基于TL494开关电源设计.doc基于TL494的DC-DC开关电源设计 摘 要 随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。近年来 ,随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术及开关电源理论的发展 ,新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。 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。开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计小汽车中的音响供电电源，利用MOSFET管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。
上传时间： 2022-02-23
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multisim设计12V-5V开关电源电路及设计分析(含仿真)总体设计方案：2.1.1:PWM调制脉宽调制技术是通过对逆变电路开关的通断控制来实现对模拟电路的控制的。脉宽调制技术的输出波形是一系列大小相等的脉冲，用于替代所需要的波形，以正弦波为例，也就是使这一系列脉冲的等值电压为正弦波，并且输出脉冲尽量平滑且具有较少的低次谐波。根据不同的需求，可以对各脉冲的宽度进行相应的调整，以改变输出电压或输出频率等值，进而达到对模拟电路的控制。2.1.2:PFM调制当输出直流电压超过额定值时，反馈控制电路在保证调整管的导通时间不变的情况下，自动的改变调整管的开关频率，从而改变电压的占空比，使输出直流电压稳定在允许范围内，这种方案称为脉冲频率调制整，简称PFM型开关电源，其反馈电路为脉冲频率调整电路。2.2：PFM调制下的两种方案：2.2.1：自激式自激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流脉冲激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。如图是自激式变压器开关电源的简单工作原理图，其中V1为输入电压，S1A是控制开关，T1是开关变压器，L1是储能滤波电感，C1是储能滤波电容，D2续流二极管，D3削反峰二极管，R1负载电阻。
上传时间： 2022-02-25
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随着半导体技术和电子技术的发展，开关电源的体积越来越小、质量越来越轻、效率越来越高、可靠性也越来越优良，被广泛地运用到了生活中的各个方面。DcDC开关电源是开关电源中非常常用的一种形式，因此，对DCDC开关电源的拓扑结构、反馈电路等相关知识的研究成为了理解开关电源的重要环节。论文分析了推挽式DCDC开关电源的工作原理、效率和优缺点，设计了一款输出恒定的推挽式DCDC开关电源。论文以T公司的高速PwM控制器Uc3825为核心，给出了DCDC开关电源的结构框图，详细设计了控制器、推挽式驱动、整流滤波、反馈控制等电路，讨论了变压器、开关管、整流二极管等选型问題。通过对推挽式DCDC开关电源样机的测试，结果表明，在输出功率为100W到30W时，论文设计的样机的转换效率可以达到85%以上。开关电源就是通过特定的电路，控制开关管的导通时间和关断时间，以达到输出恒定的直流电压的设备。随着电子技术的迅猛发展，开关电源涉及到的相关技术也越来越成熟，使得开关电源成为了电子设备中不可或缺的一种供电方式开关电源最早源于二十世纪五十年代的美国，当时，美国为了设计特殊需求的军用电源，提出了小型、轻量的目标，自此开始，开关电源由于其比传统的线性电源拥有的优点而广泛地运用到电子、电气设备、计算机电源、通信设备等领经过几十年的不断进步，开关电源在诸多方面都有了非常大的突破。大功率MOSFET和IGBT等功率器件技术的进步使得开关电源能向着高频化、大功率的方向发展。软开关技术可以降低开关损耗和开关噪声，可以大大提升开关电源的效率，为高频开关电源的实现提供了可能。平面变压器和平面电感技术的发展使开关电源的效率可以进一步得到提升，体积也可以大大地减小。有源功率因数校正技术的发展，使开关电源的功率因数得到了很大地提升，既解决了由电路中的非线性负载产生的谐波失真，又提高了开关电源的整机效率
标签： 开关电源
上传时间： 2022-03-10
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方案论证与比较开关稳压电源主要完成数控调节、DC-DC变换环节和稳压环节，数控调节采用T公司超低功耗处理器MsP430F169单片机进行控制，DCDC变换又分升压和降压变换，本系统要求升压变换，并且电流达到2A能够稳压，达到2.5A实现过流保护，根据这一系列要求有以下可选方案。1.1控制核心选取方案比较：方案一：采用51或者AVR单片机，其功耗较高，并不自带AD、DA或者自带AD DA精度不高，采集数据不便，设置输出电压不便。方案二：采用T推出的超低功耗处理器sP430F169单片机，其自带12位高精度AD、DA，外围电路简单，便于采集输出电压和设置输出电压。因此本系统采用MSP430F169作为控制核心。12DCDC升压方案比较：方案一：采用BO0ST升压电路升压，通过调节PM占空比调节输出电压，实现升压并可调压，但是BO0ST电路的输人电流连续，输出电流断续，输出存在着较大的纹波，开关噪声大缺点，不易达到题目要求。方案二：采用推挽式变换，推挽式开关电源两个控制开关轮流交替工作，开关管驱动控制简单，输出波形非常对称，在整个周期内都向负载提供功率输出因此，输出电流瞬态响应速度很高，电压输出特性很好，是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源。高频变压器升压，电压可调范围广，空载损耗较小，效率较高，所占体积较小。因此本设计采用了方案二。13稳压方案比较：方案一：采用单片机AD采样，获取输出电压、电流，通过程序算法调节PWM波占空比实现稳压，硬件简单、成本较低，但是在反馈调节时采集输出电压比较复杂，程序算法也相对复杂，反应速度相对硬件反馈较慢，不够精准，并且还要单独做过流保护电路
