降压型开关稳压电源设计
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开关直流降压电源(BUCK)设计摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
近年来,随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展,新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小,控制方便灵活,输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态,具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点,在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
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。
本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计开关电源,利用MOSFET 管作为开关管,可以提高电源变压器的工作效率,有利于抑制脉冲干扰,同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词:直流,降压电源,TL494,MOSFET1目录摘要 (1)Abstract........................................................... ........ 错误!未定义书签。
1.方案论证与比较 (4)1.1 总方案的设计与论证 ...................................... 错误!未定义书签。
1.2 控制芯片的选择 (4)1.3 隔离电路的选择 .............................................. 错误!未定义书签。
2. BUCK电路工作原理 ......................................... 错误!未定义书签。
3. 控制电路的设计及电路参数的计算 ................ 错误!未定义书签。
3.1 TL494控制芯片................................................ 错误!未定义书签。
基于UC3842的降压型DC-DC设计设计课题:基于UC3842的降压型DC-DC设计专业班级: B120409 学生姓名:*** *9指导教师: *设计时间: 2014年12月18日目录摘要: (3)关键词: (3)一、系统设计 (3)1.1 系统设计要求 (3)1.2系统设计框图 (3)二、硬件电路设计 (4)2.1 输入模块 (4)2.2 输出模块 (5)2.3 UC3842外围电路 (5)2.4反馈电路 (6)2.5开关管控制电路 (7)三、重要元件简介 (7)3.1 UC3842 (7)3.2 PC817 (9)3.3 TL431 (10)四、计算 (11)4.1 续流二极管的选择 (11)4.2 R6--R10 (11)五、原理图、电路板及PCB图 (12)5.1 原理图 (12)5.2 电路板 (12)5.3 PCB图 (13)六、测试结果及结果分析 (13)6.1测试结果 (13)6.2 测试结果分析 (14)七、结论与心得 (15)基于UC3842的降压型DC-DC设计摘要:为了研究基于UC3842的直流降压斩波电路,选择了以UC3842为脉宽控制核心的15V到8V的降压变换为实例,详细的说明UC3842的用法,外围电路设计,以及反激直流变换器的直接降压斩波工作原理。
该方案里的UC3842可以直接驱动开关管,向负载提供电能。
为了整体电路的稳定,又在输出端添加由TL431和PC817组成的反馈电路,对输出电压采样,把输出电压反馈给UC3842,通过内部比较器,自动的调节脉宽,调节输出电压,以达到稳定。
关键词:UC3842 反馈电路滤波一、系统设计1.1 系统设计要求表1 系统要求1.2系统设计框图本设计采用的是一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片UC3842。
该脉宽调制器能产生频率固定而脉冲宽度可以调节的驱动信号,控制大功率开关管的通断状态来调节输出电压的大小,达到稳压目的,锯齿波发生器提供恒定的时钟频率信号,利用误差放大器的电压测定比较器形成电压闭环,利用电流测定、电流测定比较器构成电流闭环,在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感电流的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节驱动信号的占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。
LT®3
源运
效率架构用。
3840 是一款运作。
当针对用户率对延长电池构。
利用能够
1、微功率降款高电压、同户可选的突发池供电型系统够驱动多个低降压
步、降压型发模式操作配统中的运行时低 RDS(ON)开关稳压控制置时,LT384间给予帮助MOSFET 的大
