TL开关电源设计BUCK电路探素
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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。
深入了解开关电源BUCK电路各个元器件课程介绍分析开关电源BUCK电路当中各个元器件的一些特点。
随着即将进入电路设计的阶段,我们要对元器件有深入的了解。
对于BUCK电路而言,负载电流跟电感电流是串联的。
是一个平均电源电流,但实际上电感电流是有纹波的,就是平均电压电流,它是一个平均值。
电流的纹波率直接决定电感的电流,电感的纹波的电流,纹波电流大小决定了电感量,也决定了电感的体积。
因此电流的纹波利确定的话,整个电感就确定了。
其他的一些电感参数就基本确定了。
将分为两章节课程来详细讲这些相关的参数,以及计算方式。
专栏课程学习获得:1. 通过举例讲解开关电源工作的方式.开关电源的工作原理.2. 通过举例开关电源工作方式与线性电源工作方式的区别.3. 分析和讲解为什么线性电源的效率比较低,开关电源的效率比较高?4. 讲解开关电源是如何实现能量转移的?以及如何实现稳定电压输出?如何进行调节的?为什么说输入电压的变化以及负载的变化会影响调节?为什么会有纹波的产生?为什么说速度响应是衡量开关电源的重要指标?5. 详细分析开关损耗是如何产生的?如何控制温升?温升对系统有哪些危害?6. 开关电源体积与频率的关系?以及开关电源的效率问题。
7. 开关器件的如何选择?详细分析MOSFET,IGBT,三极管各自的有点和缺点。
8. 详细推导开关电源的BUCK电路拓扑的过程。
9.引入重要模拟电路中重要器件:电感。
10. 详细讲解电感电压的的形成和公式计算,电感电压受什么参数影响?如何改变电感两端电压?11. 详细讲解电感电压的与电感中电流大小以及电流变化率的相互关系。
为什么说电感电。
TL494控制BUCK型开关电源电路摘要1、引言电源的优劣直接影响到各类电子设备的性能。
因此设计出性能良好的电源意义重大。
广义的讲,能够提供电能的设备称为电源。
我们这里所指的电源是把身边现有的电源转化成我们电子设备所需要的某种类型电源的一种电子装置。
开关电源是直流稳压电源的一种,自问世以来,以其轻小高效越来越受到人们的青睐,在直流电源的大多场合已取代了传统的线性开关电源,并且正不断发展,其市场广阔。
2、DC/Dc变换器主电路及其控制方式开关电源功率调整管都工作在开关状态下,而线性稳压电源的功率管工作在线性放大状态下,这是开关电源与线性稳压电源的显著区别,也是开关电源这个名字由来的原因。
目前开关电源中目前常用的半导体开关管有GTR、MOSFET、IGBT等,通过控制信号控制其导通与关断,实现将一种直流电转换成另外一种大小的直流电,配上电感电容滤波器件能输出稳定。
DC/DC变换器是开关电源中最主要的功率变换环节。
DC/DC变换器有输入输出无隔离(即“直通”)型和输人输出隔离型两种类型。
“直通”型DC/oC变换器典型的电路有Buck(降压)型、Boost(升压)型、Buck一Boost(升降压)式和Cuk型等几种类型;输人与输出隔离型的DC/DC变换器典型的电路有单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式等几种类型。
但无论哪种类型的DC/DC变换器的开关电源,其基本原理都是开关管工作于开关状态下,通过改变开关管导通与关断的时间关系来改变输出电压的。
开关电源要实现输出稳定少不了相应的控制电路,其电路有三种:(l)由分立元件构成;(2)通过软件编程由单片机系统来实现;(3)由专用的集成控制器来实现。
其中专用集成控制器实现方式以其使用方便、无需编程、所需元件数量少等优点,是开关电源常用的一种控制方式。
TL494就是其中常见的一种专用集成控制器。
3、TL494介绍TL494由德州仪器公司设计并推出,推出后立刻得到市场的广泛接受,尤其是在PC机的ATx半桥电源上。
一种buck-boost开关电源环路补偿电路设计
设计一种buck-boost开关电源环路补偿电路的步骤如下:
1. 确定需要补偿的电源环路特性:首先,需要确定要补偿的电源环路具有哪些频率成分的干扰或噪音。
例如,可以通过频谱分析确定这些频率成分的频率范围和幅度。
