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DCDC直流转换电源

DCDC直流转换电源
DCDC直流转换电源

理论与实践总是相得益彰才完美,当然嵌入式程序设计与实际电源系统设计也要统一才能做出高效优质的DCDC直流转换电源。有时候搞嵌入式的工程师们往往把单片机、ARM、DSP、FPGA搞的得心应手,而一旦进行系统设计,到了给电源系统供电,虽然也能让其精心设计的程序运行起来,但对于新手来说,有时可能效率低下,往往还有供电电流不足或过大引起这样那样的问题,本文十一大金律轻松搞定DCDC电源转换电路设计。

第一条、搞懂DC/DC电源怎么回事?

DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路,其主要功能就是进行输入输出电压转换。一般我们把输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC/DC转换。常见的电源主要分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列,前者的使用的电压一般为48V、36V、24V 等,后者使用的电源电压一般在24V以下。不同应用领域规律不同,如PC中常用的是12V、5V、3.3V,模拟电路电源常用5V 15V,数字电路常用3.3V等,现在的FPGA、DSP还用2V以下的电压,诸如1.8V、1.5V、1.2V等。在通信系统中也称二次电源,它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经DC/DC变换以后在输出端获一个或几个直流电压。

第二条、需要知道的DC/DC转换电路分类

DC/DC转换电路主要分为以下三大类:

①稳压管稳压电路。②线性(模拟)稳压电路。③开关型稳压电路

第三条、最简单的稳压管电路设计方案

稳压管稳压电路电路结构简单,但是带负载能力差,输出功率小,一般只为芯片提供基准电压,不做电源使用。比较常用的是并联型稳压电路。选择稳压管时一般可按下述式子估算:(1)Uz=Vout;(2)Izmax=(1.5-3)ILmax;(3)Vin=(2-3)Vout这种电路结构简单,可以抑制输入电压的扰动,但由于受到稳压管最大工作电流限制,同时输出电压又不能任意调节,因此该电路适应于输出电压不需调节,负载电流小,要求不高的场合,该电路常用作对供电电压要求不高的芯片供电。

第四条、基准电压源芯片稳压电路

稳压电路的另一种形式,有些芯片对供电电压要求比较高,例如AD DA芯片的基准电压等,这时常用的一些电压基准芯片如TL431、MC1403,REF02等。TL431是最常用基

准源芯片,有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值。

第五条、串联型稳压电源的电路认识

串联型稳压电路属直流稳压电源中的一种,其实是在三端稳压器出现之前比较常用的直流供电方法,在三端稳压器出现之前,串联稳压器通常有OP放大器和稳压二极管构成误差检测电路,一般电路中OP放大器的反向输入端子与输出电压的检测信号相连,正向输入端子与基准电压Vref相连,Vs=Vout*R2/(R1+R2)。由于放大信号ΔVs为负值,控制晶体管的基级电压下降,因此输出电压减小在正常情况下,必有Vref=Vs=Vout*R2/(R1+R2),

调整R1,R2之比可设定所需要的输出电压值。其实负载大小可以把三极管换成达林顿管等等,这种串联型稳压电路做组成的直流稳压电源处理不当,极易产生振荡。现在没有一定模拟功底的工程师,一般现在不用这种方法,而是直接采用集成的三端稳压电路,进行DC/DC 转换电路的使用。第六条、线性(模拟)集成稳压电路常用设计方案

线性稳压电路设计方案主要以三端集成稳压器为主。三端稳压器,主要有两种:

一种输出电压是固定的,称为固定输出三端稳压器,三端稳压器的通用产品有78系列(正电源)和79系列(负电源),输出电压由具体型号中的后面两个数字代表,有5V,6V,8V,9V,12V,15V,18V,24V等档次。输出电流以78(或79)后面加字母来区分。L表示0.1A,M表示0.5A,无字母表示1.5A,如78L05表求5V 0.1A。

另一种输出电压是可调的线性稳压电路,称为可调输出三端稳压器,这类芯片代表是是LM317(正输出)和LM337(负输出)系列。其最大输入输出极限差值在40V,输出电压为

1.2V-35V(-1.2V--35V)连续可调,输出电流为0.5-1.5A,输出端与调整端之间电压在1.25V,调整端静态电流为50uA。

其基本原理相同,均采用串联型稳压电路。在线性集成稳压器中,由于三端稳压器只有三个引出端子,具有外接元件少,使用方便,性能稳定,价格低廉等优点,因而得到广泛应用。

第七条、DCDC转换开关型稳压电路设计方案

上面所述的几种DCDC转换电路都属于串联反馈式稳压电路,在此种工作模式中集成

稳压器中调整管工作在线性放大状态,因此当负载电流大时,损耗比较大,即转换效率不高。

因此使用集成稳压器的电源电路功率都不会很大,一般只有2-3W,这种设计方案仅适合于小功率电源电路。

采用开关电源芯片设计的DCDC转换电路转化效率高,适用于较大功率电源电路。目前得到了广泛的应用,常用的分为非隔离式的开关电源与隔离式的开关电源电路。

DCDC转换开关型稳压电路设计方案,采用开关电源芯片设计的DCDC转换电路转化

效率高,适用于较大功率电源电路。目前得到了广泛的应用,常用的分为非隔离式的开关电源与隔离式的开关电源电路。当然开关电源基本的拓扑包括降压型、升压型、升降压型及反激、正激、桥式变化等等。

第八条、非隔离式DCDC开关转换集成电路芯片电路设计方案

DC-DC开关转换集成电路芯片,这类芯片的使用方法与第六条中的LM317非常相似,这里用L4960举例说明,一般是先使用50Hz电源变压器进行AC-AC变换,将~220V降至开关电源集成转换芯片输入电压范围比如1.2~34V,由L4960进行DC-DC变换,这时输出电压的变化范围下可调至5V,上调至40V,最大输出电流可达2.5A(还可以接大功率开关管进行扩流),并且内设完善的保护功能,如过流保护、过热保护等。尽管L4960的使用方法与LM317差不多,但开关电源的L4960与线性电源的LM317相比,效率不可同曰而语,L4960最大可输出100W的功率(Pmax=40V*2.5A=100W),但本身最多只消耗7W,所以散热器很小,制作容易。与L4960类似的还有L296,其基本参数与L4960相同,只是最大输出电流可高达4A,且具有更多的保护功能,封装形式也不一样。这样的芯片比较多,比如,LM2576系列,TPS54350,LTC3770等等。一般在使用这些芯片时,厂家都会详细的使用说明和典型电路供参考。

