开关稳压电源的设计与制作_直流稳压电源,可调直流电源,大功率高压电源,大功率开关电源
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开关稳压电源的设计与制作
一、要求设计并制作如下图所示的开关稳压电源。
要求：在电阻负载条件下，①输出电压Uo可调范围：30V~36V;②最大输出电流LOmax:2A；③U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤0.2％(Io=2A)；④Io从0变到2A时，负载调整率S1≤0.5％(U2=18V)；⑤输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V(U2=18V，Uo=36V，Io=2A)；⑥DC-DC的效率η≥85%(U2=18V，Uo=36V，Io=2A)；⑦具有过流保护功能，动作电流Io(th)=2.5±0.2A，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；⑧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；⑨（含控制电路）只能由UIN端口供电，不得另加辅助电源。
二、总体分析　首先我们需要确定出系统方案。在要求中，第②③④⑤⑦⑧对总体方案影响不大，这些指标都只与器件选择、制作工艺等因素有关，所以我们把注意力集中在剩下的三条指标上。首先，输出电压Uo可调范围30~36V，而隔离变压器副边输出为15～21V，整流滤波后最大约27V，小于30V，显然在整个电压范围内都需要升压输出。当然，题目没有限制整流电路形式，还有一种解决方案就是先倍压整流再滤波，这样后级可采用降压电路。
其次，要求变换器整体效率大于85％，对小功率电源来说，这个要求已经比较高了，可以计算，在72W的额定功率、85%的效率下，变换器的损耗不能超过12.7W，要达到此项要求，就必须使用尽量少的器件，不论是功率主电路，还是控制测量电路，都应该使其尽量简单。题目还要求控制电路的电源只由整流输出口(UIN)引出，不得另加辅助电源，这就要求自制辅助电源，且辅助电源效率不得太低，所以线性电源不是理想的选择。从以上分析，我们得出总体需求：主电路需要使用升压拓扑，且升压幅度不大，电路结构应尽量简单，器件数量尽量少，自制辅助电源，且效率应较高。分析还可以发现，输入输出没有隔离要求，且输入端已有隔离变压器隔离，所以可以选用输入输出无电气隔离的电路拓扑结构。最后我们选定基本Boost升压电路方案，控制器选用凌阳16位单片机，驱动信号的产生选用FPCA，系统整体方案如下图所示。220V交流电经降压、整流、滤波得比较稳定的直流电压，直流电压经Boost电路升压再滤波得平滑的直流输出，输出电压、电流经采样输入AD转换芯片，由单片机PID调节器实现稳压和调压然后输出指令信号给FPGA、并进行显示，FPGA生成PWM信号经驱动电路驱动功率开关管从而实现闭环反馈控制。当输出电流大于保护设定值时产生过流保护信号，过流信号驱动继电器动作切断主电路同时关闭驱动信号，然后延时再尝试通电并进行过流检测，若过流则再断开主电路，直到电路恢复正常为止。
三、器件选择首先选择电路开关频率fs。因为开关损耗几乎与开关频率的平方成正比，频率过高会使损耗增加；但如果频率太小，又会使滤波电感、电容体积过大，而且电路容易出现音频噪声。综合考虑以后，选择fs为20kHz。(1)输入电感和输出滤波电容的选取。首先计算升压电感的大小。整流输出电压的大小为19～27V，输出电压范围为30―36V，由临界电流公式Iob=Uo/2Lf8lD（1-D）(2)，当D=1/3时，临界电流有最大值1obm=2Uo/27Lfs，要使电感电流连续，则最小负载电流(题目要求可空载，这里取0.1A)应大于Iobm，由此解得L≥2Uo/27fsIobm=2*36/27*30*0.1=1.33mH，取L=2mH。由输出纹波△Uo=DUo/f8RC，R为负载电阻，此处可取15Ω，由此可计算滤波电容的大小，此处取C=4700μF。因Boost电路输入电感直流分量很大，所以应尽量选取不易饱和的铁芯作为电感磁芯，绕制时应尽量均匀紧凑，否则会增加电压噪声，也可直接购买。因电解电容存在较大寄生电感，所以焊接时应使引脚尽量短，同时并联小容量聚丙烯电容，这对减小输出电压尖峰很有帮助。(2)开关管的选取。开关管Q关断时承受的正向电压为36V，考虑一定的尖峰余地，IRF3205的正向击穿电压为55v，导通电阻仅为8mΩ，所以不会击穿同时导通损耗也很小。输出整流二极管选取导通电阻小的肖特基二极管MBR20100，其导通压降为0.7V，反向击穿电压为100V。MOSFET的驱动选专用驱动芯片IR2110，驱动电路如下图所示。
四、制作上图所示为功率主电路原理图，下图所示为辅助电源电路图。辅助电源电路中，LM2575与D1、L、C2组成Buck电路，R1、R2起反馈调节作用，调节R2可改变输出电压。此设计中共有两路辅助电源电路，分别为+5V和+15V。经典的Boost电路和其它电压电流的测量电路都比较简单，其原理不再赘述，这里就制作过程中遇到的问题及解决办法作简单说明。
