采用DPA SWITCH的DCDC正激变换器
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DPA-Switch 满足16-75 VDC电压输入且功率高达100 W的DC-DC解决方案典型正激式转换器应用。
说明•将220 V高频MOSFET与全部控制和故障保护电路集成在一起的单片IC •较宽的直流电压输入范围(16 VDC至75 VDC)•无损耗集成限流•内置的自动重启动保护功能•电压模式控制允许75%的占空比,同时提供大于5 kHz的环路带宽•输入欠压/过压关断保护(符合欧洲电信标准协会ETSI标准)•引脚可选300/400 kHz操作频率•可采用低成本同步整流应用•24 V/48 V分布式电源结构(DPA)•DC-DC转换器模块(“砖块”)•PoE用电设备(PoE应用支持页面)•服务器、路由器和网卡•电信中央办公设备•VoIP和数码功能电话•温度和工业控制系统注释:1. 最大输出功率由器件的内部限流点限定。
2. 请参考"主要应用指南"部分以了解假定条件的完整描述,以及其他输入电压范围对应的输出功率。
3. 对应器件功耗为1.5 W或更低的应用,可使用P或G封装。
对于器件功耗高于1.5 W的应用,可使用R封装。
4. 封装:P: DIP-8,G: SMD-8,R: TO-263-7C。
关于无铅封装形式,请参考订购信息。
5. 仅提供R封装。
6. 由于开关功耗较高,与更小功率器件相比,DPA425可能无法提供额外的功率。
7. 仅提供P和G封装。
8. 对于新设计,不推荐使用DPA422,可使用DPA423。
DPA422-426AN-31*DAK/RDK(设计加速套件/参考设计套件)包括一个可以工作的电源、器件样品、PCB裸板、数据手册、完整的工程报告、PI Expert设计软件和其他相关文档。
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DCDC变换器的发展和应用DC-DC变换器是一种电力变换装置,用于在直流电源之间变换电压或调整电源电压。
它是各种电子设备中非常重要的组件,广泛应用于电力电子、通信、工业控制、光电子和医疗设备等领域。
在直流电源应用的早期,人们主要使用线性稳压器来获得恒定电压输出。
然而,线性稳压器效率低下,且对于输入电压变化敏感,使得电源效率低下。
为了解决这个问题,人们开始研究开发DC-DC变换器。
DC-DC变换器的最早应用可以追溯到上世纪60年代,那时候主要使用的是线性稳压器和大功率真空管。
随着半导体技术的进步,人们逐渐发展出了各种类型的DC-DC变换器。
现代DC-DC变换器的发展主要集中在提高效率、减小尺寸和降低成本方面。
为了提高效率,人们开始采用高频开关技术,如脉冲宽度调制(PWM)和降低开关损耗的瞬态电压调制(TVS)技术。
此外,还引入了电感电容混合滤波技术,以减小输入电源的电流纹波。
随着微电子技术的发展,人们可以将更多的功能集成到单个芯片上。
例如,现在常见的DC-DC变换器芯片集成了功率开关器件、控制电路和监测电路。
这种集成化设计大大减小了电路的体积,提高了可靠性,并减少了制造成本。
DC-DC变换器的应用非常广泛。
在电力电子领域,DC-DC变换器主要用于能源转换装置,如电动机驱动器和UPS系统。
在通信领域,它被广泛应用于基站和网络设备中,用于电源管理和信号调节。
此外,在车载系统、航天器和医疗设备等领域也有广泛的应用。
总之,DC-DC变换器的发展经历了从线性稳压器到高效率、紧凑型集成芯片的演进。
它在电力电子、通信、工业控制、光电子和医疗设备等领域都扮演着重要的角色。
随着技术的不断进步和需求的不断增长,相信DC-DC变换器将会继续迎来更多的创新和应用。
目录1 目的意义电源是一切电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。
而开关电源更为如此,越来越受到人们的重视。
