一种宽输出低纹波开关电源

电源与节能技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０３．０３２小体积低纹波DC/DC变换器设计展栋，张虹，王远博，柳明华（陕西华经微电子股份有限公司，陕西西安710065）摘要：介绍了一种小体积低纹波DC/DC变换器的设计过程。

依据设计目标参数，对设计方案进行选择，介绍了正激式拓扑结合反相器方案中主要器件选型和设计以及调试遇到的问题。

改进设计方案，通过反激式拓扑和低压差稳压器相结合实现了小体积低纹波的DC/DC变换器设计。

关键词：DC/DC变换器；小体积；低纹波；反激式Small Low Ripple DC/DC Converter DesignZHAN Dong, ZHANG Hong, WANG Yuanbo, LIU Minghua(Shaanxi Huajing Micro-Electronic Co., Ltd., Xi’an 710065, China)Abstract: This paper introduces a kind of small volume, low ripple of DC/DC converter design process. According to the design target parameters, the design scheme selection, this paper introduces the scheme of forward type topology in combination with the inverter in main device selection and design, and debugging problems. Then improved design scheme, through the combination of the flyback topology and Low-Dropout Regulator(LDO) to implement small volume, low ripple of DC/DC converter design.Keywords: DC/DC converter; small volume; low ripple; flyback type0 引 言开关电源因其极高的效率和较小的体积成为当今研究热点，但其纹波干扰较大[1,2]。

