《开关电源解析》PPT课件

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1、开关稳压电源的设计与制作2007国赛：设计并制作如下图所示的开关稳压电源。二、要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：1．基本要求：输出电压UO可调范围：30V～36V；最大输出电流IOmax：2A；U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%（IO=2A）；IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%（U2=18V）；输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；DC-DC变换器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；具有过流保护功能，动作电流IO（th）

2、=2.5±0.2A；2．发挥部分进一步提高电压调整率，使SU≤0.2%（IO=2A）；进一步提高负载调整率，使SI≤0.5%（U2=18V）；进一步提高效率，使≥85%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值1V，同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。简介由于线性调节器式直流稳压电源，存在诸多缺点，如体积大，很难小型化、损耗大、效率低、输出与输入之间有公共端，不易实现隔离，只能降压，不能升压，很难在输出大于5A的场合应用

3、。因此开关电源得到广泛利用，凡采用半导体功率开关器件作为开关管，通过对开关管的高频开通与关断控制，将一种电能形态转换成另一种电能形态的装置，叫做开关转换器。以开关转换器为主要组成部分，用闭环自动控制来稳定输出电压，并在电路中加入保护环节的电源，叫做开关电源。开关电源组要组成部分是DC-DC功率变换器，因为它是转换的核心。高频开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。分类多，应用广。开关电源参数有额定输出电压、额定输出电流、输出电压的稳定范围，输出电流的变化范围和输出电压的纹波。开关电源应具有

4、输出过压、欠压、过流和过热保护功能，还应具有较高的电能转换效率、低的转换损耗、低的噪声、好的电磁兼容和绝缘性等。DC/DC升压电路有很多，Buck电路，Boost电路，Cuk电路隔离型电路有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路推挽式升压原理：根据变压器得变压比：变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级，在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势，当N2>N1时，其感应电动势要比初级所加得电压还要高，这种变压器称为升压变压器；当N2

5、点是：对称性结构，脉冲变压器原边是两个对称线圈，两只开关管接成对称关系，轮流通断。优点：高频变压器磁芯利用率高、输出功率大、驱动电路简单….器件的选择：控制芯片：KA3525,SG3525,TL494开关管：IRF640IFR540系列MOS场效应管IRF640,18A,200VRds(on)=0.180欧所以不会击穿同时导通损耗也比较小。可自查资料准备我们使用台湾KA3525PWM调变IC来作此推挽式转换的控制IC，此IC具有振荡器，利用改变RT与CT之值，就可以设定PWM的切换频率；此外尚有两组PWM输出、软

6、启动及完全截止的功能，因此在电路设计上可大大降低硬件电路。KA3525采用电压模式控制方法。占空比为0-100%，考虑到死区时间，最大占空比通常为90-95%。其采用分频器，可以得到两路互补的占空比分别为0-50%的PWM信号，同样，考虑到死区时间的存在，最大占空比通常为45%-47.5%。这样的PWM信号试用于半桥、全桥、推挽等双端电路的控制。KA3525内部结构引脚功能….软启动：由于次级通常有大滤波电容,所以开关电源在启动时不以额定功率启动,否则相当于短路.只能小电流充满大滤波电容以后再正常工作.这就是软启

7、动.KA3525自带软启动功能，在第8脚处接5uF电容。（）充电完成后再振荡。变压器设计绕制设定开关管工作频率为50KHz，初级采用抽头的形式根据法拉第定律,取原线圈为4匝+4匝。设原边最小输入电压为16V，副边最大输出电压为42V，所以原副匝比2:6，副线圈为12匝。实际上由于绕制变压器工艺的限制，我们的变压器的原边线圈是以绕满一层为止，前提是匝数不小于4，副线圈的匝数按匝数比来绕制.骨架的选择应选用高频变压器骨架，目前常使用的有金属锰锌镁铜等，绕制时应使初、次级线圈紧密地耦合在一起，这样可以减少变压器漏感，因

8、为如果漏感过大，将会造成较大的尖峰脉冲，从而击穿开关管。因此在绕制高频变压器线圈时，应尽量使初、次级线圈之间的距离近些。漆包线线径的选择，要使电流大，那么线径要大，但过大会产生趋肤效应，使电流减小。所以可以多组并绕。包胶带前级电路设定与稳压开环稳压通过改变输出PWM波的占空比，来调节输出电压的大小在实际电路中，DA设定值接在误差放大器的同相输入端上，设定输出电压，输出电压