辅助多功能电源的设计

LED日光灯电源的设计要求

关于外形 现在LED日光灯电源,做灯的厂家普遍要求放在灯管内,如放T8灯管内.很少一部分外置.不知道为什么都要这样.其实内置电源又难做,性能也不好.但不知为什么还有这么多人这样要求.可能都是随风倒吧.外置电源应该说是更科学,更方便才对.但我也不得不随风倒,客户要什么,我就做什么.但做内置电源,有相当难度哦.因为外置的电源,形状基本没有要求,想做多大做多大,想做成什么形状也没关系.内置电源,只能做成两种,一种是用的最多的,就是说放在灯板下面,上面放灯板。 下面是电源,这样就要求电源做的很薄,不然装不进.而且这样只能把元件倒下,电源上的线路也只有加长.我认为这样不是个好办法.不过大家普遍喜欢这样搞.我就搞.还有就是用的少一些,放两端的,即放在灯管两头,这样好做些,成本也低些.我也有做过,基本就是这两种内置形状了。 关于此种电源的要求和电路结构的问题 我的看法是,因为电源要内置在灯里,而发热是LED光衰最大的杀手,所以发热一定要小,就是效率一定得高.当然得有高效率的电源.对于T8一米二长的那种灯,最好是不要用一支电源,而是用二支,两端各一只,将热量分散.从而不使热量集中在一个地方.电源的效率主要取决于电路的结构和所用的器件.先说电路结构,有些人还说要隔离电源,我想绝对是没必要的,因为这种东西本来就是置于灯体内部,人根本摸不到.没必要隔离,因为隔离电源的效率比不隔离效率要低,第二是,最好输出要高电压小电流,这样的电源才能把效率做高.现在普遍用到的是,BUCK电路,即降压式电路.最好是把输出电压做到一百伏以上,电流定在100MA 上那样,如驱动一百二十只,最好是三串,每串四十只,电压就是一百三十伏,电流60MA.这种电源用的很多,本人只是认为有一点不好,如果开关管失控通咱,LED会玩完.现在LED这么贵.我比较看好升压式电路,此种电路的好处,我反复的说过,一是效率较降压式的高些,二是电源坏了,LED灯不会坏.这样能确保万无一失,如果烧坏一个电源,只是损失几块钱,烧一个LED日光灯,就会赔掉上百元的成本.所以我一直首推还是升压式的电源.还有就是,升压式电路,很容易把PF值作高,降压式的就麻烦一些.我绝对升压式电路用于LED日光灯的好处还是有压倒性的强于降压式的.只是有一年缺点,就是在220V市电输入情况下,负载范围比较窄,一般只能适用于100至140个一串或两串LED,对于少于此数的,或是夹在中间的,却用起来不方便.不过现在做LED日光灯的,一般60CM长那种都是用100至140,一米二的那种,一般就是用二百到二百六那样,使用起来还是可以的.所以现在LED日光灯一般使用的是不隔离降压电路,还有不隔离升压电路,此种电路用于LED日光灯,应该可以算是本人首创。 关于高PFLED日光灯电源,大电流的LED日光灯电源的看法: 个人认为这些做法有很多时候实在是舍本逐末而已.现在先请问一下LED相对于传统灯具的优势在哪,第一,节能,第二长寿,然后是不怕开关,对吧.但是现在使用的高PF的方法,均是使用无源填谷PF电路,由原来的驱动方式,即48串,6并改为,24串12并,这样的话,在220V榭鱿?效率会降下五个百分点左右,于是LED日光灯电源,发热量更高了,灯珠也会受到一点影响。 还有一个问题,就是,24串12并的做法,会让LED日光灯灯珠的布线变的很难受,不好布线了.我看,最好的方式还是48串一串方式好,主要是效率高,发热小,而且布线容易,不复杂。 更有甚者,现在还有人提出什么24并,12串,这种方式只适合用于隔离电源,不隔离电源根本不适用.更有些不懂电源常识的人觉得自己非隔离电源做到恒流600MA输出就好牛比了,其实他都没有自己仔细的放在灯管里试过,象这种不热爆了才怪。所以说,现在搞什么低压大

反激与辅助电源设计

反激变换器辅助电源基本设计关系 反激变换器是辅助电源通常采用的电路拓扑.它的优点在于可以工作在非常广阔的输入电压范围,电路简单,元件少,但效率一般在75%左右.一般工程师对反激变换器设计比较茫然。本文试图找到MIP162和TOPswitch 系列组成的辅助电源的较合理的设计方法。 1. 原理 反激变换器电路如图1所示。它是由功率开关S 、变压器T 、输出整流管D 2和输出滤波电容组成。D 1和D z 组成尖峰抑制电路。电路可以工作在电感安匝连续或/和断续.为讨论方便，首先研究电感安匝连续模式。 一、安匝连续 原理 ,初级电流波形如图2(a)所示。当晶体管S on i T L U i i i 1 min 1max 11)(= ?=?电源U i 向电感储能，由输出电容向负载供电。 晶体管S 使二极管D 2,次级电流变化量 图2 安匝连续(a)、和临界连续(b)和 断续(c)电流波形 of o T L U i i i 2 min 2max 22)(=?=? (2) 在稳态时,转换瞬间变压器应满足 i N i N i N i N 1122112max max min min ==和2因此 (3) ??i N i N 1122=式中N 1 、N 2分别为变压器初、次级匝数；L 1和L 2分别为初、次级电感量。设变压器没有漏感，应有 2222 2 11( L n L N N L == (4) 由式(1)和式(2)联解,考虑到式(3)和式(4)得到 i of on o U nT T U ?=或 i o U n D D U (5) ??= )1(式中ｎ=Ｎ1 /Ｎ2为变压器变比.Ｄ=T on /T 为占空度。电感电流(安匝)连续时,输出电压与输入电压的关系如式(5),输出电压与负载无关。

反激变换器辅助电源的设计..

