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開關(guān)電源芯片范文第1篇

[關(guān)鍵詞]TPS54160；開關(guān)電源

中圖分類號：TV674 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）36-0395-011 引言

開關(guān)電源控制芯片TPS54160由TI公司出品，具有體積小、功耗低、效率高、保護(hù)完善、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)部集成高效場效應(yīng)MOSFET，能顯著降低功耗，并在輕載時(shí)也能高效運(yùn)行。

2 電路圖

本文基于TPS54160芯片設(shè)計(jì)了一種開關(guān)電源電路，用于由蓄電池組供電的系統(tǒng)中，輸入電壓22～60VDC，輸出電壓為5VDC，輸出電流500mA，電路如圖1所示。

3 元器件選擇

在以TPS54160芯片為核心設(shè)計(jì)電源電路時(shí)，元件的選擇尤為重要，具體的選擇如下：

3.1 欠壓鎖定電阻R1、R2的選擇

TPS54160芯片具有使能和調(diào)整欠壓鎖定功能，參考電路如圖2所示：

本設(shè)計(jì)中，當(dāng)輸入電壓低于21.6V時(shí)，電源停止工作；為確保電源在啟動(dòng)和關(guān)斷時(shí)工作的穩(wěn)定性，設(shè)定輸入電壓恢復(fù)23V后芯片才開始工作。

經(jīng)計(jì)算，R1為482kΩ，選擇一個(gè)487kΩ、1%精度的電阻，R2為25.9 kΩ，選擇一個(gè)26.1kΩ、1%精度的電阻。

3.2 開關(guān)頻率電阻R3的選擇

該電源其開關(guān)頻率按照500kHz設(shè)計(jì)，按照TPS54160芯片的計(jì)算頻率公式：

可計(jì)算出R3的電阻值為237 kΩ，選擇244 kΩ、1%精度的電阻。

3.3 反饋電阻R5、R6的選擇

VSENSE是TPS54160內(nèi)部比較器的輸入端，比較器的參考電壓為0.8VDC，為了提高輕負(fù)載時(shí)的效率，反饋電阻一般使用較大阻值的電阻，但過高的阻值將使內(nèi)部調(diào)制器更易受到噪聲和輸出電壓波動(dòng)的影響。因此，TPS54160推薦R6選取一個(gè)10 3.4 輸入電容C2的選擇

一般電源設(shè)計(jì)時(shí)，要求在輸入掉電后電源還能短暫的維持輸出。由技術(shù)手冊可知，TPS54160的輸入電壓范圍為3.5～60VDC，推薦的最小輸入電壓為6VDC。

本設(shè)計(jì)中，TPS54160芯片工作在500kHz，直流輸入電壓Vin=21.6VDC，輸出電流Iout=500mA時(shí)，可查得其工作效率f約為87%。由能量轉(zhuǎn)換守恒公式：

3.5 輸出電感L1的選擇

輸出電感的選擇尤為重要，與電源的最大輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及開關(guān)頻率有關(guān)。

在此設(shè)計(jì)中，TPS54160芯片工作在500kHz的開關(guān)頻率，最大直流輸入電壓Vinmax=60VDC，輸出電流Iout=500mA，可由下式計(jì)算輸出電感值：

其中是一個(gè)系數(shù)，它是輸出紋波電流和最大輸出電流的關(guān)系比值，通常情況下，如果選取瓷片電容作為輸出電容，其值取0.3，如果選取電解電容作為輸出電容，其值取0.2。

經(jīng)過計(jì)算可求得：L1≈103.4uH，因此選取一個(gè)100uH的電感作為輸出電感。

3.6 輸出電容C8的選擇

輸出電容的選擇尤為重要，因?yàn)檩敵鲭娙輰Q定輸出電壓的紋波大小，以及負(fù)載電流變化的效應(yīng)能力，其與電源的開關(guān)頻率fsw、輸出電壓瞬態(tài)響應(yīng)值ΔVout（TPS54160取其值為輸出電壓的4%）、電流變化ΔIout大小有關(guān)。

