《多路输出反激式开关电源电路图.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多路输出反激式开关电源电路图.（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要电子设备对电源的要求日益增高，促进了开关电源技术的不断发展。本文介绍了基于美国PI公司生产的单片开关电源芯片TOPSwitch系列设计的多输出的AC/DC开关电源。该电源性能优良，具有稳压效果好，纹波小，负载调整率高等优点可作为电机控制的电源模块，具有很高的应用价值。 设计电路选用TOPSwitch系列芯片的TOP244Y，该芯集成了PWM控制器、MOSFET功率开关管和欠电压、过电压等保护电路，芯片的开关频率为132kHZ，最大占空比为78%。设计电路的开关电源输出功率为25W时，实现了12V/1.2A,5V/2A和30V/20mA三路直流电压输出。论文介绍了开关电源相关内容，反激式开关
2、电源的原理和应用技术，为电路设计提供了理论指导，并且提出了反激式开关电源的设计规划。仔细分析反激式开关电源之后，选择了电路所需的元器件的型号和参数，最终完成电路图的设计。关键词： 开关电源 ；反激式；多路输出；TOPSwitch-GXAbstract Electronic devices demanded on power increasingly higher to promote the continuous development of converter technology. This paper introduced the small power multi output AC/
3、DC converter design based on the chip of TOP-Switch produced by American company Power Integrations.This power supply has good performance such as high voltage stability,low output voltage ripple,good load adjustmentrate and so on . It can be used for motor control as a power module and has better a
4、pplication value.The converter design used TOP244Y as switching chip, which had PWM control circuit and power MOSFET, the chips switching frequency was 132 kHz, the maximum duty cycle was 78%. When the output power was 25W, switching power served three DC outputs 12V/1.2A, 5V/2A and 30V/20Ma.The pap
5、er introduced some related content about the converter and the theory and technology of fly-back converter, to provide a theoretical guidance for circuit design. And then the paper proposed a fly-back converter supply design plan. And next, I designed a fly-back switching power circuit, and selected
6、 circuits components and parameters.Keywords: Switching power supply；Fly-back；Multiple output；TOPSwitch-GX目 次1 绪论能源在社会现代化方面起着关键作用。电力电子技术以其灵活的功率变换方式，高性能、高功率密度和高效率，在21世纪必将得到大力发展。开关电源是电力电子技术中占有很大比重的一个重要方面。1 开关电源概述 1.1 开关电源的定义与分类 电是工业的动力，是人类生活的源泉。电源是产生电的装置，表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率；在同一参数要求下，又有重量、体积、效率和可靠性等指
7、标。我们用的电，一般都需经过转换才能合适使用的需要，例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率变换小功率等。 按照电子理论，所谓AC/DC就是交流转换为直流；AC/AC称为交流变交流，即为改变频率；DC/AC称为逆变；DC/DC为直流变交流后再变为直流。为了达到转换的目的，电流变换的方法是多样的。自20世纪60年代，人们研发出了二极管、三极管半导体器件后，就用 半导体器件进行转换。所以，凡是用半导体功率器件作开关，将一种电源形态转换成另一种形态的电路，叫开关变换电路。在转换时，以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源（Switching Power Supply） 人们在开关电
8、源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，也有AC/AC DC/AC 如逆变器 DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。1.2开关电源研究的目的和意义开关电源是20世纪60年代电源历史上的一次革命，安装于各种家用电器、工业设备及军用电子装置中，同