辅助电源部分 辅助电源设计采用UC3842A 芯片，具体设计过程如下。 1、功能指标参数 交流输入电压范围：90~265in V V = 电网电压频率：40~60r f Hz = 最大输出功率：30out P W = 输出电压：015V V =± 效率：η=85% 开关频率：60s f kHz = 2、电路原理图 图1 反激变换器电路原理图 3、主电路参数设计 3.1 变压器设计 （1）根据AP 值选择磁芯 面积乘积AP 为绕组窗口面积（Aw ）和磁芯横截面积的乘积（Ae ）。同时，将AP 值与输入功率联系在一起，可以得到以下公式： 1.14311.1****in s p u t P AP f B K K K ???= ? ????cm 4 其中，P in 是额定输入功率； ΔB 为磁通密度变化量，一般为0.2T ；

K p 为磁芯窗口有效使用系数，一般取0.2~0.4； K u 为绕组填充系数，一般取0.4~0.5； K t 为均方电流系数，等于直流输入电流与最大原边电流的比值，一般取0.7~1.4； **p u t K K K K '=为铜有效利用系数，一般取0.1~0.2。 1.143 1.1434311.1*11.1*36=0.318cm ****60*10*0.2*0.32*0.4*0.71in s p u t P AP f B K K K ????== ? ? ?????? 经过计算，AP 约为0.318cm 4。为了保证足够的功率裕量，选择TDK 系列EI33/29/13磁芯，41.5854cm AP =，2118.5mm e A =，2133.79mm w A =。 （2）原副边匝数计算 输入平均电流：30=0.27()*(min)0.85*127 out av in P I A V η=≈ 其中：(min)in V 为最小直流输入电压，(min) 1.0127in V V =≈； 输入电流峰值大小： Ip2 输入电流波形示意图 max 2(1)*av pk I I k D =+ 其中：1 2p p I k I = ，根据经验，当P>40W 时，K=0.5~0.6；当P<40W 时，K=0.35~0.45。 本设计中，P<40W ，k 取0.4；为了保证工作于DCM 模式，占空比最大值取D max =0.4，所以有：max 22*0.270.96()(1)*(10.4)*0.4 av pk I I A k D ==≈++ 初级电感量： 3max 3(min)*127*0.40.882*10()*0.96*60*10 in p pk V D L H I f -==≈ 最小原边匝数： 8*(min)*()(min)*10**p pk in on p e e L I V T max N A B A B ==?? (min)in V ：最小直流输入电压（V ）；

开关电源设计步骤(精)

开关电源设计步骤 步骤1 确定开关电源的基本参数 ① 交流输入电压最小值u min ② 交流输入电压最大值u max ③ 电网频率F l 开关频率f ④ 输出电压V O （V ）：已知 ⑤ 输出功率P O （W ）：已知 ⑥ 电源效率η：一般取80％ ⑦ 损耗分配系数Z ：Z 表示次级损耗与总损耗的比值，Z=0表示全部损耗发生在初级， Z=1表示发生在次级。一般取Z=0.5 步骤2 根据输出要求，选择反馈电路的类型以及反馈电压V FB 步骤3 根据u ，P O 值确定输入滤波电容C IN 、直流输入电压最小值V Imin ① 令整流桥的响应时间tc=3ms ② 根据u ，查处C IN 值 ③ 得到V imin 步骤4 根据u ，确定V OR 、V B ① 根据u 由表查出V OR 、V B 值 ② 由V B 值来选择TVS 步骤5 根据Vimin 和V OR 来确定最大占空比Dmax V OR D m a x = ×100％ V OR +V I m i n －V D S (O N ) ① 设定MOSFET 的导通电压V DS(ON) ② 应在u=umin 时确定Dmax 值，Dmax 随u 升高而减小 步骤6 确定C IN ,V Imin 值