另外輸出電容還必須能夠調(diào)整及吸收電感從高負(fù)載向低負(fù)載轉(zhuǎn)換時(shí)儲存的能量，使得多余的能量能夠得到存儲，同時(shí)并能在當(dāng)負(fù)載從低向高轉(zhuǎn)換時(shí)提供能量以保持輸出電壓的穩(wěn)定性，所以，其容值的大小與輸出電感L1、最大負(fù)載電壓Vh和最大電流Ih、最小負(fù)載電壓V1和最小電流I1有關(guān)。

輸出電容的選擇必須滿足式（7）、式（8）的最大值，經(jīng)式（7）計(jì)算Cout>32.4uF，經(jīng)式（8）計(jì)算Cout>41.5uF，考慮到本設(shè)計(jì)中輸出電容的ESR值盡量小，因此選取了47uF的套餐電容作為電源的輸出電容。

3.7 續(xù)流二極管的選擇

續(xù)流二極管的選擇需滿足以下條件：①其反向電壓要大于或等于最大直流輸入電壓Vinmax；②額定峰值電流必須大于輸出電感的最大電流；③正向壓降越小越好，一般肖特基二極管的正向壓降較低。

在本設(shè)計(jì)中，選擇肖特基二極管的型號為：SS110，其反向電壓為100V，額定峰值電流為30A，當(dāng)i=1.0A時(shí)，正向壓降為0.5V。

4 結(jié)束語

本文主要是針對多電平自動(dòng)識別充電控制器而設(shè)計(jì)的開關(guān)電源，整個(gè)電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功耗小、效率高、輸入電壓寬、輸出電壓穩(wěn)定。在實(shí)際應(yīng)用中，該電源系統(tǒng)性能穩(wěn)定、反應(yīng)靈敏、調(diào)壓精度高，十分可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙修科.開關(guān)電源中磁性元器件（講義）.南京航空航天大學(xué).2004，8.

[2] 賈正春、馬志源.電力電子學(xué).北京：中國電力出版社，2001.

[3] 周志敏、周紀(jì)海.開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)與應(yīng)用.北京：人民郵電出版社，2003.

開關(guān)電源芯片范文第2篇

關(guān)鍵詞：單片開關(guān)電源快速設(shè)計(jì)

TOPSwithⅡ

TheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince1990.Thispaperintroducesquickdesignforsinglechipswitchingpowersupply.

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關(guān)電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當(dāng)而造成資源的浪費(fèi)。然而，這并非易事。原因之一是單片開關(guān)電源現(xiàn)已形成四大系列、近70種型號，即使采用同一種封裝的不同型號，其輸出功率也各不相同；原因之二是選擇芯片時(shí)，不僅要知道設(shè)計(jì)的輸出功率PO，還必須預(yù)先確定開關(guān)電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個(gè)特征參數(shù)只有在設(shè)計(jì)安裝好開關(guān)電源時(shí)才能測出來，在設(shè)計(jì)之前它們是未知的。

下面重點(diǎn)介紹利用TOPSwitch－II系列單片開關(guān)電源的功率損耗（PD）與電源效率（η）、輸出功率（PO）關(guān)系曲線，快速選擇芯片的方法，可圓滿解決上述難題。在設(shè)計(jì)前，只要根據(jù)預(yù)期的輸出功率和電源效率值，即可從曲線上查出最合適的單片開關(guān)電源型號及功率損耗值，這不僅簡化了設(shè)計(jì)，還為選擇散熱器提

η/％(Uimin=85V)

中圖法分類號：TN86文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編碼：02192713(2000)0948805

PO/W

圖1寬范圍輸入且輸出為5V時(shí)PD與η，PO的關(guān)系曲線

圖2寬范圍輸入且輸出為12V時(shí)PD與η，PO的關(guān)系曲線

圖3固定輸入且輸出為5V時(shí)PD與η，PO的關(guān)系曲線

供了依據(jù)。

1TOPSwitch－II的PD與η、PO關(guān)系曲線

TOPSwitch－II系列的交流輸入電壓分寬范圍輸入（亦稱通用輸入），固定輸入（也叫單一電壓輸入）兩種情況。二者的交流輸入電壓分別為Ui=85V～265V，230V±15％。

1．1寬范圍輸入時(shí)PD與η，PO的關(guān)系曲線

TOP221～TOP227系列單片開關(guān)電源在寬范圍輸入（85V～265V）的條件下，當(dāng)UO=＋5V或者＋12V時(shí)，PD與η、PO的關(guān)系曲線分別如圖1、圖2所示。這里假定交流輸入電壓最小值Uimin=85V，最高

