摩托车整流器与开关电源
经实际比较，4冲程发动机上所用100W的永磁交流发电机使用并联短路方式的稳压整流器，每一百公里多消耗0.16升燃料
摩托车上有个非常重要的电器器件，它为机车电瓶供给稳定的充电电压，这就是稳压整流器，即我们俗称的"硅整流"整流就是将交流电压变为直流电压，稳压就是将发电机输出的不定电压稳定在划定范围内，以便电瓶合理充电以及车灯稳定亮度；实现这两个功效的器件，我们就称之为稳压整流器摩托车稳压整流器从孕育发生至此刻已履历了几个阶段，但直到目前为止，大多数摩托车仍使用技术上存在紧张缺陷的削波短路型稳压整流器，紧张浪费N多电能随着电子科学技术的发展、新技术以及新元器件不停出现，新一代的开关型稳压整流器已研究制造成功并已面世，人们在开始熟悉并使用它；信赖不长，它就能全面替换削波短路型稳压整流器在未发现整流管前，摩托车只能采用复杂的激磁直流发电机，使用机械调压法；就是用替续器调治激磁电流的大小，是一种简略的机械开关调压电路整流二极管发现后，人们尝试采用简略些的激磁交流发电机，同时采用机械调压；后来慢慢用电子调压替换机械调压，就是此刻汽车上用的调压方式为何早期摩托车要用布局复杂的激磁交流发电机而不消布局简略小而灵巧、妨碍率极低的永磁交流发电机呢?因为永
磁交流发电机的磁场与线圈是固定的，输出电压以及频率随策动机转速成正比变化，电压范围较宽，无法象激磁交流发电机同样用调解激磁电流大小的要领从内部调治输出电压的大小，故只能发出电压后再想法稳压其时的技术前提虽则无法实现稳压输出，但因小功率永磁交流发电机布局简略，妨碍率少，后来还是被广泛用到了摩托车上最早的永磁交流发电机用的整流器是不带稳压功效的，只有四个整流二极管，即全波整流，它全靠电瓶的蓄电能力来实现稳定电压(如XF250)发电机发出的交流电颠末二极管桥式整流直接给电瓶充电，充电电压就是发电机输出电压，随转速变化很大，电压与电流都远远超过电瓶没事了的充电电压以及电流；因为电瓶独有的稳压性能，以是电压能够稳定在适合的范围但这种稳压是以电瓶生存的年限为代价的，虽则电瓶的预设生存的年限为三年，但一般如此使用一年内就会损坏在策动机运转时，要是电瓶电路俄然断开，没了电瓶对发电机峰值电压的接收，某些用电器件便会忌克烧毁而且随着时间的推移，电瓶稳压性能会逐渐失去，电压会逐渐升高，很容易烧毁某些用电器件因全波充电容易过充，就出现了半波充电，即只有一个二极管的整流器因半波充电晚上电力不足，以是大灯只能由发电机交流直接供电，如早期的铃木A100、本田CG125等半波充电也存在着问题：白日行驶时，电瓶仍然过充，于是就在照明线上接有泄流电阻，将过电电阻发烧泄
放掉，以避免电瓶过充提前损坏(也不克不及用弥缝电瓶，否则极易充坏)；晚上行车，低车速时大灯昏暗，而且灯光随着策动机转速变化，照明效验不理想，电瓶也不克不及充沛随着电子科学技术的发展，出现了电子整流稳压器早期整流稳压器采用并联方式稳压，也就是削波短路稳压如12V车型，当输出电压高过15V时，可控硅导通，输入过电可控硅接地，发电机输出电压不再升高；当负载用电导致输出电压下降，低于15V时，可控硅为止，输入电流全数供给负载，如此反复，使电压基本上连结在15V摆布这种短路稳压方式在其时使永磁交流发电机的稳压性能得到提高，使得摩托车性能有了很猛前进，可以随心加大策动机转速而没必要顾忌输出的电压；不管是电瓶生存的年限，还是灯光明度，都得到了一定节制，外貌上的这种效验比较使人满意这种电子整流稳压器又可分为全波以及半波稳压两种全波整流稳压器同时对
正负半波进行削波稳压，将输出的正半波以及负半波都哄骗来给整车及电瓶供电，能量比较充沛，故可像汽车那样实施直流照明(如FXD12五、QJ12五、铃木王等)半波整流稳压器是对负半波进行削波到达稳压的目的，而将输出的正半波用来给电瓶充电，此稳压整流器供电能力较差，不克不及使用直流照明，只能使用灯光明度随转速而变化的交流照明方式(如豪迈12五、嘉陵70、AX100)，但电瓶些微不易用坏些摩托车不管是交流供电还是直流供电，使用的发电机功率基
本同样，只是接线方式以及使用的整流器不同罢了如要将交流供电改为直流供电，只需换个整流器并改一下路线便可(小功率发电机不计算在内)有些车的发电量较大，使用革新后的开关稳压半波整流器，怠速灯光也很亮，就没有须要改直流了这搭要强调一下全波稳压整流器上检测线的效用：这根检测线是接到电门锁出线上，用来检测路线上的电压值的当晚上开灯时，因为路线上有损耗，电瓶电压与路线电压有不同，路线电压低于15V时，整流稳压器自动提高稳压数值，使路线电压始末维持15V这从预设角度来看考虑很周全，但实际上有些电瓶因路线压降过大，造成检测失误致使充电电压太高而损坏，这是很多人所轻忽的问题其实并联稳压电路的采用也是必不得已的，且只能用在小功率永磁发电机上；其根来源根基因是这种电路本身就是一种短路妨碍，故只能用在特别指定的场所在摩托车中，这种稳压器可能是做成简略单纯交流稳压器的情势，接在大灯电路上；以其瞬间过压放电的特性，可以制止策动机飙车时烧毁大灯.因为永磁交流发电机的电压以及频率变化范围实在太宽，在起步转速时就要求发电机输出功率能满足整车全数装备用电，那末此转速提高后多发出的电能就是骈枝的，必须泄放掉才气使电压稳定在15V这样就造成为了电能的白白浪费；尤其是在白日，短路稳压一方面使永磁交流发电机负荷加剧，孕育发生反向磁场，阻碍转子的运动，同时消耗策动机动力消耗浪费电能的
同时，另外一方面因为稳压器通过大电流对地短路，整流稳压器以及发电机线圈均会紧张发烧，极易烧毁这是并联稳压不可制止的毛病按照某机台架实验，接上整流稳压器以及不接时，策动机的输出功率相差达150~250W，几乎是一辆电瓶车行走的动力有的车型因怠速时输出电压较高，紧张影响怠速，如铃木GS12五、钱江125-J、豪爵钻豹12五、建设雅马哈SR150、大沙125及各种采用永磁交流发电机的大排量车，将稳压整流器拔除后怠速自然升高300-500转，松油门后策动机惯性加大因为并联稳压电路比较浪费电能，人们又发现了串联稳压方式的电路，就是用可控硅做发电机与摩托车电路之间的电子开关，这犹如自来水的水龙头，需要用多少水，就放出多少水，不消水就关闸，消弭了并联稳压电路近似河闸常开紧张浪费电能的现象串联稳压与并联稳压比拟有不可比拟的上风，如电压稳定性、转换效率、带负载能力、生存的年限等方面，串联稳压整流器均明显超出跨越并连稳压电路；它可在不改变磁电机参量的情况下，带动更大功率的灯胆，使之到达汽车的照明水平，不但节电节油，安全性也有所提高因稳压整流器的工作电流较大，策动机输出的电压与频率变化范围较宽，一般的串联电路还不敷理想，需要使用比较复杂的开关电源电路才气到达更理想的状况早期开关电源的电路比较复杂，使人不太愿意接管；近几年开关元件大批量生产面世，才使串联型开关电源稳压器可