目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化,其功耗都比较大,要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高,必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。
目前DC-DC转换器普遍地应用于电池供电的设备和要求省电的紧凑型电子设备中。
应用DC-DC转换器的目的是要进行电压转换,给一些器件提供合适的工作电压,保证有较高的系统效率和较小的体积。
分布式电源系统应用的普及推广以及电池供电移动式电子设备的飞速发展,其电源系统需用的DC/DC电源模块越来越多。
对其性能要求越来越高。
除去常规电性能指标以外,对其体积要求越来越小,也就是对其功率密度的要求越来越高,对转换效率要求也越来越高,也即发热越来越少。
这样其平均无故障工作时间才越来越长,可靠性越来越好。
因此如何开发设计出更高功率密度、更高转换效率、更低成本更高性能的DC/DC转换器始终是近二十年来电力电子技术工程师追求的目标。
DC/DC模块已被广泛应用于铁路通信、微波通讯、工业控制、船舶电子、航空电子、地面雷达、消防设备和医疗器械教学设备等诸多领域,其中有许多应用场合需要多路输出,如在单片机智能控制器中,单片机供电需要5V,而运放通常需要12V。
在设计多路输出时,有许多地方和单路输出不同,既要考虑变压器管脚限制、多副边变压器设计、各路的稳压电路实现,又要考虑每路轻载及满载的负载调整率,以及负载的交叉调节特性等。
目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。
此次设计要求设计一种DC/DC模块电源,要求此电源的输出电压和输入电压隔离,电源结构基于单端正激电路,采用单片集成电路。
输入电压:24V DC(变化范围18V~36V)。
输出电压:12V DC。
输出最大电流:1A。
效率:88%以上。
2 题目的描述和要求高效DC/DC模块电源设计为了提高中小功率开关电源的效率,设计了一种基于DPA425的高效小功率模块电源。
《隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究》篇一隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究摘要:随着可再生能源的持续发展和光伏发电技术的不断进步,隔离式DC/DC变换器在光伏发电系统中扮演着越来越重要的角色。
本文针对隔离式光伏发电系统中的推挽正激DC/DC变换器展开研究,探讨了其工作原理、设计方法、性能特点及优化策略,以期为光伏发电系统的优化和升级提供理论支持和实践指导。
一、引言光伏发电作为清洁、可再生的能源,已成为当今世界能源发展的重要方向。
在光伏发电系统中,DC/DC变换器作为能量转换和管理的关键设备,其性能直接影响着整个系统的效率和稳定性。
推挽正激DC/DC变换器因其高效率、高功率密度等优点,在隔离式光伏发电系统中得到了广泛应用。
二、推挽正激DC/DC变换器的工作原理推挽正激DC/DC变换器是一种基于开关电源技术的电路,其工作原理是通过两个开关管交替工作,将输入的直流电压进行升降压转换,并通过变压器实现电气隔离。
该变换器具有高效率、高功率密度、低电磁干扰等优点,适用于光伏发电等需要电气隔离的场合。
三、推挽正激DC/DC变换器的设计方法推挽正激DC/DC变换器的设计涉及多个方面,包括电路拓扑的选择、开关管的选择、变压器的设计等。
设计时需考虑系统的输入电压范围、输出电压和电流要求、效率要求等因素。
此外,还需要对电路进行仿真分析,以验证设计的合理性和可行性。
四、推挽正激DC/DC变换器的性能特点推挽正激DC/DC变换器具有以下性能特点:一是高效率,由于采用开关电源技术,能量转换效率高;二是高功率密度,电路结构紧凑,节省空间;三是电气隔离,保证了系统的安全性和稳定性;四是低电磁干扰,符合环保要求。
五、推挽正激DC/DC变换器的优化策略为了进一步提高推挽正激DC/DC变换器的性能,可以采取以下优化策略:一是优化电路拓扑,减小电路损耗;二是采用高性能的开关管和控制器,提高系统的响应速度和稳定性;三是优化变压器的设计,减小磁芯损耗和铜损;四是采用数字化控制技术,实现系统的智能化管理。
