PWM型半桥开关电源设计
李乾光
（陕理工电气工程系电气工程及其自动化专业082班，陕西汉中 723003）
指导老师:闫群民
[摘要]开关电源是现代电力电子设备不可或缺的组成部分，其质量的优劣直接影响子设备性能，其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路，研制了150W(15V、10A)板桥开关电源。整个系统包括主电路、控制电路和驱动电路三部分内容。系统主电路包括单相输入整流、半桥式逆变、高频交流输出，输出整流、输出滤波几部分。控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计及实验过程，包括元器件的选取以及参数计算。本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525A、光电耦合芯片PG817和半桥驱动芯片IR2110。设计过程中充分利用了SG3525A的控制性能，具有宽的可调工作频率，死区时间可调，具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。介绍了开关电源的相关知识，从开关电源的工作原理，组成，特点等方面进行阐述，把开关电源的分类，主要技术指标，典型结构，技术要点及其开关器件进行了系统的说明，同时在基于PWM技术的基础上。围绕高频变压器、PWM控制及驱动电路等模块，设计了一台功率为150W、输出电压为+15V的半桥式开关稳压电源，并给出了具体设计步骤。
[关键词]开关电源；半桥；SG3525A；高频变压器；MOSFET
Design of half Bridge Switching Mode Power Supply
Based on PWM technology
LI Qianguang
(Grade 08,Class 2,Major Electric engineering, Electric engineering and automation Dept, Shaanxi
University of Technology, Hanzhong 723003,Shannxi)
Tutor: Yan Qunmin
【Abstract】Switching mode power supply (SMPS) is a significant part of the power electronics, which effects the performance and volume of the electronic equipment. The scheme has made a plan of designs based on the task of design, designed corresponding hardware circuit and developed 150W(15V、10A) half-bridge Switch power supply, it also can display voltage.The system included three parts: the main circuit part, the control circuit part and driving circuit. And the main circuit part consisted of one-phase input rectification. The control circuit involved two parts: One is the circuit brings the pulse controls the switches in main circuit, and the other is the protect circuit. And then detailedly recommended the designs of main circuit, control circuit and driving circuit, including selected components and calculated parameter. The CMOS chip that is applied in the design is PWM Controller SG3525、optical coupler Circuit PC817、half bridge drive chipIR2110. The controlled feature of PWM Controller SG3525A is fully utilized in the process of design, which has wide adjustable operating frequency and dead time, input under voltage lock function and twin channel output current. A half bridge switching modepower supply (SMPW)technology is introduced The detailed design method of high frequency transformer.PWM control and dirce circuit is procided A 150W half birdgs SMPS using this method is design .At last,the experimental waveforms are presented.
【Key words】SMPS half birdge;SG3525A;high frequency transformer;Mosfet
目录
绪论 (5)
第一章概述 (6)
1.1 开关电源概述 (6)
1.1.1 开关电源的工作原理 (6)
1.1.2 开关电源的组成 (7)
1.1.3 开关电源的特点 (7)
1.2 开关电源的分类 (8)
1.3 开关电源的主要技术指标 (10)
第二章开关电源的拓扑结构及比较 (12)
2.1 开关电源典型结构 (12)
2.1.1 串联电源典型结构 (12)
2.1.2 并联开关电源结构 (12)
2.1.3 正激电源开关结构 (13)
2.1.4 反激开关电源结构 (14)
2.1.5 半桥开关源结构 (14)
2.1.6 全桥开关电源结构 (15)
2.2 开关电源技术要点 (16)
2.2.1 电源电路的组成及主要特点 (16)
2.2.2 倍压/桥式整流自动切换 (17)
第三章开关电源的控制及PWM技术 (18)
3.1 开关器件 (18)
3.1.1 开关器件的特征 (18)
3.1.2 开关器件的组成 (18)
3.1.3 开关器件的分类 (18)
3.1.4 电力场效应晶体管MOSFET (19)
3.2 PWM调制技术 (21)
3.2.1 PWM逆变电路及其控制方法 (21)
3.2.2 PWM 跟踪控制技术 (23)
3.2.3 PWM整流电路及其控制方法 (24)
第四章 PWM半桥式开关电源的设计 (28)
4.1主电路结构及其工作原理 (29)
4.2 电源系统框图及部分介绍 (29)
4.3 高频变压器设计 (30)
4.4 PWM控制电路 (32)
4.5 隔离驱动线路 (32)
4.6 结论 (33)
PWM型半桥式开关电源总体电路图 (34)
致谢 (35)
参考文献 (36)
英文文献 (37)
中文翻译 (40)
绪论
随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用，人们对其需求量日益增长，并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。为了适应市场需求，全球各开关电源制造厂商不断推出各种性价比很高的产品或模块。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。PWM半桥式开关电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有深远的意义。从另一方面来说，PWM半桥式开关电源的技术追求也日趋高涨和发展趋势亦渐广泛，而且派生出了很多特殊的应用领域研制和开发的难度变得更大了，这就更有很多的研究价值和技术发展的空间了。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。其中，在半桥式变换器电路中，变压器初级在整个周期中都有电流流过，磁芯利用更加充分。它克服了推挽式电路的缺点，所使用的功率晶体管耐压要求较低；其次，晶体管的饱和压降也减少到最小；再者，对输入滤波电容电压要求也比较低。由于以上诸多因素，半桥式变换器在高频开关电源设计中得到广泛的应用。
本次设计从两个部分进行，第一部分介绍了开关电源基础知识和理论，第二部分具体介绍开关电源的设计步骤和具体电路及元件的设计计算。开关电源理论部分在第一节分别讲述了开关电源的开关电源的工作原理、开关电源的特点；第二节介绍了开关电源的分类第三节介绍了开关电源的主要技术指标；第四节介绍了开关电源典型结构、串联电源典型结构、并联开关电源结构、正激电源开关结构、反激开关电源结构、半桥开关源结构、全桥开关电源结构；第五节介绍了开关电源技术要点、电源电路的组成及主要特点、倍压/桥式整流自动切换；第六节介绍了开关器件、开关器件的特征、开关器件的组成、开关器件的分类；第七节介绍了PWM调制技术详细说明了PWM逆变电路及其控制方法、PWM跟踪控制技术及PWM整流电路及其控制方法。设计部分从电源的主电路图，模块框图，高频变压器的设计，PWM控制及驱动电路等进行了详细的说明。
