断时,电源和电感共同向负载供电,此时还给电容Cf充电。变换器必须接负载,不然会因能量不断送到负载端而使V o不断升高而损坏。

DCM时的基本关系:

在电流断续时,即使输入电压Vin不变,为了保持输出电压V o恒定,也要随负载电流的不同来调整占空比Dy。

电感电流临界连续的边界:

输入电压恒定不变时:Vin=const

输出电压恒定不变时:V o=const

电感电流临界连续的边界曲线:上方为电感电流连续区,下方为断续区

电流断续时,开关管Q导通期间存储在电感Lf中的磁能在Q截至期间全部通过二极管D 转移到输出端,如果变换器不接负载电阻,或电阻太大,必使V o不断增加,因此没有电压闭环调节的Boost变换器不能在输出端开路情况下工作。

三、Buck/Boost变换器:也称升降压式变换器,是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器,但其输出电压的极性与输入电压相反。Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成,合并了开关管。

Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式,开关管Q也为PWM控制方式。CCM时的基本关系:

电感Lf用于储能和转换能量,Q导通时电感Lf储能,负载由电容Cf供电;Q关断时,电感向负载供电。

DCM时的基本关系:

电感电流临界连续的边界:

输入电压恒定不变时:Vin=const

输出电压恒定不变时:V o=const

电感电流临界连续的边界曲线:上方为电感电流连续区,下方为断续区

由图可见,在V o=cons t时,如果Dy<0.5,即Vo

由于这种变换器的输出电流和电感电流不同,故二者的边界不相同,输出电流Io的边界线在电感电流的下方,因为Io只是电感电流的一部分。

四、Cuk变换器:美国加州理工学院S lobodan Cuk提出的对Buc k/Boos t改进的单管不隔离直流变换器,在输入输出端均有电感,可以显著减小输入和输出电流的脉动,同样是输出电压的极性与输入电压相反,同样是输出电压既可低于也可高于输入电压。Cuk变换器可看做是Boos t变换器和Buck变换器串联而成,合并了开关管。

开关管Q也为PW M控制方式。Cuk变换器也有CCM和D CM两种工作方式,但不是指电感电流,而是指流过二极管的电流连续或断续。在一个开关周期中开关管Q

的截止时间(1-Dy)Ts内,若二极管电流总是大于零,则为电流连续;若二极管电流在一段时间内为零,则为电流断续工作;若二极管电流在t=Ts时刚降为零,则为临界连续工作方式。

Cuk变换器中有两个电感,这两个电感之间可以没有耦合,也可以有耦合,耦合电感可进一步减小电流脉动量。

分析时增加一个假设:耦合电容C1容量很大,变换器在稳态工作时C1的电压基本保持恒定。

CCM时的基本关系:

Cuk变换器中,电源能量经过3次变换才到负载。第一次是Q导通,电感L1储能增长,电能转换为磁储能;第二次是Q截止,L1的磁能转移为C1的电能存储着;第三次是Q导通,C1的电能转移到负载和输出回路的电感L2和电容Cf。实际上,第一、三次两个转换是同时进行的。

Cuk变换器中两电感电流增长率和下降率仅与Vin、V o和自身电感大小有关。电感确定后,两电流增长率只由Vin大小决定,分别为Vin/L1和Vin/L2;下降率只与V o有关,分别为Vo/L1和Vo/L2。

D CM时的基本关系:

两电感有耦合的Cuk变换器:

如果两电感L1和L2绕在同一铁芯上,则两个电感互相耦合,除自感外还有互感M,通常用耦合系数k来表示耦合程度:

耦合电感可以进一步减小输入电流和输出电感电流的脉动。

五、Zeta变换器:有两个电感和耦合电容的单管不隔离直流变换器,输出电压极性和输入电压相同。Zeta变换器可看做是Buck/Boos t变换器和Buck变换器串联而成,合并了开关管。

Zeta变换器是电感输出,所以输出电流脉动很小,开关管Q也为PW M控制方式。分析时假设耦合电容C1容量很大,变换器在稳态工作时C1的电压基本保持恒定。

CCM时的基本关系:

D CM时的基本关系:

六、Sepic变换器:有两个电感和耦合电容的单管不隔离直流变换器,输出电压极性和输入电压相同。Sepic变换器可看做是Boost变换器和Buck/Boost变换器串联而成,合并了开关管。

