宽电压输入直流开关电源的设计

开关电源设计技巧一：开关电源的基本工作原理1-1．几种基本类型的开关电源顾名思义，开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。

开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。

前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作模式多用于开关稳压电源。

另外，开关电源输出电压也有三种工作方式：直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。

同样，前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作方式多用于开关稳压电源。

根据开关器件在电路中连接的方式，目前比较广泛使用的开关电源，大体上可分为：串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。

其中，变压器式开关电源（后面简称变压器开关电源）还可以进一步分成：推挽式、半桥式、全桥式等多种；根据变压器的激励和输出电压的相位，又可以分成：正激式、反激式、单激式和双激式等多种；如果从用途上来分，还可以分成更多种类。

下面我们先对串联式、并联式、变压器式等三种最基本的开关电源工作原理进行简单介绍，其它种类的开关电源也将逐步进行详细分析。

1-2．串联式开关电源1-2-1．串联式开关电源的工作原理图1-1-a是串联式开关电源的最简单工作原理图，图1-1-a中Ui是开关电源的工作电压，即：直流输入电压；K是控制开关，R是负载。

当控制开关K接通的时候，开关电源就向负载R输出一个脉冲宽度为Ton，幅度为Ui的脉冲电压Up；当控制开关K关断的时候，又相当于开关电源向负载R输出一个脉冲宽度为Toff，幅度为0的脉冲电压。

这样，控制开关K不停地“接通”和“关断”，在负载两端就可以得到一个脉冲调制的输出电压uo。

开关电源工程化实用设计指南开关电源是一种非常重要的电力转换设备，它可以将输入的直流电压转换为输出的交流电压，从而满足各种电子设备的供电需求。

开关电源的工程化实用设计是一项涉及到多个领域的技术工作，包括电路设计、磁性元件设计、功率转换器设计、控制器设计和可靠性设计等。

下面将介绍开关电源的工程化实用设计指南。

一、电路设计开关电源的电路设计是整个设计的核心，也是最关键的一步。

在电路设计中，需要考虑以下几个方面的因素：输入和输出电压：开关电源的输入和输出电压需要根据电子设备的实际需求来确定。

在输入电压方面，需要考虑到电网电压的波动和噪声等因素，确保开关电源能够稳定工作。

在输出电压方面，需要根据电子设备的功率和负载特性来进行设计，确保输出的电压能够满足电子设备的供电需求。

功率容量：开关电源的功率容量需要根据电子设备的功率需求来确定。

在确定功率容量时，需要考虑到开关电源的最大负载和可能出现的峰值负载等因素，确保开关电源的功率容量足够且不会出现过载或损坏的情况。

电路拓扑：开关电源的电路拓扑是指其基本电路结构。

根据不同的需求，可以选择不同的电路拓扑来进行设计。

常用的电路拓扑包括BUCK型、BOOST型、BUCK-BOOST型等，需要根据实际情况来选择合适的电路拓扑。

控制方式：开关电源的控制方式是指如何控制开关管的导通和关断，以达到稳定输出电压的目的。

常用的控制方式包括脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）和电流模式控制等，需要根据实际情况来选择合适的控制方式。

二、磁性元件设计开关电源中的磁性元件主要包括电感和变压器，它们在功率转换器中起到重要的作用。

在磁性元件设计中，需要考虑以下几个方面的因素：磁芯材料：磁芯材料的选择是磁性元件设计的关键。

常用的磁芯材料包括铁氧体、坡莫合金和非晶合金等，需要根据实际情况来选择合适的磁芯材料。

线圈设计：线圈设计是磁性元件设计的另一个关键因素。

在电感设计中，需要考虑到线圈的匝数、线径和绕制方式等因素，以确保电感能够满足开关电源的负载需求。

一种宽输入电压范围反激电源的研究与设计李文豪;廖建军【摘要】当前针对小功率开关电源输入宽电压范围、输出高电压的要求日趋普遍.实现高压输出的方式很多,但电源产品研发需要综合考虑性能、可靠性、可生产性及成本等多方面因素.着重介绍一种采用双绕组变压器的电源设计思路,每个绕组分别整流后再叠加升压,以此获得直流高压输出.分析了该方法在器件选择、频率设定以及电路体积重量等方面的优势.最后运用该方案研制了一款电路,通过仿真和实测结果表明设计满足要求.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2018(018)011【总页数】4页(P18-21)【关键词】高效率;反激;双绕组变压器;叠加倍压;TL431【作者】李文豪;廖建军【作者单位】中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆400060;中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆400060【正文语种】中文【中图分类】TN4021 引言当下DC/DC开关电源技术持续演变发展，宽范围电压输入、高压输出的小型化开关电源模组应用越来越广泛，例如军事应用领域的电子对抗、雷达探测、电磁脉冲武器和科研院所机构使用的回旋式电子加速器等，在民用领域诸如机场、高铁站、会议中心等公共场所人员密集区域的安检以及各类工业探伤、医疗诊断检测等方面也有大量应用。

