本帖最后由 catherine-kitty 于 2013-5-29 09:11 編輯 開關(guān)電源設(shè)計的一般考慮在設(shè)計開關(guān)電源之前,,應(yīng)當(dāng)仔細(xì)研究要設(shè)計的電源技術(shù)要求。現(xiàn)以一個通信電源模塊的例子來說明設(shè)計要考慮的問題,。該模塊的技術(shù)規(guī)范如下:
1 引 言 在復(fù)印設(shè)備,、醫(yī)學(xué)儀器等精密電子系統(tǒng)中,廣泛使用高電壓,、低電流的小功率電源[1],。同時要求電源系統(tǒng)具有重量輕、響應(yīng)速度快,、穩(wěn)定性好,、可靠性高等特點。為了上述滿足精密電子系統(tǒng)的要求,,設(shè)計制作了一種新型高壓開關(guān)電源,。該電源具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點,,能廣泛應(yīng)用于復(fù)印設(shè)備,、醫(yī)學(xué)儀器等精密電子系統(tǒng)中。 2 電路原理 系統(tǒng)原理框圖如圖1所示,。高壓電源的輸入信號來自220V的交流市電,,經(jīng)整流濾波后與PWM脈沖調(diào)制器的輸出信號一起驅(qū)動高頻變壓器,通過高頻變壓器得到的高壓電源再經(jīng)整流濾波后,,輸出直流高壓,。輸出反饋信號經(jīng)光電隔離后反饋給脈沖調(diào)制器,通過與脈沖調(diào)制器中誤差放大器的基準(zhǔn)電壓比較,控制脈沖調(diào)制器的輸出占空比,,以調(diào)節(jié)輸出電壓,。
1 基本理論 開關(guān)電源的輸出電壓Vo是由一個控制電壓Vc來控制的,即由Vc與鋸齒波信號比較,,產(chǎn)生PWM波形,。根據(jù)鋸齒波產(chǎn)生的方式不同,開關(guān)電源的控制方式可分為電壓型控制和電流型控制,。電壓型的鋸齒波是由芯片內(nèi)部產(chǎn)生的,,如LM5025,電流型的鋸齒波是輸出電感的電流轉(zhuǎn)化成電壓波形得到的,,如UC3843,。對于反激電路,變壓器原邊繞組的電流就是產(chǎn)生鋸齒波的依據(jù),。 輸出電壓Vo與控制電壓Vc的比值稱為未補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)傳遞函數(shù)Tu,,Tu=Vo/Vc。一般按頻率的變化來反映Tu的變化,,即Bode圖,。 電壓型控制的電源其Tu是雙極點,以非隔離的BUCK為例,,形式為:
在任何開關(guān)電源方案設(shè)計中,PCB板的物理設(shè)計都是最后一個環(huán)節(jié),,如果設(shè)計方法不當(dāng),,PCB可能會輻射過多的電磁干擾,造成電源工作不穩(wěn)定,,以下開關(guān)電源方案的6點PCB設(shè)計技巧,。1.從原理圖到PCB設(shè)計流程建立元件參數(shù)——>輸入原理網(wǎng)表->設(shè)計參數(shù)設(shè)置->手工布局->手工布線->驗證設(shè)計——>復(fù)查->CAM輸出。2.參數(shù)設(shè)置3.元器件布局4.布線5.檢查6.設(shè)計輸出12V1A開關(guān)電源方案U6773S的圖片: 芯片采用的是是內(nèi)置MOS的一款國產(chǎn)芯片U6773S ,,具有較高
對于每個電路設(shè)計者來說,,電源基本上是百分之百會遇到的問題,在以嵌入式設(shè)計為主的設(shè)計中,,更是如此,。對于很多的弱電設(shè)計者來說,功率電子方面的知識就很欠缺了,,當(dāng)然在設(shè)計硬件時,,就會遇到這樣那樣的問題,。電源的問題也是博大精深,本文就電源的基礎(chǔ)知識做一簡單的總結(jié),,有不正確的地方,,還請讀者不吝賜教,共同學(xué)習(xí)交流,。 電源設(shè)計中,,常用的變換形式有DC-DC、AC-DC,,有線性電源,,也有開關(guān)電源。開關(guān)電源以其高效率,,低成本等優(yōu)勢在大功率(一般大于10W)和多電壓輸出要求的設(shè)計中應(yīng)用越來越多。一般來說,,線性電源的效率為30%-50%左右,,而開關(guān)電源則高達(dá)70%-90%,所以在手持設(shè)備,,低功耗要求的設(shè)計中,,幾乎都是開關(guān)電源的天下。 常用的開關(guān)電源有以下幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu): 1)Buck,; 2)boost,;