能走向市场开关电源就是用通过振动电路节制开关管进行
高速的导通与为止.将直流电转化为高频率的交流电供给给电感器进行变压，从而孕育发生整车电路所需要的电压目前对开关电源电路应用至多的是日用电器的220V转酿成低压直流，例如使用LED代替钨丝电灯泡的交流直流电源变压电路常用的开关电源可能是将220V/50Hz的交流电转换为高频交流电，因为高频电流在电感变压电路中的效率要比使用50Hz电源高很多；以是开关变压器就可以做的很小，成本较低，而且在工作时也不是很热要是不将50Hz电源变为高频状况，那开关电源电路就没有实践意义开关电源大要可以分为断绝以及非断绝两种，断绝型的肯定有开关变压器，而非断绝的不一定一定有简略地说,开关电源的工作原理步伐是：1.交流电源输入，经简略的整流滤波成原始直流电源2.通太高频PWM(电子脉冲宽度调制)旌旗灯号节制开关管，将直流电子脉冲加到开关变压器低级上3.开关变压器次级感到出高频电压，对电瓶实施充电，或是经整流滤波后供给负载电路4.输出部门通过抽样电路反馈给节制电路，节制PWM占空比，以便自控=稳定输出电压5.通过电路零件的不同组合毗连，开关电源可以有升压或降压的功效，或是相反的输出极性交流电源输入在功率不异时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出一
般还应该增加一些保护电路,好比空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源以上说的是开关电源的大抵工作原理；其实目前已有了集成度非常高的专用芯片,可以使外围电路非常简略,甚至做到免调试例如TOP系列的开关电源芯片(或称模块),只要共同一些阻容元件,以及一个开关变压器,就可以做成一个基本的开关电源最后说点开关电源的电路常识：开关电源的输出应为直流而不是交流满完全可以下3个前提即为开关电源：1，开关(电路中的电力电子器件工作在开关状况而不是线性状况)2，高频(电路中的电力电子器件工作在高频而不是靠近工频的低频)3，直流(电源输出是直流而不是交流)开关管的等效阻抗上的消耗功率越大，电路输出效率越小，而发烧量越大凡是在开关管上消耗的功率P等于电流的平方乘以电阻，那末电阻就是越小越好，电阻小则输出效率高，而发烧量越小此刻的开关管的阻值越来越小，通例RF 系列的管子(MOS)，内部电阻都很小，自身发烧也就比较小些打个比方，一个24V/10KW的电源，要是是传统变压器方式，体积近似于电视，一般女学生搬不动，散热至关于冬季室内的热风机；而开关电源体积较小，其散热有一只电脑电扇就完全可以应付车用开关电源整流器首要独特的地方是输入频率高，而且输入电压是不固定的，但目前的电子技术不难生产打造有些人以大灯亮度来衡量整流器的好坏，这长短常纰缪的灯胆的闪光效验受电压影响，电压太高则光明耀
眼要是某整流器质量较差，稳定性欠好，输出的电压偏高，那末灯胆必然很亮；但车上的电瓶与灯胆等电压规格是预先规定的，太高电压使用的后果，必然会很快损坏电瓶与灯胆目前开关电源在其它行业的应用早已普及，现成的电子零器件也很多，虽则开关型稳压整流器在摩托车中尚未推广，但摩托车整流稳压器迟早会起开关电路稳压的路子但国内多数企业有拼低成本弄压价竞争的习气，其产品质量因此会遭到紧张影响，为此诸位车友在选购相关器件时，还得仔细挑选对不同的机车以及电瓶，开关电源电路有以下不同的类型：1、简略单纯定压开关型整流器：有的电瓶可以使用低频电流简略单纯充电方式，使用带限流定压的开关电路的整流器便可凡是可以做成桥堆整流单向可控硅输出抽样电路可预先设定在某一电压值，限流可使用通例电阻；随着电瓶逐步被充沛，直流电路中的电压逐步升高，整流器输出的充电电流逐步减少，直到最后几乎纯粹为止这样的电路比较容易自制，成本较低，而且比靠短路电流来稳定电压的并连整流稳压器要合理很多；但在策动机转速较低时，发电机输出电压偏低，充电能力略嫌不足，大灯也不敷亮对此点不足，凡是是将发电机的线匝多绕些，让策动机在低转速时，发电机也有足够点亮大灯以及充入电瓶的电力2、高频开关智能型整流器：对要求较高的车载电瓶，例如电油双动力车之类的48V电瓶组，因其电压较高，电瓶又是适于高频充电的那
类此时需要采用高频电子脉冲智能充电方式，需要采用高频开关电源电路情势，需要整流器内含电压抽样自控电路，需要有瞬间放电=恢复电瓶蓄电能力的电路，需要有随同电瓶电压逐步升高而逐步减少充电电流的自动节制电路；其电路复杂程度不亚于在家使用的智能充电器这样的电路比较复杂，不太容易自制，而且成本会比较高些电路情势可有两种：一种是近似上述的电路，开关管近似于自来水的放水龙头，输入电压必须高于电瓶电压才有过电；与上述不同的是开关管是工作在高频开关状况，以包管电路的充电效验这样的电路效验与简略单纯串连稳压整流器有点近似，策动机输出的电压必须高于电瓶电压，整流器才有较大电流充入电瓶以及点亮大灯另外一种电路比较特别些，是输入电压低于电瓶组电压的变压整流电路，还是使用发电机输出的电力，经简略单纯整流滤波后，靠电子振动电路输出高电压，对电瓶的充电状况有点近似于使用抽水机将水往高处打的局面详细给
电瓶以及大灯充电多少，都由抽样电路决议这样做在电路上比较麻烦些，成本也会有所提高；但其好处是：策动机在怠速状况也有电力输送给电瓶(小我私家概念：既然是串连开关电路，还是将策动机的输出电压提高些，整流稳压电路就可以简略些，策动机的怠速也比较容易稳定些)虽则俺目前正在为电油双混合动力车研究制造上述的第二种智能充电器，但目前对摩托界最实际的作法，还是尽快实现上述第一种简略
单纯定压开关型整流器只要做到电瓶不超过限量充电，电瓶的生存的年限就可以延长许多，车灯也可望使用直流供电对泛博车友来说，电瓶姑且有只延长半年的生存的年限，就几乎至关于每一年节能了几十￥的电瓶费用，买燃料可以供羊羔多跑几百公里的路程
《自动化专业综合课程设计2》 课程设计报告 题目：开关电源设计与制作 院（系）：机电与自动化学院 专业班级：自动化0803 学生姓名：程杰 学号：20081184111 指导教师：雷丹 2011年11月14日至2011年12月2日 华中科技大学武昌分校制
目录 1．开关电源简介 (2) 1.1开关电源概述 (2) 1.2开关电源的分类 (3) 1.3开关电源特点 (4) 1.4开关电源的条件 (4) 1.5开关电源发展趋势 (4) 2．课程设计目的 (5) 3．课程设计题目描述和要求 (5) 4．课程设计报告内容 (5) 4.1开关电源基本结构 (5) 4.2系统总体电路框架 (6) 4.3变换电路的选择 (6) 4.4控制方案 (7) 4.5控制器的选择 (8) 4.5.1 C8051F020的内核 (8) 4.5.2片内存储器 (8) 4.5.312位模/数转换器 (9) 4.5.4 单片机初始化程序 (9) 4.6 输出采样电路 (10) 4.6.1 信号调节电路 (10) 4.6.2 信号的采样 (11) 4.6.3 ADC 的工作方式 (11) 4.6.4 ADC的程序 (12) 4.7 显示电路 (13) 4.7.1 显示方案 (13) 4.7.2 显示程序 (14) 5．总结 (16) 参考文献 (17)