第一个问题是整流桥（耐流能力为10A）总是被烧毁。分析可知输入稳态电流为SA左右，应该不会损坏整流桥，但实际上流过整流桥的电流仿真波形(C=4700μF)如下图所示。滤波电容越大、二极管的导通角0越小，流过二极管的电流峰值就越大。其值很容易大于10A。后来我们在整流桥后面串入电感L1，因为电感有一定续流作用而使二极管导通角变大，从而减小电流峰值以保护整流桥，改进后整流桥不再烧毁。但是开机时保险管（额定电流10A）常被熔断，分析发现，开机时整流桥后的滤波电容呈瞬时短路状态，所以开机存在较大冲击电流，所以我们在整流桥前串联NTC（负温度系数热敏电阻，图4中的RV1）、问题也得到解决。其原理是，开机时NTC温度较低而呈现很大电阻，所以开机电流不会很大，随着电路接通，NTC发热而呈现很小电阻，所以正常工作时NTC上电压降很小，不会影响电路正常工作。
遇到的第二个问题就是电压调节慢和稳压不好，刚开始我们以为是软件调节器的问题，检查很久后发现是测量电压不准造成的。在图4电路中，显然负载两端电压正比于节点1与2之间电压，我们刚开始直接测量节点2与地之间电压，表面上看来0.1Ω的采样电阻影响不大，但电路中流过的电流为2A时，电流采样电阻上的压降为0.2V，误差约为0.5%，可见误差并不小。另一方面，若用此种采样方案，会因电路中电流的不同，造成的测量误差也不同，随电压变化误差呈现一定的非线性，这会给电压调节带来麻烦。所以，我们后来改用差分的方式采集电压，也就是使用差分运放在节点1和节点2之间采样，这样可大大减小误差，改进后取得了很好的效果。测量电路的各个环节都应准确可靠，采样电阻也应尽量准确稳定，如下图所示的两个采样电路，同样都可实现将输出电压缩小为十分之一采样，但图(b)电路中放大倍数的精度和稳定度都更高，也就是应使采样电阻可变化程度尽量小。类似，若在AD转换的入端需要对待测电压或电流信号滤波，则滤波电容不宜过大，否则会影响响应时间而造成测量滞后，自然会使调节不准确。这些问题虽然简单却影响很大，若能快速准确的测量，单片机的调节将顺利得多。
第三个问题就是输出电压有较大尖峰，这显然是由于开关管的高频开关造成的，尤其是关断时，由于电路中有寄生电感，瞬间电流的切断会在电感两端出现冲击电压。我们的解决办法是一方面对开关管加缓冲电路，改善关断性能，基本原理如下图，开关管Q关断时，原电路一部分电流通过快恢复二极管1）对电容C充电，使开关管两端电压缓慢E升，电路中电流的减小速度也有所减缓，简单的缓冲电路可省去二极管D。具体的RCD的参数设计较复杂，设计时可参考有关书籍。另一方面是在输出滤波电解电容两端并接高频特性好、寄生电感小的聚丙烯电容，且多个并联效果更好，但是要保证引线尽量短。同时为了减小线路电感，对功率主电路，应使走线尽量短，线径稍粗。
再就是Boost电路本身的一个特点――不能开路运行，然而题目意思显然要求电源可以开路。因为负载开路时，输入电感照常周期性地不断储能和释放能量，而能量没有被负载消耗掉，电容电压将持续升高即多余的能量都存储到电容极板间，很快导致电容击穿。一种解决办法是加假负载，也就是说，当检测到电源处于空载状态时，自动投入一个轻负载，这个负载电阻值较大，既能维持输出电压为给定值、本身功率损耗又较小。以上是在制作此中遇到的问题及一些解决方案，采取这些措施并仔细调试后都达到了较好的效果。
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LED驱动器：
ANA61xx系列
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典型应用于二节电池驱动3~6个LED的场合
SOT89-3, SOT89-5
典型应用于一节电池驱动1~4个LED或二节电池驱动7~12个LED的场合
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典型应用于一节电池驱动1~5个LED的场合
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SOT89-5，COB，Dies
适合应用于一节电池驱动多个超高亮度LED的场合，具有充电保护功能，效率高达85%
输出电流可以根据需求通过外置电阻调节
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&&&&&&&&电源管理系列：
DC/DC升压型转换器：ANA8101系列
ANA8101A系列
SOT89-3 /SOT89-5
SOT23-3 /SOT23-5
ANA8101B系列
外置晶体管，可达1A
SOT89-3 /SOT89-5
SOT23-3 /SOT23-5
DC/DC降压型转换器
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LDO线形稳压器
最大输出电流