第一章 概述
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。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。
随着开关电源在计算机、通信、家用电器等方面的广泛应用，人们对其需求量增长和效率、体积、重量及可靠性等方面要求更高。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。在半桥式变换器电路中，变压器初级在整个周期中都流过电流，磁芯利用得更加充分。它克服了推挽式电路的缺点，所使用的功率晶体管耐压要求低，半桥式变换器在高频开关电源设计中得到广泛的应用。
1.1 开关电源概述
1.1.1 开关电源的工作原理
开关电源的原理可以用图1.1进行说明。图中输入的直流不稳定电压1U 经过开关S 加至输出
端，S 为受控开关，是一个受开关脉冲控制的开关调整管，若使开关S 按要求改变导通或断开时间，就能把输入的直流电压1U 变成矩形脉冲电压。这个脉冲电压经滤波电路进行平滑滤波后就可得到稳定的直流输出电压o U
（a ） 电
路
图
；
（
b ）波形图
图1.1 开关电源的工作原理
为方便分析开关电源电路，定义脉冲占空比如下： T
T D ON = （1-1） 式中，T 表示开关S 的开关重复周期；Ton 表示开关S 在一个开关周期中的导通时间。
开关电源直流输出电压0U 与输入电压i U 之间有如下关系：
D U U i =0 （1-2）
由式（1-1）和（1-2）可以看出，若开关周期T 一定，改变开关S 的导通时间ON T ，即可改变
脉冲占空比D ，从而达到输出电压的目的。T 不变，只改变ON T 来实现占空比调节的稳压方式叫做脉冲宽度调节（PWM ）。由于PWM 式的开关频率固定，输出滤波电路比较容易设计，易实现最优化，因此PWM 式的开关电源用的比较多。
1.1.2 开关电源的组成
开关电源的基本组成如图1-2所示。其中DC/DC 变换器用以进行功率变换，它是开关电源的核
心部分；驱动器是开关信号的放大部分，对来自信号源的开关信号进行放大和整形，以适应开关管的驱动要求；信号源产生控制信号，该信号由它激或自激电路产生，可以是PWM 信号、PFM 信号或其它信号；比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值、频率、波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到稳定输出电压值的目的。除此以外，开关电源还有辅助电路，包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等电路。
图1.2 开关电源的基本组成
DC/DC 变换器有多种电路形式，其中控制波形为方波的PWM 变换器以及工作波形为准正弦波的
谐振变换器应用较为普遍。
1.1.3 开关电源的特点
开关电源具有如下特点：
（1）功耗小、效率高。开关电源结构原理方框图中的晶体管在激励信号的驱动下，其工作状态
处于导通-截止和截止-导通的开关状态，转换速度很快，频率一般为50kHz 左右。在一些技术先进的国家，可以做到几百或者上千kHz 。晶体管V 饱和导通时，虽然电流较大，但管压降很小；截止断开时，虽然管压降很大，但通过的电流几乎为零。这就使得开关晶体管V 在其整个工作过程中的功耗很小，电源的效率可以大幅度地提高。
（2）体积小、重量轻。没有了笨重的工频降压变压器。由于调整管上的耗散功率大幅度地降低，
因而省去了体积和重量都较大的散热片。由于这两方面的原因，故开关电源的体积小、重量轻。
（3）稳压范围宽。开关电源的输出电压是通过激励信号的占空比来调节的，输入电压的波动变
化，可以通过改变占空比的方式来进行补偿，这样在输入电压变化或波动较大时，它仍能保证有较稳定的输出电压。所以，开关电源的稳压范围很宽，稳压效果较好。此外，改变占空比的方法有脉宽调制型、频率调制型和混合调制型三种。这样开关电源不仅具有稳压范围宽的优点，而且实现稳压的方法也较多较灵活，设计人员可以根据实际应用的需要和要求，灵活选用各种形式的稳压方法。
（4）滤波效率高，不需要叫大容量的滤波电容。开关电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz
左右，是线性电源的1000倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加电容滤波，效率也提高了500倍。在相同波纹输出电压的要求下，采用开关电源时，滤波电容的容量只是线性电源中滤波电容容量的1/500~1/1000。滤波电容容量减小以后，整个电源的体积和重量也相应地有所减小。
（5）电路形式灵活多样。例如：有自激式和他激式；有调宽型和调频型；有单端式和双端式；
DC/DC 变换器 驱动器 信号比较放大器 i
U o U 1R 2R r
U
有开关元件为晶体管式和开关元件为可控硅式等等。设计者可以发挥各种类型电路的特长，设计出能满足各种不同应用场合的开关电源。
1.2 开关电源的分类
为更好、更方便地设计和使用开关电源，在此按电路的输出稳压控制方式、开关电源的触发
方式、电路的输出取样方式等多种角度，对开关电源进行分类。
1. 按电路的输出稳压控制方式
按电路的输出稳压控制方式，开关电源可分为脉冲宽度调制（PWM ）式、脉冲频率调制（PFM ）
式和脉冲调频调宽式三种。
2. 按开关电源的触发方式
1）自激式开关电源
自激式开关电源利用电源电路中的开关晶体管和高频脉冲变压器构成正反馈环路，来完成自激
震荡，使开关电源输出直流电压。在显示设备的PWM 式开关电源中，自激震荡频率同步于行频脉冲，即使在扫描电路发生故障时，电源电路仍能维持自激震荡而有直流输出电压。
2) 它激式开关电源
它激式开关电源必须有一个震荡器，用以产生开关脉冲来控制开关管，使开关电源工作，输出
直流电压。
3. 按电路的输出取样分类
1) 直接输出取样开关电源
直接输出取样电路在光电耦合器尚未应用时,主要在串联开关电源上使用;在光电耦合器使用后,
开始在变压耦合并联开关上使用。图1-3为直接输出取样电路在开关电源中的应用实例。
光电耦合器中三极管集电极电流c I 的大小与发光二极管电流F I 及光电耦合系数h 成正比关系，
即
F c hI I (1-4)
当开关电源的输出电压因输入电压升高或负载减轻而升高时，滤波电容C 1两端升高的电压一路
经取样电阻R 1、R 2取样后，使光电耦合器V 515的右下脚电压升高，即发光二极管正极电位升高，由于VT 553发射极接有稳压管，其发射极电位不变，所以VT 553加速导通，集电极电位下降，于是V 515内的发光二极管发光强度增大，光电三极管内阻下降，脉宽调节电路
图1.3 直接输出取样开关电源电路
的VT5、VT1相继导通，开关管VT2导通时间减小，是输出电压下降到正常值采用直接输出取样方式的
开关电源，不见安全性好，而且具有便于空载检修、稳压反应速度快、瞬间响应时间短等优点。
图1.4 三端误差取样放大器
由误差取样电路与误差放大电路组成的三端误差取样放大器见图 1.4.该放大器的电路结构不
但得到了简化，其可靠性也得到了提高，因此目前视听设备的开关电源大多采用这种三端误差取样
放大器的直接取样电路方式。
2)简介输出取样开关电源
图1.5 间接输出取样开关电源电路
图1.5是间接输出取样开关电源电路。该电路的特点是在开关变压器上专门设置了一个取样绕组，即①-②绕组，取样绕组感应的脉冲电压经V811整流，在滤波电容C815两端产生供养电路取样的直流电压。由于取样绕组与此取样绕组采用了紧耦合结构，因此滤波电容C815两端电压的高低，就间接反映了开关电源输出电压的高低，所以这种取样方式称为间接输出取样方式。间接输出取样方式的缺点是响应差，当输出电压因输入电压等原因发生变化时，输出电压的变化需经过开关变压器磁耦合才能反映到取样绕组两端，所以稳压速度低，并且这种开关电源不能空载检修，检修时须在输出端接替代负载。
4. 按其他方式分类
开关电源按功率开关管的连接方式，可分为单端正激开关电源、单端反激开关电源、半桥开关电源和全桥开关电源；按功率开关管与电源供电、储能电感、稳压电压的输出方式，可分为串联开关电源和并联开关电源。
1.3 开关电源的主要技术指标
开关电源主要有以下技术指标：
(1)输入电压变化范围：当稳压电源的输入电压发生变化时，使输出电压保持不变的输出电压的变化范围。这个范围越宽，表示电源适应外界电压变化的能力越强，电源使用范围就越宽。他和电源的误差放大、反馈调节电路的增益以及占空比调节范围有关。目前开关电源的输入电压变化范围已经做到90~270V，可以省去许多电器中的110V/220V转换开关。
(2)输出内阻R0：输出电压的变化量ΔU0 与输出电流的变化量ΔI0的比值。这个比值越小，表示电源输出电压随负载的变化越小，稳压性越好。
(3)效率η：电源输出功率P0与输入功率P i的比值，这个比值越高，开关电源体积越小，同时可靠性也越高。目前开关电源的效率可达90%以上。
(4)输出纹波电压：由于开关电源的稳压过程是一个不断反馈调节的过程，因此在输出的的直流
电压U0会出现一个叠加的波动的纹波电压，即输出纹波电压。这个电压值越小，表示电源的输出性
能越好。这个参数的表示方法有两种：一是输出波纹电压的有效值；二是输出波纹电压的峰峰值U pp.
