东莞市金河田实业有限公司
电
源
培
训
教
材
一.电源的重要性
一台电脑运转速度是否快，取决于它的CPU，主板。一台电脑能否稳定的运行，电源可是最大的决定性因素。现在大部分的DIYer存在一个误区，在选购电脑往往只注意它的速度，忽略了它的稳定性。电脑所有部件（除显示器外）的运行，都是直接的或间接的由电源供电。供电质量的好坏直接影响到电脑的稳定和寿命。在实际使用中，采用劣质电源容易导致计算机出现的故障有：
1.死机重启----运行一些大型的软件和游戏,会出现频繁的死机和重启，而运行其它小型的软件，则不会存在此类故障。那么就有可能是您的电源的功率不够。
2.硬盘损坏----电源输出电压不稳会导致硬盘出现假坏道，虽然可用软件进行修复，但长期以往会对硬盘造成物理损坏。
3.显示不良-----显示器有水波纹出现，则有可能是电源的问题。
4.声卡噪声大-----声卡的噪声较大，而您购买的又是较好的声卡，有可能是电源的滤波电路偷工减料造成。
5.光驱读盘不好-----光驱读盘性能不好，经常读盘死机，而您的光驱又是好好的，就有可能为电源问题。
6.启动不良-----挂多个硬盘后，系统不启动，或要多次按启动键才能启动。
7.抗干扰性差-----在多个电脑在一起工作时，当其中一台电脑启动或关闭，后会对其它电脑产生干扰等。
8. 超频不稳-----超频后电脑工作不稳定，有可能是电源的问题。
二.电源的内部构造
原理简述：电源的外接AC电压经过EMI滤波电路滤除各种干扰信号后，经过整流滤波将AC电压变为平滑的直流电，通过开关晶体的导通与截止，结合变压器之隔离及电压变换作用，通过低压端的整流滤波电路，再输出平滑的直流电。稳压过程是通过反馈电路从输出端取样再将信号送到PWM（Pulse-Width Modulation）电路调节开关晶体的导通与截止时间，从而使输出电压稳定。各种保护功能是通过对输出端的电流、电压的监控然后将信号反馈到PWM控制电路从而实现各种保护功能。电源可以看成是由几个部分组合在一起成为一个完整的电源，下面我们看一下电源主要的电路组成部分：
1.电源EMI滤波部分
电源的EMI滤波部分主要是为了滤除外界的突发脉冲和高频干扰,同时将电源本身的产生的电磁辐射削减到最低,使电源在工作时不会对人或其它用电设备产生不良影响.虽然原理简单,但却是电源中的重要设备,如果在这上面偷工减料,会大大减少电源本身的屏蔽性和抗干扰能力.
2．桥式整流部分和高压滤波部分
输入AC 220V电压经EMI整流滤波以后，由一个桥式整流器和高压滤波部分，将其转化为平滑的直流电。整流桥有两种，一种由四个分立的二极管组成，另一种是将四个分立的二极管封装在一起，其耐压值应不低于500V，最大电流应不小于2A。
整流桥
3．PFC电路
PFC(power factor correction)电路即功率因数校正电路,由于电脑用开关电源都为电容性输入电路，并且电路中使用了较多的二极管，由于电容对输入电流与电压相位的影响和二极管的非线性作用，使输入的AC的电压和电流产生一个较大的相位差（电流相位超前电压相位），同时使输入的AC电流发生严重的畸变，产生较多的高次谐波(Harmonic Currents)，导致无功功率的损失，并且对电网产生污染,而PFC电路就是为了提高能源的利用率。
PFC电路分为主动式和被动式两种。主动式PFC补偿效果好（一般PF值可达到0.95以上），但成本高，可靠性相对较低，被动式补偿效果一般（能满足3C之要求），但可靠性高，成本低，更符合我国之国情。
被动式PFC即在AC输入端串接一个工频电感利用其电感特性(大部分其固定位置在电源的上盖)，电压相位超前电流相位，对输入端的电流相位进行补偿，同时抑制高次谐波，从而提升PF值。
4．开关三极管
开关三极管是开关电源中极为重要的部分,它是通过自激式或它激式使开关管工作在开，关的状态。将其传送给变压器。其耐压程度不小于800V，电流应不小于5A，因开关三极管工作的频率非常高，是极易损坏的部件，而又是开关电源的核心。所以其用料的好坏是与电源的质量是成正比的。
5.开关变压器
在电源中，变压器主要起的是电源高压端和低压端的隔离，电压的变换（即将高压转化为低压），其电压的变换的比例是根据变压器两边绕组的比例来决定的。变压器的体积越大，其传送的能量就越多。一些劣质电源就是采用小型的变压器。
6.PWM控制保护电路
开关电源的控制保护部分,是通过反馈电路从输出端取样再将信号送到PWM（Pulse-Width Modulation）电路调节开关晶体的开通与截止时间,从而使输出电压稳定。各种保护功能是通过对输出端的电流、电压的监控,然后将信号反馈到PWM控制电路从而实现各种保护功能.
