高频开关电源设计简析

高频开关电源有很多的优势，在很多的方面都比线性的电源或者是相控的电源要节省材料，比如重量、用铜用铁量以及能耗等，而且对于机器整体性能的提高也有很大的好处。所以，近年来这种电源在很多领域得到了很广泛的应用，比如军事系统、交通、仪器和仪表、家用电器的制造、邮电通讯等等，能够达到如此高的效率也是有一定的原因的，首先，科技的进步使更多的技术和新生事物开始出现，所以就有更高性能的零件应用到了高频开关电源的制造中。高频开关电源是一种变电的装置，通过这个设备，输入的交流电压能够成功转换为直流电压，从而供人们生产、生活所需。它包括几个部分，如高频变换器、控制电路、辅助电源、输入整流滤波器等等，也正是由于这些部分的紧密结合和合作，开关电源的工作效率才会有所提高。在高频开关电源中，有一个最为核心的装置，它就是高频开关变换器。它有很多种类，比如单端反激型开关电源变换器、单端正激型开关电源变换器、多端式变换器等等。开关变换器的设计也有很多的讲究，希望大家在了解的时候要仔细注意一下。接下来我们看一下关于保护电路的设计。在这里我们注意的事项主要有两项：第一项是软启动电路的设计，第二项是过流过压保护。现在我们现在了解一下第一项软启动电路的设计，这一项主要有两个部分，第一部分就是在输入电网分段启动，第二个部分就是时稳电压在输出电源的时候也要用到软启动。第一部分的话一般被称为是硬控制，第二部分则是被称为软控制。将两个部分相结合起来，就能减少损耗从而延长产品的寿命。第二项就是过流过压的保护了，这块也是主要分为两个部分，第一部分是过流保护，第二部分则是过压保护了。一般情况下开关电源都会针对电源设置保护电路，这是为了安全着想，所以这个部分在整个性能考虑中占了很重要的部分，在生活中大致有两种型式，分别是：切断式保护、限流式保护。关于过压保护，它最大的目的是为了在发生负载的情况下仍能保护电路。当然以上两种最主要的目的还是为了安全着想。

大功率开关电源设计原理

相信大家对开关并不陌生吧，我们的身边到处都有开关，比如插座上有开关，电视机上有开关，电风扇上有开关等。由于开关的存在，我们可以轻易地掌握这些东西的使用和关闭。其实开关的原理十分简单，它是电源和电器之间的阀门，所以开是连接电源，关是关闭电源。今天我们将要讨论的是这种我们常见东西的设计，它就是大功率开关电源设计。电源的总体方案大功率开关电源主要由功率主电路、DSP控制回路以及其它辅助电路组成。开关电源的主要优点在“高频”上。通常滤波电感、电容和变压器在电源装置的体积和重量中占很大比例。从“电路”和“电机学”的有关知识可知，提高开关频率可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效地降低电源装置的体积和重量。整流滤波电路的设计本文设计的是1000W大功率电源。为了减小电源的输入滤波电容，本文使用的输入整流滤波是通过三相桥式整流和谐振元件组成。在大功率电源的设计中，常用的输出整流滤波分为桥式整流和全波整流。桥式整流电路相比较于全波整流除了适合输出电压比较高的电路之外，还具有使变压器结构简单和降低整流管电压的作用，所以桥式整流电路在输出滤波上更好。电路结构框图主电路包括输入整流滤波、高频逆变和输出整流滤波三个部分。控制电路包括监控单元、控制和保护单元、辅助电源和反馈四个部分。三相交流输入电首先要经过EMI整流滤波，其作用主要是是滤除功率管开关产生的电压电流尖峰和毛刺，减小对系统的干扰。然后再将信号送到全桥整流滤波电路，它采用了LC滤波，其主要作用是延长了电流导通时间，限制了电流峰值，从而达到提高电源的输入功率因数的目的。除此之外，电阻1R和2R存在的目的是为了平衡串联电容上的电压，维持系统稳定。而高频电容与电解电容的并联是为了滤除高频谐波，同时也弥补了电解电容在高频特性方面的不足。详解设计开关电源1.首先确定功率。根据具体要求来选择相应的拓扑结构;这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。注：在这里我会更多的选择是经验公式来计算，有需要分析的，可以拿出来再讨论。2.当我们确定用flyback拓扑进行设计以后，我们需要选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计(sch)。无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。对里面的计算我还会进行分解。分立式：PWMIC与MOS是分开的，这种优点是功率可以自由搭配，缺点是设计和调试的周期会变长(仅从设计角度来说);集成式：就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里，省去设计者很多的计算和调试分步，适合于刚入门或快速开发的环境。3.确定所选择的芯片以后，开始做原理图(sch)。在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计，原因为何(因为我们是销售这一颗芯片的)?设计之前最好都先看一下相应的datasheet，自己确认一下简单的参数：无论是选用PI的集成，或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet，一般datasheet里都会附有简单的电路原理图，这些原理图是我们的设计依据。4.当我们将原理图完成以后，需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。当然不同的公司不同的流程，我们需要遵守相应的流程，养成一个良好的设计习惯，这一步可能会有初步评估，原理图确认，等等，签核完毕后就可以进行计算了。在这个信息时代，电力是不可缺少的，甚至可以说是信息时代的核心。第二次工业革命，电源的出现和使用给人们的生活带来巨大的便利。但是电源是不可控制的，所以开关电源的出现也是一次伟大发明，因为它，我们人类才能自如的掌控电源。虽然开关电源我们是十分熟悉的，但是大功率开关电源设计我们并不熟悉，想要了解的可以参考上面的介绍。以上就是有关大功率开关电源设计的相关内容，希望能对大家有所帮助！