毕业设计开题报告电气工程及其自动化光伏最大功率点跟踪系统DC/DC变换器的设计1选题的背景、意义据预测,2050年世界人口将增至89亿,届时的能源需求将是目前的3倍,而可再生能源要占50%,而绝对地说,2050年可再生能源供应量将是现在全球能耗的2倍。
中国能源界的权威人士预测,到2050年,中国能源消费中煤只能提供总能耗电的30~50%,其余50~70%将靠石油、天然气、水电、核电、生物质能和其它可再生能源[1]。
由于中国自己的油气资源、核电和水力资源都十分有限,直接地大量燃烧生物质能也将会被逐渐淘汰。
国际上普遍认为,在长期的能源战略中,太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。
而太阳能发电最为突出,这是因为光伏发电有无可比拟的优点:充分的清洁性、绝对的安全性、确实的长寿命和免维护性、初步的实用性、资源的充足性及潜在的经济性等[2]。
1998年在维也纳召开的“第二届全球光伏大会”,世界著名太阳能专家施密特教授作为大会主席,面对2000多名与会代表,也指出太阳能将在21世纪中取代原子作为世界性能源,唯一的问题是在2030年实现,还是在2050年实现。
而日本的“新阳光计划”,欧盟“可再生能源白皮书”都把光伏作为首先发展项目[3]。
所以不论从经济、社会的可持续发展和保护人类生存的地球生态环境的高度来审视,还是解决21世纪众多人口能源问题,在有限资源和环保要求的双重之月下发展经济已成全球的热点问题,发展太阳能光伏发电有着巨大的现实意义。
所以利用光伏最大功率跟踪显得尤为重要[4]。
2相关研究的最新成果及动态随着能源日益紧张,效率成为DC/DC变换器的最为重要的指标之一。
如何提高变换器的转换效率,前人做了大量的研究,各种新的拓扑结构。
软开关技术以及同步整流技术被不断的提出,而其中LLC谐振变换器以及两级结构DC/DC变换器,以其高效率以及宽电压输入能力,备受青睐,成为了研究的热点。
DCDC变换器的发展和应用
DC-DC变换器是一种电子设备,用于将直流电压转换为不同的直流电
压级别。
它是电源系统的关键部分,广泛应用于各种电子设备和系统中。
DC-DC变换器的发展可以追溯到20世纪60年代。
在那个时候,大多
数电子设备使用的是线性稳压器,而不是DC-DC变换器。
然而,随着科技
的不断发展和电子设备的复杂化,线性稳压器的效率开始受到限制。
DC-
DC变换器通过使用开关器件,如晶体管和二极管,以及适当的控制电路,可以提供更高的效率和更好的电源管理功能。
随着时间的推移,DC-DC变换器的性能得到了显著的提升。
现代DC-DC变换器具有更高的转换效率、更低的输出纹波和更小的体积。
这些改
进使得DC-DC变换器成为电子设备中的关键组件。
DC-DC变换器的应用非常广泛。
它们被广泛应用于通信设备、计算机、汽车电子、医疗设备等各个领域。
在通信设备中,DC-DC变换器被用于提
供稳定的供电电压,并提供保护功能,以确保设备的正常运行。
在计算机中,DC-DC变换器被用于提供不同电压级别,以满足各个部分的需求。
在
汽车电子中,DC-DC变换器被用于将汽车电池的直流电压转换为适合各个
设备的电压。
在医疗设备中,DC-DC变换器通常被用于提供稳定的供电电压,并提供电隔离功能,以确保医疗设备的安全可靠。
总的来说,DC-DC变换器的发展和应用为各种电子设备提供了高效、
可靠的电源管理解决方案。
随着科技的不断进步,我们可以预见DC-DC变
换器将继续发展,为电子设备提供更高效、更稳定的供电解决方案。
《隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究》篇一隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究一、引言随着环保理念的普及和能源危机意识的提高,可再生能源如光伏发电受到了广泛关注。
其中,隔离式光伏发电系统以其出色的安全性和高效率在能源领域发挥着重要作用。