7．其它
为降低电源风扇的噪音，多数高端电源都有加温控电路，根据电源输出功率的大小，其散发出热量的大小来调节散热风扇的转速，控制电源的噪音.。
三.电源的外观
1.DC输出线
一般常用的有两种U L1007A W G#24,U L1007 AWG#20,UL1007AWG#18,UL1007AWG#16电源的每组的DC输出线通常是用颜色来表示的.它们每组分别所表示的电压(见下表)
红色橙色黄色黑色白色蓝色灰色紫色绿色+5V+3.3V+12V地线-5V-12V PG+5VSB PS-
ON
电源DC输出线上有几种常用的端子如下:
ATX12V 4Pin接口，P4电源必须具备的接口小4Pin接口，主要接驳
软驱，读卡器等外设
大4Pin接口,主要是接驳
硬盘、光驱等外设用
6Pin接口，多数主板此接
口已省略，使用较少20Pin
电源主输出接口，A T X12V 2.0版以前使用24Pin电源主输出接口,A T X12V 2.0版以后使用
S-ATA 电源接口从ATX 12V 1.3版开始新增加的接口标准（串行硬盘接口）
2.散热片（Heat sink）
一个设计正常的电源，其寿命的最大影响就是电源内部温度的高低。散热片是根据有些金属（如铜、铝等）传热较快的原理，由电源中发热量较大的元器件（电源的开关晶体和输出整流管）将热量传至散热片上，再由风扇散热。我们常用电源采用的散热片其材质一般为铝的。现实中只要成本可接受，散热片的体积越大越好。
3.机壳（CASE）
ATX电源用外壳多数材质为镀锌钢板（SECC），也有少数用铝做外壳。有一些高档的产品，将外壳进行镀金或镀镍处理的，像我司的海象电源和劲霸
电源。
4. 风扇（FAN）
ATX电源使用的风扇根据尺寸分有8025
（既风扇直径*厚度，80mm*25mm），12025（120mm*25mm），8015（80mm*15mm，多数用予Micro机型）。按转速分有：低转速（1500转/分左右），中转速（2500转/分左右），高转速（3000转/分以上）。一般扇叶直径越大其转速越低，因为其扇叶越大其排风量就越大在相同的情况下的转速就可以降低。转速低了其噪声也就小了.这也是大风扇电源被称为静音电源的主要原因.我司金河田315、325所用风扇都为8025中转速，劲霸ATX-S400和ATX-S300都为12025低转速。
5.公座，母座，切换，I/O开关
公座：是指电源输入接口的俗称，是电源乃至整个电脑系统的接口。
母座：是电源输出接口的俗称，此接口大部分是用来给显示器供电。
切换：国外有许多国家的市电电压为100-120V（比如美国，台湾等），而有的国家（比如我国，俄罗斯等）则采用的为200V-250V 的电压，为了使电源在这些国家都能使用，于是采用了一个切换，通过调节电源内部电路来调节输入电压。
I/O开关：是在电源的外部加了开关，此开关可以用来调节电源
（或整个系统电源的开关）
8025风扇巴西母座
切换
公座
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
电源设计基础 一、线性串联稳压电源 1.框图 典型线性串联稳压电路如图1所示，由电源变压器(工频变压器)、桥式整流、电容滤波、线性稳压等部分组成。 图1 典型线性串联稳压电路(三端稳压模块)框图 2.工作原理及各部分波形 最大输出电流为1A，输出电压为5.0V的线性串联稳压电源实际如图所示，由工频电源变压器、桥式整流电流、电容滤波、线性稳压（本例由LM317三端稳压模块承担稳压功能）等部分组成。
根据LM317稳压模块特性，输出电压 O U =21 2 )1(R I V R R ADJ REF ++ （其中内部参考电压REF V =1.25V ；调整端输出电流ADJ I 约为50uA ） 各点电压、关键支路电流波形如图所示。 工频变压器将220V 正弦交流电压变为所需的低压正弦交流电压2U ，经桥式整流电流整流、电容滤波后获得脉动的直流电压，作为稳压器的输入电压in u ，再经稳压器稳压后获得稳定的直流电压O U 。 由图可见，由于滤波电容C1容量大，整流二极管导通角θ远小于π，变压器初级电流也不再与电压同步。C1越大，通角θ越小，峰值电流就越大；另一方面，开机瞬间整流二极管冲击电流也越大。 3. 参数选择 (1)选择稳压模块类型与封装方式 根据输出电流大小、效率、功耗、应用场合等指标选择稳压模块型号及封装方式。稳压模块最小压差越小，输出电压最小值就可以小，模块本身功耗就越低，效率也就高、体积也就越小(散热片体积可以小一些，或利用PCB 敷锡区散热，甚至不加散热片)；当负载容易出现过流、短路现象时，如实验用稳压电源时，要求稳压模块本身具有较为完善的过流、过热保护功能（否则需要就增设额外的过流保护电路）；对于同一型号的稳压模块，不同封装方式的热阻不同，最大输出电流也不同。一般说来，TO-3封装热阻最小、耗散功率最大，TO-220封装次之，帖片封装方式热阻较大，耗散功率也较小。