步骤7 确定初级波形的参数 ① 输入电流的平均值I A VG P O I A VG= ηV Imin ② 初级峰值电流I P I A VG I P = (1－0.5K RP )×Dmax ③ 初级脉动电流I R ④ 初级有效值电流I RMS I RMS =I P √D max ×(K RP 2/3－K RP +1) 步骤8 根据电子数据表和所需I P 值 选择TOPSwitch 芯片 ① 考虑电流热效应会使25℃下定义的极限电流降低10％，所选芯片的极限电流最小值 I LIMIT(min)应满足：0.9 I LIMIT(min)≥I P 步骤9和10 计算芯片结温Tj ① 按下式结算： Tj ＝[I 2RMS ×R DS(ON)+1/2×C XT ×(V Imax +V OR ) 2 f ]×R θ＋25℃ 式中C XT 是漏极电路结点的等效电容，即高频变压器初级绕组分布电容 ② 如果Tj ＞100℃，应选功率较大的芯片 步骤11 验算I P IP=0.9I LIMIT(min) ① 输入新的K RP 且从最小值开始迭代，直到K RP =1 ② 检查I P 值是否符合要求 ③ 迭代K RP =1或I P =0.9I LIMIT(min) 步骤12 计算高频变压器初级电感量L P ，L P 单位为μH 106P O Z(1－η)+ η L P = × I 2P ×K RP (1－K RP /2)f η 步骤13 选择变压器所使用的磁芯和骨架，查出以下参数： ① 磁芯有效横截面积Sj （cm 2），即有效磁通面积。 ② 磁芯的有效磁路长度l （cm ） ③ 磁芯在不留间隙时与匝数相关的等效电感AL(μH/匝2) ④ 骨架宽带b （mm ） 步骤14 为初级层数d 和次级绕组匝数Ns 赋值 ① 开始时取d ＝2（在整个迭代中使1≤d ≤2） ② 取Ns=1(100V/115V 交流输入)，或Ns=0.6(220V 或宽范围交流输入) ③ Ns=0.6×(V O +V F1) ④ 在使用公式计算时可能需要迭代 步骤15 计算初级绕组匝数Np 和反馈绕组匝数N F ① 设定输出整流管正向压降V F1 ② 设定反馈电路整流管正向压降V F2 ③ 计算N P

关于开关电源设计时的基本问题解答

关于开关电源设计时的基本问题解答 如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数？很多未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理，比如担心开关电源的干扰问题，PCB layout问题，元器件的参数和类型选择问题等。其实只要了解了，使用开关电源设计还是非常方便的。一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分，有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去，这样使用就更简单了，也简化了PCB设计，但是设计的灵活性就减少了一些。 开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统，所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。因此这部分的设计在于保证精确的采样电路，还有来控制反馈深度，因为如果反馈环响应过慢的话，对瞬态响应能力是会有很大影响。 输出部分设计包含了输出电容，输出电感以及MOSFET等等，这些器件的选择基本上就是要满足性能和成本的平衡，比如高的开关频率就可以使用小的电感值（意味着小的封装和便宜的成本），但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗，从而效率降低。低的开关频率带来的结果则是相反的。 对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的，小的ESR可以减小输出纹波，但是电容成本会增加，好的电容会贵嘛。开关电源控制器驱动能力也要注意，过多的MOSFET是不能被良好驱动的。 一般来说，开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。如何调试开关电源电路？有一些经验可以共享给大家：（1）电源电路的输出通过低阻值大功率电阻接到板内，这样在不焊电阻的情况下可以先做到电源电路的先调试，避开后面电路的影响。（2）一般来说开关控制器是闭环系统，如果输出恶化的情况超过了闭环可以控制的范围，开关电源就会工作不正常，所以这种情况就需要认真检查反馈和采样电路。特别是如果采用了大ESR值的输出电容，会产生很多的电源纹波，这也会影响开关电源的工作的。

汽车电源设计的六项基本原则

汽车电源设计的六项基本原则 大多数汽车电源架构需要遵循六项基本原则: 1.输入电压VIN范围:12V电池电压的瞬变范围决定了电源转换IC的输入电压范围。 典型的汽车电池电压范围为9V至16V,发动机关闭时,汽车电池的标称电压为12V;发动机工作时,电池电压在14.4V左右。但是,不同条件下,瞬态电压也可能达到±100V。ISO7637-1行业标准定义了汽车电池的电压波动范围。图1和图2所示波形即为ISO7637标准给出的部分波形,图中显示了高压汽车电源转换器需要满足的临界条件。 除了ISO7637-1,还有一些针对燃气发动机定义的电池工作范围和环境。大多数新的规范是由不同的OEM厂商提出的,不一定遵循行业标准。但是,任何新标准都要求系统具有过压和欠压保护。 2.散热考虑:散热需要根据DC-DC转换器的最低效率进行设计。 空气流通较差甚至没有空气流通的应用场合,如果环境温度较高(>30°C),外壳存在热源(>1W),设备会迅速发热(>85°C)。例如,大多数音频放大器需要安装在散热片上,并需要提供良好的空气流通条件以耗散热量。另外,PCB材料和一定的覆铜区域有助于提高热传导效率,从而达到最佳的散热条件。如果不使用散热片,封装上的裸焊盘的散热能力限制在2W 至3W(85°C)。随着环境温度升高,散热能力会明显降低。 将电池电压转换成低压(例如:3.3V)输出时,线性稳压器将损耗75%的输入功率,效率极低。为了提供1W的输出功率,将会有3W的功率作为热量消耗掉。受环境温度和管壳/结热阻的限制,将会明显降低1W最大输出功率。对于大多数高压DC-DC转换器,输出电流在150mA 至200mA范围时,LDO能够提供较高的性价比。