η/％(Uimin=85V)

η/％(Uimin=195V)

交流輸入電壓Uimax=265V。圖中的橫坐標(biāo)代表輸出功率PO，縱坐標(biāo)表示電源效率η。所畫出的7條實(shí)線分別對應(yīng)于TOP221～TOP227的電源效率，而15條虛線均為芯片功耗的等值線（下同）。

1．2固定輸入時(shí)PD與η、PO的關(guān)系曲線

TOP221～TOP227系列在固定交流輸入（230V±15％）條件下，當(dāng)UO=＋5V或＋12V時(shí)，PD與η、PO的關(guān)系曲線分別如圖3、圖4所示。這兩個(gè)曲線族對于208V、220V、240V也同樣適用。現(xiàn)假定Uimin=195V,Uimax=265V。

2正確選擇TOPSwitch－II芯片的方法

利用上述關(guān)系曲線迅速確定TOPSwitch－II芯片型號的設(shè)計(jì)程序如下：

（1）首先確定哪一幅曲線圖適用。例如，當(dāng)Ui=85V～265V，UO=＋5V時(shí)，應(yīng)選擇圖1。而當(dāng)Ui=220V(即230V－230V×4.3％)，UO=＋12V時(shí)，就只能選圖4；

（2）然后在橫坐標(biāo)上找出欲設(shè)計(jì)的輸出功率點(diǎn)位置（PO）；

（3）從輸出功率點(diǎn)垂直向上移動(dòng)，直到選中合適芯片所指的那條實(shí)曲線。如不適用，可繼續(xù)向上查找另一條實(shí)線；

（4）再從等值線（虛線）上讀出芯片的功耗PD。進(jìn)而還可求出芯片的結(jié)溫（Tj）以確定散熱片的大小；

（5）最后轉(zhuǎn)入電路設(shè)計(jì)階段，包括高頻變壓器設(shè)計(jì)，元器件參數(shù)的選擇等。

下面將通過3個(gè)典型設(shè)計(jì)實(shí)例加以說明。

例1：設(shè)計(jì)輸出為5V、300W的通用開關(guān)電源

通用開關(guān)電源就意味著交流輸入電壓范圍是85V～265V。又因UO=＋5V，故必須查圖1所示的曲線。首先從橫坐標(biāo)上找到PO=30W的輸出功率點(diǎn)，然后垂直上移與TOP224的實(shí)線相交于一點(diǎn)，由縱坐標(biāo)上查出該點(diǎn)的η=71.2％，最后從經(jīng)過這點(diǎn)的那條等值線上查得PD=2.5W。這表明，選擇TOP224就能輸出30W功率，并且預(yù)期的電源效率為71.2％,芯片功耗為2.5W。

若覺得η=71.2％的效率指標(biāo)偏低，還可繼續(xù)往上查找TOP225的實(shí)線。同理，選擇TOP225也能輸出30W功率，而預(yù)期的電源效率將提高到75％，芯片功耗降至1.7W。

根據(jù)所得到的PD值，進(jìn)而可完成散熱片設(shè)計(jì)。這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)前對所用芯片功耗做出的估計(jì)是完全可信的。

例2：設(shè)計(jì)交流固定輸入230V±15％，輸出為直流12V、30W開關(guān)電源。

圖4固定輸入且輸出為12V時(shí)PD與η，PO的關(guān)系曲線

η/％(Uimin=195V)

圖5寬范圍輸入時(shí)K與Uimin′的關(guān)系

圖6固定輸入時(shí)K與Uimin′的關(guān)系

根據(jù)已知條件，從圖4中可以查出，TOP223是最佳選擇，此時(shí)PO=30W，η=85.2％，PD=0.8W。

例3：計(jì)算TOPswitch－II的結(jié)溫

這里講的結(jié)溫是指管芯溫度Tj。假定已知從結(jié)到器件表面的熱阻為RθA(它包括TOPSwitch－II管芯到外殼的熱阻Rθ1和外殼到散熱片的熱阻Rθ2)、環(huán)境溫度為TA。再從相關(guān)曲線圖中查出PD值，即可用下式求出芯片的結(jié)溫：