开关电源维修步骤及常见故障分析- 电源 1、修理开关电源时，首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路，如电源整流桥堆，开关管，高频大功率整流管;抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常，上述部件如有损坏则需更换。 2、第一步完成后，接通电源后还不能正常工作，接着要检测功率因数模块(PFC)和脉宽调制组件(PWM)，查阅相关资料，熟悉PFC和PWM模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。 3、然后，对于具有PFC电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380VDC左右，如有380VDC左右电压，说明PFC模块工作正常，接着检测PWM组件的工作状态，测量其电源输入端VC ，参考电压输出端VR ，启动控制Vstart/Vcontrol端电压是否正常，利用220VAC/220VAC隔离变压器给开关电源供电，用示波器观测PWM模块CT端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形，如TL494 CT端为锯齿波，FA5310其CT端为三角波。输出端V0的波形是否为有序的窄脉冲信号。 4、在开关电源维修实践中，有许多开关电源采用UC38××系列8脚PWM组件，大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏，或芯片性能下降。当R断路后无VC，PWM 组件无法工作，需更换与原来功率阻值相同的电阻。当PWM组件启动电流增加后，可减小R值到PWM组件能正常工作为止。在修一台GE DR电源时，PWM模块为UC3843，检测未发现其他异常，在R(220K)上并接一个220K的电阻后，PWM组件工作，输出电压均正常。有时候由于外围电路故障，致使VR端5V电压为0V，PWM组件也不工作，在修柯达8900相机电源时，遇到此情况，把与VR端相连的外电路断开，VR从0V变为5V，PWM 组件正常工作，输出电压均正常。 5、当滤波电容上无380VDC左右电压时，说明PFC电路没有正常工作，PFC模块关键检测脚为电源输入脚VC，启动脚Vstart/control，CT和RT脚及V0脚。修理一台富士3000相机时，测试一板上滤波电容上无380VDC电压。VC，Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，测量场效应功率开关管G极无V0 波形，由于FA5331(PFC)为贴片元件，机器用久后出现V0端与板之间虚焊，V0信号没有送到场效应管G极。将V0端与板上焊点焊好，用万用表测量滤波电容有380VDC电压。当Vstart/control 端为低电平时，PFC亦不能工作，则要检测其端点与外围相连的有关电路。
TND313/D Rev 3, Sep-11 High-Efficiency 305 W ATX Reference Design Documentation Package ? 2011 ON Semiconductor.
Disclaimer: ON Semiconductor is providing this reference design documentation package “AS IS” and the recipient assumes all risk associated with the use and/or commercialization of this design package. No licenses to ON Semiconductor’s or any third party’s Intellectual Property is conveyed by the transfer of this documentation. This reference design documentation package is provided only to assist the customers in evaluation and feasibility assessment of the reference design. The design intent is to demonstrate that efficiencies beyond 80% are achievable cost effectively utilizing ON Semiconductor provided ICs and discrete components in conjunction with other inexpensive components. It is expected that users may make further refinements to meet specific performance goals.