(5)输出电压调节范围：由于电源的输出电压只和基准电压与输出取样电路的元器件参数有关，因此，输出电压调节范围反应在线性电源上是稳压调整管集电极电流的变化范围，反映在开关电源上是开关调整管脉冲占空比D的变化范围。
(6)输出电压稳定性：输出电压随负载的变化而变化的特性，这个变化量越小越好。它主要和反馈调节回路的增益及频响特性有关。反馈调节回路增益越高，基准电压U e越稳定，输出电压U0的稳定性越好。
(7)输出功率P0：电源能输出给负载的最大功率，他和负载功率有关。为了保证电源安全，要求输出功率有20％—50％的裕量。
第二章 开关电源的拓扑结构及比较
2.1 开关电源典型结构
2.1.1 串联电源典型结构
串联开关电源原理图如图1.6所示。开关原件及功率开关晶体管VT 串联在输入与输出之间。正
常工作时，功率开关晶体管VT 在开关脉冲信号的作用下周期性的在导通、界之间交替转换，是输入与输出之间周期性的闭合和断开。输入不稳定的直流电压通过功率开关晶体管VT 后输出周期性脉冲信号电压，再经脉冲整流滤波后，就可以得到平滑直流输出电压U 0。U 0和功率开关晶体管VT 的脉冲占空比D 有式（1-2）的关系。
输入交流电压或负载电流的变化，会引起输入直流电压的变化，通过输出取样电路后将得到的
取样电压与基准电压比较，其误差值通过误差放大器放大后控制脉冲调宽电路的脉冲占空比D ，达到稳定输出直流电压U 0的目的。
在串联开关电源中，由于功率开关VT 串联在输入电压U i 和输出电压U 0之间，因此对开关耐压
要求低。但由于输入电压和输出电压共用地线，电压输入与输出间不隔离，有可能使电路板底板带 电，使用不安全，更不满足外接AV 输入、影碟机、录放相机的要求。因此在目前的电子装置和视听设备的电源电路中以较少采用长联开关电源，而更多是采用并联开关电源。
图2.1 串联开关电源原理图
2.1.2 并联开关电源结构
并联开光电源原理图如图1.7所示：其中功率开关管VT 与输入电压。输出负载并联，输出电
压为：
i U U =0D -11 (1-4)
图1-7所示为一种输出升压型并联开关电源，电路中有一个储能电感，适当利用这个储能电感，可将输出升压型并联开关电源转化为广泛使用的变压器耦合并联开关电源。
图2.2 并联开关电源原理图
变压器耦合并联开关电源原理图如图1.8所示，功率开关管VT与开关变压器初级线圈相串联在电源供电输出端，功率开关管VT再开关冲脉冲的周期性的导通与截止，集电极输出的脉冲电压通过变压器耦合在次级得到脉冲电压这个次级脉冲电压经整流滤波后的到直流输出电压U0。同样，经过取样电路后将得到的取样电压与基准电压U E进行比较，其误差电压再被误差放大器放大后输出值功率开关管VT，来控制功率开关管VT的导通、截止，达到控制脉冲占空比的目的，从而稳定直流输出电压。由于采用变压器耦合，因此变压器的初、次级侧以相互隔离，从而使初级侧电路与次级侧
图2.3 变压器耦合并联开关电源原理图
电路的分开，做到次级侧路的不带电，使用安全。同时由于变压器耦合，因此可以使用多组次级线圈，在次级得到多组直流输出电压。
由于变压器耦合并联开关电源输入端与输出端不共地，即所谓的冷底板供电，因此该开关电源可外接数字通信设备，从而在电子通信设备中得到广泛的使用。使用中应注意，在并联开关电源中，对功率开关管VT的耐压要求较高，一般高于2~3倍电源供电电压。
2.1.3 正激电源开关结构
正激开关电源是一种更采用变压器耦合的降压型开关稳定电源，其电路图如图1.9所示。加在变压器N1绕组上的电压振幅等于输入电压U I功率开关管VT导通时间T ON为开关脉冲宽度，变压器次级侧开关脉冲电压经二极管V i整流变为直流。
图2.4 正激开关电源电路
这种开关电源中功率开关管VT 导通时，变压器初级绕组励磁电流最大值为： DT L U I N i N 1
1 （1-5） 式中，L N1表示变压器初级绕组N 1的电感量；D 表示脉冲占空比；T 表示脉冲开关周期。
正激开关源的特点是，当初级侧的功率开关管VT 导通时，电源输入侧的能量由次级侧二极管
V 1经输出电感L 为负载供电；当功率开关管VT 断开时，有续流二极管V 2=继续为负载供电，并由消磁绕组N 3和消磁二极管V 3将初级绕组N 1的励磁回馈到输入端。
2.1.4 反激开关电源结构
反激开关电源结构电路如图1-10所示，当功率开关管VT 导通时，输入侧的电能以磁能的形式
储存在变压器的初级线圈N 1中，由于同名端关系，次级侧二极管V 1不导通，负载没有电流流过。当功率开关晶体管VT 断开时，变压器次级绕组以输出电压U 0为负载供电，并对变压器进行消磁。
反激开关电源电路简单，输出电压U 0即可高与输入电压U i 又可低于输入电压，一般适用在输出
图2.5 反激开关电源电路
功率为200W 以下的开关电源中。
当要求电源开关输出功率更大，如在200W~400W 范围内时，可采用半桥开关电源，他在一些较
大负载的电路中被普遍采用。
2.1.5 半桥开关源结构
半桥开关电源结构电路及波形图如图1.11所示，两个功率开关管VT 1和VT 2在开关脉
（a）电路图；（b）波形图
图2.6 半桥开关电源电路及波形
冲信号作用下，交替的导通与截止。当开关管VT1导通，VT2截止时，输入电压U i经VT1、变压器初级绕组N1及电容C2为变压器初级线圈N1励磁，同时经次级侧二极管V1、绕组N2给负载供电。所以，初级测电源通过功率开关管VT1、、VT2交替给变压器供电。变压器初级侧的脉冲电压峰值为U i/2。同样，电容C1、C2上的电压也分别为U i/2。
半桥开关电源最大的优点是自动平衡能力强，不易使变压器由于VT1、VT2的导通时间不一致而产生磁饱和显现，是功率开关管VT1、VT2损坏。这是因为，VT1、VT2导通时间不一致时，变压器初级侧N1绕组的励磁电流大小不一样，致使电容C1、C2上的电压不不相等，励磁电流越大，则对应的电容器电压越小，从而起到自动平衡的作用。但是由于每个开关管中流过的电压只有输出电源电压的的一半，因此要输出同样的功率，每个功率开关管中流过的电流就要增大一倍。300W左右的开关电源多采用半桥式。
同时，半桥开关电源中需要避免功率开关VT1、VT2的共态导通问题，否则将是两个功率开关损坏。这点可以通过使VT1、VT2功率开关管的导通间相互错开来解决。这一相互错开的的最小时间成为死区时间。
2.1.6 全桥开关电源结构
源电路及波形如图1-12所示。由4个功率开关管VT1、VT2、VT3、VT4组成一个电桥形式的电路，其中，由VT1与VT4、VT2与VT3分别组成两个导通回路，当VT2、VT3的触发控制信号有效时，VT1、VT4的触发控制信号无效，VT2、VT3导通时，输入电压U i经VT2、变压器的初级线圈N1和VT3形成电流回路，加之变压器初级线圈，的电压为电源电压U i,并经次级侧二极管V1整流、滤波后为负载供电。同理，当VT2、VT3关短，VT1、VT4导通时，输入电压U i从和VT2、VT3导通时的电流相反的方向为变压器初级线圈N1励磁，并通过次级线圈N2和整流二极管V2为负载供电，这样再次级得到如U p所示的脉冲波形。
和半桥开关电源相比，由于家在全桥变压器初级线圈上的电压、电流比半桥开关电源的各大一倍，因此在相同的电源供电电压U i下，全桥开关电源的输出功率是半桥电源开关的4倍。全桥电源开关厂
用在输出功率较大的场合。
（a）电路图；（b）波形图
图2.7 全桥开关电源及波形图
同样，在全桥电源开关中也存在4个功率开关管VT1、VT2、VT3、VT4的共态导通问题。这点可以通过设置死区时间的方法来克服。
2.2 开关电源技术要点
2.2.1 电源电路的组成及主要特点
1. 电源电路主要由开关电源、副电源、辅助电路组成。
(1) 主开关电源