Tj=PD·RθA＋TA(1)

舉例說明，TOP225的設(shè)計(jì)功耗為1.7W，RθA=20℃/W，TA=40℃，代入式（1）中得到Tj=74℃。設(shè)計(jì)時(shí)必須保證，在最高環(huán)境溫度TAM下，芯片結(jié)溫Tj低于100℃，才能使開關(guān)電源長期正常工作。

3根據(jù)輸出功率比來修正等效輸出功率等參數(shù)

3．1修正方法

如上所述，PD與η，PO的關(guān)系曲線均對交流輸入電壓最小值作了限制。圖1和圖2規(guī)定的Uimin=85V，而圖3與圖4規(guī)定Uimin=195V（即230V－230V×15％）。若交流輸入電壓最小值不符合上述規(guī)定，就會直接影響芯片的正確選擇。此時(shí)須將實(shí)際的交流輸入電壓最小值Uimin′所對應(yīng)的輸入功率PO′，折算成Uimin為規(guī)定值時(shí)的等效功率PO，才能使用上述4圖。折算系數(shù)亦稱輸出功率比（PO′/PO）用K表示。TOPSwitch－II在寬范圍輸入、固定輸入兩種情況下，K與U′min的特性曲線分別如圖5、圖6中的實(shí)線所示。需要說明幾點(diǎn)：

（1）圖5和圖6的額定交流輸入電壓最小值Uimin依次為85V，195V，圖中的橫坐標(biāo)僅標(biāo)出Ui在低端的電壓范圍。

（2）當(dāng)Uimin′>Uimin時(shí)K>1，即PO′>PO，這表明原來選中的芯片此時(shí)已具有更大的可用功率，必要時(shí)可選輸出功率略低的芯片。當(dāng)Uimin′（3）設(shè)初級電壓為UOR，其典型值為135V。但在Uimin′<85V時(shí)，受TOPSwitch－II調(diào)節(jié)占空比能力的限制，UOR會按線性規(guī)律降低UOR′。此時(shí)折算系數(shù)K="UOR′"/UOR<1。圖5和圖6中的虛線表示UOR′/UOR與Uimin′的特性曲線，利用它可以修正初級感應(yīng)電壓值。

現(xiàn)將對輸出功率進(jìn)行修正的工作程序歸納如下：

（1）首先從圖5、圖6中選擇適用的特性曲線，然后根據(jù)已知的Uimin′值查出折算系數(shù)K。

（2）將PO′折算成Uimin為規(guī)定值時(shí)的等效功率PO，有公式

PO=PO′/K（2）

（3）最后從圖1～圖4中選取適用的關(guān)系曲線，并根據(jù)PO值查出合適的芯片型號以及η、PD參數(shù)值。

下面通過一個(gè)典型的實(shí)例來說明修正方法。

例4：設(shè)計(jì)12V，35W的通用開關(guān)電源

已知Uimin=85V，假定Uimin′=90％×115V=103.5V。從圖5中查出K=1.15。將PO′=35W、K=1.15一并代入式（2）中，計(jì)算出PO=30.4W。再根據(jù)PO值，從圖2上查出最佳選擇應(yīng)是TOP224型芯片，此時(shí)η=81.6％，PD=2W。

若選TOP223，則η降至73.5％,PD增加到5W，顯然不合適。倘若選TOP225型，就會造成資源浪費(fèi)，因?yàn)樗萒OP224的價(jià)格要高一些，且適合輸出40W～60W的更大功率。

3．2相關(guān)參數(shù)的修正及選擇

（1）修正初級電感量

在使用TOPSwitch－II系列設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，高頻變壓器以及相關(guān)元件參數(shù)的典型情況見表1，這些數(shù)值可做為初選值。當(dāng)Uimin′LP′=KLP（3）

查表1可知，使用TOP224時(shí)，LP=1475μH。當(dāng)K=1.15時(shí)，LP′=1.15×1475=1696μH。

表2光耦合器參數(shù)隨Uimin′的變化

最低交流輸入電壓Uimin(V)85195

LED的工作電流IF（mA）3.55.0

光敏三極管的發(fā)射極電流IE（mA）3.55.0

（2）對其他參數(shù)的影響

開關(guān)電源芯片范文第3篇

關(guān)鍵詞： 星載電源； 多路輸出開關(guān)電源； 小型化設(shè)計(jì)； 電路設(shè)計(jì)