高精度开关电源的设计李亮; 陈广来【期刊名称】《《天津理工大学学报》》【年(卷),期】2019(035)005【总页数】6页(P23-28)【关键词】开关电源; Buck电路; 低功耗; 低纹波率; 稳压【作者】李亮; 陈广来【作者单位】天津理工大学机械工程学院天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384【正文语种】中文【中图分类】TN86开关电源是在电力电子技术的基础上，通过调节开关管的占空比使其输出稳定电压的一种电源[1].DC-DC 的降压方式有两种，第一种是线性降压（LDO）电路，第二种是Buck 电路.根据线性降压式电源，负载功率越大，效率越低；负载功率越小，效率越高[2]；自身承担多余的电压实现降压的特点，针对大功率的工况下线性降压电压功耗大，发热量大，因此在工业控制领域以及电子技术领域，开关电源得到了广泛应用.例如，作为基准源以及给元器件提供精准稳定的电压[3]；在该场合下，电路设计中需要输出稳定、低功耗的电压源作为基准电源使用.为满足上述设计要求，本设计以Buck 拓扑结构电路为基础，通过该电路的核心器件电感实现能量的搬运，实现输入24 V 电压到12 V 的稳定输出.1 原理分析Buck 拓扑结构电路，主要由开关S、电感L、电容C 和二极管D 组成，Buck 拓扑结构电路的原理图如图1所示.由于电感L 是阻碍电流变化的器件，电感上的电流变化会产生感应电动势.当开关S 闭合时，电感上的电流发生改变会产生感应电动势，此时输入电压通过电感L 对电容C 进行充电，电感上的电流持续增加，电容C 上的电压维持输出电压稳定，最终负载RZ 上的电压等于电容C 两端的电压.当开关S 断开时，电感L 上的电流发生改变，电感L 上会产生与原电感极性相反的感应电动势，电感上的电压通过负载RZ 和续流二极管D 回到电感自身，当负载RZ 发生变化时，所需的电流变大，电容通过放电来维持负载RZ 的电流稳定.图1 Buck 拓扑结构电路Fig.1 Buck topological circuit通过开关S 的闭合与关断，使Buck 电路工作在稳定状态[4]，电感工作在连续模式[5-6]下，电感L 上的电流IL 波形如图2所示.由于电感上的电流不能激变，当开关S 闭合时，电感上的电流以一定的变化速率来维持电感L 上感应电压的不变，此时电感上的电流一直增加到Imax；当开关S 断开时，电感上的电流以一定的变化速率来维持电感L 上感应电压的不变，此时电感上的电流一直减小到Imin，再闭合开关S，当电感L 上的电流增加到Imax，再断开开关S 直到电感L 上的电流减小到Imin，往复进行.当开关S 闭合时，电源通过电感给电容充电，给负载提供能量；当开关S 断开时，电感上的能量还会继续给电容和负载提供能量，当电感L 上的能量为零时，负载上的能量需要电容来维持，保证输出稳定，这样负载上的纹波小.图2 电感工作在连续模式下电感上的电流波形图和对应的占空比Fig.2 Current waveform and duty cycle of inductor operating in continuous mode根据伏秒法则[7]，当开关S 闭合时，其中，占空比为即其中：Von 为开关闭合加在电感两端的电压；ton 为电感的导通时间；toff 为电感的关断时间；VL 为开关闭合时电感两端电压；Vin 为输入电压；Vout 为输出电压；VD 为二极管两端电压；Voff为开关关断时电感两端电压.2 电路设计该系统主要由驱动电路、Buck 电路、PWM 波产生电路、过压保护电路、过流保护电路组成，电路的总体设计框图如图3所示.其中PWM 波产生电路模块包括软启动电路和三角波发生电路，该模块能够实现占空比可调，电平电位可调，PWM 波的频率为20 kHz.图3 电路的总体设计Fig.3 Overall design of circuit2.1 驱动电路和Buck电路MOS 管具有开关速度快，导通电流大，耐压高，功耗低的优点，故采用MOS 管做为开关管.为了加快MOS 管的开通速度和关断速度来降低开关损耗[8]，故在开关管的前级加上驱动电路实现MOS 管的快速开关，如图4所示.比较器是OC 输出需要接上拉电阻R9，比较器输出为PWM 波，当比较器输出端的电压为高电平时三极管Q2 导通，大电流流经三极管Q2 和电阻R10，MOS 管快速开启.当比较器输出低电平时，三极管Q3 导通，MOS 管GS 之间的电压通过电阻R10，在三极管Q3 上产生大电流使MOS 管迅速关断.MOS 管的GS 之间可能会存在静电故在上电之前通过电阻R12 进行放电，避免上电过程中GS 之间的电压值过高影响MOS 管的寿命.在没有上电前比较器输出端是高阻态，假设比较器输出端电压为高电平时，三极管Q2 导通，通过限流电阻R10，使MOS 管的GS 间产生电压，该电压通过电阻R12 释放MOS 管GS 之间的电压.图4 Buck 电路和驱动电路Fig.4 Buck circuit and drive circuit当MOS 管开通24 V 电压通过电感时，由于电感的自感效应，电感上的电流持续增加，对电容充电，并为负载供电.当MOS 管关断时，由于电感的自感效应，电感上的电压通过负载和二极管会产生续流作用，保证负载上的电流稳定输出.如此反复进行，能够使负载上的电压和电流维持在稳定状态.2.1.1 电感参数的计算电感上的电流纹波率为γ=ΔI/IL，如图2所示，电感上的感应电压由电感上的电流变化率引起的，根据该特性对电感参数的计算进行了详细的推导和计算说明，推导过程见公式（5）.