1．开关电源简介 1.1开关电源概述 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。它运用功率变换器进行电能变换，经过变换电能，可以满足各种对参数的要求。这些变换包括交流到直流(AC-DC，即整流)，直流到交流(DC-AC，即逆变)，交流到交流(AC-AC，即变压)，直流到直流(DC-DC)。广义地说，利用半导体功率器件作为开关，将一种电源形式转变为另一种电源形式的主电路都叫做开关变换器电路；转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称为开关电源（SwitchingPower Supply)。 将一种直流电压变换成另一种固定的或可调的直流电压的过程称为DC-DC交换完成这一变幻的电路称为DC-DC转换器。根据输入电路与输出电路的关系，DC-DC 转换器可分为非隔离式DC-DC转换器和隔离式DC-DC转换器。降压型DC-DC 开关电源属于非隔离式的。降压型DC-DC转换器主电路图如1： 图1 降压型DC-DC转换器主电路 其中，功率IGBT为开关调整元件，它的导通与关断由控制电路决定；L和C为滤波元件。驱动VT导通时，负载电压Uo=Uin，负载电流Io按指数上升；控制VT关断时，二极管VD可保持输出电流连续，所以通常称为续流二极管。负载电流经二极管VD续流，负载电压Uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常串联L值较大的电感。至一个周期T结束，在驱动VT导通，重复上一周期过程。当电路工作于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等。负载电压的平均值为：
大阳摩托车电路原理及维修要点 摩托车电器系统一般按其功用分为：电起动系统、信号系统、照明系统、电源系统、点火系统、等几部分，上述系统是相互关联的，下面分别介绍每个系统的电路原理： 1、电起动系统：电器件包括蓄电池、起动电机、起动继电器、起动开关及其它相关电器件。 大阳系列直梁车、弯梁车、踏板车，电起动系统大同小异，主要区别在于弯梁车各档位直接起动（发动机有超越离合器）、直梁车有带档起动（空档正常起动、其他档位按离合器起动）及踏板车的无级变速功能（按刹车起动）。具体电路分别见下图： 图1：大阳系列弯梁车电起动系统电路图 起动摩托车前，安全检查，打开摩托车点火开关后，按起动按钮，这时起动继电器线圈通电，触点吸合，起动电机工作，带动发动机运转，完成起动功能。 起动故障的原因可通过原理图可知： 1）、蓄电池是否亏电； 2）、保险丝是否烧断； 3）、各导线是否连接牢固； 4）、点火开关、起动开关是否正常工作； 5）、起动继电器是否正常工作； 6）、起动电机是否正常工作。
图2：大阳系列直梁车电起动系统电路图 直梁车电起动系统中的二极管作用是：防止带档起动时，离合器开关接通，空档灯常亮。发生故障的原因比前面多一种：二极管是否失效或接反。 图3：DY50T、DY100T、DY125T踏板车电起动系统电路图
图4：DY150T踏板车电起动系统电路图 踏板车电起动系统中串入刹车开关是为防止起动时（油门大）摩托车前冲，原理与故障同上。DY150T踏板车只有在紧急熄火开关接通，电路才能工作。 2、信号系统： 摩托车信号系统电器件包括蓄电池、点火开关、转向开关、闪光继电器、前后转向灯、转向指示灯、喇叭、喇叭按纽、刹车灯、刹车开关、油位表、油位传感器、档位指示灯及档位开关。信号系统电路也可分为：转向、喇叭、刹车、油位指示及档位指示等支路。各类摩托车信号系统基本相似，仅仅是踏板车无档位指示功能（有些摩托车带电压指示功能或来电显示功能），原理见下图： 油位传感器有两线式和三线式，当油位发生变化时，传感器电阻值变化，油位表指示值随之变化。 图5：大阳系列弯梁车信号系统电路图
开关电源（整流模块）电路构成 随着全控型电力电子器件的发展与使用，仅工作于器件饱和与截止状态的直流稳压电源应运而生。这种用于电能转换和控制的电力电子器件，以20千赫兹以上的频率在饱和与截止状态间切换，工作于开关状态，因此将这种工作于器件开关状态的电源，称之为高频开关电源。 开关电源结构上由强电主电路与弱电电路构成，强电主电路由电力电子器件为核心的各种电能转换电路构成，完成电能形态转换；弱电电路负责主电路中电力电子器件的驱动与负反馈控制。主电路包括整流电路（AC/DC）、直流变换电路（DC/DC）、功率因数矫正电路、滤波电路等，弱电电路包括PWM波生成电路、控制电路、保护电路和均流电路等，两部分协同工作，实现交流市电转换为所需稳压直流电的目的。各模块构框图如图1所示。 图1 开关电源（整流模块）内部框图 交流电首先进入滤波与入口保护功能电路模块，输入EMI滤波用于滤除来自电网的电磁干扰，以及抑制整流器对电网的电磁干扰，使整流器具有良好的电磁兼容性；软启动电路用于降低整流器开机时的冲击电流，避免整流器开机时对电网造成冲击。当交流输入电压超过整流器的输入电压上、下限值时，输入过、欠压保护电路关闭交流输入，整流器停止工作；当交流输入恢复正常时，自动开启交流输入，使整流器恢复输出。浪涌防护用于抑制由于雷击等造成的浪涌电流。 PFC功率因数校正电路用于减少整流器输入电流中的谐波成分，使整流器的功率因数接近1。PFC校正电路同时对输入电压进行预整流，输出约为400V的直流电压给后级DC-DC 变换电路。PFC输出的约为400V的直流电经DC/DC变换后，按设定值输出稳定的直流电。输出EMI滤波使整流器输出端的杂音电压满足要求，同时抑制输出端的电磁干扰，使整流器具有良好的电磁兼容性。辅助电源电路则为整流器内部各部件提供相应的直流工作电压。 控制及通讯模块的电路属于弱电电路，当整流器与监控单元通信正常时，按照监控单元
毕业论文（设计） 题目开关电源设计 英文题目switch source design
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