求幫助。設(shè)計并制作一臺推挽式開關(guān)電源,,由12V直流供電,,由TL494產(chǎn)生PWM控制信號,經(jīng)推挽式開關(guān)電路,、高頻變壓器,,最終輸出具有一定技術(shù)指標(biāo)的直流電。技術(shù)指標(biāo):①輸出電壓42V,;②最大輸出電流IL為2A,; ③紋波電壓Vpp<
引言 隨著我國科技生產(chǎn)水平的不斷提高,各行各業(yè)對供電質(zhì)量的要求越來越高,,而智能高頻開關(guān)電源作為一種繼電保護(hù)裝置和控制回路裝置,,為生活和生產(chǎn)中的供電的
1、引言 RCC(Ringing Choke Converter)電路,,變壓器(相當(dāng)于儲能電感)的工作模式處于臨界連續(xù)狀態(tài),,可以方便的實現(xiàn)電流型控制,容易得到快速穩(wěn)定的響應(yīng),,廣泛應(yīng)用于50W以下的小功率開關(guān)電源中,。RCC電路結(jié)構(gòu)簡單,,只需要少數(shù)分離原件就可以得到需專用芯片才能實現(xiàn)的電壓輸出性能,通過良好的設(shè)計就可以獲得高效和可靠的工作,。其次,,許多與驅(qū)動有關(guān)的困難(驅(qū)動波形、變壓器飽和等)在自激變換器中得到很好的解決,。而且,,由于總是工作于完全能量傳遞模式,副邊整流二極管正向?qū)娏鞯搅?,反向恢?fù)電流和損耗很小,,產(chǎn)生的振鈴相對于不完全能量傳遞模式也要小很多,因此輸出的高頻雜音也要小很多 基于以上特點,,RCC電路在低成本高性能電源設(shè)備中廣泛應(yīng)
起源于20世紀(jì)60年代的智能控制,,相對于經(jīng)典和現(xiàn)代控制屬于自動控制發(fā)展的高級階段,作為一個嶄新階段,,它具有一系列獨到之處,。首先,它根據(jù)實際效果進(jìn)行控制,,與以往必須基于精確數(shù)學(xué)模型的控制方法有了本質(zhì)區(qū)別,;其次,由于智能控制是模擬人類活動,,所以其具有非線性特性,。 智能控制應(yīng)用于開關(guān)電源主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和混沌控制算法,。 1,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是從結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)機(jī)理以及功能上對生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬和近似,。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿人腦結(jié)構(gòu)及其功能的信息處理系統(tǒng),,所以它具有分布式存儲、并行處理和容錯能力,,且能根據(jù)自學(xué)習(xí)自適應(yīng)動態(tài)特性下逼近任意復(fù)雜非線性系統(tǒng)的一種控制方法,。根據(jù)不同的作用對象神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以單獨作用,也可與經(jīng)典PID,、模糊控制技術(shù)或進(jìn)化算法結(jié)合,。其中文獻(xiàn)就是利用了模糊神經(jīng)系統(tǒng)中的TSK型模糊邏輯系統(tǒng)
知識點:開關(guān)電源控制環(huán)路
新型單片開關(guān)電源的設(shè)計與應(yīng)用
(書)開關(guān)電源設(shè)計(好書)
轉(zhuǎn)自:http://www.chuandong.com/cdbbs/2008-3/20/083205887CE010.html0 引言電子產(chǎn)品的質(zhì)量是技術(shù)性和可靠性兩方面的綜合。電源作為一個電子系統(tǒng)中重要的部件,,其可靠性決定了整個系統(tǒng)的可靠性,,開關(guān)電源由于體積小,效率高而在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,如何提高它的可靠性是電力電子技術(shù)的一個重要方面.1 開關(guān)電源電氣可靠性工程設(shè)計技術(shù)1.1 供電方式的選擇供電方式一般分為:集中式供電系統(tǒng)和分布式供電。現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)一般采用采用分布式供電系統(tǒng),,以滿足高可靠性設(shè)備的要求,。1.2 電路拓?fù)涞倪x擇開關(guān)電源一般采用單端正激式,、單端反激式、雙管正激式,、雙單端正激式,、雙正激式、推挽式,、半橋,、全橋等八種拓?fù)洹F渲须p管正激式,、雙正激式和半橋電路的開關(guān)管承壓僅為輸入電源電壓,,60%降額時選用600 V的開關(guān)管比較容易,而且不會出現(xiàn)單向偏磁飽和的問題,,這三種拓?fù)湓诟邏狠斎腚娐分械玫綇V泛的應(yīng)用,。1 .3 功率因數(shù)校正技術(shù)開關(guān)電源的諧波電流污染電網(wǎng),干擾了其它共網(wǎng)設(shè)備,,