第九条、隔离的DCDC开关电源模块电路设计方案

常用的隔离DC/DC转换主要分为三大类:1.反激式变换。2.正激式变换。3.桥式变换

常用的单端反激式DC/DC变换电路,这类隔离的控制芯片型号也不少。控制芯片典型代表是常用的UC3842系列。这种是高性能固定频率电流的控制器,主要用于隔离AC/DC、DC/DC转换电路。其主要应用原理是:电路由主电路、控制电路、启动电路和反馈电路4 部

分组成。主电路采用单端反激式拓扑,它是升降压斩波电路演变后加隔离变压器构成的,该电路具有结构简单,效率高,输入电压范围宽等优点。控制电路是整个开关电源的核心,控制的好坏直接决定了电源整体性能。这个电路采用峰值电流型双环控制,即在电压闭环控制系统中加入峰值电流反馈控制。这类方案选择合适的变压器及MOS管可以把功率做的很大,与前面几种设计方案相比电路结构复杂,元器件参数确定比较困难,开发成本较高,因此需要此方案时可以优先选择市面上比较廉价的DC/DC隔离模块。第十条、DC-DC开关集成电源模块方案

很多微处理器和数字信号处理器(DSP)都需要内核电源和一个输入/输出(I/O)电源,这

些电源在启动时必须排序。设计师们必须考虑在加电和断电操作时内核和I/O电压源的相对电压和时序,以符合制造商规定的性能规格。如果没有正确的电源排序,就可能出现闭锁或过高的电流消耗,这可能导致微处理器I/O端口或存储器、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)或数据转换器等支持器件的I/O端口损坏。为了确保内核电压正确偏置

之前不驱动I/O负载,内核电源和I/O电源跟踪是必需的。现在有专门的电源模块公司量

身定做一些专用的开关电源模块,主要是那些对除去常规电性能指标以外,对其体积小,功率密度高,转换效率高,发热少,平均无故障工作时间长,可靠性好,更低成本更高性能的DC/DC电源模块。这些模块结合了实现即插即用(plug-and-play)解决方案所需的大部

分或全部组件,可以取代多达40个不同的组件。这样就简化了集成并加速了设计,同时可减少电源管理部分的占板空间。

最传统和最常见的非隔离式DC/DC电源模块仍是单列直插(SiP)封装。这些开放框架的

解决方案的确在减少设计复杂性方面取得了进展。然而,最简单的是在印刷电路板上使用标准封装的组件。

第十一条、DCDC电源转换方案的选择注意事项

最后一条也是最重要的一条,文中我们主要大致介绍了DCDC电源转换的稳压管稳压、线性(模拟)稳压、DCDC开关型稳压三种电路模式的几种常用的设计方法方案。①需要注意

的是稳压管稳压电路不能做电源使用,只能用于没有功率要求的芯片供电;②线性稳压电路电路结构简单,但由于转化效率低,因此只能用于小功率稳压电源中;③开关型稳压电路转化效率高,可以应用在大功率场合,但其局限性在电路结构相对复杂(尤其是大功率电路),不利于小型化。因此在设计过程中,可根据实际需要选择合适的设计方案。

开关电源调试经验

第一贴,最简单的 项目:UC3842控制电路学习板 现象:UC3842供电正常,但是Vref居然不是5V,而是高于5V。 解决办法:把管脚重新焊一遍。 分析:UC3842的GND脚焊接不良,导致电压浮起来了。 项目:某实验室一台电源坏了,拆开一看,UC3875控制的全桥,需要修理。 现象:初步检查,功率管坏了,由于没有同型号的管子,把所有的管子换成同功率等级的管子。上电之后,输入电压较低的时候,一切正常。当输入电压较高的时候,驱动混乱,频率抖动。 解决办法:把功率管的驱动电阻增大,该现象消失,一切正常,电源修好。 分析:新的管子寄生参数和旧管不同,在同样的驱动电路下,开关速度会比较快,导致干扰比较大,在高压的时候,干扰大到影响控制电路的工作。 简单写写几条: 1、元件焊接要仔细,不能发生虚焊,虚焊非常要命,而且不容易看出来。方向不能焊反,尤其是二极管的方向。我曾经焊错过桥式整流二极管的方向,直接导致滤波电解电容加了反压,很危险。 2、如果调试中需要飞线,而且是来回信号线,要把去线和回线绞在一起。因为如果去线和回线,形成包围面积的话,就相当于一个天线,很容易串入干扰。 3、母线供电不仅要有大的滤波电容,而且要有高频滤波电容。输出时候的滤波也是一样。 项目:UC3845双管正激 现象:两个管子关断之后,DS所承受的电压非常悬殊,并非理论上的各自一半。猜测 是 MOS的参数不一致导致,把上下管焊下来,交换位置,结果,还是一样。看来和MOS 无关。 解决办法:调节两管驱动,让他们尽量同时关断,情况略有改善,但还是无法平分电压。 分析:这个应该是两个原因引起的,一个是PCB寄生参数的不同导致,两个位置的管子,DS 的实际电容有差异。另外一个是,驱动不是很同步关断。 项目:UC3845控制辅助绕组反馈的反激 现象:主路输出电压在开机的时候有很大过冲。但是,参与反馈的辅助绕组的电压并没有过冲。

开关电源测试详细解说

开关电源测试详细解说当验证电源供应器的品质时,下列为一般的功能性测试项目,详细说明如下:一、功能(Functions)测试: ?输出电压调整(Hold-on Voltage Adjust) ?电源调整率(Line Regulation) ?负载调整率(Load Regulation) ?综合调整率(Conmine Regulation) ?输出涟波及杂讯(Output Ripple & Noise, RARD) ?输入功率及效率(Input Power, Efficiency) ?动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) ?电源良好/失效(Power Good/Fail)时间 ?起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间 常规功能(Functions)测试 A. 输出电压调整: 当制造开关电源时,第一个测试步骤为将输出电压调整至规格范围内。此步骤完成后才能确保后续的规格能够符合。通常,当调整输出电压时,将输入交流电压设定为正常值(115Vac或230Vac),并且将输出电流设定为正常值或满载电流,然后以数字电压表测量电源供应器的输出电压值并调整其电位器(VR)直到电压读值位于要求之范围内。 B. 电源调整率: 电源调整率的定义为电源供应器于输入电压变化时提供其稳定输出电压的能力。此项测试系用来验证电源供应器在最恶劣之电源电压环境下,如夏天之中午(因气温高,用电需求量最大)其电源电压最低;又如冬天之晚上(因气温低,用电需求量最小)其电源电压最高。在前述之两个极端下验证电源供应器之输出电源之稳定度是否合乎需求之规格。 为精确测量电源调整率,需要下列之设备: ?能提供可变电压能力的电源,至少能提供待测电源供应器的最低到最高之输入电压范围,(KIKUSUIPCR 系列电源能提供0--300VAC 5-1000Hz 的稳定交流电源,0---400V DC的直流电源)。 ?一个均方根值交流电压表来测量输入电源电压,众多的数字功率计能精确计量V A WPF。 ?一个精密直流电压表,具备至少高于待测物调整率十倍以上,一般应用5位以上高精度数字表。 ?连接至待测物输出的可变电子负载。 *测试步骤如下:于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后,分别于低输入电压(Min),正常输入电压(Normal),及高输入电压(Max)下测量并记录其输出电压值。 电源调整率通常以一正常之固定负载(NominalLoad)下,由输入电压变化所造成其输出电压偏差率