主开关电源的输出功率较副电源、辅助电路的输出功率要大。它将220V的交流输入直接整流、滤波为300V左右的直流电压，在经过电源稳压调整环节中的开关调节管、开关变压器、稳压控制电路、激励脉冲产生电路对300V左右的直流电压进行DC/DC开关变换，产生各种所需稳定的直流电压输出。主开关电源主要为主负载电路提供110~145V的直流电压。电源电路的遥控待机功能是通过对主开关电源的控制实现的，主开关电源一旦停止工作，则相应的功率放大级也将停止工作，于是主负载失去直流供电。
(2)副电源
电源的主要作用是为微处理器控制电路提供+5V的供电电压。副电源电路一般较简单，既可采用简易开关电源，也可采用传统的线性稳压电路。无论伏在处于正常工作状态还是待机状态，负电源都必须正常工作。
(3)辅助电路
将行输出变压器中产生的行扫描脉冲进行整流、滤波，就可以得到所需的直流电压。由于辅助电路是将行输出及经直流—交流—直流做两次变换，所以又称为二次电源。行输出极产生的各种直流电
压主要给显像管各电极供电，同时也可以为视频输出板尾板、场扫描以及图像和伴音通道供电。
2. 电源电路的主要特点
电源电路的主要特点如下：
(1) 由于设备都属于高可靠性设备，对电源的要求较高，因此除了提供大的功率外，好要求具有较高的效率。
(2) 为扩大设备仪器的使用范围，要求电源电路能适应110V和220V交流供电的需要。一般要求电源电路对交流输入时电电压的适应范围为90—245V，并对50Hz即60Hz输入频率均能适应。
(3) 为了使负载仪器设备使用安全，要求机芯为冷底板设计，所以输出稳压取样反馈回路普遍采用光电耦合器进行电源初、次级侧的隔离，以提高设备的抗干扰性和安全性。
(4) 要求电源电路有良好的过压、过流、输出短路、X射线保护及复位功能。
(5) 为了保证遥控古代及功能的实现，电源电路一般还加有副电源电路（待机电源），副电源电路功率不大，一般在几瓦左右，既可以采用开关电源实现，也可以用线性电源实现。
2.2.2 倍压/桥式整流自动切换
为了保证负载能在较宽的交流输入电压范围内正常工作，如90~245V，有些电源加了一个倍压/桥式整流自动切换电路，使他在110V交流电压下工作在倍压整流方式，而在220V交流输入电压下工作在桥式整流方式，从而使负载在110V和220V两种交流供电情况下都能正常工作。如果不采用倍压/桥式整流自动切换，则易使开关电源在110V交流供电状态时处于欠激励工作状态，而在220V 交流供电状态时有易工作于过激励状态，不能保证开关电源处在最佳工作状态，其效率及可靠性等指标都可以得到保证。
图2.8 倍压/桥式整流自动切换电路
倍压/桥式整流自动切换电路如图1-13所示。当输入220交流电压时，通过电压检测电路可使双向晶闸管截止，这是电容C1、C2相串联，整流电路为普通的整流工作方式，整流输出电压为U0为300V 左右的直流电压。当交流输入电压为110V时，通过电压检测电路是双向晶闸管V导通，整流电路工作在倍压整流方式。倍压整流方式的工作原理图所示。
倍压/桥式整流自动切换电路可使在110V和220V交流输入电压下的整流滤波输出直流电压相差不大，从而确保开关电源即可工作在交款的交流输入电压范围，又可以使开关电源处在最佳工作状态，从而提高开关电源的效率和工作可靠性。但是倍压/桥式整流自动切换电路如不能正常完成切换功能，同样会引起负载电路的大面积损坏，设计电路时必须十分重视。
第三章开关电源的控制及PWM技术
3.1 开关器件
开关器件的特性及驱动是开关电源电路中关键的问题对开关器件的认识和了解是电源设计和使用的基本知识。
3.1.1 开关器件的特征
同处理信息的电子器件相比，开关电子器件具有以下特征：
(1) 能处理功率的大小，即承受电压和电流的能力是开关器件最重要的参数，其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级，大多远大于信息处理的电子器件
(2) 开关器件一般都工作在开关状态，导通时阻抗很小，接近短路，管压降接近于零，电流由外电路决定；阻断是阻抗很大，接近于断路，电流几乎为零，管子两端电压由外电路决定。
(3) 开关器件的动态特性也是很重要的方面，有些时候甚至上升为第一位的重要问题，做电路分析时，为简单起见往往用理想开关代替实际开关。
(4) 电路中的开关器件有信息电路电件的驱动电路。
(5) 为保证比值语音虽好散发的热量而导致开关器件温度过高而损坏，不仅在开关器件封装上讲究散热设计，在其工作是一般都安装散热器。导通时，器件上有一定的通态压降；形成通态损耗阻断时，开关器件上有微小的断态电流流过；形成断态损耗时，在开关器件开通或断开地转换过成中产生开通损耗和关短损耗，总成开关损耗子来控制，在主电路和控电路之间需要一定的中间电路对控制电路的信号进行放大，这就是开关器。对某些器件来讲，驱动电路向其注入的功率也是造成开关器件发热的原因之一。
3.1.2 开关器件的组成
开关电源系统由控制电路、驱动电路、以及开关器件为核心的主电路组成。
控制电路系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制住电路中开关器件的通或断来完成整个系统的功能。
开关电源系统中需要有检测电路。广义上往往其他驱动电路等主电路之外的电路都归为控制电路，从而粗略地说开关电源系统是由电路和控制系统组成。
开关器件一般有三个端子，其中两个来连接在主电路中，而第三端被称为控制端或者控制极。开关器件的通断是通过在其控制端和一个主电路端子之间加一定的信号来控制的，这个主电路端子是驱动电路的公共端，一般是主电路电流流出期间的端子。
3.1.3 开关器件的分类
开关器件按照岂能被控制电路信号所控制的程度分为以下三类。
（1）半控制性器件
通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断，晶闸管及其大部分派生器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定。
(2) 全控制型器件
通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件，如电力场效应管MOSFET、门极可关断晶闸管GTO。
(3) 不可控器件
不能用控制信号来控制其通断，因此也就不需要驱动电路。如电力二极管只有两个端子，它的通断是由其在主电路中承受的电压和电流绝定的。
3.1.4 电力场效应晶体管MOSFET
功率场效应管又叫功率场控晶体管
1.原理
实际上，功率场效应管也分结型、绝缘栅型。但通常指后者中的MOS 管，即MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）。MOS 器件的电极分别为栅极G、漏极D、源极S。和普通MOS 管一样，它也有：
耗尽型：栅极电压为零时，即存在导电沟道。无论VGS 正负都起控制作用。
增强型：需要正偏置栅极电压，才生成导电沟道。达到饱和前，VGS 正偏越大，IDS越大。一般使用的功率MOSFET 多数是N 沟道增强型。而且不同于一般小功率MOS 管的横向导电结构，使用了垂直导电结构，从而提高了耐压、电流能力，因此又叫VMOSFET
2.特点
这种器件的特点是输入绝缘电阻大（1 万兆欧以上），栅极电流基本为零。驱动功率小，速度高，安全工作区宽。但高压时，导通电阻与电压的平方成正比，因而提高耐压和降低高压阻抗困难。适合低压100V 以下，是比较理想的器件。目前的研制水平在1000V/65A 左右（参考）。其速度可以达到几百KHz，使用谐振技术可以达到兆级。
3.参数与器件特性
无载流子注入，速度取决于器件的电容充放电时间，与工作温度关系不大，故热稳
定性好。
（1）转移特性：
ID 随UGS 变化的曲线，成为转移特性。从下图可以看到，随着UGS 的上升，跨导将越来越高。
（2）输出特性（漏极特性）
输出特性反应了漏极电流随VDS 变化的规律。这个特性和VGS 又有关联。下图反映了这种规律。爬坡段是非饱和区，水平段为饱和区，靠近横轴附近为截止区，这点和GTR 有区别。VGS=0 时的饱和电流称为饱和漏电流IDSS。