Sepic变换器是电感输入,所以输入电流脉动很小,开关管Q也为PWM控制方式。

分析时假设耦合电容C1容量很大,变换器在稳态工作时C1的电压基本保持恒定。

CCM时的基本关系:

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。

开关电源入门必读:开关电源工作原理超详细解析

开关电源入门必读:开关电源工作原理超详细解析 第1页:前言:PC电源知多少 个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Sw itching Mode P ow er Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(sw itching)。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”) 配图1:标准的线性电源设计图

配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/W ii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言,AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60KHz)。随着输入电压的升高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是,我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式,和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。 事实上,终端用户的PC的电源采用的是一种更为优化的方案:闭回路系统(closed loop system)——负责控制开关管的电路,从电源的输出获得反馈信号,然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器(这个方法称作PW M,Pulse W idth Modulation,脉冲宽度调制)。所以说,开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整,从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量,而且降低发热量。 反观线性电源,它的设计理念就是功率至上,即便负载电路并不需要很大电流。这样做的后果就是所有元件即便非必要的时候也工作在满负荷下,结果产生高很多的热量。 第2页:看图说话:图解开关电源 下图3和4描述的是开关电源的PW M反馈机制。图3描述的是没有PFC(P ow er Factor Correction,功率因素校正)电路的廉价电源,图4描述的是采用主动式PFC设计的中高端电源。 图3:没有PFC电路的电源 图4:有PFC电路的电源 通过图3和图4的对比我们可以看出两者的不同之处:一个具备主动式PFC电路而另一个不具备,前者没有110/220V转换器,而且也没有电压倍压电路。下文我们的重点将会是主动式PFC电源的讲解。

相关开关电源原理及电路图

相关开关电源原理及电路图 2012-06-03 17:39:37 来源:21IC 关键字:开关电源电路图 什么是开关电源?所谓开关电源,故名思议,就是这里有一扇门,一开门电源就通过,一关门电源就停止通过,那么什么是门呢,开关电源里有的采用可控硅,有的采用开关管,这两个元器件性能差不多,都是靠基极、(开关管)控制极(可控硅)上加上脉冲信号来完成导通和截止的,脉冲信号正半周到来,控制极上电压升高,开关管或可控硅就导通,由220V整流、滤波后输出的300V电压就导通,通过开关变压器传到次级,再通过变压比将电压升高或降低,供各个电路工作。振荡脉冲负半周到来,电源调整管的基极、或可控硅的控制极电压低于原来的设置电压,电源调整管截止,300V电源被关断,开关变压器次级没电压,这时各电路所需的工作电压,就靠次级本路整流后的滤波电容放电来维持。待到下一个脉冲的周期正半周信号到来时,重复上一个过程。这个开关变压器就叫高频变压器,因为他的工作频率高于50HZ低频。那么推动开关管或可控硅的脉冲如何获得呢,这就需要有个振荡电路产生,我们知道,晶体三极管有个特性,就是基极对发射极电压是0.65-0.7V是放大状态,0.7V以上就是饱和导通状态,-0.1V- -0.3V就工作在振荡状态,那么其工作点调好后,就靠较深的负反馈来产生负压,使振荡管起振,振荡管的频率由基极上的电容充放电的时间长短来决定,振荡频率高输出脉冲幅度就大,反之就小,这就决定了电源调整管的输出电压的大小。那么变压器次级输出的工作电压如何稳压呢,一般是在开关变压器上,单绕一组线圈,在其上端获得的电压经过整流滤波后,作为基准电压,然后通过光电耦合器,将这个基准电压返回振荡管的基极,来调整震荡频率的高低,如果变压器次级电压升高,本取样线圈输出的电压也升高,通过光电耦合器获得的正反馈电压也升高,这个电压加到振荡管基极上,就使振荡频率降低,起到了稳定次级输出电压的稳定,太细的工作情况就不必细讲了,也没必要了解的那么细的,这样大功率的电压由开关变压器传递,并与后级隔开,返回的取样电压由光耦传递也与后级隔开,所以前级的市电电压,是与后级分离的,这就叫冷板,是安全的,变压器前的电源是独立的,这就叫开关电源。 图开关电源原理图1