开关电源和线性电源的区别 线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV以下）。对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来说就是关电源）。还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。 开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比５０Hz高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！！成本很低．如果不将５０Hz变为高频那开关电源就没有意义！！开关变压器也不神秘．就是一个普通的变压器！这就是开关电源。 开关电源，是通过电子技术实现的，主要环节：整流成直流电——逆变成所需电压的交流电（主要来调整电压）——再经过整流成直流电压输出。 开关电源的结构中由于中间没有变压器和散热片，因而体积非常小。同时，开关电源内部都是电子元件，效率高、发热小。虽然，具有电磁干扰等缺点，但现在的屏蔽技术已经非常到位。 开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必 一定有。 简单地说,开关电源的工作原理是: 1.交流电源输入经整流滤波成直流; 2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上; 3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载; 4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的. 交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的 干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变
浅谈整流器与开关电源（转贴） 摩托车上有一个非常重要的电器部件，它为整车用电设备提供稳定的工作电压，这就是整流稳压器，即我们俗称的“硅整流”。整流就是将交流电压变为直流电压，稳压就是将发电机输出的不稳定电压稳定在规定范围内，实现这两个功能的器件我们就称之为整流稳压器。摩托车整流稳压器从产生到现在已经经历了几个阶段，但直到目前为止，大多数摩托车仍使用技术上存在缺陷的削波短路型整流稳压器。随着科技的发展，新技术和新元器件的出现，改进整流稳压器的性能有了可能，因此新一代的开关型整流稳压器已研制成功并面世，人们已开始认识并使用它，相信不久它就能全面替代削波短路型整流稳压器了。 在未发明二极管前，摩托车只能采用复杂的激磁直流发电机，使用机械调压, 就是用继电器调节激磁电流的大小，是一种简单的开关调压电路。二极管发明后，人们试着采用简单一点的激磁交流发电机，同时用机械调压，后来慢慢用电子调压替代了它。这就是现在汽车上用的调压方式。为什么早期摩托车要用结构复杂的激磁交流发电机而不用结构简单小巧、故障率极低的永磁交流发电机呢？因为永磁交流发电机的磁场与线圈是固定的，输出电压和频率随发动机转速变化而成正比变化，范围极宽，无法象激磁交流发电机一样用调整激磁电流大小的方法从内部调节输出电压的大小，只能发出电压后再予以稳压，以当时的技术条件无法实现。但后来因小功率永磁交流
发电机结构简单，故障率少，还是被广泛用到了摩托车上。 最早的永磁交流发电机用整流稳压器是不带稳压功能的，只有四个二极管，即全波整流，它全靠电瓶稳压（如XF250 ）。发电机发出的交流电经过二极管桥式整流直接给电瓶充电，充电电压就是发电机输出电压，随转速变化很大，电压跟电流都远远超过电瓶正常的充电电压和电流，由于电瓶特有的稳压性能，所以电压能够稳定在合适的范围，但这是以电瓶的寿命为代价的（一般一年就损坏了，而电瓶的设计寿命为三年）。发动机运转当中，如果电瓶突然断开，所有用电设备便会即刻烧毁，而且随着时间的推移，电瓶稳压性能逐渐失去，电压逐渐升高，很容易烧毁用电设备。 因全波充电容易过充，就出现了半波充电，即只有一个二极管的整流器。因半波充电晚上电力不足，所以大灯只能由发电机交流直接供电，如早期的铃木A100 、本田CG125 等。半波充电也存在着问题：白天行驶时，电瓶仍然过充，于是就在照明线上接有泄流电阻，将电流通过电阻发热泄放掉，以免电瓶早期损坏（但也不能用密封电瓶，否则极易充坏）；晚上，低速时大灯昏暗，而且灯光随着转速变化而变化，照明效果不理想，眼睁睁看着电能浪费，而灯光依然暗淡。 随着科技的发展，出现了电子整流稳压器。这种整流稳压器采用并联方式稳压，也就是削波短路稳压。如12V 车型，当输出电压高过15V 时，可控硅导通，输入电流通过可控硅下地，输出电压不再升高，仍保持15V ；当负载用电导致输出电压下降，低于15V 时，可控硅截止，输入电流供给负载，如此反复，使电压保持15V 。
《开关电源课程设计》 指导教师：熊春宇 姓名：李丽丽 学号：200701071235 电话：136664664296
LED照明驱动开关电源设计 (李丽丽，大庆师范学院物电学院07级电子信息工程专业)摘要：LED照明驱动设计了恒流输出、空载保护、隔离输出及EMC等功能.系应用于LED 照明驱动的开关电源电路。采用PWM自动调节实现恒流输出，稳压管过压锁定实现空载保护，电磁隔离和光隔离实现隔离输出。经过多次的运行与检测，实践证明该电路恒流输出稳定，发热量低。本设计体积小,微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出。可广泛适用于生活照明，商用照明。 关键词:LED驱动电源;发热低恒流;隔离低成本 Abstract：LED lighting design drive the constant-current output, the output and protection, isolation no-load EMC etc. Function. Is applied to the switch power LED lighting driving circuit. Using PWM automatic adjustment output voltage, the constant-current over-voltage protection tube, electromagnetic no-load realize locking and isolation realize isolation output isolation. After many operation and test, the practice has proved that the constant-current circuits, low heat stable output. This design, small size, fine-tuning feedback circuit can be set as the common 350mA LED drive or 700mA constant-current output. Life can be widely used in commercial lighting, lighting. Key words：Leds driving power；Fever is low；Constant flow；Isolation；Low cost 0概述 0.1选题的目的与意义： 全球能源紧张，提高电器的效率是行之有效的方法。