《多路输出开关电源设计》
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设计要求本文设计的开关电源将作为智能仪表的电源,最大功率为10 W。
为了减少PCB的数量和智能仪表的体积,要求电源尺寸尽量小并能将电源部分与仪表主控部分做在同一个PCB 上。
考虑10W的功率以及小体积的因素,电路选用单端反激电路。
单端反激电路的特点是:电路简单、体积小巧且成本低。
单端反激电路由输入滤波电路、脉宽调制电路、功率传递电路(由开关管和变压器组成)、输出整流滤波电路、误差检测电路(由芯片TL431及周围元件组成)及信号传递电路(由隔离光耦及电阻组成)等组成。
本电源设计成表面贴装的模块电源,其具体参数要求如下:输出最大功率:10W输入交流电压:85~265V输出直流电压/电流:+5V,500mA;+12V,150mA;+24V,100mA纹波电压:≤120mV单端反激式开关电源的控制原理所谓单端是指TOPSwitch-II系列器件只有一个脉冲调制信号功率输出端一漏极D。
反激式则指当功率MOSFET导通时,就将电能储存在高频变压器的初级绕组上,仅当MOSFET关断时,才向次级输送电能,由于开关频率高达100kHz,使得高频变压器能够快速存储、释放能量,经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。
这也是反激式电路的基本工作原理。
而反馈回路通过控制TOPSwitch器件控制端的电流来调节占空比,以达到稳压的目的。
TOPSwitch-Ⅱ系列芯片选型及介绍TOPSwitch-Ⅱ系列芯片的漏极(D)与内部功率开关器件MOSFET相连,外部通过负载电感与主电源相连,在启动状态下通过内部开关式高压电源提供内部偏置电流,并设有电流检测。
控制极(C)用于占空比控制的误差放大器和反馈电流的输入引脚,与内部并联稳压器连接,提供正常工作时的内部偏置电流,同时也是提供旁路、自动重起和补偿功能的电容连接点。
源极(S)与高压功率回路的MOSFET的源极相连,兼做初级电路的公共点与参考点。
内部输出极MOSFET的占空比随控制引脚电流的增加而线性下降,控制电压的典型值为5.7 V,极限电压为9 V,控制端最大允许电流为100 mA。
多路输出开关电源的设计及应用原则1 引言对现代电子系统,即便是最简单的由单片机和单一I/O接口电路所组成的电子系统来讲,其电源电压一般也要由+5V,±15V或±12V等多路组成,而对较复杂的电子系统来讲,实际用到的电源电压就更多了。
目前主要由下述诸多电压组合而成:+3.3V,+5V,±15V,±12V,-5V,±9V,+18V,+24V、+27V、±60V、+135V、+300V、-200V、+600V、+1800V、+3000V、+5000V(包括一个系统中需求多个上述相同电压供电电源)等。
不同的电子系统,不仅对上述各种电压组合有严格的要求,而且对这些电源电压的诸多电特性也有较严格的要求,如电压精度,电压的负载能力(输出电流),电压的纹波和噪声,起动延迟,上升时间,恢复时间,电压过冲,断电延迟时间,跨步负载响应,跨步线性响应,交叉调整率,交叉干扰等。
2 多路输出电源对于电源应用者来讲,一般都希望其所选择的电源产品为“傻瓜型”的,即所选择的电源电压只要负载不超过电源最大值,无论系统的各路负载特性如何变化,而各路电源电压依然精确无误。
仅就这一点来讲,目前绝大多数的多路输出电源是不尽人意的。
为了更进一步说明多路输出电源的特性,首先从图1所示多路输出开关电源框图讲起。
从图1可以看到,真正形成闭环控制的只有主电路Vp,其它Vaux1、Vaux2等辅电路都处在失控之中。
从控制理论可知,只有Vp无论输入、输出如何变动(包括电压变动,负载变动等),在闭环的反馈控制作用下都能保证相当高的精度(一般优于0.5%),也就是说Vp在很大程度上只取决于基准电压和采样比例。
对Vaux1,Vaux2而言,其精度主要依赖以下几个方面:1)T1主变器的匝比,这里主要取决于Np1:Np2或Np1:Np32)辅助电路的负载情况。
3)主电路的负载情况。
注:如果以上3点设定后,输入电压的变动对辅电路的影响已经很有限了。
新型多路输出开关电源的设计与研究一、摘要本文介绍了一种新型多路输出开关电源的设计与研究。
随着科技的发展和电子技术的不断创新,对电源的需求也在不断提高,而多路输出开关电源具有高效率、体积小、重量轻等优点,因此具有更广泛的应用前景。
本文设计了一种采用PWM控制的方式,通过对功率MOSFET进行精确的PWM控制来实现多路输出电压稳定的效果,同时提高了系统的整体效率。
在本研究过程中,我们对电路的结构进行了优化,降低了设计的复杂性,并通过实际测试验证了该设计方案的正确性和可行性。
本文章详细阐述了多路输出开关电源的设计思路,工作原理及其在实际应用中的优势。
1.1背景和引言随着科技的飞速发展,电子设备已经渗透到我们生活的各个方面。
这些设备越来越依赖可靠的电源进行供电。
在这种背景下,开关电源作为高效、节能的电源解决方案备受青睐。
传统的开关电源在输出电流、效率、体积和重量等方面仍存在局限性,难以满足现代电子设备对电源的高要求。
我们将设计一款具有多路输出的新型开关电源,以满足市场的需求,并提高电源解决方案的性能。
1.2目的和目标为了达到这些目标,我们采用了创新的电路设计和优化的控制策略。
在电路结构方面,我们采用了高度集成化的设计方案,通过选用高性能的电力电子器件,减小了电源的体积和重量。
采用了高效的电路拓扑和优化布线,降低了电源的内阻和电磁干扰,提高了电源的效率。
在控制策略上,我们采用了智能化的控制方法,根据实际负载的实时变化,自动调整电源的输出电压和电流,以实现对输出电压的精确控制。
我们还采用了多重保护机制,包括过流、过压、短路和温度保护等,确保电源在恶劣环境下的稳定运行和使用寿命。