其中，γ 为电感上电流纹波率；IL 为电感上的电流；L为电感量；ΔIoff 为开关关断时电感上电流变化量；toff为电感的关断时间；T 为开关电源的周期；f 为开关电源的频率；Vc 为电容两端电压；VO 为输出电压.根据电感的计算公式（6）可以看出，电感量与开关电源的频率，占空比，输出电压，输出电流以及电感上的电流纹波率有关；为了保证输出电压的高精度，既要考虑实际MOS 管存在米勒效应，还要考虑电感上的电流纹波率的取值问题.当占空比一定的情况下，如果开关电源的频率越高，MOS 管的开通和关断的次数越多，MOS 管发热大，随着温度的升高，MOS 管导通，电流下降，负载电流仍然很大，会造成MOS 管损坏，温度更高处于极温下，寿命降低以及米勒效应的存在都会引起电感上的纹波率变大；当开关电源的频率过低时，MOS 管的开通和关断的次数低，这会直接引起电感上的电流纹波率变大；故开关电源的频率取为20 kHz，电感上电流的纹波率取0.1，电感上的电流纹波率小，保证电压输出电压纹波率低.输出电压为Vo=12 V，电感上电流纹波率γ=0.1，占空比D=0.5，输出最大电流IO=200 mA，开关电源频率f=20 kHz.计算得电感量L=15 mH，实际取值需要将电感量放1.2 倍的余量.电感上额定电流最小值IL=IO×（1+γ/2）=0.21 A，故电感取值L=60 mH，电感上额定电流取值IL=250 mA.2.1.2 输出电容参数的计算Buck 结构拓扑电路，输出电容上的电压纹波主要是由ESR 引起的，纹波率越大，发热越大，选择低ESR 成本高，体积大；低纹波率电容大，成本高；根据电源滤波输出波纹系数公式（7）[9]计算输出电容值.还要考虑输出电容的电流耐受能力，输出电容可以采用多个电容进行并联，这样既可以得到较小的ESR，还可以承受更大的纹波电流.纹波电流为纹波电压为输出电容的电容值为考虑实际情况下，系统可能出现瞬态过冲以及周围环境出现干扰，将电容值放一定的余量，将取电容值为100 μF，保证输出电压的纹波小.2.2 三角波发生电路设计三角波发生电路由OC 级输出的LM339 比较器组成，如图5所示.当比较器输出为高时，比较器正端的电压等效为R3 和R4 的串联，然后和R1 并联，再与电阻R2 串联，对电源进行分压.此时比较器正端输入电压为9V 并且电压源通过R4、R5 对电容C2 进行充电，当电容C2 两端的电压高于比较器正端电压时，比较器的输出为低，电容C2 开始放电.此时比较器正输入端的等效电压为电阻R2 和电阻R3的并联，再与电阻R1 串联，进行分压，比较器正输入端的电压为5V.通过改变电阻R1 到R5 的阻值以及电容C2 的容值，实现三角波频率可调[10].图5 三角波发生电路Fig.5 Triangular wave generating circuit2.3 软启动电路三角波发生电路电压上升速度低于电平电路的电压上升速度，比较器输出的PWM 波的占空比为100%，此过程中开关管会保持开通，导致电感上的电流持续增加，当电流过大时，会导致电感烧毁，为避免该现象的发生，故采用软启动电路[11].软启动电路如图6所示.在电路开始上电的过程中，电源通过R7 和R8 对电源进行分压，产生一个稳定的电压，其中三极管基极的电位可通过调节R7 的电阻值改变三极管基极电位，同时，电源通过电阻R6 对电容C3 进行充电[12].因此，刚开始上电的过程中，三角波电压上升速度高于电容C3 两端电压上升速度，故比较器不会输出高电平，避免了电感出现烧毁现象.由于三极管基极和发射极存在0.7 V 的压差，当电容电压上升到比三极管基极电压高0.7 V时，三极管导通，电容开始放电；当电容上的电压放到低于三极管基极电压时，三极管关断.该设计能够实现比较器正输入的电压稳定，使得比较器输出的PWM 波稳定且可调.图6 软启动电路Fig.6 Soft start circuit2.4 上电启动电路和自举充电电路上电启动电路和自举充电电路如图7所示.该电路采用MOS 管的N 管作为开关管，由于MOS 管的N 管开关速度和输出电流能力大于P 管，三极管的功耗大，IGBT 导通速度比MOS 管慢.采用悬浮电路可以大大简化MOSFET 驱动电路[13-14]，故采用悬浮设计的思路.当MOS 管导通时，MOS 管的源极S 的电压约为24 V，此时电容C5 的电压会悬浮在24 V，当稳定工作时，电容C5 两端电压维持在12 V，此时，电容C5 正极的绝对电压为36 V，电容C5 负端的绝对电压为24 V.图7 上电充电电路和自举充电电路Fig.7 Power on charging circuit and bootstrap charging circuit自举电容C5 在达到稳定工作要保持驱动电路电压为12 V，PWM 波产生电路提供稳定的电压源.当开始上电时，24 V 电压通过电阻R16 给自举电容C5 进行充电，由于三极管be 之间存在10 V 稳压管以及0.7 V 的压降，当自举电容上的电压充到11.7 V时，三极管Q5 开始导通，三极管Q5 的集极电压为11.4 V，此时电压通过电阻R14 到三极管Q4，使三极管Q4 导通，此时三极管Q4 的集电极一直保持在0.3 V，自举电容能够给驱动电路和PWM 波产生电路进行供电.刚开始上电过程中，PWM 波产生电路的速度远大于上电充电电路中自举电容电压电压下降的速度，这样可以保证开关电源稳定输出.当开关管闭合时，自举电容的绝对电压为36 V，高于12 V，由于电容C4 上的电压一直保持在绝对的12 V 不变，无法实现对自举电容充电.但是当开关管断开时，自举电容上的绝对电压值低于12 V，此时电容C4 上12 V 的电压通过二极管对自举电容充电.