（3）通态电阻Ron：
通态电阻是器件的一个重要参数，决定了电路输出电压幅度和损耗。该参数随温度上升线性增加。而且VGS 增加，通态电阻减小。
（4）跨导：
MOSFET 的增益特性称为跨导。定义为：
Gfs=Δ ID/Δ VGS （1-6）
显然，这个数值越大越好，它反映了管子的栅极控制能力。
（5）栅极阈值电压
栅极阈值电压VGS 是指开始有规定的漏极电流（1mA ）时的最低栅极电压。它具有负温度系数，
结温每增加45 度，阈值电压下降10%。
（6）电容
MOSFET 的一个明显特点是三个极间存在比较明显的寄生电容，这些电容对开关速度有一定影
响。偏置电压高时，电容效应也加大，因此对高压电子系统会有一定影响。器件开通延迟时间内,
电荷积聚较慢。随着电压增加，电荷快速上升，对应着管子开通时间。最后，当电压增加到一定程度后，电荷增加再次变慢，此时管子已经导通。
（8）正向偏置安全工作区及主要参数
MOSFET 和双极型晶体管一样，也有它的安全工作区。不同的是，它的安全工作区是由四根线围
成的。
最大漏极电流IDM ：这个参数反应了器件的电流驱动能力。最大漏源极电压VDSM ：它由器件的反
向击穿电压决定。
最大漏极功耗PDM ：它由管子允许的温升决定。
漏源通态电阻Ron ：这是MOSFET 必须考虑的一个参数，通态电阻过高，会影响输出效率，增加
损耗。所以，要根据使用要求加以限制。
4.绝缘栅型双极晶体管（IGBT ）
IGBT 是功率MOSFET 和双极型功率晶体管组合在一起的复合功率器件。既有MOSFET 的通断速度
快、输入阻抗高、驱动电路简单及驱动功率小等优点，又具有大功率双极晶体管的容量大和阻断电压高的优点。
根据IGBT 是MOSFET 和双极型功率晶体管的复合器件，它具有以下特点。
（1）IGBT 的输入级是是MOSFET ，在栅极G 和发射极E 之间加上驱动电压时，MOSFET 便进入导
通（或关断）状态。因此IGBT 是一种电压控制器件。
（2）在IGBT 中，MOSFET 的开关速度非常快，所以IGBT 的开关速度取决于等效晶体管的开关
速度。
（3）当在IGBT 的集电极和发射极之间施加负电压时，由于P +
N 结处于反偏状态，在集电极和
发射极之间不可能有电流流过。由于IGBT 比MOSFET 多了一个P +N 结，使IGBT 比MOSFET 具有更高
的耐压。
（4）IGBT 处于导通时，CE U 的大小能反映过流情况。因此，通过测量CE U 来识别过流情况，
一旦CE U 高于某一数值表明出现过流情况时，可控栅极电压快速变为0或负电压，使IGBT 快速截止，实现对IGBT 的过流保护。
通过以上分析可以看出，IGBT 具有正反相阻断电压高、通态电流大及通过电压来控制其导通或
关断等特点。广泛的作为功率开关器件用于开关型直流稳压电源中。
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。
ATCA(Advanced Telecommunications Computing Architecture) 高级电信计算架构：主要为了解决电信系统目前面临的系统带宽问题、可扩展性、可管理性问题、现场升级及可互操作问题，并最终降低成本。Artesyn公司 ATC210－48D12-03J 二路（A路和B路）输入ATCA的总线变换器，输出功率达210W(12V/17.5A)，带有一个 3.3V/6W 的独立管理电源，具有I2C和热插拔等功能。 AUX(Auxiliary power supply) 辅助电源：在有些AC/DC电源和DC/DC变换器中，有一个辅助的电源，一般加上输入电压以后就会有输出 (少数辅助电源，例如，给风扇的电源也有受控的)，它主要用作控制信号的电源，例如Cosel的DBS400B12，它是一个输入200-400Vdc，输出12V/400W的模块，它有三个开关控制端，一个是输入端RC1，负逻辑，把它和-Vin端短接。这时可以利用AUX、RC2、RC3和-S之间的不同连接方法来控制模块的输出。一般多个模块并联使用时，每个AUX输出端应该加接隔离二极管。 Brick “砖”：DC/DC变换器中，“Brick”是用来表示模块大小的“单位”，有所谓的全砖、半砖、1/4砖、1/8砖、1/16砖等，例如，密封的半砖模块，其大小为2.40×2.30×0.50(单位为英寸)，而开架结构半砖模块的大小为2.40×2.28×0.30（单位为英寸）(高度还有0.34英寸等不同的数值)。 CB (Current Balance)
均流端：为了增加输出功率，把多个具有相同输出电压和输出功率的电源并联使用，把它们的“CB”端连接在一起，以达到各个模块的输出电流大致相等，以免由于不均流而导致个别电流太大的模块损坏，均流端也有用“PC”，“SWP”，“ C Share”等表示。 CFM(Cube feet minute)、LFM(Line feet minute) 立方英尺/分钟和英尺/分钟：风冷的流量单位，CFM=LFM×面积S。风速的另一个单位为米/秒。 Common Mode Noise 共模噪声：指两导体对某个基准点具有大小基本相等，方向相同的噪声，通常指交流输入L 线和N线对地的噪声，可通过共模电感和Y电容来抑制它们。 Derating 降额：当环境温度较高时(例如50℃以上)，有的电源必须要降低使用的输出功率，另外，有些电源在规定的输入电压范围的低端，不能满足所有的输出参数(例如：电压可调范围或功率)，要降额使用。 Differential Mode Noise 差模噪声：排除共模噪声后，在两条电源线之间测出的电源线对公共基准点的噪声，测试结果为两电源线的噪声分量之差，在电源系统中通常在直流输出端和直流返回端测试噪声。DIP(Dual in-line package) 双列直插封装：模块的一种封装形式。一般为小功率模块采用。例如，Artesyn公司的BXA3系列，C&D公司的NMV0505DA都是双列直插封装。
1 目的 希望以简短的篇幅，将公司目前设计的流程做介绍，若有介绍不当之处，请不吝指教. 2 设计步骤: 2.1 绘线路图、PCB Layout. 2.2 变压器计算. 2.3 零件选用. 2.4 设计验证. 3 设计流程介绍(以DA-14B33为例): 3.1 线路图、PCB Layout 请参考资识库中说明. 3.2 变压器计算: 变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，以下即就DA-14B33变压器做介绍. 3.2.1 决定变压器的材质及尺寸: 依据变压器计算公式 Gauss x NpxAe LpxIp B 100(max ) ? B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss) ? Lp = 一次侧电感值(uH)
? Ip = 一次侧峰值电流(A) ? Np = 一次侧(主线圈)圈数 ? Ae = 铁心截面积(cm 2) ? B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500 Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做较大瓦数的Power 。 3.2.2 决定一次侧滤波电容: 滤波电容的决定，可以决定电容器上的Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可以做较大瓦数的Power ，但相对价格亦较高。 3.2.3 决定变压器线径及线数: 当变压器决定后，变压器的Bobbin 即可决定，依据Bobbin 的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm 2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。 3.2.4 决定Duty cycle (工作周期): 由以下公式可决定Duty cycle ，Duty cycle 的设计一般以50%为基准，Duty cycle 若超过50%易导致振荡的发生。 xD Vin D x V Vo Np Ns D (min))1()(-+=
