实现高效率和低待机功耗的开关电源设计详解

llc开关电源工作原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：LLC开关电源是一种常见的电源类型，广泛应用于各种电子设备和通信设备中。

LLC开关电源具有高效率、高稳定性、低噪音和小体积的优点，因此备受青睐。

在了解LLC开关电源的工作原理之前，我们首先来了解一下LLC开关电源的基本结构。

LLC开关电源的基本结构包括输入端、输出端和控制电路。

输入端连接交流电源输入，通过整流电路将交流电转换为直流电。

然后交流电通过输入电容进行滤波平滑，并进入LLC谐振电路。

LLC谐振电路是LLC开关电源的核心部分，它包括电感L、电容C和谐振变压器T。

最后通过控制电路对LLC谐振电路进行控制，实现对输出端的电压和电流的稳定控制。

LLC开关电源的工作原理主要涉及到LLC谐振电路的工作原理。

在LLC谐振电路中，由电感L和电容C组成的串联谐振电路和谐振变压器T共同工作，实现电能的传输和变换。

具体工作过程如下：1. 输入电压变化：当输入电压施加在LLC谐振电路上时，电感L 和电容C组成的串联谐振电路会使输入电压经过一定的变化过程。

在这个过程中，电容C将电压调整为合适的电压值。

2. 谐振过程：当输入电压经过调整后，进入到谐振变压器T中，谐振变压器T是LLC谐振电路的重要部分，它通过调节变比实现电能的传输和变换。

在谐振过程中，输入电压被传输到输出端，并经过一定的变换后输出到负载。

3. 控制电路调节：最后通过控制电路对LLC谐振电路进行控制，实现对输出端的电压和电流的稳定控制。

控制电路可以根据实际情况调节LLC谐振电路的参数，保证输出端的电压和电流稳定在需要的范围内。

第二篇示例：LLC开关电源是一种常见的电源供电系统，其工作原理主要基于LLC谐振拓扑结构，通过合理控制开关管的开关情况，实现高效稳定的电源输出。

LLC开关电源具有功率密度高、效率高、输出波形好、寿命长等优点，被广泛应用于各种电子设备中。

本文将介绍LLC开关电源的工作原理，以便读者更好地了解这一技术。

基于TOP227Y芯片的开关电源设计开关电源是一种常见的电源设计，其基于TOP227Y芯片可以使得设计更加简单和可靠。

本文将从开关电源的基本原理、芯片的特性以及设计例子等方面进行详细介绍。

一、开关电源的基本原理开关电源是通过开关闭合来实现输入电源的调节，从而输出稳定的直流电压。

其主要由输入滤波电路、整流电路、变压器、开关管、输出滤波电路等部分组成。

1.输入滤波电路：主要用于过滤输入电源中的噪声和干扰。

常见的滤波元件有电容和电感，通过它们的组合可以实现对不同频率的干扰信号的滤除。

2.整流电路：主要用于将交流输入电源转换为直流电压，在开关电源中常使用整流桥进行整流操作。

3.变压器：开关电源中的变压器主要用于进行电压的转换和隔离，通过变压器的变比可以实现输入和输出电压的变换。

4.开关管：开关电源中的开关管控制着开关电源的输出状态，一般使用功率开关管如MOSFET进行开关操作。

5.输出滤波电路：用于对开关电源的输出进行滤波，使输出电压更加稳定。

二、TOP227Y芯片的特性TOP227Y芯片是一款高性能的开关电源集成芯片，具有以下特性：1.高集成度：TOP227Y芯片内部集成了PWM控制器、电流限制器、过温保护、短路保护等多种保护功能，能够有效保护电源和负载。

2.宽输入电压范围：TOP227Y芯片支持宽输入电压范围，适用于各种不同的应用场景。

3.高效率：TOP227Y芯片采用了高速开关技术和高效的PWM控制算法，能够实现高效节能的电源设计。

4.低功耗待机模式：TOP227Y芯片内置了低功耗待机模式，能够进一步降低电源系统的功耗。

三、基于TOP227Y芯片的开关电源设计例子下面以一个基于TOP227Y芯片的12V输出开关电源设计为例，进行详细说明：1.输入电压范围：100V~240V，输出电压：12V，输出电流：1A。

2.选择合适的变压器：根据输入电压范围选择合适的变压器，变压器的变比需要满足输出电压与输入电压的关系。

降低开关电源待机功耗的电路分析摘要：围绕着物联网的概念，诞生了一些智能家居、无人售货、工业自动化等新领域，需要大量用到使用微电子电路作为检测、监控、控制的手段，这些设备、部件长时间通电待机，要消耗一定无用功的电能。