本文基于某应用场景，需研究设计一款特殊环境下使用的高压小功率输出的低成本电源模块电路。

经查询参考资料[1-2]及相关学术文献，发现当前的研究偏重于高压大功率领域，对高压小功率输出的研究较少，且多采用直升高压或倍升高压等传统的高压输出方式，在本文研究的特定条件下存在一定局限性。

2 电路总体方案现有开关电源模组的重量、体积等关键指标很大程度上取决于内部变压器，而在固定的转换功率约束条件下，工作频率的高低直接决定了变压器的体积和重量大小（轻重）。

因此为了获得更小的体积和更轻的重量，最有效的技术途径就是尽力提高变压器的工作频率。

这就是开关电源小型化技术的基础。

AC/DC开关电源的设计一． 技术要求1.1 AC/DC 开关电源 1．输出电压： 直流，纹波电压（峰峰值）小于额定电压的0.5% 2． 输入电压： AC 三相380V ±10％ 3． 输入电压频率： 50±5HZ 4． 负载短时过载倍数： 200％ 5． 瞬态特性： 较好6．技术指标要求： 输出直流电压(V)10~12~14输出电流（A ）140 1.2 设计条件1） 电路形式 全桥 全波整流 2） 工作频率 20KHZ3） 逆变器电路最高，最低电压 DC 592～450V4） 输出电压 max o V =14VDC min 10o V VDC = 输出电流 150A5） 开关管最大导通时间 max o T ＝22.5us 6） 开关管导通压降 1U ∆=3V7） 整流二极管导通压降 2U ∆＝1V 8） 变压器允许温升 25C ︒ 9） 电原理图二、主电路原理与设计2.1主电路工作原理380V 市电经不控整流后变成了脉动的直流电，经直流滤波电路后变成平稳的直流供给逆变电路，逆变桥在驱动信号的作用下根据正弦脉宽调制原理将直流电变成一定电压一定频率的交流电，再经过隔离变压器来实现电压的匹配，经过整流来得到直流更好的直流电，经直流滤波隔离后供给负载。

采用SPWM 调制方式，通过电压负反馈调节输出电压，使输出电压稳定在一定的范围内。

2.2主电路结构UVW主电路原理简图如图所示主电路主奥包括以下几个部分：1）不控整流部分：主要采用三相不控整流，该电路结构简单，可靠性高。

2）DC滤波部分：注意用无源滤波电路来使电路中的有害谐波减少，提高对以后电路供电的可靠性。

3）逆变电路：采用功率IGBT为开关器件，SPWM调制方式，利用电压负反馈构成闭环控制，稳定输出电压。

4）隔离电路：主要是用隔离变压器来实现电路的隔离和电压的匹配。

5）二次逆变部分：注意是实现电压的二次变换，来实现供电的高可靠性和高直流性。

如何一步一步设计开关电源？开关电源设计调试步骤全过程针对开关电源很多人觉得很难，其实不然。

设计一款开关电源并不难，难就难在做精，等你真正入门了，积累一定的经验，再采用分立的结构进行设计就简单多了。

万事开头难，笔者在这就抛砖引玉，慢慢讲解如何一步一步设计开关电源。

开关电源设计的第一步就是看规格，具体的很多人都有接触过，也可以提出来供大家参考，我帮忙分析。

在这里只带大家设计一款宽范围输入的，12V2A的常规隔离开关电源。

1、首先确定功率根据具体要求来选择相应的拓扑结构；这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。

在这里我会更多的选择是经验公式来计算，有需要分析的，可以拿出来再讨论。

2、选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计当我们确定用flyback拓扑进行设计以后，我们需要选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计(sch)。

无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。

对里面的计算我还会进行分解。

分立式：PWMIC与MOS是分开的，这种优点是功率可以自由搭配，缺点是设计和调试的周期会变长（仅从设计角度来说）；集成式：就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里，省去设计者很多的计算和调试分步，适合于刚入门或快速开发的环境。

3、做原理图确定所选择的芯片以后，开始做原理图(sch)，在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计。