图8 过压保护电路和过流保护电路Fig.8 Overvoltage protection circuit and over-current protection circuit2.5 过压保护电路和过流保护电路过压保护电路和过流保护电路如图8所示.当开关管开通时，电感上的电流持续上升，此时电感上的电流等于电阻R13 上的电流，故采用电阻R13 进行电流采样.为了降低功耗，采用2Ω 的电阻进行采样.当电阻R13 上的电流过大时，电阻R13 上的电压上升，使三极管Q7 导通，此时三极管Q7 集电极上的电压会迅速降到0.3V，使PWM 波输出为低电平，开关管断开，此时电感上的电流下降，避免电感上电流过大，导致烧毁[15].自举充电电路采用悬浮设计思想，直接检测电容C4 的电压会导致电路过于复杂.当开关管闭合时，电容C4 上的电压高于自举电容C5 上的电压值，对自举电容C5 进行充电，自举电容C5 上的电压值最终等于电容C4 上的电压值，故可以通过检测自举电容上的电压值进行过压保护.当输出电压过高时，自举电容上的电压升高，当电压值高于稳压管D4 的导通电压时，三极管Q8 导通时，集电极电压会降为0.3 V，使比较器AR2 的正输入端降低，PWM 波产生电路的输出为低电平，开关管闭合，故电容C4 上的输出电压降低[16].3 结论根据电源要满足低纹波率，高可靠性以及低功耗等应用场合，本文设计了一种基于Buck 电路的降压式开关电源.本设计由Buck 电路、驱动电路、三角波产生电路、软启动电路、自举充电电路、过压保护电路和过流保护电路组成.Buck 电路实现能量的搬运.驱动电路起到MOS 管的快速关断和开通作用.三角波电路和软启动电路实现频率和占空比可调的PWM 波.自举充电电路为驱动电路和三角波产生电路进行供电.过压保护电路为避免输出电压过高导致被供电系统出现故障.过流保护电路为避免电感上电流过大，导致电感烧毁.该开关电源电感上电流纹波率控制在10%，最终输出电压纹波率小于0.8%.输入电压为24 V，输出电压为12 V，最大输出电流在0.2 A.该开关电源具有纹波率低，稳压精度高、稳流，功耗低，成本低，体积小，重量轻，过流保护和过压保护等特点.该开关电源可以广泛应用于工业自动化控制、仪器仪表、医疗设备、通讯设备等领域.参考文献：【相关文献】［1］Luo P，Wang D，Peng X L.An adaptive voltage scaling buck converter with preset circuit［J］.Chinese Journal of Electronics，2019，28（2）： 229-236.［2］魏泰鸣，杨毅.一种高效率低纹波的Buck 电路改进方案［J］.价值工程，2018，37（22）：176-178.［3］Paul F.Buck converter powers 5-v circuits from 12-v solar-cell array［J］.Electronic Design，2009，57（19）：45-46.［4］张宏伟，张九根，施丹.基于 L4970A 芯片的直流电源设计［J］.电子器件，2019，42（01）： 126-131.［5］张双，冀苗苗，李怡潜，等.基于 TL494 的开关稳压电源设计［J］.电脑与电信，2019（Z1）： 9-12，24.［6］王兵，梅盼，陈跃.基于 LM5117 芯片的降压电路设计与性能优化［J］.通信电源技术，2016，33（6）：101-103.［7］王学梅，易根云，丘东元，等.基于伏秒平衡原理的Buck-Boost 变换器分析［J］.电气电子教学学报，2012，34（2）：61-64.［8］Bhattacharya R，Kumar S，Biswas S.Resource optimization for emulation of behavioral models of mixed signal circuits on FPGA： a case study of DC-DC buck converter［J］.International Journal of Circuit Theory and Applications，2017，45（11）：1701-1741.［9］刘丽媗.Buck 电路的分析及其输出参数的设计［J］.嘉应学院学报，2016，34（2）： 45-48.［10］廖良，王敬，许云，等.一种用于 DC/DC 控制器的三角波发生电路［J］.微电子学，2007（5）： 696-699.［11］Li J，Yang M，Sun W F，et al.A fast novel soft-start circuit for peak current-mode DC-DC buck converters［J］.Journal of Semiconductors，2013，34（2）： 93-97.［12］付贤松，张明哲.一种用于升压型 DC-DC 变换器的新型软启动电路［J］.固体电子学研究与进展，2018，38（5）： 367-371，387.［13］秦杨，田民.一种基于分立元件的低成本自举驱动电路［J］.电子元器件与信息技术，2019（1）： 45-47，64.［14］栾盈盈，王省科，廖仲伟.直流无刷电机自举驱动控制研究［J］.工业控制计算机，2018，31（5）： 157-158.［15］熊浩.开关电源过流保护电路设计［J］.江苏科技信息，2019，36（1）：49-51，62. ［16］冯庆胜，沈培富，戴淑军.基于有源钳位和动态负反馈相结合的IGBT 过压保护［J］.大连交通大学学报，2018，39（1）： 115-120.。