目前比较流行的低成本、超小占用空间方案设计基本都是采用PSR原边反馈反激式， 通过原边反馈稳压省掉电压反馈环路( TL431和光耦)和较低的EMC辐射省掉Y电容， 不仅省成本而且省空间，得到很多电源工程师采用。 比较是新技术，目前针对PSR原边反馈开关电源方案设计的相关讯息在行业中欠缺。 下面结合实际来讲讲我对PSR原边反馈开关电源设计的独特”方法一一以实际为基础。 要求条件： 全电压输入，输出5V/1A，符合能源之星2之标准，符合IEC60950 和EN55022安规及EMC标准。 因充电器为了方便携带，一般都要求小体积，所以针对5W的开关电源充电器一般都采用体 积较小的EFD-15和EPC13的变压器，此类变压器按常规计算方式可能会认为CORE太小，做不到，如果现在还有人这样认为，那你就OUT 了。 磁芯以确定，下面就分别讲讲采用EFD15和EPC13的变压器设计5V/1A 5W的电源变压 器。 1. EFD15变压器设计 目前针对小变压器磁芯，特别是小公司基本都无从得知CORE的B/H曲线，因PSR线路 对变压器漏感有所要求。 所以从对变压器作最小漏感设计入手： 已知输出电流为1A，5W功率较小，所以铜线的电流密度选8A/mm2, 次级铜线直径为：SQRT(1/8/3.14)*2=0.4mm, n r2=I/J---r 2=I/(J n ) —r=sqrt(1/(8*3.14))=0.1995 通过测量或查询BOBBIN 资料可以得知，EFD15的BOBBIN 的幅宽为9.2mm 。 因次级采用三重绝缘线，0.4mm 的三重绝缘线实际直径为0.6mm. 为了减小漏感把次级线圈设计为1整层，次级杂数为：9.2/0.6mm=15.3Ts, 取15Ts. 因IC内部一般内置VDS耐压600~650V 的MOS，考虑到漏感尖峰，需留50~100V 的应力电压余量，所以反射电压需控制在100V以内， 得：(Vout+VF)*n<100, 即: * 100/ (5+1 ) ,n<16.6, 取n=16.5, 得初级匝数NP=15*16.5=247.5 取NP=248 ，代入上式验证，(Vout+VF ) *(NP/NS)<100, 即(5+1)*(248/15)=99.2<100, 成立。
SWITCHING REGULATOR CONTROL DESCRIPTION M51995A is the primary switching regulator controller which is especially designed to get the regulated DC voltage from AC power supply. This IC can directly drive the MOS-FET with fast rise and fast fall output pulse. Type M51995A has the functions of not only high frequency OSC and fast output drive but also current limit with fast response and high sensibility so the true "fast switching regulator" can be realized. It has another big feature of current protection to short and over current,owing to the integrated timer-type protection circuit,if few parts are added to the primary side. The M51995A is equivalent to the M51977 with externally re-settable OVP(over voltage protection)circuit. 500kHz operation to MOS FET ?Output current...............................................................±2A ?Output rise time 60ns,fall time 40ns ?Modified totempole output method with small through current Compact and light-weight power supply ?Small start-up current............................................90μA typ. ?Big difference between "start-up voltage" and "stop voltage" makes the smoothing capacitor of the power input section small.Start-up threshold 16V,stop voltage 10V ?Packages with high power dissipation are used to with-stand the heat generated by the gate-drive current of MOS FET. 16-pin DIP,20-pin SOP 1.5W(at 25°C) Simplified peripheral circuit with protection circuit and built-in large-capacity totempole output ?High-speed current limiting circuit using