高效率开关电源设计实例--10W同步整流B u c k变换器 以下设计实例中，包含了各种技巧来提高开关电源的总体效率。有源钳位和元损吸收电路的设计主 要依靠经验来完成的，所以不在这里介绍。 采用新技术时必须小心，因为很多是有专利的，可能需要直接付专利费给专利持有人，或在购买每 一片控制IC芯片时，支付附加费用。在将这些电源引入生产前，请注意这个问题。 10W同步整流Buck变换器 应用 此设计实例是PWM设计实例1的再设计，它包括了如何设计同步整流器(板载的10W降压Buck 变换器)。 在设计同步整流开关电源时，必须仔细选择控制IC。为了效率最高和体积最小，一般同步控制器在 系统性能上各有千秋，使得控制器只是在供应商提到的应用场合中性能较好。很多运行性能的微妙 之处不能确定，除非认真读过数据手册。例如，每当作者试图设计一个同步整流变换器，并试图使 用现成买来的IC芯片时，3／4设计会被丢弃。这是因为买来的芯片功能或工作模式往往无法改变。 更不用说，当发现现成方案不能满足需求时，是令人沮丧的(见图20的电路图)。 设计指标 输入电压范围： DC+10～+14V 输出电压： DC+5.0V 额定输出电流： 2.0A 过电流限制： 3.0A 输出纹波电压： +30mV(峰峰值) 输出调整：±1％ 最大工作温度： +40℃ “黑箱”预估值 输出功率： +5.0V*2A=10.0W(最大) 输入功率： Pout/估计效率=10.0W／0.90=11.1W 功率开关损耗 (11.1W-10W) * 0．5=0.5W 续流二极管损耗： (1l.lW-10W)*0.5=0.5W 输入平均电流 低输入电压时 11.1W／10V=1.1lA 高输入电压时： 11.1W／14V=0．8A 估计峰值电流： 1．4Iout(rated)=1．4×2．0A=2．8A 设计工作频率为300kHz。
开关电源的分类及运用 1．开关电源的分类 开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。 1.1DC/DC变换 DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton （通用），二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。其具体的电路由以下几类： （1）Buck电路降压斩波器，其输出平均电压Uo小于输入电压Ui，极性相同。 （2）Boost电路升压斩波器，其输出平均电压Uo大于输入电压Ui，极性相同。 （3）Buck-Boost电路降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。 （4）Cuk电路降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压UI,极性相反，电容传输。 当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃，美国VICOR公司设计制
造的多种ECI软开关DC/DC变换器，其最大输出功率有300W、600W、800W等，相应的功率密度为（6、2、10、17）W/cm3，效率为（80-90）%。日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列，其开关频率为（200~300）kHz，功率密度已达到27W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET代替肖特基二极管），是整个电路效率提高到90%。 1.2AC/DC变换 AC/DC变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为整流，功率流由负载返回电源的称为有源逆变。AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电，因必须经整流、滤波，因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的，同时因遇到安全标准（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、FCC、CSA），交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件，这样就限制AC/DC电源体积的小型化，另外，由于内部的高频、高压、大电流开关动作，使得解决EMC电磁兼容问题难度加大，也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求，由于同样的原因，高电压、大电流开关使得电源工作消耗增大，限制了AC/DC变换器模块化的进程，因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。 AC/DC变换按电路的接线方式可分为，半波电路、全波电路。按电源相数可分为，单项、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。
高效率开关电源设计实 例 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
高效率开关电源设计实例--10W同步整流B u c k变换器 以下设计实例中，包含了各种技巧来提高开关电源的总体效率。有源钳位和元损吸收电路的设计主要依靠经验来完成的，所以不在这里介绍。 采用新技术时必须小心，因为很多是有专利的，可能需要直接付专利费给专利持有人，或在购买每一片控制IC芯片时，支付附加费用。在将这些电源引入生产前，请注意这个问题。 10W同步整流Buck变换器 应用 此设计实例是PWM设计实例1的再设计，它包括了如何设计同步整流器()。 在设计同步整流开关电源时，必须仔细选择控制IC。为了效率最高和体积最小，一般同步控制器在系统性能上各有千秋，使得控制器只是在供应商提到的应用场合中性能较好。很多运行性能的微妙之处不能确定，除非认真读过数据手册。例如，每当作者试图设计一个同步整流变换器，并试图使用现成买来的IC芯片时，3／4设计会被丢弃。这是因为买来的芯片功能或工作模式往往无法改变。更不用说，当发现现成方案不能满足需求时，是令人沮丧的(见图20的电路图)。 设计指标 输入电压范围： DC+10～+14V 输出电压： DC+ 额定输出电流： 过电流限制： 输出纹波电压： +30mV(峰峰值) 输出调整：±1％ 最大工作温度： +40℃ “黑箱”预估值 输出功率： +*2A=(最大) 输入功率： Pout/估计效率=／= 功率开关损耗* 0．5= 续流二极管损耗：*= 输入平均电流 低输入电压时／10V= 高输入电压时：／14V=0．8A 估计峰值电流： 1．4Iout(rated)=1．4×2．0A=2．8A 设计工作频率为300kHz。