本文所设计的新型多路输出开关电源具有高效率、小体积、轻重量和高功率密度等优点,可广泛应用于各种电子设备领域。
通过实现多路独立输出和智能化控制,我们将为用户提供更加优质、可靠的电源解决方案。
1.3文章组织本文介绍了一种新型的多路输出开关电源设计。
多路输出开关电源的设计及应用原则多路输出开关电源是一种电力电子设备,它可以从交流电源中提供多个不同电压和电流的直流电输出。
在设计和应用多路输出开关电源时,有几个重要的原则需要考虑。
1. 选定合适的开关电源拓扑结构:多路输出开关电源可以采用多种拓扑结构,例如非隔离型Buck、Boost、Buck-Boost和隔离型Flyback、Forward等。
选择合适的拓扑结构需要考虑输出电压、输出功率和成本等因素。
2. 合理设计输出电压和电流的等级:多路输出开关电源通常需要提供不同电压和电流级别的输出。
在设计时,应根据实际需求合理确定输出电压和电流的等级,并确保满足负载的功率需求。
3. 增加输出电压和电流的调节功能:多路输出开关电源应具备电压和电流的调节功能,以满足不同负载的需求。
可以通过采用可调电压稳压器(例如LM317)或数字控制芯片(例如TL494)来实现。
4. 合理设计电源滤波电路:多路输出开关电源需要具备良好的电源滤波电路,以降低输入和输出端的电磁干扰。
可以采用电容、电感和磁珠等元件来设计滤波电路,并确保滤波效果良好。
5. 保证输出电压和电流的稳定性:输出电压和电流的稳定性是多路输出开关电源设计中的重要指标。
可以采用反馈控制回路和稳压芯片等来保证输出电压和电流的稳定性。
多路输出开关电源的应用范围广泛,常见应用包括:1. 电子设备:多路输出开关电源可以为电子设备提供不同电压和电流的直流电源,例如计算机、通信设备、工业自动化设备等。
2. 医疗设备:多路输出开关电源可以为医疗设备提供稳定、可靠的电源,例如医用仪器、电子监护设备等。
3. 光电设备:多路输出开关电源可以为光电设备提供适合的电压和电流,例如LED照明、激光器、光纤通信设备等。
4. 电源适配器:多路输出开关电源可以用作电源适配器,为各种便携电子设备充电,例如手机、平板电脑、笔记本电脑等。
需要注意的是,在使用多路输出开关电源时,应确保正确安装和连接,避免电气安全问题。
科技与创新┃Science and Technology &Innovation·134·2019年第08期文章编号:2095-6835(2019)08-0134-02多路输出反激式开关电源的设计练新平(杭州士兰微电子股份有限公司,浙江杭州310012)摘要:多路输出反激式开关电源主要是以UC3844作为控制核心,详细设计了缓冲吸收、EMI 滤波、启动与驱动、高频变压器等多种具体模块电路,并对开关电源电路参数进行优化设计,验证设计样机的合理性。
关键词:多路输出;反激式开关电源;技术参数;变压器中图分类号:TN86文献标识码:ADOI :10.15913/ki.kjycx.2019.08.0581系统设计1.1电源设计此次设计的开关电源技术参数如下:输入电压220V ,输出电压+5V/2A ;+24V/1A ;±15V/0.5A ;12V/0.2A ;纹波小于1%;输出功率为52W 。
该开关电源应用在电机控制中。
12V 输出绕组为芯片UC3844供电,15V 为IGBT 逆变器供电,24V 为继电器供电;5V 绕组为输出绕组,不仅能够稳压,还能够作为电机控制所应用的数字5V 电源。
其中T1为高频变压器,该电路输入为220V 交流,在整桥整流滤波之后,在变压器输入端达到300V 直流电压。
经过芯片PWM 脉宽控制稳压之后,能够得到5路输出。
1.2变压器设计在设计开关电源时需要注重变压器设计,电源性能会直接影响变压器设计合理性。
变压器输出功率和输入功率估算方面,按照输出电压和输出电流设计大小对总输出功率进行计算,公式如下:W.73%75550in ===ηP P 计算变压器最大/最小流输入电流和电压。
在经过整流桥之后,交流电最小输入直流电压和最大输入直流电压可以按照以下公式计算:V in (min )AC (min )×2-40=198×2-40=240V .V in (max )=AC (max )×2=242×2=342V.最小输入直流电压计算公式中所减少的40V 主要是直流纹波和整流桥压降之和,在最小值计算中主要应用上述公式。
设计创新科技创新与应用Technology Innovation and Application2018年11期多路输出开关电源设计王杰(上海海事大学,上海201306)摘要:安森美半导体公司的NCP1252是一款电流模式PWM控制器,它使用内部固定的定时器,可以不依赖于辅助电压来检测输出过载。
文章介绍了基于NCP1252芯片的多路输出开关电源设计,分析了开关电源的工作原理,给出了设计步骤。
该开关电源可提供软起动、短路保护、过流保护等功能,并将该电源成功用于某型雷达收发机,验证了分析、设计的有效性。
关键词:NCP1252芯片;多路输出;开关电源中图分类号:TN86 文献标志码:A 文章编号=2095-2945(2018)11-0086-02Abstract: The ON Semiconductor's NCP1252 is a current-mode PWM controller that uses internally fixed timers to detect output overload without relying on auxiliary voltages. This paper introduces the design of multi -output switching power supply based on NCP1252 chip, analyzes the working principle of switch power supply, and