照明用电占据全球21%的总用电量，如果能提高照明用的的效率，可以有效缓解能源紧张。如何提高照明系统的能源利用率，延长照明系统的寿命，并且是绿色无污染的？取代白炽灯，荧光灯，节能灯的第四代照明灯具是什么？业界给出的答案就是LED灯照明。LED照明每W流明数可达到120lm。远高于白炽灯和日光灯，此外LED灯珠寿命可长达十万小时，并且绿色无污染。LED照明具备的这些优点决定了其应用前景是非常广阔的。LED照明应用上的限制在于LED有固定的正向压降，电流也有上限（工作电流是影响LED寿命的主要因素）。大功率白光LED上的正向压降一般为3-4V，不能直接使用市电驱动。因此一个和LED灯珠匹配的高效，环保，长寿命的电源是必须的，这正是这次选题的意义与目的所在。 0.2研究现状 开关电源的技术已经非常成熟，由于LED驱动的降压技术大部分采用开关电源。因此即使是LED驱动电源真正进入研究的时间不算长，却无碍其技术的成熟。LED驱动要求的技术特点是：寿命长，体积小（特别商用照明和家用照明，最好可以内嵌到灯头）。 众所周知，绝大部分开关电源都需要一个输出滤波的电解电容，即使高品质的电解电容，工作在100摄氏度左右，寿命也只有1Wh左右。毫无疑问，电解电容正是LED灯整体寿命的瓶颈。而内嵌式驱动板上的电解电容，由于LED的发热以及驱动板本身的发热，长期在
正激式变压器开关电源的优缺点 2010年04月08日 15:18 电源网作者：陶显芳用户评论（0） 关键字：变压器(453)开关(111)正激式(3) 正激式变压器开关电源的优缺点 为了表征各种电压或电流波形的好坏，一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。在开关电源之中，电压或电流的幅值和平均值最直观，因此，我们用电压或电流的幅值与其平均值之比，称为脉动系数S；也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比，称为波形系数K。 因此，电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki分别表示为： Sv = Up/Ua ——电压脉动系数（1-84） Si = Im/Ia ——电流脉动系数（1-85） Kv =Ud/Ua ——电压波形系数（1-86） Ki = Id/Ia ——电流波形系数（1-87） 上面4式中，Sv、Si、Kv、Ki分别表示：电压和电流的脉动系数S，和电压和电流的波形系数K，在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S或K。脉动系数S和波形系数K都是表征电压或者电流好坏的指标，S和K的值，显然是越小越好。S和K的值越小，表示输出电压和电流越稳定，电压和电流的纹波也越小。 正激式变压器开关电源正好是在变压器的初级线圈被直流电压激励时，变压器的次级线圈向负载提供功率输出，并且输出电压的幅度是基本稳定的，此时尽管输出功率不停地变化，但输出电压的幅度基本还是不变，这说明正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性相对来说比较好；只有在控制开关处于关断期间，功率输出才全部由储能电感和储能电容两者同时提供，此时输出电压虽然受负载电流的影响，但如果储能电容的容量取得比较大，负载电流对输出电压的影响也很小。 另外，由于正激式变压器开关电源一般都是选取变压器输出电压的一周平均值，储能电感在控制开关接通和关断期间都向负载提供电流输出，因此，正激式变压器开关电源的负载能力相对来说比较强，输出电压的纹波比较小。如果要求正激式变压器开关电源输出电压有较大的调整率，在正常负载的情况下，控制开关的占空比最好选取在0.5左右，或稍大于0.5，此时流过储能滤波电感的电流才是连续电流。当流过储能滤波电感的电流为连续电流时，负载能力相对来说比较强。
电力电子技术课程设计报告 题目高频开关稳压电源 专业电气工程及其自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师 2016年春季学期 起止时间：2016年6月25日至2016年6月27日
设计任务书11 高频开关稳压电源设计√ 一、设计任务 根据电源参数要求设计一个高频直流开关稳压电源。 二、设计条件与指标 1.电源：电压额定值220±10%，频率：50Hz； 2. 输出:稳压电源功率Po=1000W,电压Uo=50V； 开关频率:100KHz 3.电源输出保持时间td=10ms(电压从280V下降到250V)； 三、设计要求 1.分析题目要求，提出2~3种电路结构，比较并确定主电路 结构和控制方案； 2.设计主电路原理图、触发电路的原理框图，并设置必要的 保护电路； 3.参数计算，选择主电路及保护电路元件参数； 4.利用PSPICE、PSIM或MATLAB等进行电路仿真优化； 5.撰写课程设计报告。 四、参考文献 1.王兆安，《电力电子技术》，机械工业出版社； 2.林渭勋等，《电力电子设备设计和应用手册》； 3.张占松、蔡宣三，《开关电源的原理与设计》，电子工业 出版社。
目录 一、总体设计 (1) 1．主电路的选型（方案设计） (1) 2.控制电路设计 (4) 3.总体实现框架 (4) 二、主要参数及电路设计 (5) 1.主电路参数设计 (5) 2.控制电路参数设计 (7) 3.保护电路的设计以及参数整定 (8) 4.过压和欠压保护 (8) 三、仿真验证（设计测试方案、存在的问题及解决方法） (9) 1、主电路测试 (9) 2、驱动电路测试 (10) 3、保护电路测试 (10) 四、小结 (11) 参考文献 (11)