电源设计规范

整车电负荷设计规范 编制_______________ 校对_______________ 审核—批准 北汽福田汽车股份有限公司 汽车工程研究院 电子电器中心

、发动机、发电机基本状态 X X发动机匹配额定电流时发电机特性曲线（见下图一、根据具体的发动机匹配的发电机的特性曲线）： 图一（发电机特性曲线）

编号 BJ X X X系列车型整车电负荷设计规范一—J_e_-——— ------------- 共3 页第2页 二、发电机的功率确定 按以下两个方面确定发电机的功率： 1、发电机对应发动机怠速输出电流最低限度应超过永久及长期耗电器的耗电电流的1.1~1.3 倍。考虑倍乘因子后，即使短途行驶、发动机空转也可保证蓄电池充分充电； 2、发电机额定电流应大于永久及长期耗电器、短期耗电器耗电电流之和。 三、整车电气设备功率与发电机的功率平衡计算 1、按用电器耗电功率加权计算（参考Robert Bosch公司的倍数规则）

2、按爬长坡极限工况下用电器耗电功率计算（整车最大连续用电组合） 结论：（按用电器耗电功率加权计算，确认发电机的功率是否满足要求。）具体实例见下页:

实例 : 轴叙（xlOOOrpj } 4G64二加PDA :送泪谑桝 编号 共3页 第1页 发动机型号 4G64 发电机皮带轮外径 62 发动机曲轴皮带轮外径 149 发电机皮带轮传动速比 2.4 发动机怠速（rpm ） 750 ± 30 发电机对应怠速（rpm ） 1800 发动机最大扭矩点（rpm ） 2400~2800 发电机对应最大扭矩点（rpm ） 5760 发电机初始临界转速（rpm ） 1300 蓄电池容量（A.h ） 65 畜电池补充充电电流（A ） 6.5 蓄电池标称电荷量的10% 发电机输出电压（V ） 13.5 折合充电功率88W BJ6486系列轻型客车整车电负荷设计规范 、发动机、发电机基本状态 4G64发动机配额定电流120A 发电机特性:

开关电源类产品设计的安全规范

仅供参考[整理] 安全管理文书 开关电源类产品设计的安全规范 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共14 页

开关电源类产品设计的安全规范 1.范围 1.1本规范规定了0公司户内使用、额定电压≤600V的开关电源类产品的设计安全要求，它包括参考标准资料、标志说明、一般要求和试验一般条件、电气技术参数规格、材料和结构、电气试验、机械试验、环境可靠性试验、包装、存放、出货和附录项内容。 1.2它主要以信息技术设备，包括电气事务设备及与之相关设备的安全标准为基础编写。 2.主要参考资料 2.1IEC60950-1999：信息技术设备的安全。 2.2IEC61000-4（所有系列）：电磁兼容--试验和测量技术。 2.3IEC61000-3-2-1998：电磁兼容第3部分：限值第2章低压电气及电子设备发出的谐波 电流限值（设备每相输入电流≤16A）。 2.4IEC61000-3-3-1998：电磁兼容第3部分：限值第3章标称电流≦16A的低压电气及电子设备的供电系统中电压波动和变化的限值。 2.5IEC60384-14-1993：电子设备用固定电容器第14部分：分规范拟制电源电磁干扰用固定电容器。 2.6CISPR22-1998：信息技术设备的无线电干扰特性的限值和测量方法。 2.7CISPR24-1997：信息技术设备的无线电抗干扰特性的限值和测量方法。 2.8IEC60695-10-2：1995：着火危险试验第10部分：减少着火对电子技术产品而引起的不正常发热效应的指南和试验方法第2部分： 第 2 页共 14 页

辅助电源工作原理

第五章辅助电源工作原理 第一节小机型辅助电源 一、辅助电源的作用 辅助电源的作用是给控制电路、驱动电路提供稳定的低压电源。保证控制电路、驱动电路稳定可靠的工作。要求能够输出24V、12V、5V的稳压直流电。 二、单端反激式开关电源工作原理 1、起始时开关K合上，电源给变压器供能，并以磁能的形式储存于变压器 中。N1的极性为上正下负，N2的为上负下正，二极管截止，次边无电流。 2、然后开关K断开，由于次边无电流输出，在N1自感作用下，下端电压电压超出电源， 电感内储蓄了较高的磁能，此时N1极性变为下正上负，由于互感的作用N2的极性变为上正下负，二极管导通，变压器的磁能由N2线圈释放出来，N1线圈的下端电压开始回落。 3、当磁能放出到一定程度，线圈N1下端电压于电源，电源再给变压器供能，此时N1极 性变回为上正下负，开关K又被合上，进入下一个周期。 4、电路电流电压周期性的变化（初级）使次级负载得到稳定的供电。 三、小机型辅助电源的工作原理 小机型的辅助电源采用单端反激式开关电源的形式，其原理电路如图：