中圖分類號： TN710?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）20?0145?03

Design of satellite?borne multi?channel output DC/DC converter

ZHANG Qian， LIU Ke?cheng， WANG Wei?guo

（Lanzhou Institute of Physics， Lanzhou 730000， China）

Abstract： A satellite?borne multi?channel output DC/DC converter is introduced. The method of the power supply design can meet the needs of most of the satellite?borne multi?channel output DC/DC converters. The design characteristics of the power supply are particularly introduced. The operating principle is analyzed. The design formulas are also given. The miniaturization design of the satellite?borne DC/DC converter was optimized. It can be widely used in satellite?borne multi?channel output DC/DC converters.

Keywords： satellite?borne power supply； multi?channel output DC/DC converter； miniaturization design； circuit design

隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，衛(wèi)星有效載荷的數(shù)量和種類越來越多，勢必要求與之相配套的開關(guān)電源的體積和重量進(jìn)一步減小。因此，開關(guān)電源的小型化設(shè)計(jì)成為目前星載開關(guān)電源研究的一個(gè)熱門課題。眾所周知，開關(guān)電源的小型化可以從優(yōu)化電路設(shè)計(jì)和采用新工藝兩個(gè)方面入手，例如采用混合厚膜工藝可以大幅度地減小電源的體積和重量，但國產(chǎn)混合厚膜開關(guān)電源在航天領(lǐng)域目前還處在推廣中，主要是其抗輻照性能對于高軌長壽命衛(wèi)星來說存在著一定的局限性。因此，采用表貼工藝的開關(guān)電源在航天領(lǐng)域依然具備廣闊的市場。這就要求必須在電路設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化，以滿足星載開關(guān)電源小型化的要求。本文介紹一種多路輸出開關(guān)電源，它采用不同拓?fù)浣M合的方式，能夠滿足星上大部分中小功率設(shè)備的供電需求。

1 星載多路輸出開關(guān)電源的幾種設(shè)計(jì)方案

1.1 單端反激式多路輸出開關(guān)電源

圖1所示單端反激式多路輸出開關(guān)電源的設(shè)計(jì)思路是：考慮到星載開關(guān)電源的磁隔離要求，采取前級自持預(yù)穩(wěn)壓，后級各路輸出進(jìn)行二次穩(wěn)壓的方式。反激式拓?fù)涞奶攸c(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)多路輸出。如果不采用二次穩(wěn)壓，次級各路輸出的電壓和負(fù)載穩(wěn)定度不會優(yōu)于±3%，很難滿足星上大部分用電設(shè)備的需求，因此，常常會在輸出端進(jìn)行二次穩(wěn)壓。常用的方法是采用三端穩(wěn)壓器進(jìn)行二次穩(wěn)壓，這樣輸出各路電壓穩(wěn)定度優(yōu)于±1%，能夠滿足星上用電設(shè)備的需求，采用三端穩(wěn)壓器進(jìn)行二次穩(wěn)壓的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是如果用電設(shè)備對低頻干擾比較敏感，那么輸出后級采用三端穩(wěn)壓器進(jìn)行二次穩(wěn)壓還能有效隔離輸入端引入的低頻干擾，保證用電設(shè)備正常工作[1]。但是單端反激式多路輸出開關(guān)電源同樣有它的局限性，如果其中某一路輸出電流比較大，后級采用三端穩(wěn)壓器進(jìn)行二次穩(wěn)壓會造成很大的功耗，從而降低了電源的轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而影響了電源的工作壽命。

1.2 單端正激式多路輸出開關(guān)電源

圖2所示單端正激式多路輸出開關(guān)電源的設(shè)計(jì)思路是：主路輸出采用閉環(huán)直接反饋控制，輔輸出采用磁鏈耦合技術(shù)以改善輔路輸出的電壓和負(fù)載穩(wěn)定度。設(shè)計(jì)上一般主路輸出功率比較大，輔路輸出功率相對比較小，即便如此輔路輸出的電壓和負(fù)載穩(wěn)定度也不會優(yōu)于±5%，而且輔路輸出的功率越大，輔路輸出的穩(wěn)定度也越差。這種方案一般設(shè)計(jì)成3路電源，路數(shù)再多輔路輸出的穩(wěn)定度就無法接受了。總體上單端正激式多路輸出開關(guān)電源輔路輸出負(fù)載和電壓穩(wěn)定度要比單端反激式多路輸出開關(guān)電源各路輸出負(fù)載和電壓穩(wěn)定度差。