电源转换器使用说明书

精选文档,供参考! 电源转换器使用说明书 使用您的转换器前,请仔细阅读使用说明书 安全第一 安装或使用不当都有可能有为危险或造成意外伤害。使用前,请仔细阅读说明书,特别要注意警告和注意部分的内容。注意提示您在一定条件下或一些操作方法可能对转换器或其他设施带来危害;警告提示您某些情况可能引起人身伤害。 警告:触电危险,儿童远离 1.交流输出插座与一般家电插座一样,有潜在危险,可以致命。 2.插座、风扇、或通风口不能堵塞。 3.转换器不能浸水、雨淋、淋雨雪。 4.普通AC 电线无论如何都不能直接与转换器连接。 警告:表面发热 连续使用后壳体表面温度会上升到60℃。使用时,保证少于2个端面5CM 内气体通畅。易变高温影响的物体不要放在附近。 警告:爆炸危险 下列环境中禁止使用:附近有易燃、易爆物品,以汽油为动力的船舱底部,丙烷存储罐附近,存放汽车轮胎或铅酸电池的地方。电池会由于氢气渗漏,一旦接触静电火花,易被点燃。 使用时,确保遇到意外情况,能就近得到援助。 注意: 1.不能将带电的直流电源直接插入转换器。 2.不能将接地的直流负载接入转换器。 3.不能在超过60℃的环境下工作。 1.说明 感谢您购买500W 电源转换器。这款转换器体积轻巧,设计合理,代表着高频转换的新潮流。无论接在汽车、船或24V 专用电瓶上,它都能为家用电器如电视机、录像机、电动工具等提供安全可靠的交流电源。设有自动保护功能,使您的转换器、电瓶在超常负载下得到有效保护,方便实用。 请在安装和操作之前仔细阅读本说明书。说明书留存以备参考。 安全特性: 1.过载保护,电流自动切断。 2.内置式保险丝,重新启动时,提供安全保障。 3.低电压保护后,电源自动切断。 4.过温保护后,电源自动切断。 5.输出短路保护。 2.安装指南 基于安全和性能的考虑,安装环境应具备条件: 1.干燥:不能浸水或雨淋 2.阴凉:适合温度在-25℃与40℃之间环境中使用。 3.通风:不能与电池驱动的电器连接,安装环境周围不能有易燃液体如汽油和挥发性的易爆气体。 4.清洁防尘:工作环境对500W 转换器至关重要。 使用导线 1、将转换器与24V 电瓶直接,您就可以使用持续功率为400W 的电器。将红色导线上的圆形端子接在转换器/电瓶的正极上,黑色导线上的圆形端子接在负极上。 注意:正/负极接反可能会损坏转换器。因此而造成的损失,不属于保修范围。 2、旋紧接线柱,但不要过紧。 3、将黑色夹子夹在电瓶的负极上。将红色夹子夹在电瓶的正极上。两个夹子连接正确。过松可能会导致电流意外下降,导线过热,从而损坏机器或导致火灾。 4、开启转换器。如果转换器不工作,请检查第三点。 5、用完后,将导线与电瓶分离。 3.使用方法 500W 转换器适用于220V ,持续功率为400W 或小于400W 的电器。交流输出波形为“修正后的正弦波”,是指所使用电源的功能上与正弦波相似。 功率或“瓦数”是指产品的额定功率。产品在启动瞬间,耗电量大于正常工作时间。电视、显示器、电动机在启动时电量达到峰值。尽管500W 转换器可以承受1000W 功率消耗,有时500W 以下的电器峰值功率可能会超过转换器所承受的峰值电流,引发过载保护,电流被关断。同时带动多个电器,可能发生这种情况。如果需要同时使用多个电器,先关闭电器开关,打开转换器开关,然后逐个打开电器开关。应最先开起峰值最高的电器。 显示和控制系统 1.转换器一端有2个AC 输出插座。2个220V/持续功率之和400W 或400W 以下的电器可同时接入。 2.转换器开关开时,有交流电源输出。 3.绿色指示灯(电源指示)工作,表示两个交流插座有交流输出,转换器工作正常。 4.红色指示灯(保护指示)工作,表示因过/欠压/过载/过温,导致转换器关断。 操作: 1.正确连接24V 输出或电瓶,打开开关,绿色指示灯工作,有交流电输出。 2.将电器插入转换器,打开开关,一次插入一个电器。 3.电瓶电量快耗尽时,电流开始下降。当转换器感应到输入电流降到20.4-21.6V 时,报警器发出蜂 鸣声。此时,电脑或其他敏感电器应及时关闭。 4.忽视报警声,转换器将在电流降到18.4-19.6V 时自动关断。这样可以避免电瓶被过充。电源切断后,红色保护指示灯工作。