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微功率低跌落电压稳压器芯片系列
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TO-92 SOT89-3
ANA71XX系列
&&&&&&&&圣诞灯控制电路
110/220/230V
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&&&&&&&&霍尔电路
高灵敏度线性霍尔放大器
（备注：具体指标请参见产品规格书，* 有样片试用，** 正在研发中）
ANA8101 系列 DC/DC 升压转换器
ANA产品概况
ANA8101 系列是采用CMOS 工艺制造的低静态电流的PFM(VFM)开关型DC/DC 升压
转换器。该系列芯片采用先进的电路设计和制造工艺，极大地改善了开关电路固有的噪
声问题，减少对周围电路的干扰。ANA8101A 组成部分包括振荡器、VFM 控制回路、LX
开关驱动晶体管、基准电压单元、误差比较放大器、电压采样电阻、LX
开关保护电路等。ANA8101B 外置扩流晶体管，CE 使能端可关断芯片，使功耗达到最
小。该升压转换器具有低纹波、高效率等特点，外围只需接三个元件，一只电感、一只
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10. 封装形式：SOT-89-3， SOT-89-5，SOT-23-3，SOT-23-5，TO-92S
把下面链接地址用点右键另存为&ANA8101.pdf&的方法保存到你的硬盘中,双点击&ANA8101.pdf&就可看到完整的资料了,哈哈,二姨奶奶的自由FTP不好使,只好另辟通道了.
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升压IC推介升压IC在选用的时候需注意其自身的耗电量，这点尤其要注意。
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电压检测电路
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电压检测电路资料下载
馈电和电流馈电拓扑
5.6.1 简介及定义
5.6.2 电压馈电PWM全桥变换器的缺点
5.6.3 buck电压馈电全桥拓扑基本工作原理
5.6.4 buck电压馈电全桥拓扑的优点
5.6.5 buck电压馈电PWM全桥电路的缺点
5.6.6 buck电流馈电全桥拓扑——基本工作原理
5.6.7 反激电流馈电推挽拓扑（Weinberg电路；参考文献23）
第6章 其他...
5.6.5buck电压馈电pwm全桥电路的缺点5.6.6buck电流馈电全桥拓扑——基本工作原理5.6.7反激电流馈电推挽拓扑（weinberg电路；参考文献23）参考文献第6章其他拓扑6.1scr谐振拓扑概述6.2scr的基本工作原理6.3利用谐振正弦阳极电流关断scr的单端谐振逆变器拓扑6.4scr谐振桥式拓扑概述6.4.1串联负载scr半桥谐振变换器的基本工作原理6.4.2串联负载scr半桥...
使用方法。
（二）电路：
1）掌握共射、共集、差动、基本运算电路的组成原理，性能和运用。
2）熟悉放大电路中的负反馈，振荡电路中的正反馈，掌握负反馈的基本方式及其对放大器性能的影响。
3) 熟悉功率放大电路、RC正弦波振荡电路、直流稳压电源的组成，工作原理和应用。
（三）分析方法：
1）掌握微变等效电路分析法，能正确计算静态工作点，电压放大倍数，输入输出电阻...
分为O2电极和CO2电极两种。溶液中的氧含量或称氧浓度可用所含氧的体积或当量数表示，溶液中的氧含量一般决定于氧的分压（PO2），其中PO2常用氧电极检测。氧电极的基本结构参考电极为阳极，工作电极为阴极，两电极进入试液中，并在二者间加上0.6~0.8V左右的电压，经过一系列的氧化还原反应，电路中有电流产生，并且此电流值大小与PO2成线性关系，可以根据电流大小计算出PO2的值。Clark氧电极在...
应用技术》从实用角度出发，全面、深入、系统地介绍了各种新型特种集成电源的工作原理与应用技术。主要内容包括：苊准电压源，集成恒流源，小功率AC／DC、DC／DC电源变换器，三端单片开关电源，多端单片开关电源，开关电源模块，单片开关电源的设计，单片开关式集成稳压器，由PWM和PFM调制器的构成的开关电源，微机电源及监控电路。
《特种集成电源最新应用技术》融科学性、系统性、先进性、实用性于一体...
的充电器外围电路及其简单，非常适合便携式电子产品的紧凑设计需要。MAX712/ MAX713可通过简单的管脚电压配置进行编程，实现对充电电池支数和最大充电时间的控制，内部集成的电压梯度检测器、温度比较器、定时器等控制电路，根据电压梯度、电池温度或充电时间的检测结果，自动控制充电状态，从涓流充电转到快速充电（低温时）或从快速充电转到涓流充电，以确保电池不受损害。充电状态识别可由输出的LED指示灯或与...