pulse-by-pulse method(Two system of CLM+pin,CLM-pin) ?Protection by intermittent operation of output over current...... ..........................................................Timer protection circuit ?Over-voltage protection circuit with an externally re-settable latch(OVP) ?Protection circuit for output miss action at low supply voltage(UVLO) High-performance and highly functional power supply ?Triangular wave oscillator for easy dead time setting APPLICATION Feed forward regulator,fly-back regulator RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS Supply voltage range............................................12 to 36V Operating frequency.................................less than 500kHz Oscillator frequency setting resistance ?T-ON pin resistance R ON ...........................10k to 75k ? ?T-OFF pin resistance R OFF ..........................2k to 30k ?
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
铁塔基站维护电源培训文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
湘西铁塔基站维护电源培训 基站的通信电源系统主要由高频开关电源、蓄电池组、柴（汽）油 发电机组等设备组成。其它设备还包括变压器、市电-油机转换箱、交流配电箱、空调、动环监控设备及防雷接地设备。 通信电源一般均使用正极接地的-48V直流电源系统，电压变动范围为-40～-57V。 一、高频开关电源 开关电源的作用是将交流电变换为通信设备所需的直流电。基站的 开关电源设备主要由交流配电单元、直流配电单元、监控单元及整流模 块等部分组成。 1．目前湘西本地网近3年来新建基站配套的开关电源基本上均系艾默生PS48300-3B/2900-150型产品，另外有少量的中兴ZXDU68 S601 型、中达电通MCS3000型等其它公司的产品；联通划归站的开关电源主 要有艾默生PS48400-3/2900、艾默生PS48400-2D/50及中兴ZXDU300、 中兴ZXDU500型等厂商的产品，另外有少量的北京动力源、杭州顺达等 公司的产品。其中艾默生PS48300-3B/2900-150型开关电源配R48-2900U 50A整流模块3个、M500S监控单元1个、W94C5U11信号转接板1块；中兴ZXDU68 S601型开关电源配ZXD2400 50A或整ZXD1500 30A流模块3个、监控单元1个。 2．开关电源维护须知
①．维护人员应配备有吹风机、毛刷等卫生洁具及高压绝缘棒、交直流钳形表、地阻仪等必要的维护仪表工具；另外还需备有适当数量的整流模块、监控单元、控制板件等维护用备品备件。 ②．每个月应对整流模块外部的风道及过滤网、每3个月应对整流模块内部各板件进行清扫除尘工作，以保证模块稳定、可靠的运行； ③．维护人员在巡检中应检查监控单元、整流模块及防雷器件是否正常工作，对监控单元显示的各类“当前告警”应及时进行处理。 ④．合理配备整流模块的数量：局站开关电源配置的整流模块的总输 +直流负荷）的要求。配备的整流模块应同时开出至少应能满足（0.1C 10 启，以满足蓄电池对充电电流的要求。 ⑤．正确、合理地设置开关电源监控单元中的各项参数： 爱默生M500S监控单元设置方法（密码：1） 一、电池参数二、直流参数 ①．基本参数过压告警： 管理方式：自动低压告警： 电池熔丝组：2 欠压告警： 电池容量：300AH 环境高温告警点：40℃ 电池类型：1 环境低温告警点：-5℃ 电池分流器：有负载分流器：无
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。 则代入k 后，dB ＝μ0×I ×dl ×R/4πR 3 对其积分可得B ＝ 3 40R C R Idl ?? π μ
反激式开关电源设计资料 前言 反激式开关电源的控制芯片种类非常丰富，芯片厂商都有自己的专用芯片，例如UC3842、UC3845、OB2262、OB2269、TOPSWITCH 等等。虽然控制芯片略有不同，但是反激式开关电源的拓扑结构和电路原理基本上是一样的，本资料以UC3842为控制芯片设计了一款反激式开关电源。 单端反激式开关稳压电源的基本工作原理如下： D1 T R L 图1 反激式开关电源原理图 当加到原边主功率开关管Q1的激励脉冲为高电平使Q1导通时，直流输入电压V IN加载原边绕组N P两端，此时因副边绕组相位是上负下正，使整流管D1反向偏置而截止；当驱动脉冲为低电平使Q1截止时，原边绕组N P两端电压极性反向，使副边绕组相位变为上正下负，则整流管被正向偏置而导通，此后存储在变压器中的磁能向负载传递释放。因单端反激式电源只是在原边开关管到同期间存储能
