开关集成稳压电源

开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理是通过采用开关器件（如MOSFET 等）和一系列电子元器件来控制输入电压的开关状态，从而实现对输出电压的稳定调节。

工作原理如下：
1. 输入电压经过整流（如桥式整流电路）并通过滤波电容进行滤波处理，以去除电源中的交流成分和波动。

2. 基于控制电路内部的反馈机制，比较输入电压与期望输出电压之间的差异，以确定开关器件的开关状态。

3. 当输入电压过低时，控制电路将开关器件导通，让电流通过电感储能，进而提高输出电压。

4. 当输入电压过高时，控制电路将开关器件断开，使电感储能的电流通过输出电容器供电，从而降低输出电压。

5. 控制电路根据反馈信息连续地监测和调整开关器件的开关状态，以使输出电压始终维持在设定的稳定值。

6. 为了提供更加稳定的输出电压，开关稳压电源通常还包括过电压保护、过载保护、短路保护等功能。

通过不断地开关和调整开关器件的状态，开关稳压电源可以实
现对输入电压的有效调节，从而保证输出电压的稳定性和可靠性。

一、水声设备电源电源分为交流电源和直流电源，就水声设备而言，主要应用为直流稳压电源。

直流电源可分为线性稳压电源和开关稳压电源。

线性稳压电源就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。

与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源，它的电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。

它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹，功率管工作在饱或及截止区即开关状态。

线性电源和开关电源的区别：1、工作方式不同（1）线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（不高于50%），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。

（2）开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。

但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波，另外开关管工作时会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。

2、内部结构不同（1）开关电源利用变占空比或变频的方法实现不同的电压，实现较为复杂，最大的优点是高效率，缺点是纹波和开关噪声较大，适用于对纹波和噪声要求不高的场合。

