开关电源设计案例

开关电源电路设计实例分析开关电源电路是一种常用的电源供电方式，其优点包括高效能、体积小、重量轻等特点，因此在电子设备中得到广泛应用。

本文将介绍开关电源电路设计的一般流程，并以设计一个12VDC输出的开关电源电路为例进行分析。

1.确定需求和规格在设计开关电源电路之前，首先要确定需求和规格。

例如，我们要设计一个12VDC输出电源，输出电流为1A，并且需要输入电压范围为220VAC。

此外，我们还需要确定开关电源的效率、功率因数等要求。

2.选取开关电源拓扑结构根据需求和规格，选择适合的开关电源拓扑结构。

常见的开关电源拓扑包括反激式、半桥或全桥式等。

根据需求，我们选择反激式开关电源。

3.选择主要元件根据选取的拓扑结构，选择适当的主要元件，包括主变压器、开关管、输出电容和滤波电感等。

选取主变压器时需要考虑输入输出电压比例、功率等因素；选择开关管时需要考虑导通电阻、开通速度等因素。

4.电路图设计根据所选的开关电源拓扑结构和主要元件，设计电路图。

包括输入滤波电路、整流电路、开关电路和输出滤波电路。

同时，需要设计开关电源的保护电路，如过流保护、过压保护等。

5.计算关键参数根据设计的电路图，计算关键参数。

例如，计算输入电流、输出电流、开关频率等。

这些参数可以通过电路图中的公式和关系计算得出。

6.仿真和优化通过电路仿真软件，对设计的电路进行仿真和优化。

可以通过调整元件参数和拓扑结构来优化电路性能，如提高效率或降低成本。

7.PCB布局设计在完成电路图设计和仿真优化后，需要进行PCB布局设计。

将电路图转化为实际的PCB布局，并考虑元件之间的布置、走线、散热等因素。

8.元件选型和采购根据PCB布局设计，选择合适的元件，并进行采购。

需要考虑元件的性能、价格、可靠性等因素。

9.确定元件焊接方式根据元件选型和PCB布局，确定元件的焊接方式。

根据焊接方式，可以选择手工焊接或波峰焊接等。

10.制作和调试样机根据设计和选型的元件，制作和调试样机。

用uc3845b 设计开关电源实例Switching power supplies are widely used in various applications due to their high efficiency and compact design. One of the most common and popular control ICs used for designing switching power supplies is the UC3845B. This IC is known for its versatility and ease of use in various topologies such as flyback, forward, and boost.开关电源由于高效率和紧凑的设计而被广泛应用于各种领域。

在设计开关电源时常用的一个控制IC是UC3845B。

这个IC以其在飞行、正转和升压等各种拓扑结构中的通用性和易用性而闻名。

The UC3845B is a current mode PWM controller that operates at a fixed frequency and has a voltage feedforward design for improved transient response. It also has built-in soft start and frequency jitter features for reduced EMI emissions. These advanced features make the UC3845B a popular choice for designing efficient and reliable switch mode power supplies.UC3845B是一个固定频率工作的电流模式PWM控制器，具有电压前馈设计以提高瞬态响应。