制器,其能够40 的低静态。
LT3840 采大型 N 沟道够采用一个 态电流可通过采用一种恒定道栅极驱动器2.5V 至 60过提高轻负载定频率、电流器可实现高电V 电时的模式流应
LT3840 高效率同步降压型转换器
器
2、降压DC LT3840 元/DC 解决方案元件数目少的案
的应用,6V~~60V 输入至5V/10A 输出出
L 3、DC/DC 电T3840 宽输入电压调节
入范围、高功功率输出、115V~60V 输入入至 12V/20A A 输出
LT T 3840 负输出出应用,24V 输入至 –115V/10A。
电路DC-DC降压方案概述DC-DC降压方案是一种常用的电路设计方案,广泛应用于电子设备中,用于将高电压的直流电源转换为低电压的直流电源。
在电子设备中,低电压直流电源通常用来供应各种电路和组件,如集成电路、传感器、显示屏等。
本文将介绍几种常用的DC-DC降压方案,包括线性稳压器、降压开关电源以及升压式和降-升压式转换器。
线性稳压器线性稳压器是一种简单、成本低廉的DC-DC降压方案。
它通过晶体管调节电压,将输入电压稳定到所需的输出电压。
线性稳压器的主要优点是电路简单、稳定性好、噪声低,但在输入输出电压差比较大时效率较低,且会产生较多的热量。
因此,线性稳压器常被用于输出电压要求较高且纹波要求较低的场合。
降压开关电源降压开关电源是一种高效率的DC-DC降压方案,它通过开关管和电感器实现对输入电压的调节。
降压开关电路通常分为两种类型:离线式和非离线式。
离线式降压开关电路是将交流输入转换为直流输出,非离线式降压开关电路则直接对直流输入进行调节。
离线式降压开关电路常使用变压器来实现高频开关转换,以提高效率。
非离线式降压开关电路则常常使用非反激、负反激或附加套线器等方式来实现开关转换,这些转换方式相比于离线式较为简单,但功率较小。
降压开关电源的优点是效率高、体积小,适合于功耗要求高、输出电流大的应用场合。
但由于其特殊的电路结构,需要合理的电磁屏蔽和线路布局,以避免电磁干扰和噪声。
升压式转换器升压式转换器是一种将低电压升到高电压的DC-DC降压方案。
它通过变压器实现电压转换,并通过开关管实现稳定性的控制。
升压式转换器通常由高频开关、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
升压式转换器的优点是可以将低电压转换为高电压,适用于输入电压低但要求较高输出电压的场合。
然而,由于电压升高,其效率较低,同时产生的噪声也较多。
降-升压式转换器降-升压式转换器是一种可以将输入电压降低或升高的DC-DC降压方案。
它结合了降压和升压式转换器的特点,可以完成输入电压的双向转换。
Buck电路的设计与参数计算一、背景、Buck电路,又名降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。
其所用外围器件少,成本低,高能效,同时可以做到小型化,因此在计算机,消费产品等需多电源供电的电子系统中有着广泛的应用。
二、Buck电路拓扑结构主要由一个开关管Q1,二极管D1,电感L,输出电容C组成的Buck变换电路,因此可以看出其电路组成结构简单,器件较少,因而成本较低。
如图2-1所示图2-1Buck电路的基本结构三、Buck工作原理下图3-1为Buck电路开关波形,及其传递函数。
图3-1Buck电路的基本开关波形Vin为输入电压,Vout为输出电压,Fsw为Q1开关频率L为电感元件的电感值L,D为开关导通占空比根据电感元件在一个开关周期内的伏秒特性,可以写出Buck电路的传递函数,如图3-2所示图3-2Buck电路的传递函数计算方法四、控制模式如下图所示为Buck电路常见的两种控制模式。
图4-1为电压控制模式,图4-2为电流控制模式。
实际应用中最常见的是电压控制模式图4-1电压控制模式图4-2电流控制模式对于电压控制模式,以及电流控制模式他们有不同的优缺点,以及不同应用场景。
对于这两张控制模式,现做一个简单的比较电压控制模式:1,响应较慢2,由于存在ESR,有二阶响应作用3,补偿较为困难电流控制模式:1,每周期逐波限流2,一阶系统容易补偿3,快速响应4,容易引起次谐波振荡五、电感的计算当Buck电路处于临界工作模式CRM下,电感值的计算如下。
首先我们来开临界工作模式下,Buck电路的主要波形,如图5-1所示图5-1Buck电路工作在临界条件下的波形假定我们要设计一个输入Vin在8~15V,输出Vout为3.3V,额定工作电流Io=3A,工作频率为500KHZ的Buck电路。
在临界条件下,电感值计算公式如下5-2所示图5-2电感临界值的计算。
通过计算可知,工作在临界条件下,电感值为0.85uH。
TL494降压开关电源的设计一、设计任务及要求:1、掌握TL494主要性能参数、端子功能、工作原理及典型应用2、掌握DC—DC降压型开关电源原理,掌握电路布线及焊接。
主要技术指标:设计要求:1直流输入:0—30v,电压变化范围为+15%~-20%;2输出电压:5v—30v连续可调,最大输出电流1.5A二、DC—DC变换器buck线路(降压电路)的原理图如图1所示,降压线路的基本特征为:输出电压低于输入电压,输出电流为连续的,输入电流是脉动的。
图1S为开关管,D为续流二极管,当给S一个高电平使得开关管导通,输入电源对电感,电容充电,同时向负载供电。
当给S一个低电平时使得开关管关断,负载电流经二极管续流。