工作原理： 1、启动： 电源通过N1、D1、R9，R16给开关管Q5的栅极供电，达到8.2V时被稳压管D9钳位（保护开关管）。此时，开关管导通，同时，因N3与N1同位，N3感生电流通过D3、R12给开关管供电，加速开关管的导通。 2、储能： 开关导通后，电源给变压器T供能，并把能量以磁能的形式储存于变压器中。 N1的极性为上正下负，N2极性为下正上负，二极管D13反向，N2无电流通过。 3、关断： 开关管导通后，电流经开关管Q5、R10到地，由于N1电感的作用，电流是由小到大上升的，则电阻R10上的电压同样是由小到大上升的，当电压值上升到一定程度时（约0.7V）,三极管Q6导通，将开关管Q5的栅极电位迅速被拉低。此时开关管截止。 4、放能： 开关管关断后，由于电感线圈N1的储能续流作用，N1下端电压会上升超出电源电压，极性变为下正上负，此时N2的感生电动势极性变为上正下负，二极管D13导通给负载供电，同时给C26充电，变压器的磁能由次极N2释放。 5、再次开通： 当变压器的能量放到一定程度时，N1下端电压回落到电源电压，由于电感的续流作用，N1下端电压会低于电源电压，即Cds（开关管漏-源电容）的端电压低于电源电压，致使电源再次通过给线圈N1给Cds充电，产生向下的电流。同时，由于互感作用，N3开始给Q5栅极供电，Q5再次导通，电源又给变压器充能，此时由C26放电供给负载能量。如此反复不断形成震荡，在开关管漏极形成了如图的电压波形。 6、稳压： 当输出电压超过24V时，电流通过D14、R20使得光电耦合器中的UA1发光，UB2导通，三极管Q6导通，将开关管Q5的栅极电位迅速被拉低，开关管提前截止。使得输出保持在24V，达到稳压的目的。

精通开关电源设计

《精通开关电源设计》笔记 三种基础拓扑（buck boost buck-boost ）的电路基础： 1， 电感的电压公式dt dI L V =＝T I L ??，推出ΔI ＝V ×ΔT/L 2， sw 闭合时，电感通电电压V ON ，闭合时间t ON sw 关断时，电感电压V OFF ，关断时间 t OFF 3， 功率变换器稳定工作的条件：ΔI ON ＝ΔI OFF 即，电感在导通和关断时，其电流变化相等。 那么由1，2的公式可知，V ON ＝L ×ΔI ON /Δt ON ，V OFF ＝L ×ΔI OFF /Δt OFF ，则稳定条件为伏秒定律：V ON ×t ON ＝V OFF ×t OFF 4， 周期T ，频率f ，T ＝1/f ，占空比D ＝t ON /T ＝t ON /（t ON ＋t OFF ）→t ON ＝D/f ＝TD →t OFF ＝（1－D ）/f 电流纹波率r P51 52 r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值 ΔI ＝E t /L μH E t ＝V ×ΔT （时间为微秒）为伏微秒数，L μH 为微亨电感，单位便于计算 r ＝E t /（ I L ×L μH ）→I L ×L μH ＝E t /r →L μH ＝E t /（r* I L ）都是由电感的电压公式推导出来 r 选值一般0.4比较合适，具体见 P53 电流纹波率r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 在临界导通模式下，I AC ＝I DC ，此时r ＝2 见P51 r ＝ΔI/ I L ＝V ON ×D/Lf I L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/Lf I L →L ＝V ON ×D/rf I L 电感量公式：L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/rf I L ＝V ON ×D/rf I L 设置r 应注意几个方面： A,I PK ＝（1＋r/2）×I L ≤开关管的最小电流，此时r 的值小于0.4，造成电感体积很大。 B,保证负载电流下降时，工作在连续导通方式P24-26， 最大负载电流时r ’＝ΔI/ I LMAX ,当r ＝2时进入临界导通模式，此时r ＝ΔI/ I x ＝2→ 负载电流I x ＝（r ’ /2）I LMAX 时，进入临界导通模式,例如：最大负载电流3A ，r ’＝0.4，则负载电流为（0.4/2）×3＝0.6A 时，进入临界导通模式 避免进入临界导通模式的方法有1，减小负载电流2，减小电感（会减小ΔI ，则减小r ）3，增加输入电压 P63 电感的能量处理能力1/2×L ×I 2 电感的能量处理能力用峰值电流计算1/2×L ×I 2PK ，避免磁饱和。 确定几个值:r 要考虑最小负载时的r 值 负载电流I L I PK 输入电压范围V IN 输出电压V O 最终确认L 的值 基本磁学原理：P71――以后花时间慢慢看《电磁场与电磁波》用于EMC 和变压器 H 场：也称磁场强度，场强，磁化力，叠加场等。单位A/m B 场：磁通密度或磁感应。单位是特斯拉（T ）或韦伯每平方米Wb/m 2 恒定电流I 的导线，每一线元dl 在点p 所产生的磁通密度为dB ＝k ×I ×dl ×a R /R 2 dB 为磁通密度，dl 为电流方向的导线线元，a R 为由dl 指向点p 的单位矢量，距离矢量为R ，R 为从电流元dl 到点p 的距离，k 为比例常数。 在SI 单位制中k ＝μ0/4π，μ0=4π×10-7 H/m 为真空的磁导率。

开关电源设计

& 课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 开关电源设计 初始条件： 输入交流电源：单相220V，频率50Hz。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）? 1、输出两路直流电压：12V，5V。 2、直流最大输出电流1A。 3、完成总电路设计和参数设计。 时间安排： 课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。 第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。 第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。 ） 第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