入门电路原理图分析

入门电路原理图分析 一、电子电路的意义电路图是人们为了研究和工程的需要,用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电路的情况。这样,我们在分析电路时,就不必把实物翻来覆去地琢磨,而只要拿着一张图纸就可以了。在设计电路时,也可以从容地纸上或电脑上进行,确认完善后再进行实际安装,通过调试、改进,直至成功。我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路的辅助设计,甚至进行虚拟的电路实验,大大提高工作效率。二、电子电路图的分类常遇到的电子电路图有原理图、方框图、装配图和印版图等。1、原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图,又被叫做“电原理图”。这种图由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理,所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时,通过识别图纸上所画的各种电路元件符号以及它们之间的连接方式,就可以了解电路的实际工作情况。下图所示就是一个收音机电路的原理图。2、方框图(框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概 况的电路图。从根本上说,这也是一种原理图。不过在这种图纸中,除了方框和连线几乎没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全

部的元器件和它们连接方式,而方框图只是简单地将电路安装功能划分为几个部分,将每一个部分描绘成一个方框,在方框中加上简单的文字说明,在方框间用连线(有时用带箭头的连线)说明各个方框之间的关系。所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理,而原理图除了详细地表明电路的工作原理外,还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。下图所示的就是上述收音机电路的方框图。(三)装配图它是为了进行电路装配而采用的一种图纸,图上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我们只要照着图上画的样子,依样画葫芦地把一些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配。这种电路图一般是供初学者使用的。装配图根据装配模板的不同而各不一样,大多数作为电子产品的场合,用的都是下面要介绍的印刷线路板,所以印板图是装配图的主要形式。在初学电子知识时,为了能早一点接触电子技术,我们选用了螺孔板作为基本的安装模板,因此安装图也就变成另一种模式。如下图:(四)印板图印板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”,它和装配图其实属于同一类的电路图,都是供装配实际电路使用的。印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔,再将电路不需要的金属箔腐蚀掉,剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线,然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上,利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线,完成电路的连接。由于这种电路板的一面

开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理 一、开关电源的电路组成: 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值 降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及 杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。 当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪 涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是 负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小,输出的交流纹波将增大。

时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增 大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。 三、功率变换电路: 1、MOS管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管),是利用半导 体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图: 3、工作原理: R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS管并接,使开关管电压应力减少,EMI减少,不发生二次击穿。在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一起,能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制,因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时,UC3842停止工作,开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络,电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小,易引起振荡,电磁干扰也会很大;R1过大,会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下,从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波,当其占空比越大时,Q1导通时间越长,变压器所储存的能量

电气控制电路基础(电气原理图)

电气控制电路基础(电气原理图) 电气控制系统图一般有三种:电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。 这里重点介绍电气原理图。 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路,应根据结构简单、层次分明清晰的原则,采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子,但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制,也不反映电器元件的实际大小。 电气原理图一般分主电路和辅助电路(控制电路)两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分,包括从电源到电机之间相连的电器元件;一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路,其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局

电气原理图中电器元件的布局,应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方,辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路,均按功能布置,尽可能按动作顺序从上到下,从左到右排列。 电气原理图中,当同一电器元件的不同部件(如线圈、触点)分散在不同位置时,为了表示是同一元件,要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件,要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器,可用KMI、KMZ文字符号区别。 电气原理图中,所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。 对于继电器、接触器的触点,按其线圈不通电时的状态画出,控制器按手柄处于零位时的状态画出;对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。 电气原理图中,应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时,在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要,可以将图形符号旋转绘制,一般逆时针方向旋转90o,但文字符号不可倒置。 图面区域的划分 图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号,它是为了便于检索电气线路,方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。