上传时间： 2022-03-16
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在电子产品迅速发展的今天，电源设计，特别是开关电源的设计，在新产品的研制中占了相当重要的位置。对于广大的电源设计师而言，单纯靠经验来搭建试验电路的传统办法已经不可能满足当今电源产品的设计要求，而且无论从设计周期方面还是开发成本方面也都是难以承受的。因此借助先进的CAD技术，可提高电源产品的设计质量。本文首先简要介绍了开关电源基本原理和基本结构，然后结合一款具体产品，详细分析了推挽式开关电源的基本原理，并对各部分电路进行分别设计，尤其详细说明了磁性器件的设计，所搭建的实验电路能够基本满足设计要求，但仿真结果不理想，本文分析了仿真结果不理想的原因。为下一步改进工作提供基础关键词：厚膜混合电路、开关电源、推挽模式、PWM、磁性器件任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。电子设备的小型化和低成木化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。传统的品体管串联调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源。这种传统的稳压电源技术比较成熟，但是其通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器而且调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有45%左右。另外，由于在调整管上消耗较大的功率，所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器，很难满足现代电子设备发展的要求。20世纪50年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中，20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪9年代，开关电源在电子、电器设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入了快速发展期
标签： 开关电源
上传时间： 2022-03-16
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随着软开关技术和并联均流技术的发展，高性能的大功率高频开关电源的研究与开发已成为电力电子领域的重要研究方向。针对大功率电源在性能、重量、体积、效率和可靠性方面的要求，本文主要对高效率的开关电源主电路结构和并联均流控制技术进行研究，并研制出一种基于LLC谐振的交流电力机车智能控制充电机系统。交流传动电力机车对其所用的大功率蓄电池充电机的工作效率要求达到90%以上，这是采用硬开关技术的开关电源难以达到的。根据这种开关电源功率大、效率要求高的特点，充电机主电路采用了LLC谐振全桥电路的结构。选取谐振元件参数是设计LLC谐振全桥电路的重点和难点，本文通过建立LLC全桥谐振变换器的线性等效模型，详细分析了LLC谐振全桥的频率、短路和空载特性，提出一套完整的LLC谐振全桥电路结构的参数设计方法。本充电机最大输出电流为150A，为此设计采用了5个30A电源模块并联供电的模式。论文依据设计要求选取LLC谐振全桥电路的元件参数，利用 SABER仿真验证了参数的正确性：并完成了整个电源模块主电路其它器件的参数选择；控制电路采用通用PWM调制芯片SG2525实现PFM调频控制。实现了电源模块的高频ZVS（零电压开关）软开关，有效地提高了电源模块的转换效率，减小了单模块的体积。通过对几种常用的负载均流方法进行研究和电路分析，根据主从均流控制的特点，采用CAN总线实现主从均流法，数字均流的采用提高了系统的抗干扰能力；设计了监控模块对各电源模块和整体输出进行监控；通过CAN总线接口和人机接口的设计，提高了电源系统的智能化和可操作性。实现了多个电源模块并联供电的模式最后给出了电源模块的实验结果和电源系统并联运行的测量数据，实验证明了理论分析的正确性和设计方法的合理性。
上传时间： 2022-04-04
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反激式开关电源变压器设计的详细步骤85W反激变压器设计的详细步骤 1. 确定电源规格. 1).输入电压范围Vin=90—265Vac; 2).输出电压/负载电流:Vout1=42V/2A, Pout=84W 3).转换的效率=0.80 Pin=84/0.8=105W 2. 工作频率，匝比, 最低输入电压和最大占空比确定. Ｖmos*0.8>Vinmax+n(Vo+Vf)600*0.8>373+n(42+1)得n<2.5Vd*0.8>Vinmax/n+Vo400*0.8>373/n+42得n>1.34 所以n取1.6最低输入电压Vinmin=√[(Vacmin√2)* (Vacmin√2)-2Pin(T/2-tc)/Cin=(90√2*90√2-2*105*(20/2-3)/0.00015=80V取:工作频率fosc=60KHz, 最大占空比Dmax=n(Vo+Vf)/[n(Vo+Vf)+Vinmin]= 1.6(42+1)/[1.6(42+1)+80]=0.45 Ton(max)=1/f*Dmax=0.45/60000=7.5us 3. 