改变开关管的占空比即能改变输出的平均电压。
三、TL494中文资料及应用电路TL494是一种固定频率脉宽调制电路,它包含了开关电源控制所需的全部功能,广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。
TL494主要特征集成了全部的脉宽调制电路。
片内置线性锯齿波振荡器,外置振荡元件仅两个(一个电阻和一个电容)。
内置误差放大器。
内止5V参考基准电压源。
可调整死区时间。
内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。
推或拉两种输出方式。
TL494引脚图TL494工作原理简述TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路,内置了线性锯齿波振荡器,振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节,其振荡频率如下:输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。
四、电路设计输出为5V的电源电路:电路分析:50u/50v是滤波电容对输入电源滤波,47欧的电阻主要是当8和11引脚输出高电平时不足以驱动大功率三极管,通过47欧电阻来上拉高电平,将高电平拉高驱动三极管,当三极管导通以后就铅位到三极管基极和发射极的管压降。
8和11引脚处的150欧电阻是限流电阻。
2和3引脚处连接成PI 调节器,提高精度,增加电路的稳定性。
buck降压电路设计摘要:1.Buck 降压电路的简介和设计目的2.Buck 降压电路的输出电压和常见系统工作电压3.推荐的芯片方案4.避免局限于特定型号的建议正文:一、Buck 降压电路的简介和设计目的Buck 降压电路,又称为降压稳压电路,是一种基于开关管工作的电源电路。
其主要目的是将较高的输入电压转换为较低的输出电压,以满足不同电子设备的电源需求。
在设计Buck 降压电路时,需要考虑输入电压、输出电压、电流和效率等因素。
二、Buck 降压电路的输出电压和常见系统工作电压Buck 降压电路的输出电压通常为5V、3.3V 等常见系统工作电压。
这些电压是许多电子设备和芯片的典型工作电压,如微控制器、传感器和无线通信模块等。
设计Buck 降压电路时,需要根据具体应用场景选择合适的输出电压。
三、推荐的芯片方案在设计Buck 降压电路时,有许多优秀的芯片可供选择。
除了常见的LM2596 和XL40XX 等型号外,还可以考虑以下芯片方案:1.德州仪器(TI)的LM 系列:如LM2586、LM2596 等,这些芯片具有优秀的性能和稳定性。
2.安森美半导体(ADI)的Power by Linear 系列:如LTC3822、LTC3823 等,这些芯片在效率和负载调整率方面表现出色。
3.美台科技(MPS)的MP 系列:如MP1584、MP1585 等,这些芯片在轻载和重载条件下均能保持较高的效率。
四、避免局限于特定型号的建议在选择Buck 降压电路的芯片时,应避免局限于特定型号。
不同芯片在性能、成本和可用性等方面可能存在差异,因此需要根据实际应用需求和设计要求进行权衡。
在选型过程中,可以参考以下原则:1.评估芯片的基本性能参数,如输出电压、电流、效率和负载调整率等。
2.考虑芯片的成本和供应情况,以确保供应链的稳定和成本的可控。
3.参考其他工程师的经验和评价,了解芯片在实际应用中的表现和潜在问题。
总之,Buck 降压电路设计需要综合考虑输入电压、输出电压、电流和效率等因素,选择合适的芯片方案。
2016年全国大学生电子设计竞赛2016年7月28日摘要本设计以TI公司的MSP430G2553单片机作为控制核心,设计制作了一种降压型开关稳压电源。
该电源主电路为同步整流BUCK电路,通过LM5117驱动CSD18532KCS MOS场效应管实现稳压输出,电流检测电路使用TI的高精度检流芯片INA282实现对电路的保护,系统效率可达到89%。
达到了设计要求中的各项指标。
关键词:LM5117 同步整流BUCK电路MSP430G2553 INA282目录一、系统方案 (4)1.1 DC-DC驱动模块的比较与选择 (4)1.2 主控制器的比较与选择 (4)1.3 过流保护方案的比较与选择 (4)1.4 单片机供电模块的比较与选择 (5)二、系统理论分析与计算 (5)2.1 主要器件参数选择及计算 (5)2.1.1 定值电阻RT的计算 (5)2.1.2 输出电感L0的选取 (5)2.1.3 电流检测电阻Rs的选取 (5)2.1.4 输出电容C o的选取 (5)2.1.5 过流保护电路中检流电阻的选取 (6)2.2 提高效率的方法 (6)2.3 降低纹波的方法 (6)2.4 DC-DC变换方法 (6)2.5 稳压控制方法 (7)三、电路与程序设计 (7)3.1主回路与器件的选择 (7)3.1.1电路主回路 (7)3.1.2电路器件选择 (7)3.2 控制电路及程序 (8)3.2.1 控制电路 (8)3.2.2 主程序流程图 (8)3.2.3 部分源程序代码 (8)四、系统测试 (8)4.1 测试方案及条件 (8)4.1.1 测试仪器 (8)4.1.2 测试方法 (8)4.2 测试过程及结果 (8)4.3 测试结果分析 (9)附录1:程序流程图 (10)附录2:部分源代码 (12)VIN一、系统方案本设计采用BUCK 电流斩波电路,单片机控制输出两路PWM 信号经过TI 芯片IR2110驱动高端和低端N 沟道MOSFET ,通过控制PWM 的占空比来控制两个MOSFET 导通和关断的时间进而调节输出电压。