芯片公司反激开关电源设计案例反激开关电源是一种常用的电源设计方案，它采用了开关元件的控制来实现高效率的能量转换。

对于芯片公司来说，设计一个稳定可靠的反激开关电源是至关重要的。

下面以一个具体案例来介绍芯片公司如何设计反激开关电源。

案例背景：芯片公司计划设计一款用于智能手表的反激开关电源。

该电源需要满足以下要求：输出电压为3.3V，最大输出电流为200mA，输入电压范围为3V到5V。

同时，该电源需要具备稳定可靠、高效率等特点。

设计步骤：1.电源需求分析：首先，需要对电源的工作条件进行分析。

智能手表作为一种可佩戴设备，体积小巧、功耗低是重要的特点。

因此，反激开关电源是一种理想的选择。

在电源需求分析中，需要确定输出电压和电流的要求，并考虑输入电压的范围。

2.开关电源拓扑选择：根据电源需求分析，可以选择反激开关电源作为设计方案。

反激开关电源可以提供相对较高的转换效率，并且适用于较宽的输入电压范围。

3.电源拓扑设计：在选择了反激开关电源后，需要设计电源的拓扑结构。

该案例中可以选择基于反激变换器的设计方案，使用变压器实现能量的传输。

通过选择合适的变压器匹配，可以实现输入电压到输出电压的转换。

4.元件选择：根据设计要求，选择合适的元件来搭建反激开关电源。

包括开关管、二极管、电感、电容等。

在选择元件时，需要考虑其参数和性能，并保证其可靠性和稳定性。

5.控制电路设计：反激开关电源需要一个控制电路来实现对开关管的控制。

控制电路可以采用传统的PWM或者脉冲频率调制（PFM）的控制方法。

通过控制开关管的导通与断开，实现对输出电压和电流的调节。

6.稳压电路设计：为了保证输出电压的稳定性，需要设计稳压电路。

可以采用负反馈稳压电路，通过对输出电压进行采样和比较，控制开关管的工作状态，使得输出电压能够稳定在设定值。

7.效率优化：为了提高转换效率，需要优化设计。

可以采用切换频率较高的开关管、合理选择电感和电容等方法。

通过优化设计，使能量转换更为高效。

开关电源典型设计实例精选
开关电源是一种常见的电源设计，它能够将输入电压转换为稳定的输出电压，常用于各种电子设备中。

以下是一些典型的开关电源设计实例：
1. Buck转换器，Buck转换器是一种常见的开关电源设计，它能够将高电压降低为稳定的较低电压。

这种设计常用于需要较低输出电压的应用，例如移动设备充电器和电源适配器。

2. Boost转换器，Boost转换器则是将输入电压升高为稳定的输出电压，常用于需要较高输出电压的场合，比如LED驱动器和太阳能电池充电器。

3. Buck-Boost转换器，Buck-Boost转换器能够实现输入电压的升压和降压，因此在需要输出电压高低变化范围较大的场合下应用广泛，比如电动汽车充电器和太阳能储能系统。

4. Flyback转换器，Flyback转换器是一种常见的离线开关电源设计，适用于输出功率较低的应用，例如家用电子设备和通信设备。

5. LLC谐振转换器，LLC谐振转换器结构简单，具有高效率和低电磁干扰等优点，适用于中高功率的电源设计，例如工业设备和服务器电源。

以上是一些典型的开关电源设计实例，每种设计都有其适用的场合和特点，工程师在实际设计中需要根据具体要求选择合适的设计方案。

希望以上信息能够对你有所帮助。

开关电源环路设计及实例详解一、开关电源的基本原理开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源，其基本原理是通过开关管控制变压器的工作状态，从而实现对输入交流电进行变换、整流和稳压的过程。

开关电源具有输出功率大、效率高、体积小等优点，因此被广泛应用于各种电子设备中。

二、开关电源环路的组成1. 输入滤波器：用于滤除输入交流电中的高频噪声和杂波信号，保证后续环节能够正常工作。

2. 整流桥：将输入交流电转换为直流电信号。

3. 直流滤波器：用于滤除直流信号中的纹波和杂波信号，保证输出稳定。

4. 开关变换器：通过控制开关管的导通和截止状态来控制变压器的工作状态，从而实现对输入信号的变换。

5. 输出稳压器：用于对输出直流信号进行稳压处理，保证输出恒定。

三、开关电源环路设计步骤1. 确定输出功率和输出电压范围。

2. 选择合适的变压器。

3. 设计整流桥和直流滤波器。

4. 设计开关变换器，包括选择合适的开关管和控制电路。

5. 设计输出稳压器，包括选择合适的稳压芯片和反馈电路。

6. 进行整个电路的仿真和优化。

7. 进行实际电路的搭建和调试。

四、开关电源环路设计实例以12V/5A开关电源为例，进行具体设计。

1. 确定输出功率和输出电压范围：输出功率为60W，输出电压范围为11-13V。

2. 选择合适的变压器：根据需求选择带有多个二次侧绕组的变压器，其中一个二次侧用于提供控制信号，另一个二次侧用于提供输出信号。

通过计算得到变压比为1:2。

3. 设计整流桥和直流滤波器：采用全波整流桥结构，并选用大容量滤波电容进行直流滤波处理。

4. 设计开关变换器：选用MOS管作为开关管，并采用反激式结构进行设计。

控制信号通过脉冲宽度调制（PWM）技术进行控制。

同时，在输入端加入输入滤波器进行滤波处理。

5. 设计输出稳压器：选用LM2576芯片进行稳压处理，通过反馈电路控制输出电压。

同时，加入输出滤波电容进行滤波处理。

6. 进行整个电路的仿真和优化：通过仿真软件进行各个环节的仿真和优化，保证整个电路的性能符合要求。

一、工作原理我们先熟悉一款开关电源的工作原理，该电源可输出5V电压，如图1所示。

1. 抗干扰电路在电网输入端首先设置一个NTC5D-9负温度系数热敏电阻，作用是保护后面的整流桥，刚开机时热敏电阻处于冷态，阻值比较大，可以限制输入电流，正常工作时，电阻比较小。