常见摩托车CDI点火器原理和电路 摩托车CDI点火器，因线路简单、可靠，在摩托车发动机点火系统中被大量采用。可能有人认为只有低档摩托车才用CDI点火系统，其实有许多高档摩托车也使用CDI点火器，尤其是越野摩托车都使用CDI点火系统，这种点火器不会因蓄电池没电或损坏，而影响发动机的正常运转。有很多CDI点火器的科技含量是很高的，且电子线路相当复杂，所以说CDI点火器是一个繁简不一的庞大“家族”。 为了防止CDI点火器内的电子线路及电子元件因受到潮湿或震动而出现故障，多用树脂胶封固。要分解剖析CDI点火器内部的电子线路有一定的困难，所以有些人并不了解内部的电子线路工作原理。虽然CDI点火器都是利用电容器充放电原理，使点火线圈感应产生高压电火花，来点燃发动机缸内的可燃混合气体的，但是CDI点火器内的电子线路却是各种各样。有些CDI点火器的外部接线一样或类似，可CDI点火器内的电子线路却不一定相同，有的甚至相差甚远。 我多年来剖析了大量CDI点火器，依据实物测绘出了多种CDI点火器电路图。也依据分析的电路原理图修复过各种CDI点火器，同时也按照剖析的电路图制作过CDI点火器（有时是为验证所测绘出的电路图的正确性）。为了使广大摩友深入了解各种CDI点火器的工作原理和特点，以便在维修实践中能灵活选用或代换。下面我将多年剖析积累的各种CDI点火器电路介绍给大家，CDI点火器，按触发方式可分为自触发和它触发两种，按触发脉冲工作方式可分为正触发和负
触发两种。 一、自触发式CDI点火器 自触发式CDI点火器是用一个点火电源线圈充电兼触发的CDI点火器，一般是线圈输出交流电的正脉冲给电容器充电，输出的负脉冲去触发可控硅导通，使被充电的电容器通过点火线圈放电来产生电火花。图1是WD2型自触发式CDI点火系统的接线图，图2是WD2型自触发式点火器剖析的电路原理图。济南轻骑QM50Q-D型、轻骑木兰50等摩托车采用的就是这种CDI点火器。实践中还发现有些轻骑系列摩托车虽然使用的是WD2型CDI点火器，但所用的引线颜色与图2的不同，图2中的白色线他们用的是白/红线；图2中蓝色线他们用的是蓝/红色线，其余引颜线色与图2所标线色相同。值得注意的是图2中的充电触发线圈是有搭铁接地端的，而点火线圈的初级线圈是没有搭铁接地端的，如图2所示的蓝色线是不搭铁接地的。否则，如果蓝色线接地，当线圈输出交流电负半周时，负脉冲触发信号电流经线圈b端可直接经过蓝色线和图2中的二极管VD2到线圈的a端，从而出现短路，使得可控硅SCR触发极电路没有触发电流，可控硅SCR就不能被触发导通，点火器也就不能正常工作。 图3是CD501型自触发式点火系统接线图，图4是CD501型自触发式CDI点火器剖析的电路原理图。也有的轻骑QM50Q—D型、轻骑木兰50型等摩托车采用这种CDI点火器。图4与图2的区别是图4中的点火电源充电触发线圈是没有搭铁接地端的，而点火线圈初级、次极是有接地端的。否则，如果充电触发线圈有接地端，同样会使线圈输出的交流电负半周脉冲直接经过b端到地，经过d 端黑色线和图4中的二极管VD2到白色线，线圈的a端而短路。使得可控硅SCR 的触发极回路得不到触发电流，使得可控硅SCR无法导通。通过上面所述，图2与图4这两种点火系统中的CDI点火器、点火充电触发线圈和点火线圈是不能直接互换的。 铃木FA50型摩托车也采用图4这种点火器电路，但所用的线色与图4所标的线色不同，FA50型摩托车CDI点火器的线色是图4中的a端用黑/红色线；b端用红/黑色线；c端用黑/黄色线；d端用黑/白色线搭铁接地。国产玉河50型也采用图4点火器电路，线色是图4中的a端用蓝色线；b端用红色线；c端用绿色线；d端用黑色线搭铁接地。铃木TR125型摩托车采用的点火器电路与图4基本相同，与图4不同的是采用的CDI点火器不是图4的四线制，而是五线制CDI点火器，
是直流电按要求不同使用不同,线性电源最好他输出的是线性直流电,可以用在要求高的场合,开关电源次之,他是由很高的开关速度的变压器和开关管,特点是重量小,容量大,输出质量高,相控电原用在要求不高,电流特大的场合 线性电源，开关电源区别 线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。 开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV以下）。 对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来说就是开关电源）。还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦 开关电源和线性电源在内部结构上是完全不一样的，开关电源顾名思义有开关动作，它利用变占空比或变频的方法实现不同的电压，实现较为复杂，最大的优点是高效率，一般在90％以上，缺点是文波和开关噪声较大，适用于对文波和噪声要求不高的场合；而线性电源没有开关动作，属于连续模拟控制，内部结构相对简单，芯片面积也较小，成本较低，优点是成本低，文波噪声小，最大的缺点是效率低。它们各有有缺点在应用上互补共存！ 一、线性电源的原理： 线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。线性电源是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压，要达到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压，这种电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音。但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和
开关电源设计
开关直流稳压电源设计 摘要 直流稳压电源应用广泛，几乎所有电器，电力或者电子设备都毫不例外的需要稳定的直流电压（电流）供电，它是电子电路工作的“能源”和“动力”。不同的电路对电源的要求是不同的。在很多电子设备和电路中需要一种当电网电压波动或负载发生变化时，输出电压仍能基本保持不点的电源。电子设备中的电源一般由交流电网提供，如何将交流电压（电流）变为直流电压（电流）供电？又如何使直流电压（电流）稳定？这是电子技术的一个基本问题。解决这个问题的方案很多，归纳起来大致可分为线性电子稳压电源和开关稳压电源两类，他们又各自可以用集成电路或分立元件构成。开关稳压电源具有效率高，输出功率大，输入电压变化范围宽，节约能耗等优点。 一、引言 1.1基本要求 稳压电源。 1.