38V/100A可直接并联大功率AC/DC变换器引言随着电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济各行各业。

特别是近年来，随着IGBT的广泛应用，开关电源向更大功率方向发展。

研制各种各样的大功率，高性能的开关电源成为趋势。

某电源系统要求输入电压为AC220V，输出电压为DC38V，输出电流为100A，输出电压低纹波，功率因数>0.9，必要时多台电源可以直接并联使用，并联时的负载不均衡度<5％。

设计采用了AC/DC/AC/DC变换方案。

一次整流后的直流电压，经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数，再经半桥变换电路逆变后，由高频变压器隔离降压，最后整流输出直流电压。

系统的主要环节有DC/DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路、均流电路和保护电路等。

1 有源功率因数校正环节由于系统的功率因数要求0.9以上，采用二极管整流是不能满足要求的，所以，加入了有源功率因数校正环节。

采用UC3854A/B控制芯片来组成功率因数电路。

UC3854A/B是Unitrode 公司一种新的高功率因数校正器集成控制电路芯片，是在UC3854基础上的改进。

其特点是：采用平均电流控制，功率因数接近1，高带宽，限制电网电流失真≤3％[1]。

图1是由UC3854A/B 控制的有源功率因数校正电路。

该电路由两部分组成。

UC3854A/B及外围元器件构成控制部分，实现对网侧输入电流和输出电压的控制。

功率部分由L2，C5，V等元器件构成Boost升压电路。

开关管V选择西门康公司的SKM75GB123D模块，其工作频率选在35kHz。

升压电感L2为2mH/20A。

C5采用四个450V/470μF的电解电容并联。

因为，设计的PFC电路主要是用在大功率DC/DC电路中，所以，在负载轻的时候不进行功率因数校正，当负载较大时功率因数校正电路自动投入使用。

此部分控制由图1中的比较器部分来实现。

一种高效率低纹波的Buck电路改进方案魏泰鸣;杨毅【摘要】Buck电路是应用最广泛的一种开关电源电路,具有开关电源的优点,但仍存在一些问题,如大电流下通态损耗增加,效率降低,输出电压纹波较大.为了解决这两个问题,文章提出了一种利用同步整流技术和多路交错并联技术实现高效率低纹波的Buck电路改进方案,并通过Simulink仿真进行了验证.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)022【总页数】3页(P176-178)【关键词】开关电源;高效率;低纹波;同步整流;交错并联【作者】魏泰鸣;杨毅【作者单位】昆明理工大学电力工程学院,昆明650500;昆明理工大学电力工程学院,昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TN108.0 引言随着现代电力电子技术的发展，开关电源的创新愈加迅速，应用愈加广泛。

开关电源由开关器件、储能元件、控制元件组成，其工作原理是通过控制开关管的导通与关断，对输入电压进行斩波，转换为高频的直流电，从而产生需要的电压，最终实现电能的变换 [1]。

直流开关电源以MOSFET或IGBT作为主功率器件，高频化是其发展的方向，高频化带来的一个显著优点就是大大减小了开关电源的体积，因此提高了变换器的功率密度。

另一方面，开关电源高频化也减小了电感的损耗，使效率有所提高。

因此，开关电源具有体积小、重量轻、效率高、模块化、电压范围宽等优点。

开关电源分为交流输入和直流输入两种类型[2]。

Buck电路属于直流输入类型，其功率元件工作在开关状态且开关频率较高，因此，输出电压受到高频干扰较为严重，纹波较大；而当传输电流较大时，Buck电路的效率也会受到很大影响。