量，当它截止时才向负载释放能量，故高频变压器在开关工作过程中，既起变压隔离作用，又是电感储能元件。因此又称单端反激式变换器是一种“电感储能式变换器”。 学习了反激式开关电源的工作原理之后，我们可以自行设计一款电源进行调试。开关电源是一门实验科学，理论知识的学习是必不可少的，但是光掌握了理论知识是远远不够的，还要多做实验，测试不同环境不同参数下的电源工作情况，这样才能对电源有更深的认识。除此之外，掌握大量的实验数据可以对以后设计电源和电源的优化提供很大帮助，可以更快速更合理的设计出一款新电源或者排除一些电源故障。通过阅读下面的章节，可以使你对电源从原理理解到设计能力有一个快速的提升。
第一章 电源参数的计算 第一步，确定系统的参数。我们设计一个电源首先要确定电源工作在一个什么样的环境，比如说输入电压的范围、频率、网侧电压是否纯净，接下来是电源的输出能力包括输出电压、电流和纹波大小等等。先要确定这些相关因素，才能更好的设计出符合标准的电源。我们在第二章会详细介绍如何利用这些参数设计电源。 输入电压范围（V line min 和V line max ）； 输入电压频率（f L ）； 输出电压（V O ）； 输出电流（I O ）； 最大输出功率 （P 0）。 效率估计（E ff ）：需要估计功率转换效率以计算最大输入功率。如果没有参考数据可供使用，则对于低电压输出应用和高电压输出应用，应分别将E ff 设定为0.8~0.85。 利用估计效率，可由式（1-1）求出最大输入功率。 O IN ff P P E = （1-1） 第二步：确定输入整流滤波电容（C DC ）和DC 电压范围。 最大DC 电压纹波计算： max DC V ?= （1-2） 式（1-2）中，D ch 为规定的输入整流滤波电容的充电占空比。其 典型值为0.2。对于通用型输入（85~265Vrms ），一般将max V DC ?设定为
目录 1 前言 (2) 2．总体方案设计 (3) 2.1 方案一 (3) 2.2 方案二 (4) 2.3方案选择 (4) 3．单元模块设计 (5) 3.1单元模块功能介绍 (5) 3.1.1辅助电源部分设计 (5) 3.1.2主要电源部分设计 (6) 3.1.3保护电路部分设计 (7) 3.1.4继电器驱动部分设计 (8) 3.1.5输出电压比较部分设计 (8) 3.1.6编码译码部分设计 (9) 3.2电路设计及参数计算 (10) 3.3特殊器件介绍： (11) 3.4各单元模块连接 (16) 4．系统调试及结果分析 (17) 5．设计总结 (17) 【参考文献】 (18) 6 系统原理图 (19)
1、前言 可以说，有电器的地方就有电源。所有的电子设备都离不开可靠的电源为其供电。现代电子设备中的电路使用了大量的半导体器件，这些半导体需要几伏到几十伏的直流供电，以便得到正常工作所必需的能源。这些直流电源有的属于化学电源，如采用干电池和蓄电池，但这些不能持久性的供电。大多数电子设备的直流供电方法都是将交流电源经过变压、整流、滤波、稳压等变换为所需的直流电压。完成这种变换任务的电源成为直流稳压电源。 现代电子设备中使用的直流稳压电源有两大类：线性稳压电源和开关性稳压电源。所谓线性稳压电源就是其调整管工作在线性放大区，这种稳压电源的最主要的缺点是变换效率低，一般只有35%~60%左右。开关稳压电源的开关管工作在开关状态，其主要的优越性就是变换效率高，可高达70%~95%。目前，计算机、通信设备、雷达、电视及家用电器等现代电子设备中的稳压电源已基本采用了开关稳压电源，因此，下面将介绍开关稳压电源的设计。
--------------------------------------------------------------------------- 常用开关电源芯片大全 第1章DC-DC电源转换器/基准电压源 1.1 DC-DC电源转换器 1.低噪声电荷泵DC-DC电源转换器AAT3113/AAT3114 2.低功耗开关型DC-DC电源转换器ADP3000 3.高效3A开关稳压器AP1501 4.高效率无电感DC-DC电源转换器FAN5660 5.小功率极性反转电源转换器ICL7660 6.高效率DC-DC电源转换控制器IRU3037 7.高性能降压式DC-DC电源转换器ISL6420 8.单片降压式开关稳压器L4960 9.大功率开关稳压器L4970A 10.1.5A降压式开关稳压器L4971 11.2A高效率单片开关稳压器L4978 12.1A高效率升压/降压式DC-DC电源转换器L5970 13.1.5A降压式DC-DC电源转换器LM1572 14.高效率1A降压单片开关稳压器LM1575/LM2575/LM2575HV 15.3A降压单片开关稳压器LM2576/LM2576HV 16.可调升压开关稳压器LM2577 17.3A降压开关稳压器LM2596 18.高效率5A开关稳压器LM2678 19.升压式DC-DC电源转换器LM2703/LM2704 20.电流模式升压式电源转换器LM2733 21.低噪声升压式电源转换器LM2750 22.小型75V降压式稳压器LM5007 23.低功耗升/降压式DC-DC电源转换器LT1073 24.升压式DC-DC电源转换器LT1615 25.隔离式开关稳压器LT1725