9、时作为赋能装置应用于各个领域。进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成了的电源替换。开关电源运用功率变换器进行电能变换，经过变换电能，可以满足各种用电要求。开关电源产品的主要特点是体积小，重量轻，效率高，可靠性和稳定性较好，对供电电网电压的波动不敏感，在电网电压波动较大的情况下，仍能维持较稳定的输出。另外开关电源的发展与应用在节约能源、资源以及保护环境方面都具有重要的意义。例如高频开关整流焊接电源已取代传统焊接电源，广泛用于焊接行业，高频开关整流焊接电源在体积、质量、节能及焊接性能等方面是传统焊接电源无法比拟的。在电力操作系统中使用AC/DC，DC/DC高频开关电源，可以实现与市电
10、的热备用运行，既可在市电正常情况为蓄电池充电，也可以在市电断电时提供负载所需的操作电源，克服了硅整流器及二极管调压存在的体积大、精度差等缺点。应用高压开关电源的脉冲电晕加氨脱硫是一种很有前景的烟气净化技术，可以解决世界性的三大环保问题之一的酸雨。1.3开关电源研究现状及发展前景半个世纪以来，开关电源大致经历了四个发展阶段。早期的开关电源全部由分立元件构成，不仅开关频率低、效率不高，而且电路复杂，不易调试。在20世纪70年代研制出的脉宽调制器集成电路，仅对开关电源的控制电路实现了集成化。20世纪80年代问世的单片开关稳压器，从本质上讲仍属于AC/DC电源变换器。随着各种类型单片开关电源集成电路的
11、问世。AC/DC电源的集成化变为现实。 随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，开关电源的效率比传统的线性电源高很多，这样就节省了能源，因此它受到了人们的青睐。但是开关电源也有缺点，就是电路复杂，维修困难，对于电路的污染严重；电源噪声大，不适合用于某些低噪声电路；这些都成为开关电源发展中必须解决的问题。开关电源技术追求和发展趋势可以概括为以下几个方面:小型化、微型化、轻量化、高频化，可靠性，低噪声，采用计算机辅助设计和控制，以及低输出电压技术等。开关电源的体积、重量主要由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积。在一定范围内
12、，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸，而且还能够抑制干扰，改善系统的动态性能，因此高频化是开关电源的主要发展方向。开关电源比连续工作电源使用的元器件多数十倍，因此降低了可靠性。从寿命角度出发，电解电容、光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。所以，要从设计方面思考，尽可能使用较少的器件，提高集成度，采用模块化技术可以满足分布式电源系统的需要，提高系统的可靠性。而单纯地追求高频化使开关电源的缺点噪声也会随之增大，尽可能降低噪声影响是开关电源的又一发展方向，采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。随着半导体制造技术的不断发展，微处理器和便携式电子
13、设备的工作电压越来越低，这就要求DC/DC变换器能够提供低输出电压以适应微处理器和便携式电子设备的供电要求。开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关，高频化的实现，需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件。发展MOSFET、IGBT等新型高速器件，开发高频用的低损耗磁性材料，改进磁元件的结构及设计方法，提高滤波电容的介电常数及降低其等效串联电阻等方面的工作，对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用。总之，人们在开关电源技术领域里，边开发低损耗回路技术，边开发新型元器件，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数的市场增长率向小型、高频、低噪声、高可靠方向发展。1.
14、4 开关电源待解决的问题 客观上说，开关电源的发展是非常快的，这是因为它具有其他电源所无法比拟的优势。材料之新、用途之广，是它快速发展的主要动力。但是，它离人们的要求、应用的价值还差得较远，体积、重量、效率、抗干扰能力、电磁兼容性以及使用的安全性都不能说是十分完美。目前要解决的问题有： 器件问题。电源控制集成度不高，这就是影响了电源的稳定性和可靠性，同时对电源的体积和效率来说也是一个大问题。 材料问题。开关电源使用的磁芯、电解电容及整流二极管等都很笨重，也是耗能的主要根源。 能源变换问题。按照习惯，变换有这样几种形式：AC/DC变换、DC/AC变换以及DC/DC变换等。实现这些变换都是以频率为
15、基础，以改变电压为目的，工艺复杂，控制难度大，始终难以形成大规模生产。 软件问题。开关电源的软件开发目前只是刚刚起步，例如软开关，虽然它的损耗低，但难以实现高频化和小型化。要做到“软开关”并实现程序化，更是有一定的困难。要真正做到功率转换、功率因素改善、全程自动检测控制实现软件操作，目前还存在很大差距。 生产工艺问题。往往在实验室中能达到相关的技术标准，但在生产上会出现各种问题。这些问题大多是焊接问题和元器件技术性能问题，还有生产工艺上得检测、老化、粘结、环境等方面的因素2 反激式开关电源的原理2.1 反激式开关电源介绍 开关电源的基本组成如图2.1所示，其中AC/DC变换器用以进行功率变换，他是开关电源的核心部分；驱动器是开关信号放大部分，对来自信号源的开关信号进行放大和整形，以适应开关管的驱动要求；信号源产生控制信号，该信号有它激或自激电路产生；比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值、频率和波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到稳定输出电压值的目的。除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等