简单易作的开关电源 原理图如图所示。虽然稳压精度不高，但能满足一般要求，且电路简洁，采用常规元件，成本极低，输出允许开路和短路。 市电经D1整流及C1滤波后得到300V的直流电加在变压器的①脚，同时此电压经R1给V1加上偏置后使其微微导通，有电流流过L1，同时反馈线圈L2的上端（③脚）形成正电压，此电压经C4、R3反馈给V1，使其进一步导通，直至饱和，最后随反馈电流的减小，V1迅速退出饱和并截止，如此循环形成振荡，在次级线圈L3上感应出所需的输出电压。L2是反馈线圈，同时与D4、D3、C3一起组成稳压电路。当线圈L3经D6整流后在C5上的电压升高后，同时也表现为L2经D4整流后在C3负极上的电压更低，当低至约为稳压管D3（6.2V）的稳压值时D3导通，使V1有基极短路到地，关断V1，最终使输出电压降低。电路中R4、D5、V2组成过流保护电路。当某些原因引起V1的工作电流大太时，R4上产生的电压互感器经D5加至V2基极，V2导通，V1基极电压下降，使V1电流减小。在实际应用时，若要改变输出电压，只要更换不同稳压值的D3即可，稳压值越小，输出电压越低，反之则越高。 自制时，高频变压器是关键，可参考以下参数制作：选用E形4*4mm高频磁芯，L1用0.15mm漆包线绕160匝；L2用0.15mm漆包线绕10匝；L3用0.39mm漆包线绕12匝。绕制时一定要做好层间绝缘，同时在两个E形磁芯之间也垫上一层薄膜胶带，防止磁饱和。连接电路时注意相位关系，否由不起振（图中线圈已有黑点作为标志）。在实际绕制变压器时，与V1相连的L1就绕在骨架的最里层，其下端（变压器的②脚）为起始端，其上端（变压器的①脚）为电源（300V直流）供电端，然后绕制反馈线圈L2和输出线圈L3，这样做的好处是反馈及输出线圈与V1集电极（有较高的脉冲电压）之间的分布电容将大大减小，有助于提高性能。
开关电源的用途 开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域 开关电源的主要类型和分类 开关电源的主要类型 现代开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。这里主要介绍的只是直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压（精电）。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC 转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。
直流DC/DC转换器按输入与输出之间是否有电气隔离可以分为两类：一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器；另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC转换器 隔离式DC/DC转换器也可以按有源功率器件的个数来分类。单管的DC/DC转换器有正激式（Forward）和反激式（Flyback）两种。双管DC/DC转换器有双管正激式（DoubleTransistor Forward Converter），双管反激式（Double Transistr Flyback Converter）、推挽式（Push-Pull Converter）和半桥式（Half-Bridge Converter）四种。四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器（Full-Bridge Converter）。 非隔离式DC/DC转换器，按有源功率器件的个数，可以分为单管、双管和四管三类。单管DC/DC转换器共有六种，即降压式（Buck）DC/DC转换器，升压式（Boost）DC/DC转换器、升压降压式（Buck Boost）DC/DC转换器、Cuk DC/DC转换器、Zeta DC/DC转换器和SEPIC DC/DC转换器。在这六种单管DC/DC 转换器中，Buck和Boost式DC/DC转换器是基本的，Buck-Boost、Cuk、Zeta、SEPIC式DC/DC转换器是从中派生出来的。双管DC/DC转换器有双管串接的升压式（Buck-Boost）DC/DC转换器。四管DC/DC转换器常用的是全桥DC/DC转换器（Full-Bridge Converter）。
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
常用开关电源芯片大 全
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 26.低功耗升压电荷泵LT1751
27.大电流高频降压式DC-DC电源转换器LT1765 28.大电流升压转换器LT1935 29.高效升压式电荷泵LT1937 30.高压输入降压式电源转换器LT1956 31.1.5A升压式电源转换器LT1961 32.高压升/降压式电源转换器LT3433 33.单片3A升压式DC-DC电源转换器LT3436 34.通用升压式DC-DC电源转换器LT3460 35.高效率低功耗升压式电源转换器LT3464 36.1.1A升压式DC-DC电源转换器LT3467 37.大电流高效率升压式DC-DC电源转换器LT3782 38.微型低功耗电源转换器LTC1754 39.1.5A单片同步降压式稳压器LTC1875 40.低噪声高效率降压式电荷泵LTC1911 41.低噪声电荷泵LTC3200/LTC3200-5 42.无电感的降压式DC-DC电源转换器LTC3251 43.双输出/低噪声/降压式电荷泵LTC3252 44.同步整流/升压式DC-DC电源转换器LTC3401 45.低功耗同步整流升压式DC-DC电源转换器LTC3402 46.同步整流降压式DC-DC电源转换器LTC3405 47.双路同步降压式DC-DC电源转换器LTC3407 48.高效率同步降压式DC-DC电源转换器LTC3416 49.微型2A升压式DC-DC电源转换器LTC3426 50.2A两相电流升压式DC-DC电源转换器LTC3428 51.单电感升/降压式DC-DC电源转换器LTC3440 52.大电流升/降压式DC-DC电源转换器LTC3442 53.1.4A同步升压式DC-DC电源转换器LTC3458 54.直流同步降压式DC-DC电源转换器LTC3703 55.双输出降压式同步DC-DC电源转换控制器LTC3736 56.降压式同步DC-DC电源转换控制器LTC3770
开关电源保护电路 为使开关电源在恶劣环境及突发故障状况下安全可靠，提出了几种实用的保护电路，并对电路的工作原理进行了详尽分析。 关键词：开关电源；保护电路；可靠性 1 引言 评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。 2 开关电源常用的几种保护电路 2.1 防浪涌软启动电路 开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。 图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。 图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路
图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源V cc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。 图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路 图3 替代RC的延迟电路 2.2 过压、欠压及过热保护电路 进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。 温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。