推挽正激DC/DC 变换器作为隔离式光伏发电系统中的关键部分,其性能的优劣直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。
因此,对推挽正激DC/DC变换器的研究具有重要的理论意义和实践价值。
二、推挽正激DC/DC变换器的基本原理与特点推挽正激DC/DC变换器是一种将直流电压进行转换和调节的电路。
它主要由两个开关管、两个二极管、一个变压器和滤波电路等组成。
当开关管工作时,通过控制其通断时间,使得变压器在初级线圈中产生交流电,从而在次级线圈中产生正激式输出电压。
其特点是结构简单、转换效率高、可靠性高等。
三、隔离式光伏发电系统中推挽正激DC/DC变换器的应用在隔离式光伏发电系统中,推挽正激DC/DC变换器主要用于将光伏电池板输出的直流电压进行转换和调节,以满足系统对电压和电流的需求。
同时,通过控制开关管的通断时间,可以实现最大功率点跟踪(MPPT),提高光伏电池板的发电效率。
此外,推挽正激DC/DC变换器还具有电气隔离的功能,保障了系统的安全性。
四、推挽正激DC/DC变换器的研究现状与挑战目前,针对推挽正激DC/DC变换器的研究主要集中在优化其电路结构、提高转换效率、降低能耗等方面。
然而,在实际应用中仍存在一些挑战,如开关管的电压和电流应力大、电磁干扰(EMI)等问题。
因此,如何降低开关管的应力、提高变换器的稳定性、减少EMI等问题成为当前研究的重点。
五、推挽正激DC/DC变换器的优化设计与实验分析针对上述问题,本文提出了一种优化设计的推挽正激DC/DC 变换器。
首先,通过改进电路结构,降低开关管的电压和电流应力;其次,采用软开关技术,减少开关过程中的能量损失;最后,通过优化控制策略,提高系统的稳定性和可靠性。
关于DCDC变换器的工作原理在DC-DC变换器中,电感储能是实现能量传输和电压转换的关键。
电感器具有存储能量的特性,当电流通过电感时,磁场会储存能量。
根据电感贮能特性,输入电流增加时,电感的磁场能量也会增加;输出电流减少时,电感的磁场能量会被释放。
通过合理的控制和运用电感贮能,可以实现电流和电压的转换。
另一个关键组成部分是开关器件,通常使用场效应管或双极性晶体管实现。
开关器件具有低电阻和高电阻的特点,可以在高频率下进行开关操作。
在DC-DC变换器中,开关器件用于控制电流流向的路径,实现电能的转换。
当开关器件处于导通状态时,电流通过从输入到输出;当开关器件处于断开状态时,则通过电感器的自感透过二极管形成环流,使电荷从电感器到输出端。
DC-DC变换器基本分为两种类型:降压转换器也称为Buck变换器和升压转换器也称为Boost变换器。
下面将分别介绍两种类型的工作原理。
降压转换器(Buck变换器)通过使输入电压向下转换以获得较低的输出电压。
它使用一个电感器和一个开关器件(通常是MOSFET)来控制能量流动。
当开关器件导通时,电感器储存能量;当开关器件断开时,电感器释放储存的能量。
通过控制开关时间和频率,可以实现较高的电压转换效率。
升压转换器(Boost变换器)则将输入电压转换为较高的输出电压。
它也使用一个电感器和一个开关器件(通常是MOSFET),但操作方式与降压转换器相反。
当开关器件导通时,电感器储存能量;当开关器件断开时,电感器释放储存的能量,并使得电荷向输出电容器充电。
通过控制开关时间和频率,可以实现较高的电压升级效率。
此外,还有一种常用的DC-DC变换器类型是两种类型的结合,称为Buck-Boost变换器。
Buck-Boost变换器可以实现输入电压向上或向下转换,它结合了降压和升压转换器的特点。
总之,DC-DC变换器是一种非常重要的电子器件,能够实现不同电压级别之间的电能转换。
通过合理的控制和运用电感储能和开关器件的特性,DC-DC变换器可以实现高效的电能转换,为各种电子设备的工作提供所需的电压。