（2）线性电源没有开关动作，属于连续模拟控制，内部结构相对简单，芯片面积也较小，成本较低，优点是成本低，纹波噪声小，最大的缺点是效率低。

它们各有有缺点在应用上互补共存。

3、适用要求不一样效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方多选用线性电源。

稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。

二、直流电源主要参数1、源电压效应输入电压的变化引起输出量变化的效应，改变量是源电压，被测量是输出电压的稳态值。

%100max ⨯∆=oNU U U S其中 S U — 源电压效应系数（电压调整率），这个值越小越好，是衡量稳压电源性能的一个重要指标。

开关型稳压电源的工作原理开关型稳压电源是一种通过开关元件进行高效能稳压的电源设备。

它采用开关元件（ 通常为晶体管或MOSFET）以高频率开关的方式来调整输出电压，从而实现稳压。

以下是开关型稳压电源的主要工作原理：1.整流：首先，交流电源输入会经过整流电路，将交流电转换为直流电。

这通常使用整流桥等元件实现。

2.滤波：直流电经过整流后可能会包含一些脉动成分，为了去除这些脉动，通常使用滤波电容进行滤波处理，使输出电压更趋于稳定。

3.开关调节：开关型稳压电源的核心是开关调节部分。

这部分包括一个开关元件（通常为晶体管或MOSFET）、一个能够调整开关频率的控制电路和一个输出变压器。

4.开关频率调节：控制电路会根据输出电压的变化情况，调整开关频率。

通过高频率的开关操作，可以更精细地控制输出电压，实现稳压。

5.变压器工作：输出变压器是一个重要的组成部分，通过开关调节，可以改变变压器的工作状态，从而调整输出电压。

通过变压器的变压比例，可以实现输出电压的调节。

6.反馈控制：稳压电源通常采用反馈控制，通过比较输出电压与设定的目标电压，产生一个误差信号。

这个误差信号用于调整开关频率，使输出电压保持稳定。

7.过载和过压保护：开关型稳压电源通常配备有过载和过压保护机制，以防止电源或负载发生故障时损坏设备。

这些保护机制可以通过监测电流和电压进行触发。

8.输出滤波：最后，输出电压还可能通过输出滤波电路进行进一步的滤波，以确保输出信号的纯净性。

开关型稳压电源以其高效能和小体积的特点在电子设备、通信设备、计算机等领域得到广泛应用。

由于采用开关调节的方式，开关型稳压电源相比线性稳压电源能够更有效地调整电压，减少功耗和体积。

开关型直流稳压电源的工作原理“哇塞，你们知道那个神奇的小盒子是干啥的不？”有一天，我和小伙伴们在我家做作业，突然停电了。

这时候，我爸爸拿出一个小盒子，接上一些线，然后灯就亮了。

我们都好奇得不得了，这到底是啥玩意儿呢？这个小盒子呀，就是开关型直流稳压电源。

它就像一个小魔法师，能把电变得稳稳当当的。

它有几个关键部件呢。

有个大大的变压器，就像一个大力士，能把电压变高或者变低。

还有一些电容和电感，就像小卫士一样，能把电变得更平滑。

那它是咋工作的呢？首先，它从插座里把电吸进来，就像小怪兽吃东西一样。

然后变压器开始工作啦，把高电压变成我们需要的低电压。

接着，电容和电感就上场了，它们把电变得滑溜溜的，没有一点波浪。

最后，稳稳的直流电就出来啦，可以给我们的台灯、电脑啥的供电。

开关型直流稳压电源的主要技术可厉害啦。

它就像一个聪明的小精灵，能快速地开关电，把不好的电都挡在外面。

它通过不断地开关，把交流电变成直流电，还能把电压稳定在一个固定的值。

就像我们玩游戏的时候，要遵守规则一样，电也得有个规矩，不能乱跳乱蹦。

这个小魔法师一样的电源在我们生活中的应用可多啦。

比如说，我们的手机充电器就是一种开关型直流稳压电源。

它能把家里的交流电变成手机需要的直流电，让我们的手机能充上电。

还有我们的电脑也需要它，没有它，电脑就没法工作啦。

就像我们人需要吃饭才能有力气一样，这些电器也需要稳定的电才能好好工作。

我觉得开关型直流稳压电源真的好神奇呀，它虽然小小的，但是作用可大啦。

它能让我们的生活更方便，让我们的电器都能好好工作。

我们应该好好爱护它，让它为我们的生活带来更多的好处。

直流开关稳压电源设计一、设计背景及意义随着电子技术的飞速发展，各类电子设备对电源的需求日益增长。

直流开关稳压电源以其高效、稳定、体积小、重量轻等优点，在通信、计算机、家用电器等领域得到了广泛应用。

设计一款性能优越、可靠性高的直流开关稳压电源，对于提高电子设备的整体性能具有重要意义。

二、设计目标1. 输出电压范围：12V±1V；2. 输出电流：2A；3. 转换效率：≥85%；4. 工作温度范围：25℃~+85℃；5. 具有过压、过流、短路保护功能；6. 体积小，便于安装。

三、设计方案1. 电路拓扑选择本设计采用开关电源的主流拓扑——反激式变换器。

反激式变换器具有电路简单、体积小、效率高等优点，适用于中小功率电源设计。

2. 主控芯片选型选用ST公司的STM32F103系列微控制器作为主控芯片，该芯片具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点，能够满足开关电源的设计需求。

3. 功率开关管选型功率开关管是开关电源的核心元件，本设计选用N沟道MOSFET作为功率开关管。

根据设计指标，选用IRF530N型号MOSFET，其导通电阻低，可降低开关损耗，提高转换效率。

4. 输出整流滤波电路设计输出整流滤波电路采用肖特基二极管和LC滤波电路。

肖特基二极管具有正向压降低、开关速度快的特点，适用于开关电源整流。

LC滤波电路能有效抑制输出电压纹波，提高输出电压稳定性。

5. 保护电路设计为实现过压、过流、短路保护功能，设计如下保护电路：（1）过压保护：在输出端设置一个电压比较器，当输出电压超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。

（2）过流保护：在功率开关管源极串联一个取样电阻，实时监测电流值。

当电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。

（3）短路保护：在输出端设置一个电流比较器，当输出电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。

四、实验验证与优化1. 搭建实验平台，对设计的直流开关稳压电源进行测试，观察输出电压、电流、效率等参数是否符合设计要求。

一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。

因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。

对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。

直流平均电压Ｕ。

可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um —矩形脉冲最大电压值；T —矩形脉冲周期；T1 —矩形脉冲宽度。

从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。

这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。

二、开关式稳压电源的原理电路1、基本电路图二开关电原基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。

这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。

控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

２．单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。

电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。

所谓的反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。

当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。

唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。

第五讲 CRT电视机的开关稳压电源CRT电视机的开关稳压电源与液晶电视机的开关稳压电源有很多区别，无功率因素校正（PFC）电路，所用的PWM芯片习惯上也不一样，输出的直流电压种类较多，保护电路的保护方式也有区别。

为此作单独介绍。

一、PWM控制器和大功率场效应管组合-FSCQ1265RT简介F S C Q l265R T是新一代开关电源变换器，它具有很高的功率变换率和很低电磁辐射E M I，完全取代以往使用的STR6700、6707、6709、KA5Q1265RF 等开关稳压变换器，它特别适用于对噪声很敏感的设备如彩电和音频设备。

FSCQl265RT是一个集成脉宽调制(PWM)控制器和大功率SenseFET场效应管的组合，这种设计有利于使用最少的外部元器件，在这里PWM控制器包含有集成固定频率振荡器、欠压搜索电路、引导边缘消隐电路(LEB)、优化门驱动器，内部软启动电路以及为环补偿和自保电路，内含温度补偿精密电流源，如果与分离的MOSFET和PWM 控制器组合方案相比较，它既降低成本、减少尺寸和重量，而且提高效率、改善生产能力，使系统更加稳定可靠运行。

FSCQ1265RT比早期的KA5Q1265RF有许多优点，起动电流仅为20〜50μA，是原来的五分之一，峰值电流为7A，提高了1A。

它的工作电压范围是85V∼265V.。

最大输出功率：170W（输入交流电压220V左右时），140W（输入交流电压90V左右时）。

1、主要性能优化准谐振变换器(QRC)；为低于1W的待机功耗下运行提供先进的突变模式；脉冲电流峰值允许可达7A；内设置过载保护OLP，并能自动重新启动；内设置过压保护OVP，并能自动重新启动；内设有异常过流保护AOCP,采用门限方式；内部设有过热切断TSD，采用门限方式；设置具有延时的欠压闭锁(UVLO)功能；很低启动电流，仅有25 μA；很低运行电流，典型值为6mA；内设有高电压功率管SenseFET；内设有软启动，仅需20ms；为适应宽域输入，设置扩展准谐振切换。