因此，如何进一步提高Buck电路的效率、减小输出电压纹波成为一个重要研究方向[3]。

1 Buck电路的原理Buck电路，又称降压斩波电路，主要由开关管、续流二极管、储能电感组成。

其中开关管是最重要的器件，通过控制电路可使开关管进行高频的开通与关断，在一个周期内，Buck电路的工作过程也因此被分为两部分。

基于磁集成技术的低纹波CUK式开关电源
冯燕;唐雄民;张占松;刘焕军
【期刊名称】《低压电器》
【年(卷),期】2010(000)007
【摘要】为研究开关电源的输入和输出的纹波与电路中磁性元件的关系,以隔离型CUK式开关电源为研究对象,分别推导了其输入和输出电流与电源中电感的表达式,并以此为基础探讨了在隔离型CUK式开关电源零纹波输入和输出电流的实现条件.研究了隔离型CUK式开关电源的磁集成的实现方法,仿真结果验证了推导的正确性.【总页数】3页(P54-56)
【作者】冯燕;唐雄民;张占松;刘焕军
【作者单位】广东工业大学,广东,广州,510006;广东工业大学,广东,广州,510006;广东工业大学,广东,广州,510006;广东工业大学,广东,广州,510006
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.带零电压转换软开关的新型单相单级隔离式Cuk开关电源 [J], 苏小丽;佃松宜;郑万里
2.开关电源中磁集成技术及其应用 [J], 陈乾宏;阮新波;严仰光
3.基于软开关与磁集成技术的Cuk变换器 [J], 钟安明;汤华奇
4.采用磁集成技术实现的CUK式低纹波隔离电源 [J], 冯燕;张占松;张心益
5.磁集成技术在开关电源中的应用 [J], 王贵刚;王艳;付月辉
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一种低纹波开关电源设计
 引言
某工程试验点火装置，为满足狭小空间下，不同阻值爆炸桥丝的引燃工作，要求纹波小、输出可调，体积小和高可靠的开关稳压电源。

基本要求是输入AC220V，输出DC0～100V连续可调，最大输出电流100A，低频纹波Vrms小于等于O．1％，电压调整率小于等于0．5％，稳定度小于等于0．1％的开关电源。

设计思想主要服从可靠、体积两方面要求。

在综合分析了现有的软硬开关变换器电源技术后，采用了脉宽调制变换器的形式设计，好处是简单可靠。

通过对电源的供电环节、反馈控制、吸收电路、元器件选取与制作以及工艺结构等方面优化设计，解决了大电流下的输出纹波大、输出大范围调节下电源稳定性差、炸管和振荡等问题，研制出了合格的电源。

 
l 电源主电路
电源主电路如图1所示。

电源由输入电路、变换器、直流输出和控制驱动组成。

输入电路包含抑制合闸浪涌的延时电路、EMI过滤器、单相整流器和滤波电容器组。

变换器采用脉冲宽度调制H桥拓扑。

高频变压器、桥式整流器、电感器和电容器组构成直流电压输出电路。

控制电路利用PWM调。

20W ，AC-DC 模块电源产品特点●全球通用电压：85-264VAC/100-370VDC ●工作温度范围：-40℃to +85℃●4000VAC 高隔离电压●稳压输出、低纹波噪声●输出短路、过流、过压保护●高效率、高可靠性●全塑料外壳，符合UL94V-0●EMI性能满足CISPR32/EN55032CLASS B●通过IEC62368、UL62368、EN62368认证CB RoHSLHE20-20Bxx 系列-----是金升阳为客户提供的小体积模块式开关电源。

该系列电源具有全球输入电压范围、交直流两用、低功耗、高效率、高可靠性、安全隔离等优点。

产品安全可靠，EMC 性能好，EMC 及安全规格满足IEC62368、CISPR32/EN55032、UL62368和EN62368标准。

该系列产品广泛应用于工业、办公及民用等行业中，当应用于电磁兼容比较恶劣的环境时必须参考应用电路。

选型表认证产品型号输出功率标称输出电压及电流效率(230V AC,%/Typ.)最大容性负载(µF)UL/CE/CBLHE20-20B0311.55W 3.3V/3500mA 7336000LHE20-20B0515.5W5V/3100mA 7712240LHE20-20B0920W9V/2100mA 795600LHE20-20B1212V/1600mA 815000LHE20-20B1515V/1300mA 823000LHE20-20B2424V/850mA84900注：*产品型号后缀加“A2”为接线式封装拓展，后缀加“A4”为导轨式封装拓展，如：LHE20-20B03A2表示接线式封装，LHE20-20B03A4表示导轨式封装。