通信电源学习心得 通信电源系统所包含的内容：高频开关电源、UPS、蓄电池、配电屏、防雷接地以及电源配线。 高频开关电源为通信设备提供高品质电源，高频开关电源的输入滤波器去除电网杂波，在输入端遏制杂波干扰，整流器和滤波器完成AC/DC转换，逆变器通过脉宽调制将DC变为高频交流电，通过输出整流滤波得到干净的直流电提供给通信设备，其杂音电压不应超过2.4mV。 UPS在市电输入正常时将市电稳压后供应给负载使用，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。 一、高频开关电源 高频开关电源主电路是有交流输入滤波，整流滤波，逆变和输出整流滤波组成，原理图如图二所示。 图一 1)交流输入滤波器：其作用是将电网中的尖峰等杂波过滤，给本机提供良好的交流电，另 一方面了也防止本机产生的尖峰等杂音回馈到公共电网中。 2)整流滤波：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，尽量提高频率，以利于用较小的电容、电感 滤波（减小体积、提高稳压精度），同时也有利于提高动态响应速度。频率最终受到元器件、干扰、功耗以及成本的限制。 4)输出整流滤波：是根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 其中逆变将直流变成高频交流，输出整流滤波再将交流变成所希望的直流，从而完成从一种直流电压到另一种直流电压的转换，因此也可以将这两个部分合称DC-DC变换（直流—直流变换）。 系统组成框图如图二
图二 交流配电单元将市电接入，经过切换送入系统，交流电经分配单元分配后，一部分提供给开关整流器，一部分作为备用输出，供用户使用，系统的第二级防雷电路放在交流配电单元中。 系统可以由两路市电(或一路市电一路油机)供电，两路市电主备工作方式，平时由市电1供电，当市电1发生故障时，切换到市电2（或者油机），在切换过程中，通信设备的供电由蓄电池来供给。两路市电输入要求有机械或者电器互锁，防止两路交流输入短接。两者的切换在小系统中一般用电气自动切换，大系统中一般用手动切换交流配电单元如图三所示。 1、导线折弯处曲率半径一般不小于导线 直径的 6－10倍 2、零地电压小于2.5v 3、保护地不得小于16m 4、接地电阻小于5欧姆 5、压敏电阻是限压性防雷器件 图三
Quasi-Resonant (准谐振) Converter Topology : 简介： Advantage： 1)可以降低MOSFET 开关损耗，从而提高可靠性 2)可以改善EMI 特性，在增加功率传输效率的同时减少EMI 干扰，减少滤波器使用数量，降低成本 备注：谐振电路的定义—在具有R 、 L、 C 的交流电路中，电路两端的电压和电流位相一般是不同的，如果通过变更L 、C的参数或电源频率使其达到电压与电流的位相相同，此时电路呈现纯电阻性，这种状态就叫做谐振。在这种情况下，电路的电阻值达到极值（最大或者最小）。谐振分为串联谐振和并联谐振。 3)当工作在 discontinuous conduction mode 时，转换器会侦测到drain （漏极）电压波谷并在drain电压最小时开启MOSFET. 当工作在 continuous conduction mode 时，转换器会工作在固定工作频率。 工作机理： 1）当MOSFET 在导通时（Ton），输入电压Vin加在初级线圈上 Lm ，此时MOSFET 电流Ids 从0线性增加至最大值Ipk，在这段时间内，能量储存在 初级电感，为（Lm*Ipk*Ipk）/2 . 2）当MOSFET 关闭时，储存在线圈中的能量导致次级输出端的整流二极管开启。 在二级管开启的时间内（Td），输出电压Vo施加在次级线圈上，此时整流 二极管的电流从最大值Ipk*Np/Ns线性减少, 而此时输入电压Vin和次级线 圈反馈到初级线圈的点烟V0*Np/Ns 叠加到FET 上。 3）当二极管电流降至0时，FET的Vds 电压通过初级线圈Lm以及FET 的输出电容Coss以振幅V0*Np/Ns开始共振。当Vds达到最小值时，准谐振开关开启 MOSFET。这样就可以减少由于漏极与源极之间的电容导致的开关损益。这 就是所谓的ZVS . 4）当输出负载减少或者输入电压增大的时候， MOSFET 的Ton会减少并且开关频率增加。这就会导致严重的开关损失以及间歇性开关和噪音问题。 相关图形请参看以下：
7805稳压电源电路图 7805管脚图 7805典型应用电路图:
78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。当输出电较大时，7805 应配上散热板。 下图为提高输出电压的应用电路。稳压二极管VD1串接在78XX稳压器2脚与地之间，可使输出电压Uo 得到一定的提高，输出电压Uo为78XX稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。VD2是输出保护
二极管，一旦输出电压低于VD1稳压值时，VD2导通，将输出电流旁路，保护7800稳压器输出级不被损坏。 下图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于R1、RP电阻网络的作用，使得输出电压被提高，提高的幅度取决于RP与R1的比值。调节电位器RP，即可一定范围内调节输出电压。当RP=0时，输出电压Uo等于78XX稳压器输出电压；当RP逐步增大时，Uo也随之逐步提高。 下图为扩大输出电流的应用电路。VT2为外接扩流率管，VT1为推动管，二者为达林顿连接。R1为偏置电阻。该电路最大输出电流取决于VT2的参数。 7905概述
下图为提高输入电压的应用电路。78XX稳压器的最大输入电压为35V（7824为40V），当输入电压高于此值时，可采用下图所示的电路。VT、R1和VD组成一个预稳压电路，使得加在7800稳压器输入端的电压恒定在VD的稳压值上（忽略VT的b-e结压降）。Ui端的最大输入电压仅取决于VT的耐压。 集成稳压器还可以用作恒流源。下图为78XX稳压器构成的恒流源电路，其恒定电流Io等于78XX稳压器输出电压与R1的比值。