在现在用电负荷越来越高，用电费用越来越贵的今天，智能家居、物联网智能化的同时，要降低无用功的电能消耗，控制不必要增长的电能消耗。

关键词：开关电源；待机功耗1引言物联网（英语：Internet of Things，缩写：IoT），最早在1999年由工作于宝洁公司的Kevin Ashton创造，他带领和麻省理工学院合作的队伍成立AUTO-ID中心，为宝洁公司研发基于RFID技术的供应链管理技术。

智能电网是一种现代化的输电网络。

利用信息及通信技术，以数字或模拟信号侦测与收集供应端的电力供应状况和使用端的电力使用状况。

再用这些信息来调整电力的生产与输配，或调整家电及企业用户的耗电量，以此达到节约能源、降低损耗、增强电网可靠性的目的。

也是物联网的其中一种形式。

无论物联网、还是智能电网，都离不开一个必要的需要¬--电力，都是基于低压用电的智能设备服务端和终端设备。

电力供应不能简单地从发电站直接连接到这些设备上，电力传输过程中要经过多次升压、降压的转换过程。

因此传统的智能检测控制设备需要经过体积大、发热大、转换效率低的线性电源转换为需要用到的工作电压，造成设备的体积、制造成本等不能适合未来的技术发展，特别是运行时电力消耗成本对于企业的财政造成很大的负担，这时候需要用到开关模式电源，简称开关电源，来提供供电、降压功能，但开关电源不能完全达到100%的转换效率，开关电源电路在转换的过程也会有无功电能消耗，现阶段供电部门也对供电的线路、智能电网设备也提出了最低限度的电能损失做出了严格的要求，这是本文以此为目的作为分析的课题。

2开关电源电路的特性开关电源泛指电路中有电子器件工作在高频开关状态的直流电源，不同于传统的线性电源，开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式（饱和区）及全闭模式（截止区）之间切换，两个模式都有低耗散的特点，切换之间的转换会有较高的耗散，但时间很短，因此比较节省能源，产生废热较少。

开关电源设计（精通型）一、开关电源基本原理及分类1. 基本原理开关电源的工作原理是通过控制开关器件的导通与关断，实现电能的高效转换。

它主要由输入整流滤波电路、开关变压器、输出整流滤波电路和控制电路组成。

在开关电源中，开关器件将输入的交流电压转换为高频脉冲电压，通过开关变压器实现电压的升降，经过输出整流滤波电路，得到稳定的直流电压。

2. 分类（1）PWM（脉冲宽度调制）型开关电源：通过调节脉冲宽度来控制输出电压，具有高效、高精度等特点。

（2）PFM（脉冲频率调制）型开关电源：通过调节脉冲频率来控制输出电压，适用于负载变化较大的场合。

二、开关电源关键技术与设计要点1. 高频变压器设计（1）选用合适的磁芯材料，保证变压器在高频工作时的磁通密度不超过饱和磁通密度。

（2）合理设计变压器的绕组匝数比，以满足输出电压和电流的要求。

（3）考虑变压器损耗，包括铜损、铁损和杂散损耗，确保变压器具有较高的效率。

2. 开关器件的选择与应用（1）开关频率：根据开关电源的设计要求，选择合适的开关频率。

（2）电压和电流等级：确保开关器件能承受最大电压和电流。

（3）功率损耗：选择低损耗的开关器件，提高开关电源的效率。

（4）驱动方式：根据开关器件的特点，选择合适的驱动电路。

3. 控制电路设计（1）稳定性：确保控制电路在各种工况下都能稳定工作。

（2）精度：提高控制电路的采样精度，降低输出电压的波动。

（3）保护功能：设置过压、过流、短路等保护功能，提高开关电源的可靠性。

三、开关电源设计实例分析1. 确定设计指标输入电压：AC 85265V输出电压：DC 24V输出电流：4.17A效率：≥90%2. 高频变压器设计选用EE型磁芯，计算磁芯尺寸、绕组匝数和线径。

3. 开关器件选择根据设计指标，选择一款适合的MOSFET作为开关器件。

4. 控制电路设计采用UC3842作为控制芯片，设计控制电路，实现开关电源的稳压输出。

5. 实验验证搭建实验平台，对设计的开关电源进行测试，验证其性能指标是否符合要求。

200W开关电源功率级设计方案1. 导言新的功率在200W-500W 的交流电源设计，越来越需要功率因素校正(PFC)，以在减少电源线上的能源浪费，并增加最多来自电源插座的功率。