圖1 單端反激式多路輸出

圖2 單端正激式多路輸出開關(guān)電源

1.3 單端反激和單端正激相結(jié)合的多路輸出開關(guān)電源

從圖3可以看出電源由反激拓?fù)浜驼ね負(fù)浣M成，考慮到電源小型化的需求，電源共用一個(gè)消浪涌電路和輸入濾波電路。反激電路組成三路小電流輸出，后級各路輸出通過三端穩(wěn)壓器進(jìn)行進(jìn)一步穩(wěn)壓，反激主變壓器上繞制的兩個(gè)輔助繞組的輸出電壓給正激電路的PWM芯片供電，由于反激電路采取了前級預(yù)穩(wěn)壓，同時(shí)給PWM芯片供電的負(fù)載電流比較小（小于100 mA）。因此反激主變壓器上的兩個(gè)輔助繞組給PWM芯片的供電電壓非常穩(wěn)定，能夠滿足在不同條件下PWM芯片的供電要求。這種方案既滿足了星用開關(guān)電源的磁隔離要求，又避免了方案（1）中大負(fù)載電流下使用三端穩(wěn)壓器進(jìn)行二次穩(wěn)壓造成的功耗過大的問題，同時(shí)也解決了方案（2）中的輔路輸出穩(wěn)定度不高的問題。最大的優(yōu)點(diǎn)是這種方案不受路數(shù)上的限制，設(shè)計(jì)上可以把小電流各路全部在單端反激中輸出，大電流各路從單端正激中輸出。本文設(shè)計(jì)了一款五路輸出電源，其中18.5 V，±14.5 V負(fù)載電流小于1 A從三路反激電源中出；7.5 V，5.5 V負(fù)載電流比較大從正激電源中出，它們的PWM芯片供電電壓都是從三路反激電源的輔助繞組中輸出的。

2 關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì)

技術(shù)指標(biāo)如下：輸入電壓為DC 25～33 V；開關(guān)頻率為200 kHz；最大占空比為0.5；輸出電壓/電流為18.5 V/0.33 A， +14.5 V/0.3 A，-14.5 V/0.11 A，7.5 V/2.9 A，5.5 V/5.8 A；轉(zhuǎn)換效率≥78%。

圖3 單端反激和正激相結(jié)合的多路輸出開關(guān)電源

2.1 變壓器的設(shè)計(jì)

電源涉及反激電路和正激電路變壓器的設(shè)計(jì)，反激變換器的特點(diǎn)是當(dāng)主功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)變壓器原邊電感存儲能量，負(fù)載的能量從輸出濾波電路的電容處得到；而當(dāng)關(guān)斷時(shí)，變壓器原邊電感的能量將會傳送到副邊負(fù)載和它的濾波電容處，以補(bǔ)償濾波電容在開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)下消耗的能量[6]。具體設(shè)計(jì)如下：由于鐵氧體材料有很好的儲能和抑制信號傳輸過程中的尖峰和振鈴作用，因此采用這種材料作為變壓器磁芯是最好的選擇之一。綜合考慮反激電源的額定功率，轉(zhuǎn)換效率以及磁芯的窗口利用率，選擇RM8作為反激電源變壓器的磁芯。初級線圈的峰值電流為：

[Ipmax=2TPoTonmaxUiminη] （1）

式中：[Uimin]為變壓器初級輸入的最小直流電壓；T為開關(guān)電源周期；[Tonmax]為開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間；[Po]為輸出功率；η為變換效率。