gives the design steps. The switching power supply can provide soft start, short circuit protection, over-current protection and so on. The power supply has been successfully used in a certain type of radar transceiver, which verifies the effectiveness of the analysis and design.Keywords: NCP1252 chip; multiplex output; switching power supply引言电源如同人的心脏,为各种电子设备提供电能,性能 优劣直接影响到整个电子系统的稳定性。
多路输出开关电源的设计及应用原则多路输出开关电源是一种常见的电源设计,适用于多种应用场景。
本文将介绍多路输出开关电源的设计原则和应用原则。
设计原则:1. 输入电压范围:多路输出开关电源应具有较宽的输入电压范围,以适应不同输入电源的变化。
常见的输入电压范围为100-240VAC或直流电压范围为12-48VDC。
2. 输出电压和电流:多路输出开关电源应提供多个可调节的输出电压和电流通道,以满足不同设备的需求。
每个输出通道应具有稳定且可靠的电压和电流输出。
3. 选用高效率元件:在设计多路输出开关电源时,应选用高效率的元件,如高效率开关模式电源芯片、高频开关管和高效率变压器等,以降低能量损耗并提高电源的效能。
4. 保护功能:多路输出开关电源应具有完善的保护功能,如过流保护、过压保护、过温保护和短路保护等,以保护电源和被供电设备的安全性。
5. 电磁干扰抑制:多路输出开关电源应采取一系列措施,以减少电磁辐射和抑制电磁干扰,以确保电源和被供电设备的正常工作。
应用原则:1. 通信设备:多路输出开关电源适用于通信设备,如路由器、交换机和无线设备等,以为这些设备提供稳定和可靠的电源。
2. 工业自动化设备:多路输出开关电源可用于工业自动化设备,如PLC系统、工业控制器和变频器等,以为这些设备提供稳定的供电。
3. 医疗设备:多路输出开关电源也常用于医疗设备,如医疗仪器、手术器械和检测设备等,以确保这些设备的安全性和稳定性。
4. LED照明:多路输出开关电源常用于LED照明系统,如LED灯带、LED灯具和LED显示屏等,以为这些照明设备提供高效和稳定的电源。
总之,多路输出开关电源是一种常用的电源设计,广泛应用于通信、工业、医疗和照明等领域。
在设计和应用过程中,需要遵循设计原则,并根据不同的应用需求进行选择和配置。
在设计多路输出开关电源时,还需要考虑以下几点:6. 冷却系统设计:多路输出开关电源在工作时会产生一定的热量,因此应设计合适的冷却系统,以确保电源能够在稳定的温度范围内工作。
多路输出反激式开关电源设计多路输出反激式开关电源设计摘要:以UC3844芯片为控制核心,设计并制作了多路输出反激式开关电源。
完成了多路输出反激式开关电源系统设计,完成具体模块电路详细设计,包括EMI 滤波电路、前级保护和整流桥电路、缓冲吸收电路、高频变压器、UC3844的启动与驱动电路、电流检测和过流保护电路等。
合理选择、设计和分配了开关电源各电路参数;设计出电路原理图,根据设计规范制作出PCB,并组装出电源样机,最后对设计的样机进行测试验证。
开关电源样机输出电压稳定性较高,输出电压纹波较小,符合设计规范小于80mV 的要求;样机整体测试结果表明,电源各项指标均符合要求,输出稳定,性能较好。
关键词:开关电源;反激式;UC3844;模块化Design of Multi-output Flyback Switching Power SupplyAbstract: It was designed and produced a set of multiple output fly-back switching power supply, using the chip UC3844 as the control core. The design of the system and specific module circuits was completed. The module circuits include EMI filter circuit, level protection and bridge rectifier circuit, snubber circuit, high frequency transformer, start and drive circuit of UC3844, current sensing and over-current protection circuit. The parameters of switching power supply circuit were chose, designed and distributed reasonably. According to the schematic circuit design and design specifications, we produced the PCB, and assembled the prototype of power supply, also finished the test in the final.The higher stability of the output voltage of the switching power supply prototype, the output voltage ripple is small, meet the design specifications to the requirements