2. 设计补偿网络:根据第一步的分析结果,设计一个合适的补偿网络来抵消电源环路的干扰或噪音。
补偿网络通常包括电容、电感和阻抗器等元件,可以选择串联或并联配置以实现所需的补偿效果。
3. 选择补偿元件参数:根据补偿网络的设计,选择合适的元件参数,如电容值、电感值和阻抗器阻值等。
可以通过仿真或实验来优化参数选择,并确保所选元件能够在所需频率范围内提供所需的补偿效果。
4. 布局和连接补偿电路:根据设计,将补偿网络的元件布局在电源环路中,并通过适当的连接方式将其与开关电源环路连接。
确保补偿网络能够有效地接收和处理来自电源环路的干扰或噪音,并将补偿信号输出到开关电源环路中。
5. 验证和调整:在连接完补偿电路后,进行验证和调整以确保补偿效果符合预期。
可以使用示波器、频谱仪等仪器来观察和测量电源环路的干扰或噪音幅度,并通过调整补偿网络的参数来优化补偿效果。
需要注意的是,设计补偿电路时需要考虑电路的稳定性和安全性,确保补偿网络不会引入额外的噪音或干扰,并且不会对开关电源环路的性能产生负面影响。
同时,还需遵守相关的电气标准和规范,以确保设计符合相关要求。
简单介绍开关电源拓扑结构---Buck电路
Buck电路也称之为降压(step-down)变换器,Buck电路属于最简单的开关电源拓扑结构,它的等效电路模型入下图所示:
它由开关管(有些图画成一个开关),二极管,电感,电容构成了。
控制回路一般采用PWM(脉冲宽度调制)芯片控制占空比决定开关管的通断。
Buck电路的功能是把直流电压Vin转换成直流电压Vout,实现降压目的。
1、电路中主要器件Q,我们称呼为开关管,一般实现采用了IGBT或者MOS管,主要功能是实现电路的通断;
2、电路中主要器件D,我们称呼为续流二极管,主要功能是实现了开关管在关断的时候储能电感上的电量能完成一个回路输出,另外一个功能是保护开关管,因为储能电感在开关管由导通到关断的时候会产生很高的电势;
3、电路中主要器件C,我们称呼为输出滤波电容,主要功能当然就是滤除输出电压所带的杂波。
4、电路中主要器件L,我们称呼为储能电感,在开关管导通的时候,Vin给负载供电,由于自感的原因,L是左正右负,电能转换为磁能储存起来;在开关管断开的时候,电感L是左负右正,磁能转换成电能给负载供电。
Buck电路有三种工作模式,分别是CCM(连续模式),BCM (临界模式),DCM(断续模式)
1、连续模式
2、临界模式
3、断续模式。
直流斩波电路Buck、Buck-Boost 开关电路实验一、实验目的(1)加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。
(3)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。
二、实验线路的构成及原理(1)DDS02主电路挂箱配置原理DDS02挂箱包括脉冲和熔断丝指示、晶闸管(I组桥、Ⅱ组桥)电路、电抗器等内容。
脉冲有无指示为方便实验中判断对应晶闸管上门阴极上是否正常,若正常,则指示灯亮,否则则不亮;同样熔断丝指示也是同理。
主要分I组桥和Ⅱ组桥分别指示。
晶闸管电路装有12只晶闸管、6只整流二极管。
12只晶闸管分两组晶闸管变流桥,其中VTl~VT6为正组桥(I组桥),由KP5-8晶闸管元件构成,一般不可逆、可逆系统的正桥、交-直-交变频器的整流部分均使用正组元件;由VT1ˊ~VT6ˊ组成反组桥(Ⅱ组桥),元件为KP5-12晶闸管,可逆系统的反桥、交-直-交变频器的逆变部分使用反组元件;同时还配置了6只整流二极管VDl~VD6,可构成不可控整流桥作为直流电源,元件的型号为KZ5-10。
所有这些功率半导体元件均配置有阻容吸收、熔丝保护,电源侧、直流环节、电机侧均配置有压敏电阻或阻容吸收等过电压保护装置。
电抗器为平波电抗器L,共有4档电感值,分别为50mH、100mH、200mH、700mH,1200 mH可根据实验需要选择电感值。
续流二极管为桥式整流实验时电路续流用,型号为KZ5-10;另外挂箱还配有一组阻容吸收电路。
(2)DDS03控制电路挂箱配置原理DDS03挂箱包括三相触发电路及功放电路、FBC+FA(电流反馈与过流保护)、G(给定器)等内容。
面板上部为同步变压器,其连线已在内部接好,连接组为△/Y-1.可在“同步电源观察孔”观察同步电源的相位。