初級線圈的電感為：

[Lp=UiminTonmax0Ipmax] （2）

初級繞組的匝數(shù)為：

[Np=UiminTonmaxScΔB×104] （3）

式中：[Sc]為磁芯有效截面積；[ΔB]為磁芯工作磁感應(yīng)強(qiáng)度。

初次級繞組匝數(shù)比為：

[L0≥（Uin-U0）U0TUinI0] （4）

式中：[UD]為輸出整流二極管，[Us]為次級輸出電壓。

次級繞組匝數(shù)為：

[n12=NpNs] （5）

變壓器氣隙為：

[Ig=μrN2pScLp] （6）

式中：[Ig]的單位為mm；[μr]=4π，[Sc]的單位為mm2；[Lp]的單位為mH。按照式（1）～式（6）計(jì)算得：[Ipmax]=3 A， [Lp]=16.7 μH， [Np]=7匝；18.5 V的匝數(shù)為9匝；±14.5 V時(shí)匝數(shù)為7匝。給PWM芯片供電的兩個(gè)輔助繞組的匝數(shù)為6匝，變壓器氣隙為0.24 mm。

正激電路變壓器的設(shè)計(jì)同樣需要綜合考慮電源的額定功率，轉(zhuǎn)換效率、磁芯的窗口利用率以及磁芯的最佳磁密度。7.5 V選擇RM6作為變壓器磁芯，5.5 V選擇RM8作為變壓器磁芯。初級繞組匝數(shù)為：

[Np=UiminTonmaxScΔB×104] （7）

式中：[Tonmax]的單位為s，[ΔB]的單位為T，[Sc]的單位為cm2。

次級繞組匝數(shù)為：

[Ns≥Np（Us+UD）DmaxUimin] （8）

式中[Dmax]為最大占空比。

按照式（7）～（8）計(jì)算得：7.5 V輸出[Np]為13匝，[Ns]為10匝；5.5 V輸出[Np]為8匝，[Ns]為5匝。變壓器導(dǎo)線電流密度取7～8 A/mm2。

2.2 輸出濾波電路的設(shè)計(jì)

反激變換器由于其主變壓器初級充當(dāng)了儲能電感的作用，因此其輸出各路可以不要差模電感，考慮到EMC的需要，可在輸出各路增加一個(gè)共模電感，反激變換器的輸出電容可由式（9）算出。

[C≥5TsU08UoppR] （9）

式中：[Ts]為電源周期；[U0]為電源各路額定電壓；[Uopp]為輸出紋波電壓，[R]為負(fù)載電阻，工程實(shí)際中還需要考慮電源的ESR值。

按照式（9）計(jì)算得：18.5 V輸出[C≥]21 μF，14.5 V輸出[C≥]19 μF，-14.5 V輸出[C≥]7 μF。正激變換器輸出差模電感工作在連續(xù)狀態(tài)其輸出紋波電壓小，工作在非連續(xù)狀態(tài)其輸出紋波電壓大。設(shè)計(jì)上一般將額定輸出電流的設(shè)定為電感連續(xù)和非連續(xù)工作狀態(tài)的臨界點(diǎn)，得到輸出差模電感的計(jì)算公式為：

[L0≥（Uin-U0）U0TUinI0] （10）

按照式（10）計(jì)算得：7.5 V輸出[L0]=57 μH，5.5 V輸出[L0]=20 μH。按照式（9）計(jì)算得各路輸出濾波電容：7.5 V輸出[C≥]169 μF，5.5 V輸出[C≥]365 μF。

2.3 關(guān)鍵點(diǎn)波形和數(shù)據(jù)

表1列出了反激電路兩個(gè)輔助繞組給正激電路PWM芯片供電的電壓在不同輸入電壓負(fù)載一定下的電壓值，表2列出了輸入電壓一定負(fù)載變化下的電壓值。

表1 不同輸入電壓負(fù)載一定下的電壓值 V

表2 輸入電壓一定負(fù)載變化下的電壓值 V

圖4 額定輸入下反激電路主開關(guān)管漏源波形

圖5 額定輸入下7.5 V正激電路主開關(guān)管漏源波形

3 結(jié) 論

本文介紹了一種新型的星用多路輸出開關(guān)電源，不僅有效地解決了傳統(tǒng)星用開關(guān)電源的一些弊病，同時(shí)在電源的小型化設(shè)計(jì)上具備一定的優(yōu)勢，在星用開關(guān)電源的應(yīng)用上具備廣闊的前景。

圖6 額定輸入下5.5 V正激電路主開關(guān)管漏源波形

參考文獻(xiàn)