基于LM5117P的降压型直流开关稳压电源设计戴帅龙;屈秋梦;王家禹【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)016【摘要】降压型直流开关稳压电源是一种单向DC-DC变换器,实现稳定直流降压功能.本系统采用同步降压控制器LM5117P作为电路控制核心,以同步Buck电路作为降压主电路,通过闭环回路反馈设计以及芯片本身的精准采样,将输入电压16V 降为5V恒压输出.%Step-down DC switching power supply is a one-way DC-DC converter, which is designed to achieve a stable DC buck function. The system uses the synchronous buck controller LM5117P as the circuit control core, with synchronous Buck circuit as the main circuit of the buck, through the closed loop feedback design and the precise sampling of the chip itself, reducing the input voltage 16V down to 5V constant output voltage.【总页数】2页(P45-46)【作者】戴帅龙;屈秋梦;王家禹【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌,443002;三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌,443002;三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌,443002【正文语种】中文【相关文献】1.降压型直流开关稳压电源实验装置设计 [J], 仲鹏达;朱江;章子健;郑懿敏;杜月林2.基于LM5117的降压型直流开关稳压电源设计 [J], 荣海林;姚福安;张德强3.基于STM32的降压型直流开关稳压电源的设计 [J], 喻琪家;王艳秋4.基于LM5117的降压型直流开关稳压电源设计 [J], 胡红东;朱保鹏;魏海峰;5.基于LM5117的降压型直流开关稳压电源设计 [J], 张桂红因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
4~16V开关稳压电源详细设计摘要:介绍一种采用半桥电路的开关电源,其输入电压为交流220V±20%,输出电压为直流4~16V,最大电流40A,工作频率50kHz。
重点介绍了该电源的设计思想,工作原理及特点。
关键词:脉宽调制;半桥变换器。
1、引言:在科研、生产、实验等应用场合,经常用到电压在5~15V,电流在5~40A的电源。
而一般实验用电源最大电流只有5A、10A。
为此专门开发了电压4V~16V连续可调,输出电流最大40A的开关电源。
它采用了半桥电路,所选用开关器件为功率MOS管,开关工作频率为50kHz,具有重量轻、体积小、成本低等特点。
2、主要技术指标1)交流输入电压AC220V±20%;2)直流输出电压4~16V可调;3)输出电流0~40A;4)输出电压调整率≤1%;5)纹波电压Up p≤50mV;6)显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。
3、基本工作原理及原理框图该电源的原理框图如图1所示。
220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后,得到约300V的直流电压加到半桥变换器上,用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管,通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压,经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。
图1整体电源的工作框图4、各主要功能描述4.1、交流EMI滤波及整流滤波电路交流EMI滤波及整流滤波电路如图2所示。
图2交流EMI滤波及输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰(EMI)出入电子设备的一个重要途径,在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径,本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。
IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。
PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。
交流输入220V 时,整流采用桥式整流电路。
如果将JTI跳线短连时,则适用于110V交流输入电压。