of less than 80mV;The prototype of the overall test results show that the power of the indicators are in line with the requirements, output stability, better performance. Keywords:switch power supply;flyback;UC3844;Modular目录1 概述 (1)1.1 课题研究背景与意义 (1)1.2 课题设计内容 (1)2 反激式开关电源系统分析 (1)2.1 反激变换器工作原理分析 (1)2.2 控制电路分析 (3)2.3 系统整体架构 (5)3系统设计 (5)3.1 变压器设计 (5)3.2 控制芯片选择 (10)3.3 控制芯片驱动电路及定时电阻电容计算 (12)3.4 缓冲吸收电路 (16)3.5 前置保护电路 (17)3.6 EMI滤波电路选择与设计 (17)3.7 输入整流滤波电路 (18)3.8 反馈电路设计 (20)3.9电流检测和过流保护电路 (21)3.10 软启动电路 (22)3.11 MOS管瞬态抑制保护电路 (22)4 系统调试 (23)4.1 硬件调试 (23)4.2 空载输出电压波形测量 (23)4.3 纹波测量与分析 (23)5 结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附录1 多路输出反激式开关电源原理图 (31)附录2 多路输出反激式开关电源PCB图 (32)附录3 多路输出反激式开关电源系统元器件清单 (33)多路输出反激式开关电源设计1 概述1.1 课题研究背景与意义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,而电力电子设备都离不开可靠的电源,其供电一般采用开关电源。
15江苏电器 (2008 No.12)0 引言随着电力仪器仪表向小型化、低成本的方向发展,其对电源提出了更高的要求。
电源就像是一个心脏,为整个系统提供动力,它的性能和成本直接制约着仪表的性价比。
目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类,线性电源使用的外围元件少,设计简单,具有纹波小、干扰少等优点,存在的缺点是随着输出功率的增加,工频变压器的体积不断增大,成本也随之增加,另外,还存在效率低、散热难等问题;开关电源由于其内部关键元器件工作在高频开关状态,本身消耗的能量很低,开关电源效率可达65%~85%,比普通线性稳压电源提高近一倍,此外开关电源还有功耗低、体积小、重量轻、稳压范围宽等优点,存在的不足是电路结构复杂,成本较高,但由于开关电源出色的性能,将得到越来越广泛的使用。
文中主要介绍了使用安森美半导体公司生产的NCP1014芯片设计独立两路开关电源,一路供通信使用,一路供控制芯片使用,应用于电力仪表,如多功能表等。
1 NCP101X性能特点及内部结构NCP101X系列构成非隔离式、需要外围元件较少的节能开关电源,与传统的解决方案相比,不仅具有比电容降压式线性稳压电源更高的效率,而且有更大的输出能力。
该开关电源具有可选择的开关频率(65,100,130kHz),抗干扰能力强,待机功耗低,并有频率抖动和动态自供电等功能;保护功能完善,具有短路自动重启、限流、过热、限制负载等保护线路。
主要功能介绍:基于NCP1014芯片的多路输出开关电源设计戚敏敏,戚莹(杭申控股集团有限公司,浙江 杭州 311234)Abstract: Introduction was made to switching power supply design based on NCP1014. The working principle of switching power supply was analyzed, main circuit output voltage ripple diagram given out after the system was debugged. The switching power supply could pro-vide soft start, frequency jitter, short-circuit protection, skip cycle, maximum peak current setting and dynamic self-supply. The test results show that the output power and voltage ripple of switching power supply meet design requirements of the system and it is small in volume, high in transform ef fi ciency and low in cost etc.Key words: NCP1014 chip; multiplex output switching power supply; voltage rippleQI Min-min , QI Ying(Hangshen Holding Group Co.,Ltd, Hangzhou 311234, China )Design of Multiplex Output Switching Power Supply Based on NCP1014摘 要:介绍了基于NCP1014芯片的开关电源设计,分析了开关电源的工作原理,给出了调试处理后的主电路输出电压纹波图。
多路输出单端反激式开关电源设计
1.确定输出电压和电流要求:首先要确定每个输出端口所需的电压和
电流。
根据实际需求和应用场景确定输出要求。