变压器初级峰值电流的计算. Iin-avg=1/3Pin/Vinmin=1/3*105/80=0.4AΔIp1=2Iin-avg/D=2*0.4/0.45=1.78AIpk1=Pout/?/Vinmin*D+ΔIp1=84/0.8/80/0.45=2.79A 4. 变压器初级电感量的计算. 由式子Vdc=Lp*dip/dt,得: Lp= Vinmin*Ton(max)/ΔIp1 =80*0.0000075/1.78 =337uH 取Lp=337 uH 5.变压器铁芯的选择. 根据式子Aw*Ae=Pt*1000000/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?],其中: Pt(标称输出功率)= Pout=84W Ko(窗口的铜填充系数)=0.4 Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体), 变压器磁通密度Bm=1500Gs j(电流密度): j=4A/mm2;Aw*Ae=84*1000000/[2*0.4*1*60*103*1500Gs*4*0.80]=0.7cm4 考虑到绕线空间,选择窗口面积大的磁芯,查表: ER40/45铁氧体磁芯的有效截面积Ae=1.51cm2 ER40/45的功率容量乘积为 Ap = 3.7cm4 >0.7cm4 故选择ER40/45铁氧体磁芯. 6.变压器初级匝数 1).由Np=Vinmin*Ton/[Ae*Bm],得: Np=80*7.5*10n-6/[1.52*10n-4*0.15] =26.31 取 Np =27T 7. 变压器次级匝数的计算. Ns1(42v)=Np/n=27/1.6=16.875 取Ns1 = 17T Ns2(15v)=(15+1)* Ns1/(42+1)=6.3T 取Ns2 = 7T
上传时间： 2022-04-15
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开关电源基础原理，电源拓扑和相关功率器件的应用
标签： 开关电源
上传时间： 2022-04-23
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TMS320F28027 DSP为控制芯片设计的中小功率投切无冲击UPS+软硬件设计源码本文重点研究UPS主电路中蓄电池投切时的实现方法和蓄电池升压电路的实现。主要研究内容如下：1）介绍了UPS系统，给出了系统框图，分析了各个部分的功能，并对其中重要的环节—蓄电池的投切和升压电路做详细分析。2）仿真研究。利用PSIM仿真软件搭建起系统的仿真模型，并对蓄电池的投切和蓄电池升压电路给出仿真结果。通过结果说明该方法正确性。3）硬件实验。以TMS320F28027 DSP为控制芯片，搭建硬件实验平台，给出了实验结果和结论。1. 系统方案 详细说明系统设计的整体思路，用模块的形式指出系统设计的各个关键点，并指出其中使用的关键算法当市电正常时，蓄电池不给逆变器提供能量，通过硬件关断此通道；通过一级Boost升压电路，逆变器输出正弦波经滤波器滤波后供给负载。当市电出现故障时或市电的电能质量在UPS要求的范围之外时，整流桥停止工作，蓄电池输出电压经过两级Boost升压电路将电压抬升至略低于单级Boost输出电压，经逆变器开始给负载提供能量。当输出短路或蓄电池的电压低于允许值时，UPS停止工作，以防止损坏逆变器或者蓄电池。当输出过载时，如果过载是瞬时的，则可以通过控制允许这种情况出现，如果过载时间比较长，则就需要通过转换开关由UPS转到市电给负载供电。
标签： tms320f28027 dsp
上传时间： 2022-05-05
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基于TMS320F28335的开关电源模块并联供电系统原理图+软件源码一、系统方案本系统主要由DC-DC主回路模块、信号采样模块、主控模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。1.1 DC-DC主回路的论证与选择方案一：采用推挽拓扑。 推挽拓扑因其变压器工作在双端磁化情况下而适合应用在低压大电流的场合。但是，推挽电路中的高频变压器如果在绕制中两臂不对称，就会使变压器因磁通不平衡而饱和，从何导致开关管烧毁；同时，由于电路中需要两个开关管，系统损耗将会很大。方案二：采用Boost升压拓扑。 Boost电路结构简单、元件少，因此损耗较少，电路转换效率高。但是，Boost电路只能实现升压而不能降压，而且输入/输出不隔离。方案三：采用单端反激拓扑。 单端反激电路结构简单，适合应用在大电压小功率的场合。由于不需要储能电感，输出电阻大等原因，电路并联使用时均流性较好。方案论证：上述方案中，方案一系统损耗大，方案二不能实现输入输出隔离，而方案三虽然对高频变压器设计要求较高，但系统要求两个DCDC模块并联，并且对效率有一定要求。因此，选择单端反激电路作为本系统的主回路拓扑。1.2 控制方法及实现方案方案一：采用专用的开关电源芯片及并联开关电源均流芯片。这种方案的优点是技艺成熟，且均流的精度高，实现成本较低。但这种方案的缺点是控制系统的性能取决于外围电路元件参数的选择，如果参数选择不当，则输出电压难以维持稳定。方案二：采用TI公司的DSP TMS320C28335作为主控，实现PWM输出，并控制A/D对输入输出的电压电流信号进行采样，从而进行可靠的闭环控制。与模拟控制方法相比，数字控制方法灵活性高、可靠性好、抗干扰能力强。但DSP成本不低，而且功耗较大，对系统的效率有一定影响。方案论证：上述方案中，考虑到题目要求的电流比例可调的指标，方案一较难实现，并且方案二开发简单，可以缩短开发周期。所以，选择方案二来实现本系统要求。
标签： tms320f28335 开关电源
上传时间： 2022-05-06
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