三相触发电路(GT)及功放电路(AP)包括有GTF正组(I组)触发脉冲装置和GTR 反组(Ⅱ组)触发脉冲装置,分别通过开关连至VF正组晶闸管和VR反组晶闸管的门极、阴极。
buck电路设计原则Buck电路,也称为降压电路,是一种常见的开关电源拓扑结构,用于将输入电压降低到较低的输出电压。
以下是设计Buck电路时应考虑的一些基本原则:1.选择合适的元件:选择适当的功率开关器件(如MOSFET)、电感和电容是设计中的关键步骤。
这些元件的选取会影响电路的效率、稳定性和功率处理能力。
2.控制电路设计:选择合适的控制方案,如电压模式控制(Voltage Mode Control)或当前模式控制(Current Mode Control)。
电压模式控制通常用于轻负载条件,而当前模式控制则对于大范围负载变化具有更好的响应。
3.反馈回路设计:设计准确的反馈回路以确保输出电压的稳定性。
这可能包括使用反馈电压调节器、误差放大器和比较器等元件。
4.过电流和过温度保护:考虑加入过电流保护和过温度保护电路,以防止电路元件受损。
5.EMI和滤波设计:由于开关电源可能引起电磁干扰(EMI),设计中需要采取措施来降低这些干扰。
这可能包括使用滤波器和合适的线路布局。
6.稳定性分析:进行控制环路稳定性分析,以确保电路在各种工作条件下都能保持稳定。
这通常需要考虑控制环路的相位和幅度裕度。
7.效率优化:设计时需要考虑电路的整体效率。
这可能包括最小化开关损耗、导通损耗以及减小其他电源损耗。
8.温度管理:确保电路元件在正常工作条件下的温度不超过其规定的极限,可以通过选择合适的散热器和热管理方案来实现。
9.输入输出电容选择:选择合适的输入和输出电容以实现足够的滤波和稳压效果。
10.负载变化响应:考虑负载变化时电路的响应速度,确保在快速变化的负载条件下仍能维持稳定的输出。
在设计Buck电路时,综合考虑上述原则可以帮助确保电路的性能、稳定性和可靠性。
最终的设计选择将取决于特定的应用和要求。
buck电路简单原理
Buck电路是一种常见的降压转换器,用于将高电压转换为较低的电压。
它是
一种开关电源,通过不断切换开关以控制电流和电压来完成降压操作。
Buck电路的基本原理是利用开关管(通常为MOSFET晶体管)和电感器组成
一个电压调节器。
当开关管关闭时,电流通过电感器,形成一个磁场能量储存器。
当开关管打开时,电感器释放储存的能量,通过输入电压向负载提供较低的电压。
具体工作原理如下:当开关管处于导通状态时,电感器充电,负载电流开始增加。
而当开关管关闭时,电感器上的存储能量将释放到负载上。
这样,周期性地开关和关闭开关管,就能实现对输出电压的调整和稳定。
Buck电路的主要优点之一是效率高,能够提供相对较高的输出功率。
此外,Buck电路具有较小的体积和重量,适用于多种应用场景,如电源适配器、电池充
电器等。
值得注意的是,Buck电路中还包括输出电容器和滤波器,用于减小输出电压
的波动和噪声。
这些元件的合理选择和设计,可以进一步提高电路的性能和稳定性。
总之,Buck电路是一种常用的降压转换器,通过周期性地开关和关闭来实现
对输入电压的降低和稳定输出。
其简单的原理和高效率使其在很多电子设备中得到广泛应用。
boost和buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作
原理
Boost和Buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作原理如下:
1. Boost拓扑电路:Boost电路是一个升压电路。
当开关管导通时,输入电压Vi对电感Ls充电,形成的回路是:输入Vi→电感Ls→开关管Q。
当开关管关断时,输入的能量和电感能量一起向输出提供能量,形成的回路是:输入Vi→电感Ls→二极管D→电容C→负载RL。
此时负载的供电电源相当于Vi加上电感的感应电动势,从而实现升压。
2. Buck拓扑电路:Buck电路是一个降压电路。
当开关闭合时,续流二极管D是截止的,由于输入电压Vi与储能电感Ls接通,因此输入-输出压差(Vi-Vo)就加在Ls上,使通过Ls上的电流线性地增加。
在此阶段,除向负载供电外,还有一部分电能储存在电感Ls和电容Cr中。
当开关断开时,在电感Ls上产生反向电动势,使二极管D从截止变成导通。
如需了解更多信息,建议咨询专业技术人员或者查阅相关技术手册。