2.选择开关电源IC:根据多路输出和高效能的要求,选择合适的开
关电源IC。
开关电源IC能够实现高效能和多路输出的设计。
根据输出要
求选择合适的IC。
3.设计适配器电路:根据所选的开关电源IC,设计适配器电路。
适
配器电路是将输入电压转换为适合开关电源IC的电压。
适配器电路通常
包括整流、滤波和调压等部分。
4.设计反激式变换器:反激式变换器是多路输出单端反激式开关电源
的核心部分。
反激式变换器能够将适配器电路输出的电压进行变换和调节,得到不同的输出电压和电流。
根据输出要求设计合适的反激式变换器。
5.设计输出电路:根据每个输出端口的电压和电流要求,设计合适的
输出电路。
输出电路通常包括滤波、调压和过载保护等部分。
6.进行仿真和优化:设计完成后,进行电路仿真和优化。
通过仿真可
以验证电路的正常运行和性能是否满足要求。
根据仿真结果进行优化和调整。
7.制作电路原型并测试:将设计的电路制作成原型,并进行测试。
测
试包括输入电压范围、输出电压和电流精度、效率和稳定性等方面的测试。
总结:。
多路输出开关电源设计预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制多路输出开关电源设计安森美半导体公司的NCP1252是一款电流模式PWM控制器,它使用内部固定的定时器,可以不依赖于辅助电压来检测输出过载。
文章介绍了基于NCP1252芯片的多路输出开关电源设计,分析了开关电源的工作原理,给出了设计步骤。
该开关电源可提供软起动、短路保护、过流保护等功能,并将该电源成功用于某型雷达收发机,验证了分析、设计的有效性。
标签:NCP1252芯片;多路输出;开关电源Abstract:The ON Semiconductor’s NCP1252 is a current-mode PWM controller that uses internally fixed timers to detect output overload without relying on auxiliary voltages. This paper introduces the design of multi-output switching power supply based on NCP1252 chip,analyzes the working principle of switch power supply,and gives the design steps. The switching power supply can provide soft start,short circuit protection,over-current protection and so on. The power supply has been successfully used in a certain type of radar transceiver,which verifies the effectiveness of the analysis and design.Keywords:NCP1252 chip;multiplex output;switching power supply引言电源如同人的心脏,为各种电子设备提供电能,性能优劣直接影响到整个电子系统的稳定性。
摘要开关电源的高频化电源技术发展的创新技术,高频化带来的效益是使开关电源装置空前地小型化,并使开关电源进入更广泛的领域,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。
另外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。
为此本论文以反激式高频开关电源为设计方向而展开,对高频变压器的认知及所注意的问题,其中包括磁芯损耗、绕组损耗、温升以及磁芯要求。
高频单端反激式变压器是本文的中心内容,其核心参数设计许多,具体内容正文中有详细介绍。
其次是控制电路的设计,首先我们要对PWM集成控制器原理的有所了解,在此基础上保护两种控制模式分别是电压模式和电路模式。
同时采用UC3842开关电源集成控制器,它是一种高性能的固定频率电流型集成控制器,能很好地应用在隔离式单端开关电源的设计,其最大优点是外接元件少,外电路装配简单等。
开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则,所以,在同一开关电源电路中,设计多种保护电路的相互关联和应注意的问题也要引起足够的重视。
通过相关文献及实现数据的带入进行验证,最终确定出此设计方案是可行的,设计达到最初的效果。
关键词:单端反激式变压器;PWM集成控制器;UC3842集成控制器;多路输出。
PWM small power multi-output switching power supplyAbstractSwitch power source high frequency power supply technology development of innovative technologies, the benefits is to make high frequency switching power supply device with an unprecedented miniaturization, and causes the switching power supply to enter the more widely, especially in the high-tech fields of application, promote the high-tech products of miniaturization, light. In addition the power switch in