这篇文章描述了一个用於液晶电视的200W 电源的设计与构造，所以提到了很多注意事项，以达到高效率，待机功率低於1W，外形小巧尤其是高度为25mm ，无风扇的简单冷却，低成本。

这些特徵对於将要应用的场合是不可或缺的。

2. 电路描述和设计设计指标如下∶交流输入电压∶85-265VRMS·功率因素∶> 0.95·总输出功率∶200W·三个直流输出∶5V/0.3A12V/5A24V/6A电源分为两个单元。

第一电源集成一个功率因素校正电路，内置在FAN4800 PFC/PWM(脉宽调制)二合一控制器周围，产生一个24V/6A 和12V/5A 的输出。

这个器件包含一个平均电流模式PFC 控制器和一个能够在电压和电流模式下工作的PWM控制器。

在描述的这项应用中，PWM工作在电流模式，控制一个双管正激变换器。

这种变换器能产生一个稳压的24V 输出。

12V输出则由一个采用MC34063A PWM控制器的Buck 变换器产生。

这个附加模块改善了12V输出校正，减少交叉调节问题，这对於多重输出正激变换器总是一个问题，当负载大范围变化时。

附加变换器成本不是很高，如果与一个双管输出变换器的更复杂、更大的耦合电感相比。

第二电源是一个基於飞兆半导体功率开关(FPS)的Flyback 变换器，它给FAN4800提供电源和5V 输出。

这个电源工作在待机模式下，它的无负载功耗低於500mW。

因此，即使对於省电模式下小负载情况，也有可能满足1W待机功耗的限制。

为了简洁，设计计算和电路图将在每个模组中单独给出。

最终完成的示意图和布局，可在附录中查到。

3. 功率因素校正本节回顾了功率因素校正电路的电源选择。

用来设立乘法器的工作点和差动放大器的增益和频率补偿的低功率部件的设计在[1]中给出。

具有低功耗待机和PFC功能的开关电源控制器摘要16846-2和16847-2是英飞凌公司生产的改进型开关电源控制器芯片。

文中介绍了其主要特点，重点介绍了基于16846-2的彩电电路工作原理。

关键词；控制器；168460-216847；
１概述
英飞凌Ｉｎｆｉｎｅｏｎ公司推出的ＴＤＡ１６８４６和ＴＤＡ１６８４７开关电源控制器自投放市场以来，在ＴＶ、ＶＣＲ、ＳＡＴ接收机及ＰＣ监视器等ＳＭＰＳ中获得了广泛应用。

目前对这两种控制器进行了改进，并将改进和创新后的器件称为２型或第二代产品，型号分别为ＴＤＡ１６８４６－２和ＴＤＡ１６８４７－２。

ＴＤＡ１６８４６－２／ＴＤＡ１６８４７－２是支持低功率待机和功率
式变换器中，该产品既可以驱动功率ＭＯＳＦＥＴ，也可以驱动双极型功率器件。

ＴＤＡ１６８４６－２／ＴＤＡ１６８４７－２在轻载下具有低功耗性能，其开关频率可以随负载减轻而逐步降低。

２ＴＤＡ１６８４６－２／４７－２的结构特点
ＴＤＡ１６８４６－２和ＴＤＡ１６８４７－２采用１４脚Ｐ－ＤＩＰ－１４－３封装，其引脚排列如图１所示。

图２是这两种芯片的内部结构图。

这两种器件的不同点是ＴＤＡ１６８４６－２的８脚不接，而ＴＤＡ１６８４７－２的８脚为暂态高功率电路的电源功率管理输出该脚通过一只电容和一个ＲＣ电路与地相连。

两种器件的引脚功能如表１所列。

表1引脚功能
引脚符号
功能
1内置截止时间电路，该脚与地之间连接电路，决定振铃抑制时间和待机频率2初级电流模拟检测31调整和过零信号输入4连接软启动和控制电压调节电容器51光耦合器输入62不连接16846-2该脚电压大于1，2，截止7同步输入8。