高频开关电源电路原理分析

高频开关电源电路原理分析 开关电源微介绍开关电源具有体积小、效率高的一系列优点。已广泛应用于各种电子产品中。然而,由于控制电路复杂,输出纹波电压高,开关电源的应用也受到限制。它 电源小型化的关键是电源的小型化,因此必须尽可能地减少电源电路的损耗。当开关电源工作在开关状态时,开关电源的开关损耗不可避免地存在,损耗随着开关频率的增加而增大。另一方面,开关电源中的变压器和电抗器等磁性元件和电容元件的损耗随着频率的增加而增加。它 在目前市场上,开关电源中的功率晶体管大多是双极型晶体管,开关频率可以达到几十kHz,MOSFET开关电源的开关频率可以达到几百kHz。必须使用高速开关器件来提高开关频率。对于开关频率高于MHz的电源,可以使用谐振电路,这被称为谐振开关模式。它可以大大提高开关速度。原则上,开关损耗为零,噪声非常小。这是一种提高开关电源工作频率的方法。采用谐振开关模式的兆赫变换器。开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言,AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60 KHz)。随着输入电压的升高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是,我们经常所说的开关电源其实是高频开关电源的缩写形式,和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。 开关电源分类介绍开关电源具有多种电路结构:(1)根据驱动方式,存在自激和自激。它2)根据DC/DC变换器的工作方式:(1)单端正激和反激、推挽式、半桥式、全桥式等;2)降压式、升压式和升压式。它 (3)根据电路的组成,有谐振和非谐振。它 (4)根据控制方式分为:脉宽调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)、PWM和PFM混合。(5)根据电源隔离和反馈控制信号耦合方式,存在隔离、非隔离和变压器耦合、光电耦合等问题。这些组合可以形成各种开关模式电源。因此,设计者需要根据各种模式的特点,

开关电源的基本原理与分类方法

开关电源的基本原理与分类方法 开关电源是指调整功率管以开关方式进行工作的稳压电源。缩写为SPS(Switching Power Supply),开关电源的核心部分是一个直流变换器。目前开关电源向着高频、高可靠性、低功耗、低噪声、抗干扰和模 块化方向发展。开关电源现在在社会上应用越来越广泛,需求也越来越大。 电源在一个典型系统中或者在一台机器中担当十分重要的角色,电源给系统的电路提供持续、稳定的 能量,使得系统或者机器能够正常地工作。电源的好坏直接影响了系统能否正常工作。随着电源的应用和 需求越来越广泛,人们对于电源的要求也越来越高。人们对电源的效率、体积、重量、稳定性和可靠性等 方面都有了更高的要求。 开关电源正是以其效率高、体积小、重量轻、稳定性高、零负载消耗低等多方面的优势逐步取代了效 率低、又笨又重的线性电源。现在社会上出现的需要应用开关电源的仪器、机器越来越多;利用开关电源作为驱动电源的产品也层出不穷,例如LED驱动开关电源的需求量越来越多。而现代电力电子技术的发展, 特别是大功率器件IGBT和MOSFET、各类电源芯片的迅速发展,将开关电源的工作频率提高到相当高的水平,使得开关电源的转换效率不断提高。人们对于转换效率的不断要求也促使开关电源的开发技术将越来 越高。 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输 出短路保护电路等部分构成。 开关带能源的工作原理: 首先是将交流输入电源经整流滤波成脉动直流;然后通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;接着开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;最后,输出 部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。 常见的开关电源的分类方法有下列几种: 1.按激励方式的不同可以划分为他激式和自激式。他激式开关电源电路中专设激励信号振荡器;自激式开关功率管兼作振荡管。该形式的开关电源电路结构简单, 元器件少, 可以做成低成本的开关电源。 2.按调制方式的不同可以划分为脉宽调制型、频率调整型和混合调整型。脉宽调制型保持振荡频率保 持不变, 通过调节脉冲宽度来改变输出电压的大小;频率调整型保持占空比保持不变(脉冲宽度保持不变) , 通过改变振荡频率来改变输出电压大小;混合调整型是脉冲宽度和振荡频率均可进行调节的开关电源。 3.按开关管电流的工作方式的不同可以划分为开关型和谐振型。开关型用开关晶体管把直流变成高频 标准方波, 其电路形式类似于他激式;谐振型用开关晶体管与LC谐振回路将直流变成标准正弦波, 其电路 形式类似于自激式开关电源。 4.按开关晶体管的类型的不同可以划分为晶体管型和可控硅型。晶体管型采用晶体管(包括场效应管) 作为开关功率管;可控硅型采用可控硅作为开关功率管。这种电路的特点是直接输入交流电压, 不需要一次整流部分。

开关电源电路详解图

开关电源电路详解图 一、开关电源的电路组成 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。 开关电源的电路组成方框图如下: 二、输入电路的原理及常见电路 1、AC 输入整流滤波电路原理: ①防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。