开关电源调试详细步骤

2.测量一次侧电流波形 方法1:用示波器测试TP1与TP3两点之间的电压波形,这个波形能够反映出漏 电流及导通与截止时间等信息。(可以判断电源工作在连续或不连续模式) 尖峰电压、输入直流高压、二次反射电压、开关管导通压降及导通与截止时间 耐压至少30V;MOS管导通压降足够低。 ③通电1-3分钟后,切断电源,手摸器件(开关芯片、高频变压器、TVS、功率电阻等)有 烫现象。 二、波形测试与分析 1.测量一次侧电压波形 信息。为使开关电源稳定可靠的工作须满足两个条件:漏极尖峰电压小于MOS 1.检查线路连接及器件 根据原理图认真检查电路接线是否正确,元器件引脚之间有无短路,二极管、 管和电解电容极性有无错误。2.检查仪器设置 有异常,立即切断电源并进行检查,否则进入下一步; ②调节自耦调压器触头,使输入电压逐渐升高,同时观察输入、输出电流有无过大,输出 有无异常有无冒烟、是否有异常气味,无以上异常时,进入下一步; ①接通电源,首先观察输入电压、输入电流表及输出电压、输出电流表指示有无异常现象 检查仪器仪表挡位是否正确,通电前确保自耦高压器触头处于足够低的输出电开关电源调试详细步骤 一、搭建调试电路 方法2:用示波器测试TP2与TP3两点之间的电压波形,这个波形能够反映出漏 置,是否需要接入最小负载以及负载连接是否正确。 3.通电初试稳定性

方法:在直流高压的进线端串联一只0.5Ω/1W的取样电阻Rs,通过测试其压降 求出一次侧峰值电流。 工作模式转变: 因由于在逆程时高频变压器储存的能量没有完全释放掉而造成的。尽量释放能量的斜率基 持不变,但因放电时间明显缩短(占空比变大),使一次侧电流未通过零点,致使部分能 不及释放。 3.测量一次侧钳位电路中尖峰电流波形 ①当交流输入电压不变而负载电流出现大范围变化时,可引起工作模式的改变; 2.一次侧峰值电流就小于开关电源I LIMIT 注意:1.在TP2端连接探头的接地夹,在TP1端连接示波器探头的信号线(反极 测量) ②当负载不变而交流输入电压发生较大范围变化时,也可引起工作模式的改变; ③开关电源的占空比增大或减小时,也可引起工作模式的改变。 当负载不变,开关电源输入电压由低升高时,开关电源会从连续模式进入不连续模式,根

基于STM32的智能电源转换器

基于STM32的智能电源转换器 发表时间:2019-07-17T12:39:47.400Z 来源:《基层建设》2019年第13期作者:刘春明韩玲王冠超[导读] 摘要:为了减少用电设备待机功耗的问题,本文设计了一种基于STM32F103的具有检测用电设备电流以及电流谐波问题的可以远程控制的智能插座。 山东海信绿苑房地产开发有限公司山东省济南市 250100 摘要:为了减少用电设备待机功耗的问题,本文设计了一种基于STM32F103的具有检测用电设备电流以及电流谐波问题的可以远程控制的智能插座。 0、引言 待机能耗是指电器虽然没有使用,但其插头仍然插在插座的状态下所消耗的电能[1]。据中国节能认证中心对家庭待机能耗做过的调查显示,待机能耗占到家庭电力消耗的 10% 左右,仅以电视机为例,平均每台电视机的待机能耗是8.07 W,按每天待机 10 h 大约耗电 0.08度。待机能耗引起的资源和环境问题越来越受到社会的广泛关注,智能电源转换器因其方便、节能成为国内外新节能产品的研究热点[2] 本文设计的智能电源转换器在用户将转换器中主要设备关闭后,造成电路中电流骤减,基于 ARM 系列单片机 STM32F103 的微控制器能迅速检测到电流减小,从而认定主要设备关闭,之后切断插座电源,智能插座上的所有用电设备将全部实现自动断电。智能电源转换器还可以检测用电设备的谐波信息,通过SX1278模块经过节点上传至服务器用于数据分析。 1、智能电源转换器的总体设计 为了解决此电源转换器的需求,本文以STM32f103单片机为核心,霍尔元件的电流检测芯片、电流信号调理电路、SX1278无线模块构成系统的总体结构。 2、硬件设计 2.1微处理器的选择 微控制器选择STM32F103C8T6,其供电电压典型值为3.3V,一系列的省电模式可保证低功耗应用的要求。图1是STM32F103C8T6最小系统。 2.2电流检测芯片选型 电流检测原件选用ACS712,通过该铜制电流路径施加的电流能够生成可被集成霍尔?IC?感应并转化为成比例电压的磁场,通过将磁性信号靠近霍尔传感器,实现器件精确度优化。 图1 单片机最小系统图2 电流检测电路 2.3 SX1278通信模块 通信模块采用了Semtech公司生产的、具有优良远程通信能力的SX1278射频处理器。MCU与SX1278通过串行外设接口总线进通信,包括设置参数和读写先进先出(first input first output,FIFO)。SX1278可以通过6根连接线DIO0~DIO5中断MCU,完成异步事件处理。为判断接收和发送[3]。 3、软件设计 智能电源转换器完成对插座电气参数的采集和控制,并将数据通过SX1278无线模块上传至物联网节点。物联网节点通过TCP/IP协议将数据发送至服务器,在上位机进行数据显示,以及绘制历史曲线并进行数据分析。 3.1智能电源转换器程序设计 系统上电初始化,开机以后,终端模块需要加入节点网络当中,完成自组网。组网完成后,智能电源转换器采集电流电压信息,并进行FFT分解,根据智能电源转换器与物联网节点间协议,系统每过一段时间将采集到的信息通过物联网节点定时上传。 3.2上位机程序设计 上位机软件使用python语言编写。Python 是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言。上位机软件可显示电流电压以及谐波的实时数据,并能控制电源转换器的开关状态。 4 系统测试分析 完成本系统所有的理论设计以后在实验室搭建了测试环境上电运行检测。

电源转换器(开关电源)

东华大学电子课程设计 课题:12V-5V电源转换器(开关电源) 目录 一、设计任务与需求 (3) 二、总体方案选择 (4) 三、各模块电路设计分解 (7) 四、电路总图 (11)

五、所用元器件及购买清单 (12) 六、组装与调试 (12) 七、收获体会和建议 (16) 参考文献 (17) 附录A (17) 附录B (18)

一、设计需求与任务 1.1、设计背景: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,广泛应用于各种电子设备、仪器及家电。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。开关电源又被称为高效能节能电源,内部电路工作在高频开关状态,自身消耗的能量极低,一般电源效率可达80%左右。 1.2、设计任务:12V-5V电源转换器(开关电源) (1)输入直流电压12V,输出直流电压5V (2)在额定负载下,输出电压跌落≤30mv (3)在额定负载下,输出纹波V ≤50mv opp (4)在额定负载下,输出尖峰电压V '≤200mv opp (5)功率转换效率η大于70% ≤1A) (6)带有过流保护(I