目录1 目的意义 (1)2 题目的描述和要求 (2)3.硬件电路设计 (3)3.1 DPA425简介 (3)3.2 DPA425的设定 (5)3.3 偏置电压的产生 (6)3.4 箝位电路的设计 (9)3.5 变压器的设计 (11)3.5.1 AP法设计高频变压器 (11)3.5.2 变压器复位电路 (12)3.5.3 变压器复位的确认 (12)3.6 输出电路的设计 (13)3.7 反馈的设计 (15)3.7.1 反馈电路原理的设计 (15)3.7.2 补偿电路的设计 (16)3.8 空载情况下的工作 (18)3.9 布局考量 (19)4 电路原理图 (21)5 总结 (22)6 致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)1 目的意义电源是一切电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。
而开关电源更为如此,越来越受到人们的重视。
目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化,其功耗都比较大,要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高,必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。
目前DC-DC转换器普遍地应用于电池供电的设备和要求省电的紧凑型电子设备中。
应用DC-DC转换器的目的是要进行电压转换,给一些器件提供合适的工作电压,保证有较高的系统效率和较小的体积。
分布式电源系统应用的普及推广以及电池供电移动式电子设备的飞速发展,其电源系统需用的DC/DC电源模块越来越多。
对其性能要求越来越高。
除去常规电性能指标以外,对其体积要求越来越小,也就是对其功率密度的要求越来越高,对转换效率要求也越来越高,也即发热越来越少。
这样其平均无故障工作时间才越来越长,可靠性越来越好。
因此如何开发设计出更高功率密度、更高转换效率、更低成本更高性能的DC/DC转换器始终是近二十年来电力电子技术工程师追求的目标。
DC/DC模块已被广泛应用于铁路通信、微波通讯、工业控制、船舶电子、航空电子、地面雷达、消防设备和医疗器械教学设备等诸多领域,其中有许多应用场合需要多路输出,如在单片机智能控制器中,单片机供电需要5V,而运放通常需要12V。
介绍单端正激变换器拓扑技术作为最佳方案,广泛地应用于工业控制、电信中心局设备、数字电话及使用分布式配电系统等DC-DC 应用当中。
在DC-DC 单端正激变换器的设计当中,DPA-Switch 的产品的优势如下:• 元件数目低• 高效率(使用同步整流时,效率通常>91%)• 内置缓启动降低了应力及过冲• 内置精确的线电压欠压检测• 内置精确的线电压过压关断保护• 内置可调整的限流点• 内置过载及开环故障保护• 内置过热关断保护•在输入高压及负载瞬变情况下,可编程的占空比降低特点限制了占空比的偏移程度• 极好的轻载效率• 可选的300 kHz 或400 kHz 的工作频率• 无损耗集成的逐周期电流限制本设计指南中举例的电路对这些特点的使用以及DP A-Switch 的其它特点进行了说明。
范围本文说明了使用DPA-Switch 的具有单输出的单端正激变换器设计的设计指南。
它可以用来帮助系统工程师及电路设计师熟悉DC-DC 应用中DPA-Switch 的性能和要求。
此应用指南所提供的材料用于帮助DP A-Switch DC-DC 正激变换器设计的用户正确使用PI Expert 软件设计工具。
后续的应用指南还将包括更加复杂设计的全面的设计过程。
关于最新的应用信息及设计工具,建议设计者查看Power Integrations 网站 。
图 1. 具有单输出的DP A-Switch 单端正激变化器的典型电路结构应用指南AN-31DPA-Switch®DC-DC 正激变换器设计指南July 2004AN-31版本C 07/04图1所示为具有单一稳压输出的DPA-Switch 电源的典型 电路。
本设计指南对图1具体实现电路中的元件选择所需要注意的事项进行了讨论。
同时,本文还涉及到怎样在成本、效率及复杂性之间进行选择和折衷,包括同步整流的替换方法及产生偏置电压的可选方法。
系统要求设计开始时,要对规格要求进行评估。