2、DC 输入滤波电路原理: ①输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4 为安规电容,L2、L3为差模电感。 ② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。 三、功率变换电路 1、MOS管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管),是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图: 3、工作原理: R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS管并接,使开关管电压应力减少,EMI减少,不发生二次击穿。在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析 个人PC所采用的电源都是基于一种名为―开关模式‖的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC 交流电转化为脉动电压(配图1和2中的―3‖);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的―4‖);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低压DC 直流电输出了(配图1和2中的―5‖) 配图1:标准的线性电源设计图

配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言,AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60 KHz)。随着输入电压的升高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是,我们经常所说的―开关电源‖其实是―高频开关电源‖的缩写形式,和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

开关电源原理图精讲.pdf

开关电源原理(希望能帮到同行的你更加深入的了解开关电源,温故而知新吗!!) 一、开关电源的电路组成[/b]:: 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。 开关电源的电路组成方框图如下: 二、输入电路的原理及常见电路[/b]:: 1、AC输入整流滤波电路原理: ①防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防

止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。 2、 DC输入滤波电路原理: ①输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。 ② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。 三、功率变换电路[/b]:: 1、 MOS管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管),是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图:

开关电源基本电路及原理介绍

开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源,是按输出来区分的,交流开关电源输出的是交流电,而直流开关电源输出的是直流电,这里介绍的是直流开关电源。随着相关元器件的发展,直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用。 直流开关电源与线性电源相比一般成本较高,但在有些特别场合却更简单和便宜,甚至几乎只能用开关电源,如升压和极性反转等。直流开关电源还可分为隔离的和不隔离的两种,隔离的是采用变压器来实现输入与输出间的电气隔离,变压器还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。直流开关电源结构复杂,设计和分析都有较特别的一套理论和方法,这里主要介绍6种基本的不隔离的直流开关电源结构形式和其特点,便于依据应用场合来选择使用。 理想假定:为便于分析,常假定存在如下理想状态 1. 电子器件理想:电子开关管Q和D的导通和关断时间为零,通态电压为零,断态漏电流为零 2. 电感和电容均为无损耗的理想储能元件,且开关频率高于LC的谐振频率 3. 在一个开关周期内,输入电压Vin保持不变 4. 在一个开关周期内,输出电压有很小的纹波,但可认为基本保持不变,其值为Vo 5. 不计线路阻抗 6. 变换器效率为100% 一、Buck变换器:也称降压式变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。 图中,Q为开关管,其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号,信号周期为Ts,则信号频率为f=1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff,占空比Dy= Ton/Ts。 Buck变换器有两种基本工作方式: CCM(Continuous current mode):电感电流连续模式,输出滤波电感Lf的电流总是大于零DCM(Discontinuous current mode):电感电流断续模式,在开关管关断期间有一段时间Lf 的电流为零 CCM时的基本关系:

电路图基础知识教程

电源电路单元 按单元电路的功能可以把它们分成若干类,每一类又有好多种,全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。 一、电源电路的功能和组成 每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换(蓄电池则要经常充电)的缺点,因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。 电子电路中的电源一般是低压直流电,所以要想从 220 伏市电变换成直流电,应该先把220 伏交流变成低压交流电,再用整流电路变成脉动的直流电,最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高,所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分,见图 1 。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器,需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 ( 1 )半波整流 半波整流电路只需一个二极管,见图 2 ( a )。在交流电正半周时 VD 导通,负半周时 VD 截止,负载 R 上得到的是脉动的直流电

( 2 )全波整流 全波整流要用两个二极管,而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈,见图2 ( b )。负载 R L 上得到的是脉动的全波整流电流,输出电压比半波整流电路高。 ( 3 )全波桥式整流 用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器,见图 2 ( c )。负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。 ( 4 )倍压整流 用多个二极管和电容器可以获得较高的直流电压。图 2 ( d )是一个二倍压整流电路。当 U2 为负半周时 VD1 导通, C1 被充电, C1 上最高电压可接近 1.4U2 ;当 U2 正半周时 VD2 导通, C1 上的电压和 U2 叠加在一起对 C2 充电,使 C2 上电压接近 2.8U2 ,是C1 上电压的 2 倍,所以叫倍压整流电路。 三、滤波电路 整流后得到的是脉动直流电,如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分,就可得到平滑的直流电。 ( 1 )电容滤波 把电容器和负载并联,如图 3 ( a ),正半周时电容被充电,负半周时电容放电,就可使负载上得到平滑的直流电。