目录 ） 引言 (1) 1设计意义及要求 (2) 设计意义 (2) 开关电源的组成部分 (2) 开关电源的工作过程 (2) 开关电源的工作方式 (3) 脉宽调制器的基本原理 (3) 2方案设计 (5) ） 设计要求 (5) 方案选择 (5) 整流滤波部分 (6) 降压斩波电路 (7) 脉宽调制电路 (8) MOSFET管的驱动电路 (9) 总电路图 (11) 3主电路参数设定 (12) { 变压器、二极管、MOSFET管选择 (12) 反馈回路的设计 (13) MOSFET的驱动设计 (14) 结束语 (15) 参考文献 (16)

附录一 (17) ]

引言 随着电力电子技术的高速发展，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，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，远程控制交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。 开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关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IGBT和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 开关电源根据输入输出的性质不同可分为AC/DC和DC/DC两大类。AC/DC称为一次电源，也常称为开关整流器。值得指出的是，AC-DC变换不单是整流的意义，而是整流后又做DC-DC变换。所以说，DC-DC变换器是开关电源的核心。DC/DC称为二次电源，其设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，所以学习设计开关电源有重要的意义。

20W辅助电源设计

3.4 辅助电源设计 本电路中需用三组直流辅助电源：±12V和9V。由于其功率较小，因此采用拓扑结构较简单的反激变换器，其控制采用科汇公司的单片智能开关芯片TOPSwitch。 用TOPSwitch2系列中的TOP227Y组成的反激式开关电源原理图如图3-5所示。它输出±12V和9V三种辅助电源。辅助电源的设计技术要求： ●输入直流电压：110V~344V ●输出电压：±12V，9V ●开关频率：100kHz ●输出功率：20W 由于外围元件少，所以该电源设计的关键是开关变压器。反激式变压器工作在磁滞回线的第一象限，磁芯同时加有交流和直流，变压器磁芯的磁感应强度变化量△B变化较小。为了不使磁芯饱和，一定要加气隙。增加气隙时，磁芯的B-H曲线斜率减小，磁化强度变化量△H增加，其效果减少了磁芯的有效导磁率，同时减小了磁芯初级的电感量。变压器设计步骤： 提出想法：根据TOP223资料应该在DRAIN与CONTR0外端连接一个电容器C T。 图3-5 辅助电源原理图 1. 选择磁芯 根据输出功率，选磁芯EE25，有效面积Ae=42.2mm2 2. 计算TOPSwitch中MOSFET工作时的最大导通时间T on

查手册，TOP227Y 的最大占空比在64%-70%之间，取最大占空比50%，则MOSFET 工作时的最大导通时间为： s f D T on μ5)10100/(5.0/3=?==- (3-23) 式中，T on 为最大导通时间，D 为开通占空比，f 为开关频率。 3. 最低初级直流电压V s 手册中给出，用TOP227Y 设计的开关电源，其单相交流输入电压达85V~265V 。经二极管整流、电容滤波后的直流电压，一般约为交流输入电压的1.3倍。所以，直流母线电压变化范围在110V 与344VDC 之间。开关电源工作的最恶劣情况为在最低输入电压时有最大负载，因此，最低初级直流电压V s =110V 。 4. 选择工作磁密 为了减小磁滞损耗，一般选△B=0.2T 。 5. 计算原边匝数 166 .6510 2.422.010 51106 6=????= ???= --e on s p A B T V N (匝) (3-24) 取 N p =66匝 6. 计算副边匝数 输出电压是12V 时，设整流二极管压降0.7V ，绕组压降0.6V ，则副边绕组电压为：V s1＝12+0.7+0.6=13.3V 。 原边绕组每匝伏数为110/66=1.667V/匝 副边绕组匝数: 98 .7667 .13.131== s N 匝，取N s1=8匝。 因另一路输出9V 是通过三端集成稳压电路7809输出的，V s2＝9+0.7+0.6=10.3V 。 18 .6667 .13.101== s N 匝，取N s2=7匝。 新的每匝反激电压是: 663 .18 3.13=V/匝 占空比必须以同样的比率变化来维持伏-秒值相等。 s T T s on μ994.4663 .1667.1663.1=+?=' (3-25)

开关电源的制作流程

开关电源的制作流程 开关电源（Switch Mode Power Supply，SMPS）具有高效率、低功率、体积小、重量轻等显著优点，代表了稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。开关电源的设计与制作要求设计者具有丰富的实践经验，既要完成设计制作，又要懂得调试、测试与分析等。本文章介绍开关电源组成及制作、调试所需的基本步骤和方法。 第一节开关电源的电路组成 开关电源一般是指输入与输出隔离的电源变换器，包括AC/DC电源变换器和DC/DC电源变换器，也称为AC/DC开关电源和DC/DC开关电源。非隔离式DC/DC变换器也属于开关电源，通常称之为开关稳压器。 1、AC/DC开关电源的组成 AC/DC开关电源的典型结构如图1-1-1所示。电源由输入电磁干扰（EMI）滤波器、输入整流/滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流/滤波电路和输出电压反馈电路组成。 图1-1-1 AC/DC开关电源的典型结构 其中输入整流/滤波电路、功率变换电路、输出整流/滤波电路和PWM控制器电路是主要电路，其他为辅助电路。有些开关电源中还有防雷击电路、输入过压/欠压保护电路、输出过压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等其他辅助电路。 2. DC/DC开关电源的组成 DC/DC开关电源的组成相对AC/DC开关电源要简单一点，其典型结构如图1-1-2所示。电源由输入滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流/滤波电路和输出电压反馈电路组成。当然，有些DC/DC开关电源也会包含其他辅助电路。 图1-1-2 DC/DC开关电源的典型结构