开关电源基础 一 开关电源概述 什么是电源？很难用一句话来概括。在现代人的生活中谁都离不开电源。文化娱乐，办公学习，科学研究，工农业生产，国防建设，教育，环境保护，医疗卫生，交通运输，照明，通讯，等等，只用有电就离不开电源。绝大部分的电是发电厂生产并发送的，称之为市电。像灯泡，电炉，交流电动机等只要接上市电就可以使用；计算机，电视机等虽然也是一打开开关就能工作，但是其内部都已经做了电能变换处理，将正弦波的交流电转化成各自需要的直流电，高压电，脉冲电，让计算机，电视机等工作起来；在无法提供市电的岛屿，车船上，可以用蓄电池经过电能转化获得跟市电一样的交流电，让计算机等设备工作起来。进入太空的卫星利用太阳能转化为自己需求的各种电能来维持长期的运行。电能是宝贵的资源，所以需要珍惜和节约，所以90年代又提出绿色电源的要求。总之，所谓的电源乃是利用电能变换技术将市电或者电池等一次电能转化成适合各种用电对象的二次电能的系统或者装置。 一些国家使用的市电电压有所不同，比如美国是110V电网、欧洲大多国家是230V的电网，再没有使用高频开关技术以前，这些要求很难实现。高频开关电源的输入电压范围之宽是线性开关电源所无法比拟的，也就是现在人常说的全球通用电源AC100V~AC240V。 人体的心脏只有一种形式，而电源的形式却多种多样，那是因为标志电源特性的参数有许多，比如功率、电压、频率、噪声等等，而且在实际使用中还有体积、重量、形态、效率等诸多限制，人们在设计电源时会在某种限制下或为了实现某种特性而去塑造电源，也就使电源的形式变得多种多样。 在60年代，大功率半导体器件被开发出来以来，用其做功率开关器件转换，开关电源开始飞速发展。广义地说，凡是用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转换为另一种电源形态的电路就叫开关转换电路，转换时用自动控制闭环稳定输出的就成为开关电源。随着半导体技术的高速发展，高耐压的快速开关晶体管的出现使没有工频变压器的开关电源迅速实用化。随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，电子设备向着小型化、固态化方向发展，同时也对电源设备提出了更高的要求，要求电源设备同样向着小型化、高效化方向发展。小型化、重量轻、效率高的隔离式开关电源开始取代那些体积大而笨重的、使用工频变压器的线性调节稳压电源。在70年代，开关电源开始被广泛应用与电子计算机、彩色电视机、卫星通讯设备、程控交换机、精密仪表等电子设备。因为开关电源能够满足现代电子设备对多种电压和电流的需求。 半导体集成电路技术的迅速发展使适应各类开关电源控制要求的集成电路应运而生；开关电源的功能不断完善，集成化水平不断提高，外接元件越来越少，使开关电源的设计、生产日益简化，成本不断下降。上个世纪末高耐压的大功率MOS管的广泛应用使开关电源的工作频率由最初的20kHz提高到100kHz，又使开关电源的体积更小，重量更轻，效率更高。现在，只要电子设备的消耗功率在20W以上，就要考虑使用开关电源。虽然开关电源的优点很多，但也带来了对人有害的高频干扰，为了合理的使用，世界各国纷纷出台了开关电源的使用规范和制造要求，对开关电源的变化技术又提出了新的挑战，也就是人常说的CE标准，FCC标准，GS，CCC等等。一方面对开关电源技术有了更高的要求，另一方面对规范电源市场也起了很好的推动作用。 二 常用术语 效率：电源的输出功率和输入功率的百分比。 ESR：等效串联电阻，作为电解电容的指标之一，在选择输出滤波电容时会考量。一般来说，ESR越低，电容性能越好。
POWER SUPPLIES ANALOG
Data Sheets Applications Notes
DESIGN GUIDE
Free Samples
4
CC-CV 14V
0.8mm DFN
0.5A
7V 0.25V
PDA
IC / / DC-DC
LDO LED USB FET DDR
PowerPCTM
PowerPC
Motorola, Inc.
Maxim Integrated Products, Inc.
2004 Maxim Integrated Products.
CC-CV
PMOS FET QFN
6.5V
VBATT
4V
USB*/
$1.75
* 1,000
(
6,507,172) 1k
SOT23
USB*/AC
(mm x mm) DS2770 MAX1501 MAX1507/ MAX1508 MAX1551/ MAX1555 MAX1645A MAX1647 MAX1667 MAX1737 MAX1758 MAX1772 MAX1811 MAX1873R/S/T MAX1874 MAX1879 MAX1926 1 1 2 1 2/3/4 1 1 1 / 1 — 4 4 4 4 1 1 1 1 4 4A SMBus 4A 4A 28VIN 1.5A 28VIN 4A 500mA 4A 1A 800mA 4A — — 12VIN — USB 28VIN 300kHz PWM (USB ) 0.5% / / 1.4A CC-CV 800mA 300mA — SMBus (USB SBS 2 (1.0 SMBusTM ) Imin CC-CV DS2770K 15VIN 14V 14V ) 16-TSSOP 16-QFN (5 x 5) 8-QFN (3 x 3) 5-SOT23 28-SSOP 16-NSO, 20-SSOP 20-SSOP ICHARGE 28-SSOP 28-SSOP 28-QSOP 8-SO (1.4W) 16-QSOP 16-QFN (5 x 5) 8-MAX 12-QFN (4 x 4)
SMBus 2 Duracell/Intel SMBus 2 Duracell/Intel
MAX1679
SMBus Intel Intel Corporation Duracell The Gillette Company * ( 6,507,172)