前言在目前世界能源供应日趋紧张，要求节能的呼声日益高涨的背景下，DVD作为一大块消费电子类产品的节能也不可避免的提到日程上来。

安森美半导体所提出的DVD电源方案，既能符合最严格的待机功耗标准，而且也不会带来成本上涨的忧虑。

本文介绍如何应用NCP1200P40来设计一个全范围输入，电路简单，所需外围器件少，成本低的DVD电源(如图一所示)。

图1工作原理一、正常模式开机启动时，NCP1200由二极管D218从交流侧供电，经过IC8脚向电容C207以4mA速率充电。

在Vcc电压达到11.4V时，NCP1200 开始工作。

(此工作状态称为动态自供电DSS，为安森美公司专利技术)工作状态建立以后，IC供电将由辅助绕组通过D207、R203供电，切断内部启动电流源，在最大程度上减小电源的损耗。

在这里，安森美公司为客户不同要求提供了很大的灵活性，高压供电可从交流侧接二极管，也可从高压端直接接NCP1200八脚。

从高压端直接接到八脚，整流电压400V，充电电流4mA，Cvcc典型值10uF，充电时间计算为5ms，IC损耗和驱动MOS管电流我们设为1.5mA，因此下降时间为13.3ms，总损耗为400X4mAX5ms/(5ms+13.3ms) =437mW。

从交流側接二极管，第八脚的平均电压变为2XVacmax/(，损耗更下降为278mW。

我们还可以接一个辅助绕组把VCC电压抬高到高于11.4V，自动切断内部启动电流源，集成电路将完全由这一绕组供电，这样损耗将进一步下降(要确保VCC电压不能高于16V，可在辅助绕组处串联一个电阻解决，如应用原理图)。

这里要强调一点，NCP1200可以在不需辅助绕组情况下正常工作。

这只取决于客户的应用要求。

采用NCP1200设计的DVD开关电源所需的外围器件非常少，不仅为客户设计更小的DVD 电源提供了方便，还降低了成本。

将更多的功能模块集中在IC里，将提高系统的稳定性。

下图为正常工作时的Vds波形。

概述：特点：JT3027是一款高集成度、高性能的电流模式PWM控制器芯片。

适用于电源适配器等中小功率的开关电源设备。

为了降低待机功耗，满足更高的绿色环保标准，芯片提供了脉冲模式功能。

即在轻载或者无负载情况下，JT3027可以线性地降低芯片的开关频率，减少开关的损耗，提高电源系统的转化效率。

通过优化设计，JT3027具有极低的启动电流和工作电流，不仅有利于启动电路设计，而且可以使用大阻值的启动电阻，以降低待机功耗，提高转换效率。

JT3027内置同步斜坡补偿电路，改善了系统的大信号稳定性，避免了PWM在高占空比输出的时候可能产生的谐波振荡。

JT3027在反馈输入引脚端内置了前沿消隐电路，能有效去除反馈信号中的尖峰。

有助于减少开关电源系统的外部元器件数量，降低系统的整体成本。

JT3027提供了多种全面的可恢复保护模式，其中包括：逐周期电流限制保护(OCP)、过载保护(OLP)、VDD嵌位保护、以及低压关闭(UVLO)。

其中，为了更好的保护外部MOSFET功率管，栅极驱动输出电压被钳位在18V。

JT3027内部采用了频率抖动技术同时在图腾柱栅极驱动输出端使用了软开关控制技术，可以很好的改善开关电源系统的EMI性能。

通过优化设计，当芯片的工作频率低于20KHz的情况下，音频能量可以降低到最小值。

因此，音频噪声性能可以获得很大程度的改善。

JT3027芯片可以作为线性电源或者RCC模式电源的最佳替代产品，从而提高开关电源系统的整体性能，并有效地降低系统成本。

JT3027提供8-PIN的SOP8与DIP8的封装以及6-PIN的SOT23-6封装。

■ Burst Mode功能；■ 低启动电流(4.5uA)和低工作电流(1.75mA)；■ 内置前沿消隐；■ 内置同步斜坡补偿；■ 电流模式工作；■ 频率抖动功能；■ 外部可编程的PWM开关频率；■ 逐周期电流限制保护(OCP)；■ 内建系统VDD嵌位保护；■ 低电压关闭功能(UVLO)；■ 栅驱动输出电压钳位(18.5V)；■ 恒定输出功率限制；■ 过载保护(OLP)；■ 工作时不产生音频噪声应用：通用的开关电源设备以及离线AC/DC反激式电源转换器：■ 笔记本电源适配器；框图： ■ 机顶盒电源；■ 开放式开关电源；■ 电池充电器典型应用图：引脚功能说明：符号引脚类型功能说明GATE 驱动输出图腾柱栅极驱动输出引脚。

llc开关电源工作原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述LLC开关电源作为一种高效率、低噪音、小体积的电源，在各种应用领域得到了广泛的应用。