第二节开关电源的制作流程 开关电源的设计与制作要从主电路开始，其中功率变换电路是开关电源的核心。功率变换电路的结构也称开关电源拓扑结构，该结构有多种类型。拓扑结构也决定了与之配套的PWM控制器和输出整流/滤波电路。下面介绍开关电源设计与制作一般流程。 1.解定电路结构(DC/DC变换器的结构) 无论是AC/DC开关电源还是DC/DC开关电源，其核心都是DC/DC变换器。因此，开关电源的电路结构就是指DC/DC变换器的结构。开关电源中常用的DC/DC变换器拓扑结构如下: (1)降压式变换器，亦称降压式稳压器。 (2)升压式变换器，亦称升压式稳压器。 (3)反激式变换器。 (4)正激式变换器。 (5)半桥式变换器。 (6)全桥式变换器。 (7)推挽式变换器。 降压式变换器和升压式变换器主要用于输入、输出不需要隔离的DC/DC变换器中；反激式变换器主要用于输入、输出需要隔离的小功率AC/DC或DC/DC变换器中；正激式变换器主要用于输入/输出需要隔离的较大功率AC/DC或DC/DC变换器中；半桥式变换器和全桥式变换器主要用于输入/输出需要隔离的大功率AC/DC或DC/DC变换器中，其中全桥式变换器能够提供比半桥式变换器更大的输出功率；推挽式变换器主要用于输入/输出需要隔离的较低输入电压的DC/DC或DC/AC变换器中。 顾名思义，降压式变换器的输出电压低于输入电压，升压式变换器的输出电压高于输入电压。在反激式、正激式、半桥式、全桥式和推挽式等具有隔离变压器的DC/DC变换器中，可以通过调节高频变压器的一、二次匝数比，很方便地实现电源的降压、升压和极性变换。此类变换器既可以是升压型，也可以是降压型号，还可以是极性变换型。在设计开关电源时，首先要根据输入电压、输出电压、输出功率的大小及是否需要电气隔离，选择合适的电路结构。 2.选择控制电路(PWM) 开关电源是通过控制功率晶体管或功率场效应管的导通与关断时间来实现电压变换的，其控制方式主要有脉冲宽度调制、脉冲频率调制和混合调制三种。脉冲宽度调制方式，简称脉宽度调制，缩写为PWM；脉冲频率调制方式，简称脉频调制，缩写PFM；混合调制方式，是指脉冲宽度与开关频率均不固定，彼此都能改变的方式。 PWM方式，具有固定的开关频率，通过改变脉冲宽度来调节占空比，因此开关周期也是固定的，这就为设计滤波电路提供了方便，所以应用最为普通。目前，集成开关电源大多采用此方式。为便于开关电源的设计，众多厂家将PWM控制器设计成集成电路，以便用户选择。开关电源中常用的PWM控制器电路如下: (1)自激振荡型PWM控制电路。 (2)TL494电压型PWM控制电路。 (3)SG3525电压型PWM控制电路。 (4)UC3842电流型PWM控制电路。 (5)TOPSwitch-II系列的PWM控制电路。 (6)TinySwitch系列的PWM控制电路。 3.确定辅助电路

开关电源类产品设计的安全规范(新版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 开关电源类产品设计的安全规 范(新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

开关电源类产品设计的安全规范(新版) 1.范围 1.1本规范规定了0公司户内使用、额定电压≤600V的开关电源类产品的设计安全要求，它包括参考标准资料、标志说明、一般要求和试验一般条件、电气技术参数规格、材料和结构、电气试验、机械试验、环境可靠性试验、包装、存放、出货和附录项内容。 1.2它主要以信息技术设备，包括电气事务设备及与之相关设备的安全标准为基础编写。 2.主要参考资料 2.1IEC60950-1999：信息技术设备的安全。 2.2IEC61000-4（所有系列）：电磁兼容--试验和测量技术。 2.3IEC61000-3-2-1998：电磁兼容第3部分：限值第2章低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）。 2.4IEC61000-3-3-1998：电磁兼容第3部分：限值第3章标称

电流≦16A的低压电气及电子设备的供电系统中电压波动和变化的限值。 2.5IEC60384-14-1993：电子设备用固定电容器第14部分：分规范拟制电源电磁干扰用固定电容器。 2.6CISPR22-1998：信息技术设备的无线电干扰特性的限值和测量方法。 2.7CISPR24-1997：信息技术设备的无线电抗干扰特性的限值和测量方法。 2.8IEC60695-10-2：1995：着火危险试验第10部分：减少着火对电子技术产品而引起的不正常发热效应的指南和试验方法第2部分：用球压试验测试非金属材料构成产品的耐热方法。 2.9IEC61140-1997：防电击保护设备和安装的一般要求。 2.10IEC60227-1997：额定电压450V/750V及以下PVC绝缘电缆。 3.标记和说明 3.1电源额定值： 成品要清晰地标有电源额定值，它包括下列项：