二、总体方案选择 2.1、PFM与PWM调制方法: 2.1.1、PWM 当输出直流电压偏离额定值时,反馈控制电路在保证开关管频率不变的情况下,自动改变调整管的导通时间,即改变脉冲电压的宽度,从而改变脉冲电压的占空比,使直流输出电压的偏移量在允许的范围内。这种方案称为脉冲宽度调制,简称PWM型开关电源。其反馈电路是脉宽调制电路。 2.1.2、PFM: 当输出直流电压超过额定值时,反馈控制电路在保证调整管的导通时间不变的情况下,自动改变调整管的开关频率(也就是改变脉冲电压的频率),从而改变电压的占空比,使输出直流电压稳定在允许范围内,这种方案称为脉冲频率调整,简称PFM型开关电源,其反馈电路为脉冲频率调整电路。 2.2、针对PFM主要有自激式与驱动式两种方案。 2.2.1自激式 正激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正在被直流脉冲电压激励时,变压器的次级线圈正好有功率输出。下图所示正激式变压器开关电源的简单工作原理图,其中Ui是开关电源的输入电压,T是开关变压器,K是控制开关,L是储能滤波电感,C是储能

常用电源转换芯片

常用电源转换芯片 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

中达开关电源系统调试操作书

请各县市代维人员按照<<中达调试操作书>>上的步骤调试好新旧中达开关电源的参数:中达开关电源一次下电应设为44V、二次下电应设为46.8V;新型中达开关电源(带OBO防雷模块、带低压隔离侦测板)必须在侦测板上(用万用表直流电压档表笔接入第二个孔:低压隔离跳脱调节和第四孔:地线孔)把电压调至 4.68V;侦测板上不能有红灯亮,亮红灯表示侦测板处于手动状态,按一下第五个按钮红灯灭,表示处于自动状态。 《中达开关电源系统调试操作书》 中达电通电源系统操作及参数设定: 说明系统运作资料的显示和告警画面的说明, 以及系统如何进行参数设定, 已由用户针对某些特定的参数重新设定, 其余则由出厂时设定完成。 系统显示

1. 首页画面: 监控单元(CSU )的资料显示,是液晶显示器(LCD)和三个发光二极管来执行。红色为主要告警指示,黄色为次要告警指示,黄色为均充充电指示 (见上的CSU 显示屏幕图示)。 液晶显示器首页显示画面的内容为:直流输出电压、直流输出电流、交流输入电压、系统状态。在正常状况下系统异常告警资料并不显示,只有在供电系统发生异常时,才会有系统告警内容显示出来。 开机时首页画面显示: 直流电压--直流供电系统直流输出电压 负载电流--供电系统输出总负载电流 交流电压—系统交流电压(取第二相) 状 态--显示系统的状态(浮充,均充) 在首页下,按下列按键分别显示下列内容: 增 —显示资料内容. (只能查看,不能设置或更改) 减 —显示参数设定内容. (下面详细讲解) 直流电压 54.3 V 负载电流 0 A 交流电压 220 V 状态 浮充 主要告警指示灯 次要告警指示灯 均充指示灯

开关电源设计及调试总结

线性稳压电路具有结构简单,调整方便,输出电压脉动小的优点,但缺点是效率低,一般只有20%~40%,并且比较笨重。开关型稳压电路能克服线性稳 压电源的缺点,具有效率高,一般能达到65%~90%,并且体积小,重量轻,对电网电压要求不高,因而在实际生活中得到广泛应用。也正因为其应用的广泛性,相应专业的学生就更应该深刻和熟练地掌握它,在此以设计脉冲宽度调制型开关电路(PWM)为基础,详细解说该系统的调试过程。 1 系统设计原理 PWM 型的开关电源整体框图如图1所示。变压、整流、滤波模块处理起来比较简单,只要采用相应的变压器、单相全波整流、电容式滤波即可实现,这里不用更多的篇幅介绍。此系统的核心模块是方框图中的闭合(负反馈)模块。如果直接采用Boost型DC-DC升压器,实现起来简单,但输出/输入电压比太大,占空比也大,而将使输出电压范围变小,难以达到较高的指标,且为开环控制。对此采用专用开关芯片TL494芯片,它采用开关脉宽调制(PWM),效率高,外围电路也较简单,可以方便实现闭环控制。 1.1 TL494工作原理 TL494 内部结构如图2所示,它是一种固定频率可自行设置,并应用脉空调制的控制电路,其中,振荡频率fosc=1.1/(RTCT)。具体来讲,由于误差放大器输入口1,2(或3,4)的值不等,产生偏差,偏差送入PWM比较器与锯齿波(锯齿波的频率由振荡频率确定,幅值是定值)比较,在偏差大于锯齿波范围内时,9口(或10口)输出低电平,在偏差小于锯齿波范围内时,9口(或10口)输出高电平。若偏差值越大,TL494输出高电平的区间越小。由此可见,通过调整误差放大器输入口的偏差可改变占空比。

电源转换芯片TPS5430及其应用

271地壳构造与地壳应力文集(19) 2006年电源转换芯片TPS5430及其应用 马爱虹 李海亮 (中国地震局地壳应力研究所 北京 100085) 摘要 TPS5430是TI(美国德州仪器公司)最新推出的一款DC/DC开关电源转换芯 片。其优越的性能使得它刚刚上市就受到广泛关注。本文描述了该芯片的特征、参 数、功能、结构,并结合实践情况对其在地震前兆观测仪器中的应用进行了介绍。 一、引 言 地震前兆观测仪器是地震前兆观测的重要组成部分。只有仪器稳定、工作可靠,才能为地震前兆分析工作提供连续的原始数据。不断的挖掘和采用高性能的元器件替换相对性能低的、旧的元器件是改善仪器性能的一条途径。 TPS5430是TI公司最新推出的一款性能优越的DC/DC开关电源转换芯片。我们对其进行了开发,并将其应用到了T J-2型体积式应变仪的数据采集系统。 二、TPS5430简介 11TPS5430特性 TPS5430具有良好的特性,其各项性能及主要参数如下: 高电流输出:3A(峰值4A); 宽电压输入范围:515~36V; 高转换效率:最佳状况可达95%;宽电压输出范围:最低可以调整降到11221V; 内部补偿最小化了外部器件数量;固定500kHz转换速率; 有过流保护及热关断功能;具有开关使能脚,关状态仅有17u A静止电流; 内部软启动 与其他同类型直流开关电源转换芯片相比,TPS5430的高转换效率特别值得关注。图1为在12V输入电压、5V输出电压时TPS5430转换效率与输出电流的关系曲线图。 21功能和结构 (1)管脚说明: TPS5430采取8脚S O I C PowerP AD T M封装,形式如图2。 (2)内部结构及功能: ①晶振(O scillat or)频率。 固定500kHz转换速率,使得在同样的输出波纹要求下产生更小的输出电感。 ②基准(Reference)电压。 通过缩放温度稳定能隙带电路的输出范围,基准电压系统产生精确的基准信号。经测