输入特性项目工作条件Min.Typ.Max.单位输入电压范围交流输入85--264VAC 直流输入100--370VDC 输入频率47--63Hz输入电流115V AC ----0.60A230V AC ----0.34冲击电流115V AC --20--230V AC--30--外接保险管推荐值2A/250V ，慢断，必接热插拔不支持输出特性项目工作条件Min.Typ.Max.单位输出电压精度 3.3V 输出--±3--%其他输出--±2--线性调节率满载--±0.5--负载调节率0%-100%负载--±1--纹波噪声*20MHz 带宽（峰-峰值）--50100mV 温度漂移系数--±0.02--%/℃短路保护打嗝式，可长期短路，自恢复过流保护≥110%Io自恢复过压保护3.3/5VDC输出≤7.5VDC(输出电压钳位或打嗝) 9VDC输出≤15VDC(输出电压钳位或打嗝) 12/15VDC输出≤20VDC(输出电压钳位或打嗝) 24VDC输出≤30VDC(输出电压钳位或打嗝)最小负载0----%掉电保持时间115V AC输入--15--ms 230V AC输入--80--注：*纹波和噪声的测试方法采用平行线测试法，具体操作方法参见《AC-DC模块电源应用指南》。

300W开关电源方案概述本文档将介绍一种可以提供300W输出功率的开关电源方案。

开关电源是一种能够将输入电压转换为稳定输出电压的电源装置。

它使用开关器件（通常是晶体管或MOSFET）来控制输入电压的开关行为，从而实现调整输出电压的目的。

系统设计输入电路开关电源的输入端通常需要接受来自电网的交流（AC）电压。

为了适应不同的输入电压范围，我们将采用变压器和整流桥的组合。

变压器可以将电网提供的高电压降低为适当的中间电压，整流桥则将交流电转换为直流电。

滤波电路直流输出的电压经过整流后，仍然存在一些纹波和噪声。

为了降低这些干扰，我们需要设计一个滤波电路。

常用的滤波电路包括电容滤波和电感滤波。

电容滤波器通常用于去除高频噪声，而电感滤波器则用于去除低频纹波。

锁相环（PLL）为了确保开关频率稳定且与输入电压同步，我们将使用一种称为锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）的技术。

PLL通过比较输入信号和参考信号的相位差，并调整输出信号的频率，从而使两者保持同步。

这将确保开关器件以恰当的时机开关，从而实现输出电压的稳定。

控制器开关电源的控制器负责监测和调整输出电压。

它通常由一个微处理器或专用的控制芯片实现。

控制器通过测量输出电压并与参考电压进行比较，控制开关器件的开关频率和占空比，以保持稳定的输出。

开关器件开关器件是实现开关电源功能的核心组件。

常见的开关器件包括晶体管、场效应晶体管（MOSFET）和双极性晶体管（BJT）。

它们通过开关行为控制输出电压。

选择适当的开关器件非常重要，因为它们的开关速度、功耗和可靠性等特性将直接影响到整个系统的性能。

反馈回路为了实现输出电压的稳定性，我们将使用反馈回路。

反馈回路通过将一部分输出电压引导回控制器，并与参考电压进行比较来调整开关行为。

采用合适的反馈网络设计可以实现很高的输出稳定性和响应速度。

性能参数输出功率：300W本方案设计的开关电源具有300W的输出功率，可以满足大多数低功率应用的需求。

plc对开关电源的要求
PLC对开关电源的要求包括以下几点：
1. 输入电压范围稳定：PLC通常工作在工业环境中，输入电
压可能出现波动或干扰，因此开关电源需要能够稳定地工作在宽范围的输入电压范围内，保证PLC的正常运行。

2. 输出电压稳定：开关电源需要能够提供稳定的输出电压，以保证PLC的各个部件和电路能够正常工作。

3. 低噪声和低纹波：开关电源需要具有较低的噪声和纹波，以避免对PLC的各个部件和电路造成干扰，同时保证PLC的正
常运行。

4. 高效率和高可靠性：开关电源需要具有高效率，以减少能耗和热量的产生，同时需要具备高可靠性，能够长时间稳定运行，并具备一定的过载和短路保护功能，以保护PLC的各个部件
和电路不受损坏。

5. 符合工业环境要求：开关电源需要具备防尘、防湿、防震等特性，能够适应工业环境中的恶劣条件，以保证PLC的正常
工作。