the development and application in saving resource and protect environment has profound significance.In this paper, the flyback switch power supply for the design direction and spread out, the high frequency transformer of cognitive and attention problems, including the core loss and winding loss, temperature rise, and core requirements. High frequency single end flyback transformer is the central content of the article, the core of many specific parameter design, detailed in the content of the text. Followed by the design of the control circuit, first of all we have to understand the principle of PWM integrated controller, based on the protection of two kinds of control modes are the voltage mode and circuit model. While the use of UC3842 switching power supply integrated controller, it is a kind of high performance fixed frequency current-mode integrated controller, can be well applied in isolation type single end switching power supply design, its biggest advantage is less external components, simple external circuit assembly. Switching power supply quality indicators should be based on safety, reliability as the first principle, so, in the same switch power supply circuit, protection circuit design a variety of interrelated and should pay attention to the problem should cause enough attention.Through the literature and data to verify, eventually determine the design scheme is feasible, the effect of initial design to achieve.Key words: single end flyback transformer; PWM controller; UC3842controller; Multiple output。
多路输出反激式开关电源的设计与实现多路输出反激式开关电源的设计与实现一、引言开关电源是一种高效率、高可靠性、体积小、重量轻的电源设备,被广泛应用于电子产品中。
多路输出反激式开关电源是一种基于反激式开关电源拓扑结构,能够同时提供多个稳定电压输出的电源系统。
本文将针对这种电源系统进行设计与实现。
二、多路输出反激式开关电源原理多路输出反激式开关电源的基本原理是利用开关管进行高频开关,通过变压器传递能量,并通过整流和滤波电路获得稳定的输出电压。
其核心是控制开关管的导通时间,以实现不同输出电压的调节。
三、电路设计与元器件选择1. 输入电路设计:为了保护开关管和输入电源,应采用滤波电感和输入电容进行滤波处理,同时添加过流保护电路。
2. 变压器设计:根据输出电压和电流要求确定变压器的参数,选择合适的线性密度和电感,以获得理想的传输效果。
3. 输出电路设计:对于多路输出反激式开关电源,每个输出通道都要设计独立的整流和滤波电路,以确保稳定的输出电压。
4. 控制电路设计:采用反馈控制电路,通过对反馈信号的处理调节开关管的导通时间,实现多路输出电压的精确控制。
四、PCB板设计PCB板是电路实现的载体,其设计主要包括布局设计、走线设计和连接设计。
在多路输出反激式开关电源中,需要考虑分区布局,分别放置输入输出电路和控制电路,以最大限度地减小干扰。
同时,在走线设计中,应注意分离高频信号和低频信号,减少耦合。
五、电路调试与输出稳定性测试在完成电路设计与制作后,需要进行电路调试,并测试输出稳定性。
调试时可以通过示波器观察各个节点的波形,以确定是否存在异常。
并通过负载变化测试,验证输出电压是否能够保持稳定。
六、改进与优化在实际应用中,根据具体需求可以对多路输出反激式开关电源进行改进和优化。
常见的改进方法包括添加过压、欠压保护功能,提高电源的效率,降低输出纹波等。
七、结论多路输出反激式开关电源作为一种高效、可靠、稳定的电源系统,具有广泛应用前景。
多路输出开关电源的设计及应用开关电源是一种将电能进行转换和调节的电源系统,其主要通过非线性元件(开关管、PWM调制器等)将输入电能快速开关控制,进而获得所需的输出电能。
多路输出开关电源则在此基础上实现了多个输出通道,用以满足不同电路的需求。