基本要求 ①输出电压UO可调范围：12V～15V； ②最大输出电流IOmax：2A； ③U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%（IO=2A）； ④IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%（U2=18V）； ⑤输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； ⑥DC-DC变换器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； ⑦具有过流保护功能，动作电流IO（th）=2.5±0.2A； 1.2发挥部分 (1)排除短路故障后，自动恢复为正常状态； (2)过热保护； 二、方案设计与论证 开关式直流稳压电源的控制方式可分为调宽式和调频式两种。实际应用中，调宽式应用较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数为脉宽调制（PWM）型。开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开通时间和工作周期的比值，即占空比来改变输出电压，通常有三种方式：脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）和混合调制。PWM调制是指开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。因为周期恒定，滤波电路的设计比较简单，因此本次设计采用PWM调制方式实现电路设计要求。主要框架如图1所示。由变压器降压得到交流电压，再经过整流滤波电路，将交流电变成直流电，然后再经过DC-DC变换，由PWM的驱动电路去控制开关管的导通和截止，从而产生一个稳定的电压源。
摩托车电路线颜色连接与功能 、本田摩托车导线颜色的功能: 1.红色：蓄电池正极至电门锁开关前。 2.粉红色：发动机电源输出。 3.蓝色: 前照灯远光。 4.绿色: 电源负极和接地线。 5.黑色: 电门锁至整车电源正极。 6.白色: 发动机充电输出，前照灯近光。发电机灯光，充电电源输出。 7.灰色: 闪光器至转向开关 8.橙色: 左前后转向至转向开关。 9.天蓝色：有前后转向至转向开关。 10.棕色：行车灯，仪表灯。 11.宗/白色：前行驶灯。 12.浅蓝色：喇叭至开关按钮。 13.浅绿色：喇叭至开关按钮。 14.红/白色: 经整流充电的发电机输出引线。 15.黑/白色: 电门锁熄火开关引线。 16.蓝/白色: 触发器引线。 17.橙/白色: 左位置灯正极引线。 18.天蓝/白: 右位置灯正极引线。 19.黄/白色: 汽油指示表至浮子开关。 20.黑/红色: 点火线圈输出。 21.绿/红色: 空档灯至空当开关。
22.棕/红色：超速指示灯负极连线。 23.黑/** :高压包正极线（点火器输出引线） 24.绿/**:前后制动开关至刹车灯。 25.蓝/** : CDI触发部分引线。 26.蓝/红色：CDI触发电源上端引线。 27.黄/红色：启动继电器正极引线。 二、铃木公司摩托车导线颜色的意义 1. 红色：蓄电池正极至电门锁开关前。 2.粉红色：喇叭至开关按钮。 3.绿色：电喇叭至按钮之间或右转向灯引线 4.黑色：电喇叭至按钮之间或左转向灯引线 5.白色：前照灯远光引线或后制动灯引线。 6.橙色：电门锁至整车电源正极。前照灯近光引线。 7.灰色：仪表灯引线。 8.棕色：尾灯引线。 9.浅绿色：右转向灯引线。 10.浅蓝色：闪光器至转向开关之间。 11.黑/白色: 整车地线。 12.绿/白色: 触发线圈引出线。 13.橙/白色: 熄火开关引线。 14.黑/红色: CDI点火电源线。 15.橙/红色: 大灯电源线。 16.绿/黄：电启动继电器正极。
变压器开关电源致命原理 在Toff期间，控制开关K关断，流过变压器初级线圈的电流突然为0。由于变压器初级线圈回路中的电流产生突变，而变压器铁心中的磁通量不能突变，因此，必须要求流过变压器次级线圈回路的电流也跟着突变，以抵消变压器初级线圈电流突变的影响，要么，在变压器初级线圈回路中将出现非常高的反电动势电压，把控制开关或变压器击穿。 如果变压器铁心中的磁通ф产生突变，变压器的初、次级线圈就会产生无限高的反电动势，反电动势又会产生无限大的电流，而电流在线圈中产生的磁力线又会抵制磁通的变化，因此，变压器铁心中的磁通变化，最终还是要受到变压器初、次级线圈中的电流来约束的。 因此，在控制开关K关断的Toff期间，变压器铁心中的磁通主要由变压器次级线圈回路中的电流来决定，即： e2 =-N2*dф/dt =-L2*di2/dt = i2R —— K关断期间 (1-64) 式中负号表示反电动势e2的极性与(1-62)式中的符号相反，即：K接通与关断时变压器次级线圈产生的感应电动势的极性正好相反。对(1-64)式阶微分方程求解得： 式中C为常数，把初始条件代入上式，就很容易求出C，由于控制开关K由接通状态突然转为关断时，变压器初级线圈回路中的电流突然为0，而变压器铁心中的磁通量不能突变，因此，变压器次级线圈回路中的电流i2一定正好等于控制开关K接通期间的电流i2(Ton+)，与变压器初级线圈回路中励磁电流被折算到变压器次级线圈回路电流之和。所以(1-65)式可以写为： (1-66)式中，括弧中的第一项表示变压器次级线圈回路中的电流，第二项表示变压器初级线圈回路中励磁电流被折算到变压器次级线圈回路的电流。 图1-16-a单激式变压器开关电源输出电压uo等于： (1-68)式中的Up-就是反击式输出电压的峰值，或输出电压最大值。由此可知，在控制开关K关断瞬间，当变压器次级线圈回路负载开路时，变压器次级线圈回路会产生非常高的反电动势。理论上需要时间t等于无限大时，变压器次级线圈回路输出电压才为0，但这种情况一般不会发生，因为控制开关K的关断时间等不了那么长。 从(1-63)和(1-67)式可以看出，开关电源变压器的工作原理与普通变压器的工作原理是不一样的。当开关电源工作于正激时，开关电源变压器的工作原理与普通变压器的工作原理基本相同;当开关电源工作于反激时，开关电源变压器的工作原理相当于一个储能电感。 如果我们把输出电压uo的正、负半波分别用平均值Upa、Upa-来表示，则有： 分别对(1-71)和(1-72)两式进行积分得： 由此我们可以求得，单激式变压器开关电源输出电压正半波的面积与负半波的面积完全相等，即： Upa×Ton = Upa-×Toff —— 一个周期内单激式输出 (1-75) (1-75)式就是用来计算单激式变压器开关电源输出电压半波平均值Upa和Upa-的表达式。