25kA、2 次 50kA 冲击后，叠层放电管没有发生炸裂和短路的现象。由此可见，叠层放电管在通流能力方面是可以满足设计要求的。图 2、图 3 是冲击试验的波形图。3.2 叠层放电管的在线冲击试验结果叠层放电管的在线冲击试验是在国家防雷产品检测中心进行的，采用的是 8/20μs 波形 25kA 冲击加工频电流 1500A，经过连续变换相位从 0~360 度施加冲击电压，叠层放电管始终没有续流产生，图...
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
目前，通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变 频器为通用，其主回路图(见图1.1)，它是变频器的核心电路，由整流回路(交—直交换)，直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成，当然...
　　二、I2t额定值 　　三、浪涌电流额定值 　　第七节 动态特性 　　一、阳极电流上升率di/dt 　　二、动态开通压降 　　三、正向电压临界上升率dv/dt 　　四、重加电压上升率 　　第八节 关断时间 　　第九节 控制极可关断可控硅GCS 　　一、控制极关断的变量 　　二、控制极输入特性 　　三、低频控制极关断 　　四、脉冲控制极关断 　　第五章 测试电路和操作方法 　　第一节 静态测试...
8.1.4尖峰电压吸收缓冲电路设计
8.2电流检测和过流保护电路设计
8.2.1电流信号检测的方法和应用
8.2.2过流保护电路的功能和组成
8.3散热技术设计
8.3.1功率损耗的计算
8.3.2热阻和热路欧姆
8.3.3散热器的热阻计算和选择
8.4电磁兼容性(EMC)及其设计
8.4.1电磁干扰(EMI)
8.4.2电磁兼容性设计的内容、元器件和材料
8.4.3整体结构...
电压检测电路相关帖子
，电压不变
电路设计主要是电池组的保护电路，这个都是专门的电池保护芯片
各大芯片厂商几乎都有电池保护
用的比较多的是TI的bq系列，比较高档
日本的精工S-8254和美之美的 MM1414 属于一般
最近几年国产的电池保护IC也是可以用，物美价廉
[quote][size=2][url=forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid...
、流量测量范围可达150：1；
&&■超低EMI开关电源，适用电源电压变化范围大，抗EMI性能好；
&&■采用16位嵌入式微处理器，运算速度快，精度高，可编程频率低频矩形波励磁，提高了流量测量的
& & 稳定性，功耗低；
&&■采用SMD器件和表面贴装（SMT）技术，电路可靠性高；
统一更多的USB电源电流（高达1.5A的充电设备通过USB端口）时，所谓的“快速充电”机制。换句话说，MA5889是一个高性能的解决方案“快速充电”机制，加快充电时间。
& & MA5889嵌入式自动充电器检测电路符合USB电池充电规格（BC）版本1.2，和苹果/三星片电阻模式。此功能意味着MA5889支持智能手机/标签广泛用于快速充电和提供设计柔性制造系统。该MA5889是...
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。CMOS器件中D1只能承受20mA的电流）并在Vcc2上建立一电压，该电压使使用Vcc2供电的其它电路工作不正常，特别使可编程器件。
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图3：MPQ2645B/C以主从式结构连接ISO26262 和功能安全性MPQ2645X系列是面向ISO 26262 (ASIL) 兼容系统设计的，通过逻辑测试电路、交叉通道测试、开路检测功能、看门狗定时器和串行接口数据包差错检验等自测试功能，提供了武装到牙齿的容错功能。例如电池电压...
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，在第二相中（即Lowside已经被断开的状态），存储在电路中的能量通过空转二极管被传回到输出端。
使用这种拓扑结构必须满足一个前提条件，即，在拓扑结构中设置一个差分式电流检测放大器，上述差分式电流检测放大器通过一个宽共模电压范围能实现精确的测量。Elmos出品的LED驱动器E522.31/32/33/34中包括了一个特殊的放大器，可以在大于4V小于55V的范围内进行测量，其测量的失调电压小于...
电压小于其导通电压时，它具有很大的内阻，漏电流很小;当外加电压大于其导通电压时，其内阻急剧减小，可以流过很大的电流，而其两端的电压却只有少量的上升。它们的导通电压都有从低压到高压的系列值，便于在各种不同电压的电路中使用。另外，两者的电容都较大(TVS管也有低电容产品)，不适于在高频电路中使用。压敏电阻与TVS管的区别在于：压敏电阻能承受更大的浪涌电流，而且其体积越大所能承受的浪涌电流越大，最大可达...
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