1 目的 希望以簡短的篇幅，將公司目前設計的流程做介紹，若有介紹不當之處，請不吝指教. 2 設計步驟: 2.1 繪線路圖、PCB Layout. 2.2 變壓器計算. 2.3 零件選用. 2.4 設計驗證. 3 設計流程介紹(以DA-14B33為例): 3.1 線路圖、PCB Layout 請參考資識庫中說明. 3.2 變壓器計算: 變壓器是整個電源供應器的重要核心，所以變壓器的計算及驗証是很重要的，以下即就DA-14B33變壓器做介紹. 3.2.1 決定變壓器的材質及尺寸: 依據變壓器計算公式 Gauss x NpxAe LpxIp B 100(max ) ? B(max) = 鐵心飽合的磁通密度(Gauss) ? Lp = 一次側電感值(uH) ? Ip = 一次側峰值電流(A) ? Np = 一次側(主線圈)圈數 ? Ae = 鐵心截面積(cm 2) ? B(max) 依鐵心的材質及本身的溫度來決定，以TDK Ferrite Core PC40為例，100℃時的B(max)為3900 Gauss ，設計時應考慮零件誤差，所以一般取3000~3500 Gauss 之間，若所設計的power 為Adapter(有外殼)則應取3000 Gauss 左右，以避免鐵心因高溫而飽合，一般而言鐵心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做較大瓦數的Power 。 3.2.2 決定一次側濾波電容: 濾波電容的決定，可以決定電容器上的Vin(min)，濾波電容越大，Vin(win)越高，可以做較大瓦數的Power ，但相對價格亦較高。 3.2.3 決定變壓器線徑及線數: 當變壓器決定後，變壓器的Bobbin 即可決定，依據Bobbin 的槽寬，可決定變壓器的線徑及線數，亦可計算出線徑的電流密度，電流密度一般以6A/mm 2為參考，電流密度對變壓器的設計
直流电源设计方案
目录 1.概述 (1) 2 系统的整体结构设计 (3) 3．三相六开关APFC电路设计 (23) 4. 移相全桥ZVS PWM变换器分析与设计 (28) 5．高压直流二次电源DC／DC变换器设计 (34) 6. 器材选取 (40) 7. 电源系统散热分析 (55) 8. 参数设计仿真结果 (58)
1.概述 1.1 目的和意义 目前，越来越多的电力电子设备投入到电网中，由于不可控整流器在大功率电源设备中的广泛应用，其对电网造成的谐波污染日益严重，使得电能生产、传输和利用的效率降低，并影响电网的安全运行。为了保证电网的正常运行，现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量，这就限制了一些大功率直流电源的使用。电力电子装置，尤其是各种直流变换装置向高频化、高功率密度化发展，其关键技术是软开关技术。因此，大功率开关电源的功率因数校正技术及DC/DC变换器软开关技术是当前研究的热点。 1.2 开关电源技术发展现状 开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件，通过控制开关元件的占空比进而调整输出电压的电源变换装置，开关电源的前置级将电网工频电压经整流滤波为直流电压，再经直流变换电路即开关电源后即处理后输出、整流、滤波。为了稳定输出电压，设计电压反馈电路对输出的电压进行采样，并把所采样的电压信号送到控制电路中，进行比较处理，调节输出的控制脉冲的占空比，最终使输出电压的纹波及电源的稳定满足设计指标。 开关电源通常包括EMI滤波模块、AC/DC变换模块、DC/DC变换模块、控制、驱动及保护模块、辅助电源模块等。传统的开关电源输入电流中谐波含量高,功率因数低,开关损耗大、电磁干扰严重等一系列问题阻碍了电源技术向着高效率、绿色化、实用化的方向发展。自20世纪80年代以来,随着有源功率因数校正技术和软开关技术的发展,上述问题得到了较好的解决，开关电源技术也步入了一个新的迅速发展的阶段。 1.3 本次设计的主要容 本次设计一款符合《航天地面直流电源通用规》要求的直流电源系统。其采用两级结构，前级AC/DC部分采用三相六开关APFC电路，后级采用移相全桥ZVS
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
按十字键下键 按十字键右键进入菜单 按十字键右键进入 SM45-100监控器整流模块交流相位设置方法 中恒电源监控器具有3项交流电压显示功能,但是在电源开通时需要对整流 模块相位进行设置,具体设置方法如下: 1、 流程图 正常默认状态下的显示 十字键上下键移动光标 按十字键下键 （图1） 选择“系统”选项 （图3） （图2） （图5） （图4） 按上下键可分别 选择A 相B 相C 相确定后按右键 （图6）
2、详细操作说明 1）、正常默认状态下（图1）按十字键右键进入菜单（图2） 2)、按十字键上下键移动光标选择“系统”选项 3)、按十字键右键进入会看到“SM45-100C识别”（图3） 4)、按十字键下键会看到“IOB查询”（图4） 5)、再按十字键下键到“整流器查询”（图5）选项 6）、按十字键右键进入“整流器相电压分配”（图6），用上下键移动光标可把该编号整流模块分配到A相、B相或C相，选定后按右键确认后即退回（图5）状态，如有多个模块按上下键可选择其他编号模块继续操作。每根相线上尽量保证都有一个模块正常工作。 3、SC100监控器前面板按键说明
1、电源指示 LED (绿) 2、非紧急告警LED (黄) 3、紧急告警 LED (红) 4、LCD 5、导航键 (4) 6、RS232 D9M 插口 7、固定螺丝 8、电源及系统通信接口 符号功能 ?向上或向下翻一屏. ?在列表中向上或向下移动(按住可以移动到列表顶部或底 部). ?在屏幕中高亮显示选项。 ?在配置屏幕时，增加或减小一个值. ?用于上/下键滚动 ?翻到主菜单屏幕 ?执行显示的动作 ?回到缺省状态屏幕
uc3842开关电源电路图 用UC3842做的开关电源的典型电路见图1。过载和短路保护，一般是通过在开关管的源极串一个电阻（R4），把电流信号送到3842的第3脚来实现保护。当电源过载时，3842保护动作，使占空比减小，输出电压降低，3842的供电电压Vaux也跟着降低，当低到3842不能工作时，整个电路关闭，然后靠R1、R2开始下一次启动过程。这被称为“打嗝”式（hi ccup）保护。在这种保护状态下，电源只工作几个开关周期，然后进入很长时间（几百ms 到几s）的启动过程，平均功率很低，即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏。由于漏感等原因，有的开关电源在每个开关周期有很大的开关尖峰，即使在占空比很小时，辅助电压Vaux也不能降到足够低，所以一般在辅助电源的整流二极管上串一个电阻（R3），它和C1形成RC滤波，滤掉开通瞬间的尖峰。仔细调整这个电阻的数值，一般都可以达到满意的保护。使用这个电路，必须注意选取比较低的辅助电压Vaux，对3842一般为13～15V，使电路容易保护。 图2、3、4是常见的电路。图2采取拉低第1脚的方法关闭电源。图3采用断开振荡回路的方法。图4采取抬高第2脚，进而使第1脚降低的方法。在这3个电路里R3电阻即使不要，仍能很好保护。注意电路中C4的作用，电源正常启动，光耦是不通的，因此靠C4来使保护电路延迟一段时间动作。在过载或短路保护时，它也起延时保护的左右。在灯泡、马达等启动电流大的场合，C4的取值也要大一点。
图1是使用最广泛的电路，然而它的保护电路仍有几个问题： 1. 在批量生产时，由于元器件的差异，总会有一些电源不能很好保护，这时需要个别调整R3的数值，给生产造成麻烦； 2. 在输出电压较低时，如 3.3V、5V，由于输出电流大，过载时输出电压下降不大，也很难调整R3到一个理想的数值； 3. 在正激应用时，辅助电压Vaux虽然也跟随输出变化，但跟输入电压HV的关系更大，也很难调整R3到一个理想的数值。 这时如果采用辅助电路来实现保护关断，会达到更好的效果。辅助关断电路的实现原理：在过载或短路时，输出电压降低，电压反馈的光耦不再导通，辅助关断电路当检测到光耦不再导通时，延迟一段时间就动作，关闭电源。