一,、描述輸入電壓影響輸出電壓的幾個指標(biāo)形式 1. 絕對穩(wěn)壓系數(shù) A.絕對穩(wěn)壓系數(shù):表示負(fù)載不變時,,穩(wěn)壓電源輸出直流變化量△U0 與輸入電網(wǎng)變化量△Ui 之比,。即:K= U0/ Ui ,。 B.相對穩(wěn)壓系數(shù):表示負(fù)載不變時,穩(wěn)壓器輸出直流電壓 Uo 的相對變化量△Uo 與輸出電網(wǎng) Ui 的相對變化量△Ui 之比,。即:S= Uo/Uo / Ui/Ui 2. 電網(wǎng)調(diào)整率 它表示輸入電網(wǎng)電壓由額定值變化±10%時,,穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化量,有時也以絕對值表示,。 3. 電壓穩(wěn)定度 負(fù)載電流保持為額定范圍內(nèi)的任何值,,輸入電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)變化所引起的輸出電壓相對變化△Uo/Uo(百分值),稱為穩(wěn)壓器的電壓穩(wěn)定度,。 二,、負(fù)載對輸出電壓影響的幾種指標(biāo)形式
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在進(jìn)行電器電路模塊設(shè)計或給新產(chǎn)品定型時,,有時極少認(rèn)真考慮配套開關(guān)電源的選擇,,直到發(fā)現(xiàn)問題出在開關(guān)電源部分,才重新評估這個問題,。 一,、選擇開關(guān)電源的基本依據(jù) 電壓和電流范圍,這是兩個最容易確定的指標(biāo),,只要根據(jù)電路的功耗計算出即可,。也應(yīng)考慮測試高,、低供電電壓極值。 大多數(shù)固定電源允許輸出電壓±10%的范圍內(nèi)變化,,如果這還不能滿足電路要求,,可選用輸出可調(diào)的或允許更大變化范圍的電源。 如果用該電源給組合式裝置供電,,則裝置所需最大的電流的75%到90%由一個電源提供,,不夠部分可并接兩個或更多電源。 二,、開關(guān)電源的擴(kuò)展和安全性
開關(guān)電源的特點是會產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁噪聲,,如果不嚴(yán)格控制,會產(chǎn)生很大的干擾,。 下面介紹的技能有助于下降開關(guān)電源的噪聲,,并可用于高度靈敏的模仿電路。 1.電路和設(shè)備的挑選 關(guān)鍵是將dv / dt和di / dt保持在較低水平,。 有許多電路能夠下降dv / dt和/或di / dt以削減輻射,,這也能夠下降開關(guān)管上的壓力。 這些電路包含ZVS(零電壓開關(guān)),,ZCS(零電流開關(guān)),,諧振模式。 (ZCS的一種),,SEPIC(單端初級電感轉(zhuǎn)換器),,CK(一組磁性結(jié)構(gòu),以其發(fā)明者的姓名命名)等,。 削減切換時刻并不一定會導(dǎo)致功率提高,,因為磁性元件的RF振動需求強(qiáng)大的損耗緩沖,最終能夠觀察到削弱的返回,。 使用軟開關(guān)技能,,雖然會略微下降功率,但在節(jié)省本錢和過濾/屏蔽所占空間方面具有更大的優(yōu)勢,。 2.阻尼 為了
一,、開關(guān)電源的電路組成開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI),、整流濾波電路、功率變換電路,、PWM控制器電路,、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護(hù)電路,、輸出過欠壓保護(hù)電路,、輸出過流保護(hù)電路,、輸出短路保護(hù)電路等。開關(guān)電源的電路組成方框圖如下:二,、輸入電路的原理及常見電路1,、AC輸入整流濾波電路原理:
高壓開關(guān)電源設(shè)計
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