本文旨在深入探讨LLC开关电源的工作原理，揭示其高效率和稳定性的关键原因。

首先，我们将介绍LLC开关电源的基本原理，包括其电路结构和工作原理。

然后，我们将详细分析LLC开关电源在工作过程中的动态特性和控制策略，以及其与传统开关电源的区别。

最后，我们将总结LLC开关电源的优势和未来发展的方向，为读者提供更深入的理解和思考。

通过本文的阐述，相信读者将对LLC开关电源有更全面的认识，并能更好地应用于实际工程中。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下所示：文章结构的主要部分包括引言、正文和结论。

在引言部分，我们将介绍llc开关电源的基本概念和相关背景知识，以及文章的目的和意义。

在正文部分，我们将深入探讨llc开关电源的基本原理和工作过程，包括其在电力转换中的作用和重要性。

最后，结论部分将总结llc开关电源的工作原理，同时探讨未来该技术的发展方向和应用前景。

通过这样的文章结构，读者可以全面了解llc开关电源的工作原理及其在电力行业中的应用和发展趋势。

1.3 目的本文旨在深入探讨llc开关电源的工作原理，帮助读者更好地理解该技术的核心概念和工作过程。

通过对llc开关电源的基本原理和工作过程进行详细阐述，读者可以了解其在电力电子领域中的重要性和应用范围。

同时，我们也将探讨llc开关电源的未来发展方向，以期为相关研究和应用提供参考和启示。

通过本文的阐述，读者可以对llc开关电源有一个全面的认识，从而为其在实际应用中的设计和优化提供指导和参考。

2.正文2.1 llc开关电源的基本原理LLC开关电源是一种高效率、高功率密度的电源转换器，其基本原理是通过LLC谐振拓扑结构实现电能的高效转换和稳定输出。

LLC转换器由电感(L)、电容(C)和传统的开关电源拓扑结构组成，具有三大特点：零电压开关(ZVS)、恒定开关频率和恒压输出。

工程科技与产业发展科技经济导刊 2016.22期高效率低功耗开关电源设计新思路陈建忠 杨寄桃（创维集团研发总部海外产品研究院 第二电源研究所 广东 深圳 518108）1 引言高效率低功耗一直是开关电源的难点，也是行业的热门话题，同时也是我们不断追求与优化的课题。

我们现有的75W中小功率以下采用固定频率的PWM反激的工作模式，250W大功率以上的采用PFC+双LLC+待机辅助电源的架构来满足现有电视机的电源需求。

现针对这两种功率的电源研究如何实现其更高效率，更低待机功耗，性能更佳且低成本。

2中小功率设计新思路2.1传统工作模式传统75W电源设计思路为PWM控制方式，开关电源芯片采用固定的工作频率，根据负载情况调整占空比来调节输出电压，且导通不在零电压下导通，使中低负载状况下工作因开关损耗较大，使效率较低。

在我们产品大多数应用场合，负载根据系统运行模式不断变化的，高负载只是暂时的状态，而低负载的情况却很多。

将芯片采用足够高的开关频率，以保证最大负载时输出电压的额定值稳定，而当负载减少时，其相对功耗大为增加，效率明显降低。

2.2新工作模式为提高电源效率，降低待机功耗，这里采用NXP TEA1836的反激方案，其应用了准谐振谷底导通的工作原理，具有PFM控制方式，X-charge 功能，待机Burst Mode 功能和高低压补偿等优势，其主要工作原理如下：(1)PFM控制方式的准谐振谷底导通PFM即脉频调制方式，它可根据负载变化自动调节开关工作频率，可有效提高芯片在低负载工作时的效率。

如下图1所示：图1 PFM工作频谱图 图2 PFM工作频谱图在重载下如图1，B-C区间变换器频率工作在恒定模式，其频率固定在132.5kHZ，IC检测到谷底后使MOS开关管在谷底导通，如图2的B、C所示，即D-S 间电压降到最低时导通，使得开关管的开关损耗最小；若负载再加重，如图B-A区间，进入降频模式。

在中轻载下如图1，C-D区间变换器进入不连续工作状态的FR降频模式，根据负载情况自动调整频率，负载减小，频率就减小，最低可降到25kHZ，如图2的C、D波形所示，开关管开通是根据负载情况在第n个谷底导通，使PD-S最小，最大程度上减少开关的开通损耗。