多路输出开关电源的设计主要包括如下几个步骤:1. 确定输出电压和电流需求:根据待供电的电路或设备的电压和电流要求,确定每个输出通道的电压和电流参数。
2. 计算输入功率和选择变压器:根据输出电压和电流参数,计算输入功率并选择适当的变压器。
变压器的主要作用是将输入电压转换为合适的中间电压,便于后续的开关和调节控制。
3. 设计开关和调节控制电路:根据每个输出通道的电压和电流要求,设计相应的开关管、PWM调制器等元件的参数和控制电路。
控制电路主要负责对开关管进行开关控制,通过调节开关频率和占空比,实现输出电压和电流的稳定调节。
4. 设计滤波电路和保护电路:设计适当的滤波电路,用以减少开关电源输出的纹波和噪声;设计相应的保护电路,用以保障开关电源和所供电路或设备的安全,如过载保护、短路保护等。
多路输出开关电源的应用非常广泛,常见于工业控制系统、通信设备、计算机设备、医疗设备等领域。
多路输出能够满足不同电压和电流需求的同时,提供稳定的电能供应,保证设备的正常运行。
此外,开关电源具有高效率、小体积、轻量化等优点,可以满足现代电子设备对电源的高要求。
多路输出开关电源是现代电子设备中常用的一种电源系统,它通过将输入电能进行高效率的转换和调节,为多个输出通道提供稳定可靠的电源。
在电子设备设计中应用广泛,特别是在工业、通信、计算机等领域。
多路输出开关电源的设计非常重要,其关键是根据待供电设备的电压和电流需求,设计符合要求的输出通道。
首先,根据电路或设备的电压和电流要求,确定每个输出通道的电压和电流参数。
例如,工业控制系统中可能需要供应多个不同电压的直流电源,而通信设备可能需要同时提供5V和12V的电源。
农业大学毕业论文(设计)题目:多路输出开关电源设计姓名:学院:专业:班级:学号:指导教师:年月日毕业论文(设计)诚信声明本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
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论文(设计)作者签名:日期:年月日指导教师签名:日期:年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 开关电源简介 (1)1.3 开关电源的发展历史和发展前景 (2)2 开关电源的工作原理及分类 (5)2.1 开关电源的工作原理 (5)2.2 开关电源的设计指标 (6)2.3 开关电源的调节方式 (7)2.4 开关电源分类 (8)3 电路主要元器件选择 (18)3.1 单片开关电源芯片的选取 (18)3.2 变压器 (22)4 开关电源电路设计 (27)4.1 EMI滤波器设计 (27)4.2 开关电源的高频变压器设计 (28)4.3 保护电路和输入端整流电路设计 (31)4.4 反馈电路设计 (34)4.5 次级输出滤波电路和稳压电路设计 (36)4.6 输出端稳压电路设计 (38)5 总结 (43)5.1 全文总结 (43)5.2 工作展望 (43)参考文献 (45)致 (47)附录.................................................................................................................................. 错误!未定义书签。
多路输出开关电源设计摘要在深入分析开关电源工作原理和特点的基础上,根据设计指标的要求完成了一款单端反激式两路输出开关电源的设计。
本文首先介绍了开关电源的发展历程及其工作原理,分析了开关电源的几种调节模式和几种工作电路;进而通过分析选定电路需要的元器件,包括TOP223P、TL431三端可调分流基准电压源、LM2575系列开关稳压集成电路和几种不同类型的二极管;最后设计出完整的总电路。
主要电路包括输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。
该电源具有宽电压输入,多路稳定输出、纹波和噪声可控制等优点。
在完成电路的研究和焊接后通过不断的改进与完善,最终得到的结果基本符合预期,效果比较理想。
关键词:开关电源;多路输出;TOP223P;脉宽调制;反激式The Design of Multiple-Output Switching Power SupplyAbstractBased on the analysis of the working principle and characteristics of switching power supply, the design of a single ended flyback two-way output switching power supply is accomplished according to the design requirements. In this paper, we first introduce the development of switching power supply and its working principle, analysis of the switching power supply of several regulatory mode and several working circuit; then, through the analysis of selected circuits require components, including top223p TL431, three terminal adjustable shunt reference voltage source, the LM2575 series switching regulator IC and