DC-DC 电源转换器基本原理

DC-DC 电源转换器基本原理 , Mar. 26th, 2012

目录 DC DC DC--DC 转换器简介 交换式电源结构框图 交换式电源原理介绍 交换式电源设计实例 交换式电源交换式电源线路重要参数线路重要参数

DC-DC DC DC 转换器简介 电源对于电设备犹如心脏对于人体,是所有电设备的动力。早期,电设备功能单一,基本上直接用变压器将交流市电转换为所需的直流电压即可满足要求。但随着电子设备功能日益多样,其系统线路也越来越复杂,对电源的要求也越来越高。同时,以轻便、小巧为发展趋势的电子产品,不可能允许每组power都由体积大、干扰强的交流变压器来实现。因此,研发都由体积大干扰强的交流变压器来实现因此研发直流到直流的电源转换成为必须。 把直流电压变换为另一种直流电压最简单的办法是串电阻,把直流电压变换为另种直流电压最简单的办法是串电阻 但是由于焦耳热的消耗,会使这种方式转换的效率非常低,它 只适用于电流极小的电压转换另外利用半导体器件 只适用于电流极小的电压转换。另外,利用半导体器件(如PN结)的电压drop能力实现降压,也就是所谓的LDO 方式,这种方式

DC-DC 的损耗比直接用电阻会好很多,但依然存在效率低、过电流能DC DC 转换器简介 力有限、电压drop 范围小等局限性。 变换 Figure-1传统式DC-DC 变换器在计算机出现之后,由于其对大loading power oad g po e 的需求,使得传统的DC-DC 变换器已完全不可能再满足设计需求。思考:请充分发挥想象,思考实现电压变换还有什么方法?提示排列组合能引发质变能产生奇迹提示:排列组合能引发质变,能产生奇迹。

电源转换器种类

3、电源转换器的种类(TYPES OF POWER CONVERTERS) 3.0各类转换器定义与原理(DEFINITIONS AND DIMENSIONING) 虽然有很多作者与研究人员创造研究出很多种类的转换器电路,但是追根究底还是可归纳出三种最基本的电路出来,第一种称为“返驰式(flyback)”或者称为“buck-boost”型式,第二种称为“顺向式(forward)”或者称为“buck”型式,第三种称为“推挽式(push-pull)”或是称为“buck-derived”型式,在图3-1中,就是返驰式转换器的基本电路模型,其操作原理说明如下。 在图3-1 (a)中,当电路中的开关S关闭时,电流就会流经电感器L,并将能量储存于其中,由于电压极性的关系,二极体D是在逆向偏压状态,此时负载电阻R L上就没有电压输出,当开关S 打开时,如图图3-1(b)所示,此时由于磁场的消失,电感器L呈逆向极性,二极体D为顺向偏压,环路中则有I C感应电流产生,因此负载R L上的输出电压其极性正好与输入电压相反,由于开关ON/OFF的作用,使得电感器的电流交替地在输入与输出间,连续不断的改变其方向,不过这二者电流都是属于脉动电流形式,所以在buck-boost转换器电路中,当开关是在导通周期时,能量是储存于电感器里,反之,当开关是在打开(OFF)周期时,能量会转移至负载上。 在图3-2为顺向转换器基本电路型式,其操作原理说明如下,当开关S关闭时,电流就会顺向地流经电感器L,此时在负载上就会有带极性的输出电压产生,如图3-2(a)所示,由于输入电压极性的关系,二极体D此时是在逆向偏压状态。如图3-2(b)所示,当开关S打开时,电感器L会改变磁场,二极体D则为顺向偏压状态,因此在电容器C中就会有电流流过,因此在负载R L上输出电压

最新中达开关电源系统调试操作书

中达开关电源系统调 试操作书

请各县市代维人员按照<<中达调试操作书>>上的步骤调试好新旧中达开关电源的参数:中达开关电源一次下电应设为44V、二次下电应设为46.8V;新型中达开关电源(带OBO防雷模块、带低压隔离侦测板)必须在侦测板上(用万用表直流电压档表笔接入第二个孔:低压隔离跳脱调节和第四孔:地线孔)把电压调至 4.68V;侦测板上不能有红灯亮,亮红灯表示侦测板处于手动状态,按一下第五个按钮红灯灭,表示处于自动状态。 《中达开关电源系统调试操作书》 中达电通电源系统操作及参数设定: 说明系统运作资料的显示和告警画面的说明, 以及系统如何进行参数设定, 已由用户针对某些特定的参数重新设定, 其余则由出厂时设定完成。 系统显示

1. 首页画面: 监控单元(CSU )的资料显示,是液晶显示器(LCD)和三个发光二极管来执行。红色为主要告警指示,黄色为次要告警指示,黄色为均充充电指示 (见上的CSU 显示屏幕图示)。 液晶显示器首页显示画面的内容为:直流输出电压、直流输出电流、交流输入电压、系统状态。在正常状况下系统异常告警资料并不显示,只有在供电系统发生异常时,才会有系统告警内容显示出来。 开机时首页画面显示: 直流电压--直流供电系统直流输出电压 负载电流--供电系统输出总负载电流 交流电压—系统交流电压(取第二相) 状 态--显示系统的状态(浮充,均充) 在首页下,按下列按键分别显示下列内容: 增 —显示资料内容. (只能查看,不能设置或更改) 减 —显示参数设定内容. (下面详细讲解) 回车 —显示历史纪录内容和时间. 直流电压 54.3 V 负载电流 0 A 交流电压 220 V 状态 浮充 主要告警指示灯 次要告警指示灯 均充指示灯

