DCDC模块电源的设计方法

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Z专业资料整理 常用DC/DC电源电路设计方案分析

1、DC/DC电源电路简介

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5V15V，数字电路常用3.3V等。结合到本公司产品，这里

主要总结24V以下的DC/DC电源电路常用的设计方案。

2、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

3、稳压管稳压电路设计方案

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，其电路简图如图(1)所示，

选择稳压管时一般可按下述式子估算：

(1)Uz=Vout;(2)Izmax=(1.5-3)LImax(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。

有些芯片对供电电压要求比较高，例如ADDA芯片的基准电压等，这时候可以采用常

用的一些电压基准芯片如MC1403,REF02,TL431等。这里主要介绍TL431、REF02的应用方案。

3.1TL431常用电路设计方案

TL431是一个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。该器件的典型动态阻抗为

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基于SG3525的DC/DC开关电源设计

The Design of DC/DC Switching Power

Supply Based on SG3525

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毕业设计任务书

题 目 基于SG3525的DC/DC开关电源设计

一、设计内容

设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源，给出系统的电路设计方法以及主

要单元电路的参数计算。

二、基本要求

1. 系统工作原理及设计思路。

2. 设计开关电源主电路。

3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。

4. 主要元器件的选择。

5. 利用saber进行系统仿真。

三、主要技术指标

输入电压为DC10—35V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定功率为500W。电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。

四、应收集的资料及参考文献

[1] 邹怀虚. 电源应用技术[M]. 北京：科学出版社.1998

[2] 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术[M]. 北京：电子工业出版社，2001

五、毕业设计进度计划

第1—2周： 收集资料，完成系统工作原理及设计思路开题报告。

第3周： 设计开关电源主电路。

第4—6周： 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。

第7周： 中期检查。

第8—11周： 利用saber进行系统仿真。

第12—13周： 论文审核定稿。

第14—15周： 答辩。 .

.. 毕业设计开题报告

题 目 基于SG3525的DC/DC开关电源设计

一、研究背景

21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。

DC-DC模块电源的选型应注意的事项

发表于 2007-2-15 10:35:56

DC-DC模块电源选型应注意的事项：

负载要求

设法降低模块电源的温升

输出电压的调节

遥控开/关电路

输入保护电路

输出保护电路

开关噪声与电磁干扰的抑制

极轻载使用 一般模块电源有最小负载限制，各厂家有所不同，普遍为10%左右，因为负载太轻时储能元件续流困难会发生电流不连续，从而导致输出电压不稳定，这是由电源本身的工作原理决定的。但是如果用户的确有轻载甚至空载使用的情况怎么办呢，最方便有效的方法是加一定的假负载，约为输出功率的2%左右，可以由模块厂商出厂前预置，也可以由用户在模块外安装适当电阻作为负载。值得注意的是如果选择前者，模块效率会有所降低。但是有的电路拓扑却没有最小负载限制。(同步整流的技术，在这种电路拓扑结构下工作是没有最小负载要求的，可以在零负载到满负载下得到稳定的输出，只是输出的纹波和噪声会高一点。)

设法降低模块电源的温升 模块内部器件的工作温度的高低直接影响模块电源的寿命，器件温度越低模块寿命越长。在一定的工作条件下，模块电源的损耗是一定的，但是可以通过改善模块电源的散热条件来降低其温升，从而大大延长其使用寿命。比如：50W以上的模块电源必须安装散热器，散热器的表面积越大越有利于散热，且散热器的安装方向应尽量有利于空气的自然对流，功率在150W以上除安装散热器以外还可以加装扇强制风冷。此外在环境温度较高或空气流通条件较差的地方模块须降额使用以减小功耗从而降低温升，延长使用寿命。

输出电压的调节

产品中有TRIM或ADJ输出管脚的产品,可以通过电阻或电位器对输出电压进行一定范围内的调节。对TRIM输出管脚，将电位器的中心与TRIM相连，在所有+S，-S管脚的模块中，其他两端分别接+S，-S,没有+S，-S时将两端分别接到相应主路的输出正负极(+S接+Vin，-S接-Vin)上，调节电位器即可。电位器的阻值一般选用5~10K比较合适。一般微调范围为+10%。如图1所示。 对ADJ输出管脚，分为输入边调节(如SMP系列15W)与输出边调节(如WS系列15W)。输出边调节的与TRIM管脚的调节方式一样。输入边调节的只能上调输出电压，此时将电位器的其中一端与中心相接，另一端接输入的地(Vin)。如图2所示。直接与输出正负极相连时，请单独走线以免引入其他不必要的干扰。

DC-DC开关电源管理芯片的设计

引言

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;

目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化;具有各种控制功能的专用芯片,近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高,给应用带来极大方便;

从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中,由于输入电压或输出端负载可能出现波动,应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内,需要复杂的控制技术,于是各种 PWM控制结构的研究就成为研究的热点;在这样的前提下,设计开发开关电源DC-DC控制芯片,无论是从经济,还是科学研究上都是是很有价值的;

1. 开关电源控制电路原理分析

DC－DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换,把某一等级直流输入电压变换成另—等级直流输出电压;在给定直流输入电压下,通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压 控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换,并通过调整导通区间长度来控制平均输出电压,这种方法也称为脉宽调制PWM法;

PWM从控制方式上可以分为两类,即电压型控制voltage mode control和电流型控制current mode control ;电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较,产生控制用的PWM信号;从控制理论的角度来讲,电压型控制方式是一种单环控制系统;电压控制型变换器是一个二阶系统,它有两个状态变量：输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流;二阶系统是一个有条件稳定系统,只有对控制电路进行精心的设计和计算后,在满足一定的条件下,闭环系统方能稳定的工作;图1即为电压型控制的原理框图;