设计前最好都先看一下相应的datasheet，确认一下简单的参数。

无论是选用PI的集成，或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet。

一般datasheet里都会附有简单的电路原理图，这些原理图是我们的设计依据。

4、确定相应的参数当我们将原理图完成以后，需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。

当然不同的公司不同的流程，我们需要遵守相应的流程，养成一个良好的设计习惯，这一步可能会有初步评估，原理图确认，等等，签核完毕后就可以进行计算了。

一个比较好的解决方案是：以轻巧的高频变压器取代笨重的工频变压器，采用脉冲调制技术的直流--直流变换器型稳压电源，即我们马上就要讲到的开关电源。

开关电源具有管耗小、效率高、稳压范围宽及体积小、重量轻等优点，目前已在各种电子仪器和设备、航空和宇宙飞行器、发射机、电子计算机、通讯设备和电视机、录放像机等中得到了广泛应用。

开关电源按变换方式可分为以下四大类：1、AC/DC 开关电源2、DC/DC 开关电源3、DC/AC 逆变器4、AC/AC 变频器目前只将前面两类称为开关电源，将后面两类分别称为逆变器和变频器。

开关电源按应用方式可分为以下三大类：1、外置电源与设备分开放置的电源模块或电源系统，如：---通信用一次电源模块和系统---电力操作电源模块和系统---手机电池充电器---笔记本电脑的Adapter---各类手提设备、便携设备的电池充电器等等2、内置电源放在设备内部的电源模块或电源系统，如：---计算机内部的SilverBox和VRM---家电(如：普通电视机、等离子电视机、液晶电视机)内部的供电电源---工业控制设备内部的电源---仪器中使用的电源---通信设备内部的电源模块和系统---复印机、传真机、打印机等的内部电源等等3、板上电源放在设备内单板上的电源模块，如：---标准砖类电源(全砖、半砖、1/4砖、1/8砖)---非隔离POL(Point of Load 负载点)变换器---VRM(V oltage regulator module电压调节模块)和VRD(V oltage regulator down)---小功率SMD电源---SIP和DIP电源等等开发一个开关电源产品所需要的基本技能：1、认识组成开关电源的所有元器件2、掌握各种元器件的电气性能和电路符号3、会自己制作各种磁芯元件4、会正确装配电源中的各个部分5、了解电源各项指标的意义并掌握如何测试的方法6、会使用仪器对装配后的电源进行正确的调试，优化和折中7、会对获得的实验结果进行分析，并进行总结8、会从不同渠道不断地学习电源知识并能够和别人交流开发一个开关电源产品所需要的专业理论知识：1、有源PFC的拓扑分析，控制与设计2、DC/DC功率变换器的拓扑与稳态分析3、开关电源的功率级参数设计4、开关电源的控制与动态分析5、开关电源的小信号分析与设计6、开关电源的大信号分析与设计7、开关电源的EMI分析与设计8、开关电源的热分析与设计9、开关电源的容差分析与设计10、开关电源的各种保护技术11、开关电源的同步整流技术12、开关电源的模块均流控制技术有些技术很成熟了，只要查表或者使用现成电路或专用芯片就可以做好。

（完整版）开关电源毕业设计论文优秀论文审核通过未经允许切勿外传设计题目：姓名：专业：班级：学号：12V5A直流开关电源系部：同组人：指导教师：年月日摘要本文介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于该电流型PWM控制芯片、实现输出电压可调的开关稳压电源电路。

开关电源是利用现代电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）和MOSFET构成。

开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。

开关电源比普通的线性电源效率高，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

关键词：UC3842、开关电源、PWM引言开关电源是运用现代电力电子技术,控制开关开启和关闭的时候,这个比率的输出电压稳定的电源,电源一般由脉宽调制控制集成电路和场效应晶体管。

开关电源、线性电源,并与成本的功率输出的增加,但这两种不同的发展速度。

在某一线性功率成本的输出功率的观点,但高于开关电源,它被称为成本反转点。

随着电力电子技术的发展和创新、开关电源技术在不断的创新,这一成本更低的输出功率对于移动、开关电源提供了广阔的发展空间第一章开关电源概述1.1 开关电源发展历史与应用力开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和功率开关器件（如MOS-FET）等构成。

简单的说：就是开关型直流稳压电源。

开关电源把直流电源或交流电源通过它可以获得一个稳定的直流电压源。

它具有效率高，输出电压稳定，交流纹波小，体积小和重量轻的许多优点。

获得广泛使用。

高频开关电源的发展方向是高频开关电源、小型化、使开关电源到更广阔的应用领域,尤其是在高技术领域的应用,促进高新技术产品的小型化、光。

另一个开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源和保护环境,具有重要的意义。

1000W大功率开关电源设计第1章开关电源的基本原理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。

1.1 开关电源的组成与工作原理1.1.1 开关电源的工作原理开关电源的工作原理可以用图1-1进行说明。

图中输入的直流不稳定电压U经开关S加至输入端，S为受控开关，是一个受脉冲控制的开关调i整管。

开关S按要求改变导通或断开时间，就能把输入的直流电压U变成i矩形脉冲电压。

这个脉冲电压经过滤波电路进行平滑滤波就可得到稳定的直流输出电压U。

o（a）原理电路O O Ot（b）波形图图1-1开关电源工作原理定义脉冲占空比如下：Tt D on = （1-1） 式中，T 表示开关S 的开关重复周期：on t 表示开关S 在一个开关周期中的导通时间。