开关电源-高频-变压器计算设计

要制造好高频变压器要注意两点： 一是每个绕组要选用多股细铜线并在一同绕,不要选用单根粗铜线,简略地说便是高频交流电只沿导线的表面走,而导线内部是不走电流的实习是越挨近导线中轴电流越弱,越挨近导线表面电流越强。选用多股细铜线并在一同绕,实习便是为了增大导线的表面积,然后更有效地运用导线。 二是高频逆变器中高频变压器最好选用分层、分段绕制法,这种绕法首要目的是削减高频漏感和降低分布电容。 1、次级绕组：初级绕组绕完，要加绕(3~5层绝缘垫衬再绕制次级绕组。这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量，也增大了初级和次级之间的绝缘强度，契合绝缘耐压的需求。减小变压器初级和次级之间的电容有利于减小开关电源输出端的共模打扰。若是开关电源的次级有多路输出，而且输出之间是不共地的为了减小漏感，让功率最大的次级接近变压器的初级绕组。 若是这个次级绕组只要相对较少几匝，则为了改善耦合状况，仍是应当设法将它布满完好的一层，如能够选用多根导线并联的方法，有助于改善次级绕组的填充系数。其他次级绕组严密的绕在这个次级绕组的上面。当开关电源多路输出选用共地技能时，处置方法简略一些。次级能够选用变压器抽头方式输出，次级绕组间不需要采用绝缘阻隔，从而使变压器的绕制愈加紧凑，变压器的磁耦合得到加强，能够改善轻载时的稳压功能。 2、初级绕组：初级绕组应放在最里层，这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短，从而使整个绕组的用线为最少，这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。通常状况下，变压器的初级绕组被规划成两层以下的绕组，可使变压器的漏感为最小。初级绕组放在最里边，使初级绕组得到其他绕组的屏蔽，有助于减小变压器初级绕组和附近器材之间电磁噪声的相互耦合。初级绕组放在最里边，使初级绕组的开始端作为衔接开关电源功率晶体管的漏极或集电极驱动端，可削减变压器初级对开关电源其他有些电磁打扰的耦合。 3、偏压绕组：偏压绕组绕在初级和次级之间，仍是绕在最外层，和开关电源的调整是依据次级电压仍是初级电压进行有关。若是电压调整是依据次级来进行的则偏压绕组应放在初级和次级之间，这样有助于削减电源发生的传导打扰发射。若是电压调整是依据初级来进行的则偏压绕组应绕在变压器的最外层，这可使偏压绕组和次级绕组之间坚持最大的耦合，而与初级绕组之间的耦合减至最小。 初级偏压绕组最佳能布满完好的一层，若是偏压绕组的匝数很少，则能够采用加粗偏压绕组的线径，或许用多根导线并联绕制，改善偏压绕组的填充状况。这一改善方法实际上也改善了选用次级电压来调理电源的屏蔽才干，相同也改善了选用初级电压来调理电源时，次级绕组对偏压绕组的耦合状况。 高频变压器匝数如何计算？很多设计高频变压器的人都会有对于匝数的计算问题，那么我们应该如何来计算高频变压器的匝数，从而解决这个问题？接下来，晨飞电子就为大家介绍下匝数的计算方法：

反激变换器辅助电源的设计

辅助电源部分 辅助电源设计采用UC3842A 芯片，具体设计过程如下。 1、功能指标参数 交流输入电压围：90~265in V V = 电网电压频率：40~60r f Hz = 最大输出功率：30out P W = 输出电压：015V V =± 效率：η=85% 开关频率：60s f kHz = 2、电路原理图 图1 反激变换器电路原理图 3、主电路参数设计 3.1 变压器设计

（1）根据AP 值选择磁芯 面积乘积AP 为绕组窗口面积（Aw ）和磁芯横截面积的乘积（Ae ）。同时，将AP 值与输入功率联系在一起，可以得到以下公式： 1.143 11.1****in s p u t P AP f B K K K ?? ?= ? ???? cm 4 其中，P in 是额定输入功率； ΔB 为磁通密度变化量，一般为0.2T ； K p 为磁芯窗口有效使用系数，一般取0.2~0.4； K u 为绕组填充系数，一般取0.4~0.5； K t 为均方电流系数，等于直流输入电流与最大原边电流的比值，一般取0.7~1.4； **p u t K K K K '=为铜有效利用系数，一般取0.1~0.2。 1.143 1.143 43 11.1*11.1*36=0.318cm ****60*10*0.2*0.32*0.4*0.71in s p u t P AP f B K K K ?? ?? == ? ? ???? ?? 经过计算，AP 约为0.318cm 4。为了保证足够的功率裕量，选择TDK 系列EI33/29/13磁芯，41.5854cm AP =，2118.5mm e A =，2133.79mm w A =。 （2）原副边匝数计算 输入平均电流：30 =0.27()*(min)0.85*127 out av in P I A V η= ≈ 其中：(min)in V 为最小直流输入电压，(min) 1.0127in V V =≈； 输入电流峰值大小： Ip2 输入电流波形示意图