开关电源调试中常见问题及解决方法

开关电源调试中常见问题及解决方法 开关电源,又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源 供应器的一种。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。下面我来介绍几种开关电源调试会碰到的问题及解决办 法。 1、变压器饱和现象 在高压或低压输入下开机(包含轻载,重载,容性负载),输出短路,动态负载,高温等情况下,通过变压器(和开关管)的电流呈非线性增长,当出现此现象时,电流的峰值无法预知及控制,可能导致电流过应力和因此而产生的开关管过压而损坏。 容易产生饱和的情况: 1)变压器感量太大; 2)圈数太少; 3)变压器的饱和电流点比IC的最大限流点小; 4)没有软启动。 解决办法: 1)降低IC的限流点; 2)加强软启动,使通过变压器的电流包络更缓慢上升。

2、Vds过高 Vds的应力要求: 最恶劣条件(最高输入电压,负载最大,环境温度最高,电源启动或短路测试)下,Vds的最大值不应超过额定规格的90%。 Vds降低的办法: 1)减小平台电压:减小变压器原副边圈数比; 2)减小尖峰电压: a.减小漏感,变压器漏感在开关管开通是存储能量是产生这个尖峰电压的主要原因,减小漏感可以减小尖峰电压; b.调整吸收电路: ①使用TVS管; ②使用较慢速的二极管,其本身可以吸收一定的能量(尖峰); ③插入阻尼电阻可以使得波形更加平滑,利于减小EMI。 3、IC温度过高 原因及解决办法: 1)内部的MOSFET损耗太大: 开关损耗太大,变压器的寄生电容太大,造成MOSFET的开通、关断电流与Vds的交叉面积大。解决办法:增加变压器绕组的距离,以减小层间电容,如同绕组分多层绕制时,层间加入一层绝缘胶带(层间绝缘) 。 2)散热不良: IC的很大一部分热量依靠引脚导到PCB及其上的铜箔,应尽量增加铜箔的面积并上更多的焊锡 3)IC周围空气温度太高: IC应处于空气流动畅顺的地方,应远离零件温度太高的零件。 4、空载、轻载不能启动 现象: 空载、轻载不能启动,Vcc反复从启动电压和关断电压来回跳动。 原因: 空载、轻载时,Vcc绕组的感应电压太低,而进入反复重启动状态。 解决办法: 增加Vcc绕组圈数,减小Vcc限流电阻,适当加上假负载。如果增加Vcc绕组圈数,减小Vcc限流电阻后,重载时Vcc变得太高,请参照稳定Vcc的办法。 5、启动后不能加重载 原因及解决办法:

电源转换器标准

转换器 商品知识 家用和类似用途转换器(以下简称转换器)主要由插头、电源线和移动式插座三部分组成。近年来随着科学技术及市场经济的飞速发展,各机关团体、企事业单位的办公自动化水平和人民生活水平不断提高,电脑、办公设备和各类家用电器迅速普及,因而产生了大量需求。另外,我国改革开放后,国内外人员出境旅游和办事的机会不断增加,因各国的插头插座型式不同均不能通用,出国人员携带的便携式小电器均应通过转换器插至国外的插座上才能使用,所以需配备相应的转换器。 我国国家标准规定的转换器,仅适用于交流电,电源电压50V以上至440V,额定电流不超过32A,对于单相转换器,其额定电流不应超过16A。转换器的类型基本上可归为三种,第一种类型为插头部分是我国系统型式,插座部分是我国和其他国家、地区系统型式;第二种类型为插头部分是其他国家、地区系统型式,插座部分是我国系统型式;第三种类型为插头插座两部分均是其他国家、地区系统型式。按目前我国的实际情况,第一种类型转换器目前需求量大,使用范围广。第二种类型有一定需求,第三种类型暂无需求。根据我国国家标准,第二、三种类型转换器均不可能在我国本土上使用,因此规定我国转换器采用的型式为第一种类型。 转换器按连接软缆的方式分类,分为可拆线转换器和不可拆线转换器两类,所谓不可拆线,就是转换器外壳用一般工具不能打开,不能更换软缆。其中可拆线转换器内部与导线连接部位,应使用螺纹型夹紧端子,顾名思义,螺纹型夹紧端子就是接线端由螺钉固定夹紧的,这样用户可以根据自己的需要随时更换软缆。不可拆线转换器则不能使用螺纹型夹紧端子,只能通过锡焊、熔焊、压接或其他等效方法将导线与接线端子永久性地连接在一起,故不能更换软缆。 具有加强保护的转换器按有无保护门,可分为有保护门的和无保护门的转换器。保护门的作用是提供防触电保护,是安装在转换器内部,在金属带电插套上方的盖板,由绝缘材料制成,只有用插头用力插合时才能打开,其他时候应是紧闭的。平时若家中小孩手指不慎伸入转换器插孔,如有保护门,小孩手指则不会触及到带电部件可避免造成触电危险。不过带保护门转换器的质量也参差不齐,在这里提醒消费者要选购知名品牌的同时,还是注意照顾好家中的小孩,以免发生危险。

采用UC3842的反激开关电源调试及仿真

采用UC3842的反激开关电源调试及仿真 1、反激电路的工作原理开关变换器是指利用半导体功率器件作为开关,将一种电源形态转变为另一种形态的主电路。反激式开关电源是开关变换器的一种,其主电路如图1所示。由于变压器同名端在一侧,故输出电压上负下正。当驱动信号为高电平时,开关管导通,电压源给原边电感充电,电感电流线性上升,直到开关管关断时刻,原边电流达到最大值。开关管导通期间,由于二极管承受反向电压,副边没有电流通过。当驱动信号为低电平时,开关管关断,副边二极管承受正向电压开始导通。 给电容充电,同时电容通过电阻放电。电容电压为上负下正。 反激式变换器有两种工作模式,一种为连续工作模式,一种为非连续工作模式。在下一个周期的驱动信号来临前,变压器副边电感中的电流已经降低为0,这种工作模式成为电流非连续工作模式。如果在下一个周期的驱动信号来临前,变压器副边电感中的电流没有降低为0,此种工作模式成为电流断续模式。处于连续模式和断续模式之间的是临界模式,此种状态下,当下一个周期信号来临时,电感电流刚好减少为0.为了避免变压器磁芯饱和,通常设计变压器工作在非连续工作模式。 反激式变换器主要有以下特点: (1)高频变压器一次绕组的同名端与二次绕组的同名端极性相反,一次绕组非同名端和开关管的驱动端共地,一次绕组的同名端接电压源的正端。 (2)高频变压器相当于一个储能电感,在开关管导通时变压器储存能量,在开关管截止时,将能量传给二次侧。 (3)可在连续模式下或非连续模式下工作。 (4)可以构成直流输入端的变换器,也可以构成交流输入的AC/DC变换器。 (5)输出电压低于或高于输入电压取决于高频变压器的匝数比。 (6)增加二次绕组和相关电路可以获得多路输出。 (7)反激式变换器一般不需要在输出整流二极管与滤波电容之间串联低频滤波电感。2、UC3842的工作原理UC3842是一种高性能、单端输出、频率可调的电流型PWM调制