开关电源直流输出电压o U 与输入电压i U 之间具有如下关系：D U U i o = （1-2）由上面两式可以看出：（1）若开关周期T 一定，改变开光S 的导通时间on t ，即可改变脉冲占空比D ，达到调节输出电压的目的，这种保持T 不变而只改变on t 来实现占空比调节的方式，称为脉冲宽度调节（ＰＷＭ）。

由于ＰＷＭ式的开关频率固定，输出滤波电路比较容易设计，易实现最优化，因此ＰＷＭ式开关电源用的较多。

（2）若保持on t 不变，利用改变开关频率Tf 1=来实现脉冲占空比调节，从而实现输出直流电压o U 稳压的方式，称为脉冲频率调制（ＰＦＭ）。

由于开关频率不固定，所以ＰＦＭ方式的输出滤波电路的设计不易实现最优化。

（3）既改变on t ，有改变T ，从而实现脉冲占空比的调节的稳压方式，称为脉冲调频调宽方式。

在各种开关电源中，以上三种脉冲占空比调节方式均有应用。

1.1.2 开关电源的构成开关电源由以下四个基本环节组成（如图1-2）：（1）DC/DC 变换器：用以进行功率变换，是开关电源的核心部分。

UC3842芯片设计开关电源_中文资料UC3842是一款常用的开关电源控制器芯片，它可以通过调节PWM（脉宽调制）信号的占空比来控制开关管开关时间，从而实现对开关电源输出的稳定调节。

UC3842芯片的设计和应用非常灵活，而且它的设计原理和工作方式较为简单。

下面我将为大家介绍UC3842芯片的基本特点以及设计开关电源的步骤。

一、UC3842芯片的基本特点：1.输入电压范围广：UC3842芯片的输入电压范围为7.6V～30V，适用于大多数开关电源设计。

2.输出电压的精度高：UC3842的输出电压精度为±5%，可以满足大部分应用的要求。

3.PWM控制方式：UC3842采用PWM控制方式，可以精确调节输出电压和电流。

4.内置反馈保护：UC3842内置有过电流保护、短路保护等功能，可以保护开关电源的稳定工作。

5.芯片内置30V功率管驱动器：UC3842芯片内部集成了30V功率管驱动器，可以直接驱动高压功率管，减少了外部驱动电路的设计和成本。

6.温度补偿：UC3842芯片内置了温度补偿电路，可以根据环境温度的变化调整输出电压的稳定性。

二、UC3842芯片的应用：1.确定输出电压和电流：根据具体应用的要求，确定所需的输出电压和电流。

2.选择外部元器件：根据芯片的特性和应用需求，选择合适的功率管、电感、电容等外部元器件。

3.连接芯片引脚：将UC3842芯片和外部元器件按照电路图连接好，注意引脚的正确连接。

4.设计反馈电路：根据输出电压的要求，设计合适的反馈电路，将输出电压与电压参考源进行比较，输出误差信号用于控制芯片的PWM输出。

5.调节PWM信号：通过调节UC3842芯片的PWM输入信号的占空比，控制开关管的开关时间，从而调节输出电压和电流。

6.测试和调试：将设计好的开关电源连接到负载上，进行测试和调试，确保输出电压和电流稳定，满足要求。

三、UC3842芯片设计开关电源的要点：1.控制丝印标注：通过丝印标注控制引脚的功能，方便布线和检查。

... 基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525... 毕业设计任务书题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、设计内容设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源，给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算。

二、基本要求1. 系统工作原理及设计思路。

2. 设计开关电源主电路。

3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。

4. 主要元器件的选择。

5. 利用saber进行系统仿真。

三、主要技术指标输入电压为DC10—35V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定功率为500W。

电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。

四、应收集的资料及参考文献[1] 邹怀虚. 电源应用技术[M]. 北京：科学出版社.1998[2] 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术[M]. 北京：电子工业出版社，2001五、毕业设计进度计划第1—2周：收集资料，完成系统工作原理及设计思路开题报告。

第3周：设计开关电源主电路。

第4—6周：选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。

第7周：中期检查。

第8—11周：利用saber进行系统仿真。

第12—13周：论文审核定稿。

第14—15周：答辩。

...毕业设计开题报告题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、研究背景21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。

开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。

从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。

功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。