电脑开关电源原理及电路图

2.1、输入整流滤波电路 只要有交流电AC220V输入,ATX开关电源,无论是否开启,其辅助电源就一直在工作,直接为开关电源控制电路提供工作电压。图1中,交流电AC220V经过保险管FUSE、电源互感滤波器L0,经BD1—BD4整流、C5和C6滤波,输出300V左右直流脉动电压。C1为尖峰吸收电容,防止交流电突变瞬间对电路造成不良影响。TH1为负温度系数热敏电阻,起过流保护和防雷击的作用。L0、R1和C2组成Π型滤波器,滤除市电电网中的高频干扰。C3和C4为高频辐射吸收电容,防止交流电窜入后级直流电路造成高频辐射干扰。 2.2、高压尖峰吸收电路 D18、R004和C01组成高压尖峰吸收电路。当开关管Q03截止后,T3将产生一个很大的反极性尖峰电压,其峰值幅度超过Q03的C极电压很多倍,此尖峰电压的功率经D18储存于C01中,然后在电阻R004上消耗掉,从而降低了Q03的C极尖峰电压,使Q03免遭损坏。 2.3、辅助电源电路 整流器输出的300V左右直流脉动电压,一路经T3开关变压器的初级①~②绕组送往辅助电源开关管Q03的c极,另一路经启动电阻R002给Q03的b极提供正向偏置电压和启动电流,使Q03开始导通。Ic流经T3初级①~②绕组,使T3③~④反馈绕组产生感应电动势(上正下负),通过正反馈支路C02、D8、R06送往Q03的b极,使Q03迅速饱和导通,Q03上的Ic电流增至最大,即电流变化率为零,此时D7导通,通过电阻R05送出一个比较电压至IC3(光电耦合器Q817)的③脚,同时T3次级绕组产生的感应电动势经D50整流滤波后一路经R01限流后送至IC3的①脚,另一路经R02送至IC4(精密稳压电路TL431),由于Q03饱和导通时次级绕组产生的感应电动势比较平滑、稳定,经IC4的K端输出至IC3的②脚电压变化率几乎为零,使IC3发光二极管流过的电流几乎为零,此时光敏三极管截止,从而导致Q1截止。反馈电流通过R06、R003、Q03的b、e极等效电阻对电容C02充电,随着C02充电电压增加,流经Q03的b极电流逐渐减小,使③~④反馈绕组上的感应电动势

开关电源工作频率的原理分析

开关电源工作频率的原理分析 一、开关电源的原理和发展趋势 第一节高频开关电源电路原理 高频开关电源由以下几个部分组成: 图12-1 (一)主电路 从交流电网输入、直流输出的全过程,包括: 1、输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。 2、整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。 3、逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小。 4、输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。 (二)控制电路 一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。 (三)检测电路 除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据。 (四)辅助电源 提供所有单一电路的不同要求电源。

第二节开关控制稳压原理 图12-2 开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关K接通时,输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL,在整个开关接通期间,电源E向负载提供能量;当开关K断开时,输入电源E便中断了能量的提供。可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放。图中,由电感L、电容C2和二极管D组成的电路,就具有这种功能。电感L用以储存能量,在开关断开时,储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载,使负载得到连续而稳定的能量,因二极管D使负载电流连续不断,所以称为续流二极管。在AB间的电压平均值EAB可用下式表示: EAB=TON/T*E 式中TON为开关每次接通的时间,T为开关通断的工作周期(即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和)。 由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,AB间电压的平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为“时间比率控制”(Time Ratio Control,缩写为TRC)。 按TRC控制原理,有三种方式: (一)、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。 (二)、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。 (三)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。 第三节开关电源的发展和趋势

开关电源电路详解

FS1: 由变压器计算得到Iin值,以此Iin值可知使用公司共享料2A/250V,设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值。 TR1(热敏电阻):