这样对开机时的浪涌电流起到有效的缓冲作用。

电容CY1、CY2、CY3、CY4用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的不对称杂散信号，电容CX1、CX2用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的对称杂散信号，用电感L1抑制从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的频率相同、相位相反的杂散干扰电流信号。

采用高频特性好的瓷片电容和铁芯电感，实现开关稳压电源电路中的高频辐射不污染工频电网和工频电网上的杂散电磁波不会窜入开关稳压电源电路中而干扰和影响其工作，对高频分量或工频的谐波分量具有急剧阻止通过功能，而对于几百赫兹以下的低频分量近似一条短路线。

图1 开关电源的工作原理图2. 整流滤波电路在电路中D1、D2、D3、D4组成全桥整流电路，把输入的交流电压进行全波整流，然后用C1进行滤波，最后变成直流输出供电电压，为后级的功率变换器供电，整流滤波后的电压约为300V。

3. UC3842供电与振荡300V的脉动直流电压，此电压经R12降压后给C4充电，供电UC3842的7脚，当C4的电压达到UC3842的启动电压门槛值时，UC3842开始工作并提供驱动脉冲，由6脚输出推动开关管工作。

一旦开关管工作，反馈绕组的能量经过D6整流，C4滤波，又供电到UC3842的7脚，这时可以不需要R12的启动了。

C9、R11接UC3842的定时端，和内部电路构成振荡电路，振荡的工作频率计算为：f=1.8/（Rt*Ct）代入数据可计算工作频率：f=68.18K4. 稳压电路该电路主要由精密稳压源T L 4 3 1 和线性光耦P C 8 1 7 组成，假设输出电压↑→经过R 1 6 、R 1 9 、R20、RES3的取样电压↑→TL431的1脚电压↑，当该脚电压大于TL431的基准电压2.5V时，TL431的2、3脚导通，→通过光电耦合到UC3842的2脚，于是UC3842的6脚驱动脉冲的占空比↓→开关变压器T1绕组上的能量↓→输出电压↓，达到稳压作用；反之，假设输出电压下降，则稳压过程与上相反。

摘要开关电源是应用于广泛领域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，在小功率范围内基本取代了线性电源，并迅速想大功率范围推进，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。

本文首先描述了开关电源的发展，对目前出现的几种典型的开关电源技术作了归纳总结和分析比较，在此基础上指出了开关电源技术的发展状况和开关电源产品的发展趋势。

并且对开关电源的发展史、应用范围、主电路的选择、控制方法作了简要的介绍。

在设计中主要采用了脉宽调制（PWM）、全桥整流、自锁保护等技术，应用了控制芯片UC3842做为PWM控制芯片，对变压器次级线圈采用堆叠式绕法，改进光耦反馈电路的选择，使电路能达到所需基本要求同时，力求稳定、高效。