隔离型直流电源转换器

隔離型直流電源轉換器 ●三種本DC-DC 轉換器之架構:buck ,boos ,buck-boost 適用於: ? 無隔離情況 ? 輸出、輸入電壓倍數相差不大之情況 ●上述情況若無法滿足時,需使用隔離型轉換器 ●常見隔離刑轉換器有: ? 馳返式(flyback ) ? 順向氏(forward ) ? 推挽式(push-pull ) ? 半波橋式(half bridge ) ? 全波橋式(full bridge ) 馳返式(flyback ) ●flyback topology shown as : ●It is widely used for output powers from about 150 down to under 5W ●It has no secondary output inductors, such that the cost and volume of the output inductors is a significant advantage. ●Two operation modes are used ;CCM and DCM mode CCM :The current of the primary is always larger than zero. DCM :The current of the primary will be reduced to zero ●The major topic is to design the transformer 、select a transistor 、diode and capacitor to satisfy the spec. ● The operation of DCM mode :shows as follows Step 1:The turns ratio of primary and secondary s p N N When Q is on, the dropped voltage across the primary is 1-=I L V V . From the

开关电源调试一般设计要求与要求

开关电源调试一般设计要求与要求 1.变压器饱和现象容易产生饱和的情况:解决办法: 2.Vds过高Vds的Vds降低的办法-减小平台电压:-减小尖峰电压: 3.IC 温度过高IC温度过高的原因及解决办法-内部的-散热不良-IC周围空气温度太高 4.空载、轻载不能启动现象:原因及解决办法:解决办法: 5.启动后不能加重载可能的原因及解决办法:1.Vcc在重载时过高2.内部限流被触发 6.待机输入功率大可能的原因及解决办法:Vcc在空载、轻载时不足电源IC 未进入Burst Mode 或已经进入Burst Mode,但Burst 频率太高 7.短路功率过大现象:原因:输出短路时有两种可能引起开关管停止工作触发OCP这种方式可以使开关动作立即停止。触发反馈脚的OCP开关动作停止Vcc下降到IC关闭电压Vcc重新上升到IC启动电压,而重新启动触发内部限流触发内部限流,占空比受限Vcc下降到IC关闭电压开关动作停止Vcc 重新上升到IC启动电压,而重新启动解决办法: 8.空载.轻载输出纹波过大可能的原因及解决办法:-Vcc在空载或轻载时不足解决方法:-Burst Mode时,间歇工作的频率太低解决办法: 9.重载、容性负载不能启动现象:一般设计要求:原因及解决办法(保证Vcc在正常工作范围内的前提下):1.增大峰值电流限流点I_limit,可允许流过更大电感电流Id2.启动时,增加传递能量的时间,即延长Vfb的上升时间(到达OCP保护点前)。10.空载、轻载输出反跳现象:原因:解决方法:在启动脚串入较大的限流电阻,使得大电容电压下降到仍然比较高的时候也不足以提供足够的启动电流给IC。将启动接到整流桥前,启动不受大电容电压影响。输入电压关断时,启动脚电压能够迅速下降。

开关电源调试时最常见的10大问题总结

变压器饱和变压器饱和现象 在高压或低压输入下开机(包含轻载,重载,容性负载),输出短路,动态负载,高温等情况下,通过变压器(和开关管)的电流呈非线性增长,当出现此现象时,电流的峰值无法预知及控制,可能导致电流过应力和因此而产生的开关管过压而损坏。 变压器饱和时的电流波形 容易产生饱和的情况: 1)变压器感量太大; 2)圈数太少; 3)变压器的饱和电流点比IC的最大限流点小; 4)没有软启动。 解决办法: 1)降低IC的限流点; 2)加强软启动,使通过变压器的电流包络更缓慢上升。 Vds过高 Vds的应力要求: 最恶劣条件(最高输入电压,负载最大,环境温度最高,电源启动或短路测试)下,Vds的最大值不应超过额定规格的90% Vds降低的办法: 1)减小平台电压:减小变压器原副边圈数比; 2)减小尖峰电压: a.减小漏感:

变压器漏感在开关管开通是存储能量是产生这个尖峰电压的主要原因,减小漏感可以减小尖峰电压。 b.调整吸收电路: ①使用TVS管; ②使用较慢速的二极管,其本身可以吸收一定的能量(尖峰); ③插入阻尼电阻可以使得波形更加平滑,利于减小EMI。 IC 温度过高 原因及解决办法: 1)内部的MOSFET损耗太大: 开关损耗太大,变压器的寄生电容太大,造成MOSFET的开通、关断电流与Vds的交叉面积大。解决办法:增加变压器绕组的距离,以减小层间电容,如同绕组分多层绕制时,层间加入一层绝缘胶带(层间绝缘) 。 2)散热不良: IC的很大一部分热量依靠引脚导到PCB及其上的铜箔,应尽量增加铜箔的面积并上更多的焊锡 3)IC周围空气温度太高: IC应处于空气流动畅顺的地方,应远离零件温度太高的零件。 空载、轻载不能启动 现象: 空载、轻载不能启动,Vcc反复从启动电压和关断电压来回跳动。 原因: 空载、轻载时,Vcc绕组的感应电压太低,而进入反复重启动状态。 解决办法: 增加Vcc绕组圈数,减小Vcc限流电阻,适当加上假负载。如果增加Vcc绕组圈数,减小Vcc限流电阻后,重载时Vcc变得太高,请参照稳定Vcc的办法。 启动后不能加重载 原因及解决办法: 1)Vcc在重载时过高 重载时,Vcc绕组感应电压较高,使Vcc过高并达到IC的OVP点时,将触发IC的过压保护,引起无输出。如果电压进一步升高,超过IC的承受能力,IC将会损坏。 2)内部限流被触发 a.限流点太低 重载、容性负载时,如果限流点太低,流过MOSFET的电流被限制而不足,使得输出不足。解决办法是增大限流脚电阻,提高限流点。 b.电流上升斜率太大 上升斜率太大,电流的峰值会更大,容易触发内部限流保护。解决办法是在不使变压器饱和的前提下提高感量。

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