通信开关电源整流器几种常用散热方式摘要：通信开关电源整流器几种常用散热方式 关键字：开关电源, 整流器, 散热 通信开关电源冷却技术的设计首先要是满足行业各项技术性能要求。为更加适应通信机房的特殊环境使用环境，要求其冷却方式对环境温度变化适应性强。目前整流器常用的冷却方式有自然冷却、纯风扇冷却、自然冷却和风扇冷却相结合三种。自然冷却具有无机械故障，可靠性高;无空气流动，灰尘少，有利于散热;无噪音等特点。纯风扇冷却具有设备重量轻，成本低。风扇和自然冷却相结合的技术具有有效减小设备体积和重量，风扇的使用寿命高，风扇故障自适应能力强等特点。来源:大比特半导体器件网 1、自然冷却 自然冷却方式是开关电源早期的传统冷却方式，这种方式主要是依靠大的金属散热器来进行直接的热传导式散热。换热量Q=KA△t(K换热系数，A换热面积，△t温度差)。当整流器输出功率增大时，其功率元件的温度会上升，△t温度差也增加，所以当整流器A换热面积足够时，其散热是没有时间滞后，功率元件的温差小，其热应力与热冲击小。但这种方式的主要缺点就是散热片体积和重量大。变压器的绕制为尽可能降低温升，防止温度的上升影响其工作性能，所以其材料选择的裕量较大，变压器的体积和重量也大。整流器的材料成本高，维护更换不方便。由于其对环境的洁净度要求不高，目前对于小容量通信电源，在些小型专业通信网还有部分应用，如电力、石油、广电、军队、水利、国安、公安等。 2、风扇冷却 随着风扇制造技术的发展，风扇的工作稳定性和使用寿命有较大的进步，其平均无故障时间是5万小时。来源:大比特半导体器件网 采用风扇散热后可以减去笨重的散热器，使得整流器的体积和重量大大改善，原材料成本也大大降低。随市场竞争的加剧，市场价格的下滑，这种技术已成为当前的主要潮流。 这种方式的主要缺点是风扇的平均无故障时间较整流器10万小时时间短，若风扇故障后对电源的故障率影响大。所以为保证风扇的使用寿命，风扇的转速是随设备内的温度变化而变化的。其散热量Q=Km△t(K换热系数，m换热空气质量，△t温度差)。m换热空气质量是和风扇的转速相关，当整流器输出功率增大
& 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。
开关电源原理与设计连载13 正激式变压器开关电源 1-6．正激式变压器开关电源 正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。 1-6-1．正激式变压器开关电源工作原理 所谓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电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。
图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-17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是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R是负载电阻。在图1-17中，需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反，图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。 我们从（1-76）和（1-77）两式可知，改变控制开关K的占空比D，只能改变输出电压（图1-16-b中正半周）的平均值Ua ，而输出电压的幅值Up不变。因此，正激式变压器开关电源用于稳压电源，只能采用电压平均值输出方式。 图1-17中，储能滤波电感L和储能滤波电容C，还有续流二极管D2，就是电压平均值输出滤波电路。其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同，这里不再赘述。关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理，请参看“1-2．串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。 正激式变压器开关电源有一个最大的缺点，就是在控制开关K关断的瞬间开关电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。因此，在图1-17中，为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组，以及增加了一个削反峰二极管D3。
48V/50A开关电源整流模块主电路设计 高频开关电源系统具有体积小，重量轻，高效节能，输出纹波小，输出杂音电压小和动态响应性能好等很多优点，现已开始逐步地取代整流式电源而成为现代通讯设备的新型基础电源系统。随着电子技术，电力电子技术，自动控制技术和计算机控制技术的发展，高频开关电源系统的性能也越来越好。通信用开关电源系统作为开关式稳压电源的一种形式，它的设计内容和设计方法都具有自己的特殊性。 要设计一套通信用开关电源系统，首先要明白对它的全面要求，然后再设计系统的各个部分。高频开关电源主回路和控制回路所用的电路形式，元器件，控制方式都发展很快。它们的设计具有特殊的内容和方法。 1设计要求和具体电路设计 通信基础开关电源系统的关键部分是开关电源整流模块。整流模块的规格很多，结合在工 作中遇到的实际情况，提出该模块设计的硬指标如下： 1) 电网允许的电压波动范围 单相交流输入，有效值波动范围：220 V±20%，即176～264 V；频率：45～65 Hz。 2) 直流输出电压，电流 输出电压：标称－48V，调节范围：浮充，43～56?5V；均充，45～58V。 输出电流：额定值：50A。 3) 保护和告警性能 ①当输入电压低到170 VAC或高到270 VAC，或散热器温度高到75 ℃时，自动关机。 ②当模块直流输出电压高到60 V，或输出电流高到58～60 A时，自动关机。 ③当输出电流高到53～55 A时，自动限流，负载继续加大时，调低输出电压。
4) 效率和功率因数 模块的效率不低于88％，功率因数不低于0.99。 5) 其他指标 模块的其他性能指标都要满足“YD/T731”和“入网检验实施细则”等行业标准。 由于模块的输出功率不大，可采用如下的基本方案来设计主电路： 1) 单相交流输入，采用高频有源功率因数校正技术，以提高功率因数； 2) 采用双正激变换电路拓扑形式，工作可靠性高； 3) 主开关管采用 V MOSFET，逆变开关频率取为50 kHz； 4) 采用复合隔离的逆变压器，一只变压器双端工作； 5) 采用倍流整流电路，便于绕制变压器。 依照上述方案，即可设计出主电路的基本形式如图1。 图1 48V/50A整流模块DC/DC主电路基本形式 以下即可按照模块设计的要求来确定主电路中各元器件的基本参数。 1) 输出整流管的选择 输出整流二极管的工作波形如图2所示。