关键字：开关电源，拓扑结构，变压器，正激式AbstractThe switch power supply is a kind of electric power electronics which applies in the extensive realm to be used.It has an electric power conversion's efficiency high, the physical volume is small, the weight is light, the control accuracy is high with fast etc. advantage, within the scope of small power replaced line power supply, and in high-power scope propulsion quickly, to a large extent,it replaced the thyristor phase - controlled rectifying power supply.We can say, the switch power supply technique is the essential technique which wins small electric power transformation of the power direct current to equip currently.This text described the development of switch power supply first, to a few kinds which appear currently typical model of the switch power supply technique made to induce summary and analysis comparison, pointing out the development trend of the technical development condition of the switch power supply and switch power supply product on this foundation.And introduce the switch power supply’s phylogeny,application, main electric circuit of power supply and controled a method. The design adopted PWM, the whole bridgeses commutated, lock protection etc. technique, applied control the chip UC3842 to be used as PWM control chip, the transformer adoprt adopt pile circle, improve the choice of the electric circuit, make the electric circuit be able to attain need basic request in the meantime, try hard for stability, efficiently.Key words：Switch power supply，topology，transform，Forward目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................................ I I 目录 .. (III)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 开关电源的发展历史 (1)1.2.1 国外发展历史 (1)1.2.2 国内发展状况 (2)1.3 目前需要克服的困难 (2)1.4 开关电源的发展趋势 (3)1.5 本文的设计要求 (4)2 开关电源的工作原理 (6)2.1 开关电源的基本构成 (6)2.2 开关电源常用的拓扑结构分析 (6)2.2.1 降压型 (6)2.2.2 升压型 (7)2.2.3 升降压型 (8)2.2.4 反激式 (9)2.2.5 正激式 (11)2.2.6 推挽式 (12)2.3 拓扑结构的确定 (13)3. 基于UC3842的开关电源的设计与实现 (14)3.1 开关电源电路的设计 (14)3.1.1 开关电源电路的总体简介 (14)3.1.2 基于UC3842的基本结构 (14)3.1.3 各部分功能简介 (14)3.2 UC3842芯片简介 (15)3.2.1 UC3842的特点 (15)3.2.2内部结构和引脚图 (16)3.2.3 引脚功能 (16)3.2.4 芯片工作原理 (17)3.3 各部分回路设计 (18)3.3.1 主回路的设计 (18)3.3.2 控制保护回路的设计 (21)3.3.3 反馈电路的设计 (23)3.4 外围主要器件的选取 (23)4. 开关电源变压器的设计 (28)4.1 与变压器相关的一些基本概念 (28)4.2 变压器用料介绍 (30)4.3 高频变压器的设计 (32)4.4 变压器的绕制方法 (35)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录总原理图 (41)1 绪论1.1 引言电子技术的高速发展，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入 90 年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电力检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。

单管开关电源的实例制作和设计要点-设计应用本文向大家分享单管开关电源的实例制作和设计要点。

一、单管开关电源简述单管开关电源由于构成元件简单，成本低廉，在很多小家电中得到广泛的应用，如LED灯、充电器、遥控器、门铃等。

下面就是这种单管开关电源的电路。

图1. 单管开关电源电路图二、单管开关电源的元件组成和电路原理1、主要元件a. 开关管。

图2 MJE13005开关管可以使用双极型晶体管和场效应管，本电路使用的是双极型晶体管，型号为MJE13005，该型号的三极管属于高反压高速开关三极管，主要用于大功率节能灯、开关电源、功率变换器等，其具有耐高压、开关速度快、安全工作区宽等优点。

其主要参数如下：集电极-基极反向耐压达到700V集电极-发射机反向耐压达到400V集电极允许电流达到5A集电极耗散功率达到75WMJE系列从13001到13009，在实际产品中，可以根据实际要求选择合适参数的型号。

b. 开关电源变压器。

开关电源变压器的作用是为负载电路提供能量，同时为前后级电路提供隔离。

开关电源变压器有EE、EC型，本电路采用EE型。

开关电源变压器有初级绕组和次级绕组，本电路中的变压器初级绕组包含储能绕组和正反馈绕组，匝数比为210：9；次级绕组中心抽头，匝数比为13：13，这个匝数比可以根据具体需要进行调整。

2、电路原理a. 整流滤波电路。

200V交流电经过整流桥B1（可采用1N4007 x 4组成）和电容器C1整流滤波后输出300V直流电压，进入单管自激振荡电路。

图3 整流滤波电路b. 开关自激振荡电路。

300V直流电压一路经过变压器T1的初级绕组加到开关管的集电极，另一路通过R4给开关管提供基极电压。

由于正反馈绕组感应的电压经过R5、C3加到开关管的基极，开关管很快进入饱和导通状态。

由于开关管导通，则正反馈停止，开关管进入放大状态，集电极电流减小，从而在正反馈绕组上产生反向电流加到开关管的基极，使开关管进入截止状态。

六款简单的开关电源电路设计，内附原理图详解简单的开关电源电路图（一）简单实用的开关电源电路图调整C3和R5使振荡频率在30KHz-45KHz。

输出电压需要稳压。

输出电流可以达到500mA.有效功率8W、效率87%。

其他没有要求就可以正常工作。

简单的开关电源电路图（二）24V开关电源，是高频逆变开关电源中的一个种类。

通过电路控制开关管进行高速的道通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！24V开关电源的工作原理是：1.交流电源输入经整流滤波成直流;2.通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上;3.开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载;4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的。

24v开关电源电路图简单的开关电源电路图（三）单端正激式开关电源的典型电路如下图所示。

这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。

当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。

在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。

为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50％。

由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200 Ｗ的功率。

电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。

简单的开关电源电路图（四）推挽式开关电源的典型电路如图六所示。

它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。

电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器Ｔ次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。