电源启动的瞬间,由于C1(一次侧滤波电容)短路,导致Iin电流很大,虽然时间很短暂,但亦可能对Power产生伤害,所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻,以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A,230V/60A),但因热敏电阻亦会消耗功率,所以不可放太大的阻值(否则会影响效率),一般使用SCK053(3A/5Ω),若C1电容使用较大的值,则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上)。 VDR1(突波吸收器): 当雷极发生时,可能会损坏零件,进而影响Power的正常动作,所以必须在靠AC输入端(Fuse之后),加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K),但若有价格上的考虑,可先忽略不装。 CY1,CY2(Y-Cap): Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容,若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap ,AC Input若为2Pin(只有L,N)一般使用Y1-Cap,Y1与Y2的差异,除了价格外(Y1较昂贵),绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘,绝缘耐压约为Y2的两倍,且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1),此电路蛭蠪G所以使用Y2-Cap,Y-Cap 会影响EMI特性,一般而言越大越好,但须考虑漏电及价格问题,漏电(Leakage Current )必须符合安规须求(3Pin公司标准为750uA max)。 CX1(X-Cap)、RX1: X-Cap为防制EMI零件,EMI可分为Conduction及Radiation两部分,Conduction 规范一般可分为: FCC Part 15J Class B 、CISPR 22(EN55022) Class B 两种,FCC 测试频率在450K~30MHz,CISPR 22测试频率在150K~30MHz,Conduction可在厂内以频谱分析仪验证,Radiation 则必须到实验室验证,X-Cap 一般对低频段(150K ~ 数M之间)的EMI防制有效,一般而言X-Cap愈大,EMI防制效果愈好(但

电路设计的基本原理和方法

电路设计的基本原理和方法 本人经过整理得出如下的电路设计方法,希望对广大电子爱好者及热衷于硬件研发的朋友有所帮助。 电子电路的设计方法 设计一个电子电路系统时,首先必须明确系统的设计任务,根据任务进行方案选择,然后对方案中的各个部分进行单元的设计,参数计算和器件选择,最后将各个部分连接在一起,画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一.明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析,充分了解系统的性能,指标,内容及要求,以明确系统应完成的任务。 二.方案选择 这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路,并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料,针对系统提出的任务,要求和条件,完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索,勇于创新,力争做到设计方案合理,可靠,经济,功能齐全,技术先进。并且对方案要不断进行可行性和有缺点的分析,最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应完成的任务和各组成部分的功能,清楚表示系统的基本组成和相互关系。 三.单元电路的设计,参数计算和期间选择 根据系统的指标和功能框图,明确各部分任务,进行各单元电路的设计,参数计算和器件选择。 1.单元电路设计 单元电路是整机的一部分,只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务,详细拟定出单元电路的性能指标,与前后级之间的关系,分析电路的组成形式。具体设计时,可以模仿传输的先进的电路,也可以进行创新或改进,但都必须保证性能要求。而且,不仅单元电路本身要设计合理,各单元电路间也要互相配合,注意各部分的输入信号,输出信号和控制信号的关系。 2.参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求,就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如,放大电路中各电阻值,放大倍数的计算;振荡器中电阻,电容,振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理,正确利用计算公式,计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时,同一个电路可能有几组数据,注意选择一组能完成电路设计要求的功能,在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: (1)元器件的工作电流,电压,频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求; (2)元器件的极限参数必须留有足够充裕量,一般应大于额定值的1.5倍; (3)电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3.器件选择 (1)元件的选择 阻容电阻和电容种类很多,正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同,有解电路对电容的漏电要求很严,还有些电路对电阻,电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量(100uF~3000uF)铝电解电容,为滤掉高频通常

超详细的反激式开关电源电路图讲解

反激式开关电源电路图讲解 一,先分类 开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下: 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求) 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 2000W以上全桥 二,重点 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。 优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出. 缺点:输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善) 今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图! 三,画框图 一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分,如图1

图1,反激开关电源框图 四,原理图 图2是反激式开关电源的原理图,就是在图1框图的基础上,对各个部分进行详细的设计,当然,这些设计都是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。 图2 典型反激开关电源原理图

五,保险管 图3 保险管 先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。 作用:安全防护。在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。 技术参数:额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。 分类:快断、慢断、常规 计算公式:其中:Po:输出功率 η效率:(设计的评估值) Vinmin :最小的输入电压 2:为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。 0.98: PF值 六,NTC和MOV NTC 热敏电阻的位置如图4。 图4 NTC热敏电阻

相关文档
相关文档 最新文档