several different types of diodes. Finally, we have designed integrated circuit. The main circuits include the input electromagnetic interference filter (EMI), the rectifier filter circuit, the power converter, the PWM controller and the output rectifier filter circuit.The power supply has the advantages of wide voltage input, multi-channel stable output, ripple and noise control etc. After the completion of the research and the improvement of the circuit, the final result is basically in line with the expectation, the effect is comparatively ideal.Key words: Switching Power Supply; multiple output; TOP223P; PWM; Fly back1绪论1.1 课题背景及意义最近几年,电子科技的迅速发展使得人们的工作、生活和学习与各种的电子产品的联系日益紧密,这也使得电子系统的应用领域越来越广泛。
电子产品对输入的电压有很多指标要求,越来越多的电子产品的正常工作需要同时提供多个不同数值的直流稳压电,这就对电源的多路输出功能提出了要求;并且电子设备的小型化和低成本化也使得开关电源向着轻、薄、小和高效率的方向发展。
单片开关电源集成电路具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等优点,它能够构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源,所以代表着当今开关电源发展的趋势。
开关电源以其高效率、轻重量、小体积等优势在控制设备、电子检测设备、通讯设备等各种电子应用的领域中得到越来越广泛的应用。
因此,对开关电源的研究和设计具有重要意义。
本文设计的开关电源是直流12V和直流5V两路输出,控制电路部分选用TOP223P芯片,这种单片的开关电源可以极大的简化产品设计流程和新产品开发周期,并且在其它性能上也有很大优点。
1.2 开关电源简介开关电源是在电子、通信、电气、能源、航空航天、军事以及家电等领域应用非常广泛的一种电力电子装置。
它具有电能转换效率高体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等优点,在小功率围基本上取代了线性稳压电源,并迅速向功率围推进,在很大程度上取代了晶闸管相控整流电源。
可以说,开关电源技术是目前中小功率直流电能变换装置的主流技术[1]。
开关电源的产生依赖于现代电力电子技术的高速发展,比如各种功率管的性能改进,开关电源是通过改变功率管的占空比,也就是调节功率管的导通时间在一个周期所占的比率,从而输出稳定电压的一种电源。
开关电源一般是通过脉冲宽度调制(PWM)输出固定频率和固定幅度的脉冲来控制IC和MOSFET的导通和断开而实现。
1.3 开关电源的发展历史和发展前景开关电源已有几十年的发展历史,早期产品的开关频率很低,成本昂贵,仅用于卫星电源等少数领域,20世纪60年代出现过晶闸管(旧称可控硅)相位控制式开关电源,70年代由分立元件制成的各种开关电源,均因效率不够高、开关频率低、电路复杂、调试困难而难于推广,使之应用受到限制。
70年代后期以来,随着集成电路设计与制造技术的进步,各种开关电源专用于芯片大量问世,这种新型节能电源才重获发展,目前,开关频率已从20KHZ左右提高到几百千赫至几兆赫。
与此同时,供开关电源使用的元器件也获得长足发展。
MOS功率开关、肖特基二极管(SBD)、超快恢复二极管(SRD)、瞬态电压抑制器(TVS)、压敏电阻器(VSR)、熔断电阻器(FR)、线性光耦合器、可调式精密并联稳压器(TL431)、电磁干扰滤波器(EMI)、高导磁率磁性材料、三重绝缘线、等一大批新器件、新材料正被广泛采用。
所有这些,都为开关电源的推广与普及提供了必要条件。
进入21世纪,伴随着电力电子技术的飞速发展,开关电源的发展也步入高速阶段。
其发展的趋势主要有以下几个方向[2]:(1)高频率、重量轻和体积小开关电源重量和体积就是其机组成元器件的体积重量。
因此,尽量减小或减少组成开关电源的元器件就可以实现开关电源的体积和质量减少的目的。
目前来说,由于电力电子技术的飞速发展,比如电容、二极管、三极管、MOSFET管等,在保证其性能提高的前提下,其体积越来越小,这也是现在电力电子发展的重要方向。
因此开关电源的体积和质量不断地减小。
一般来说,频率的提高不仅仅可以使你所选元器件的体积减小,而且可以大幅提高系统的工作性能。
如今电气发展迅猛,逐渐趋向于智能化,因此,开关电源是必不可少的[3]。
比如手机的移动电源、笔记本的充电器、甚至电动车的电源设备等等。
(2)高效率和可靠性高开关电源相对于早些时间的线性电源来说,其组成的元器件比较少,单从这方面讲就可以提高开关电源的稳定性,可靠性。
另一方面,组成开关电源的元器件是有寿命的,例如二极管、电容、三极管,它们有一定的使用期限,也就是和人一样,它们是有寿命的,减少开关电源的元器件就可以尽可能的提高开关电源的使用寿命,避免了因为元器件的繁多以及集成电路的复杂导致某一个器件烧坏而降低开关电源的寿命。
另外,努力提高开关电源的工作效率,一方面可以减少电能的流失,提高电能利用率。