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開關(guān)電源芯片范文第4篇

【關(guān)鍵詞】機(jī)電設(shè)備；開關(guān)電源；設(shè)計(jì)

1.機(jī)電設(shè)備中開關(guān)電源的工作原理

1.1 原理簡介

在節(jié)電設(shè)備的開關(guān)電源中，開關(guān)元件主要是利用電子技術(shù)通過半導(dǎo)體等相關(guān)的元器件對開關(guān)的打開以及關(guān)閉進(jìn)行控制，從而有效的保證電壓能夠穩(wěn)定的輸出。通過開關(guān)電源能夠使得晶體管能夠?qū)崿F(xiàn)接通與關(guān)閉，晶體管導(dǎo)通的情況下，電壓比較低，電流比較大；晶體管關(guān)閉時(shí)，電壓比較高，電流比較小。半導(dǎo)體元件中電壓與電流的成績就是該元件的損耗量，所以說此類開關(guān)電源能夠在損耗比較低的情況下能夠提供多種直流電源。

在PWM工作的時(shí)候其首先是將輸入電流的電壓進(jìn)行斬波，從而將其轉(zhuǎn)換為與輸入電壓幅值相同的脈沖電壓。對于機(jī)電設(shè)備開關(guān)電源的調(diào)節(jié)主要是通過脈沖的占空比進(jìn)行控制的，通過PWM將其斬波為交流方波之后，就可以通過變壓器等設(shè)備對幅值進(jìn)行控制。想增加電壓的組數(shù)，只需對變壓器的繞組數(shù)目的增加就可以實(shí)現(xiàn)。通過整流濾波的作用，就能夠獲得我們所需要的直流電壓。

在對機(jī)電設(shè)備開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中，輸入能夠從母線出獲取，這是對于變頻器的特點(diǎn)進(jìn)行分析得出的結(jié)論。在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中主要包括以下幾個(gè)方面：輸入電路、功率因數(shù)的校正以及轉(zhuǎn)換、輸出電路和頻率振蕩器等部分。

若想實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換主要是靠高頻的電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)數(shù)據(jù)分析可知若接通占空比的高地決定著負(fù)載電壓的高地。

1.2 UC3842的反激式原理簡介

對開關(guān)電源的分類通常有反激式變換器以及正激式變換器兩種，在本文中筆者將對反激式變壓器進(jìn)行著重討論。反激式變換器主要指的是變壓器的初級性與次級性時(shí)不同的，而正激式變換器則與之相反。

對于反激式變換器的工作原理介紹：在打開的時(shí)候，Q1為導(dǎo)通的狀態(tài)，在LP的兩側(cè)對其加以電壓U0，此時(shí)的電流就會呈線性增加的方式進(jìn)行升高，反激式變換器則進(jìn)行儲能作用；反激式變換器的此時(shí)的電壓為N0/N2與Vm以及D的乘積，在這個(gè)時(shí)候位于L5兩側(cè)的電壓上方的為負(fù)電壓，下方的為正電壓，但是D0由于反偏的作用就會停止。在其關(guān)閉的時(shí)候，Q1處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)其中的電流為0，但是在原邊中的電壓的極性則呈反向，相應(yīng)的副邊電壓也會發(fā)生調(diào)換，這時(shí)候之前所儲存在變壓器中的磁能就會轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓M(jìn)行釋放。

對于單端的反激式變換器來說，在其開關(guān)導(dǎo)通的時(shí)候能夠進(jìn)行電能的儲存，在將開關(guān)關(guān)閉的時(shí)候能夠?qū)⒅八鶅Υ娴碾娔苓M(jìn)行釋放，所以說高頻變壓器不僅具有變壓、隔離的作用，同時(shí)還是一種能夠進(jìn)行能力儲存的元件。

2.關(guān)于開關(guān)電源的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

2.1 所選用的器件介紹

通過UC3842能夠產(chǎn)生PWM波形，能夠?qū)﹄娏鞣绞竭M(jìn)行很好的控制。在這種電路中不但具有振蕩器，而且具有能夠?yàn)闇囟妊a(bǔ)償提供參考等作用，若想有效的驅(qū)動(dòng)MOSFET，就必須選用大電流圖騰柱輸出。

在UC3842中，首先要在其引腳的電路的1腳要求與定時(shí)電阻和電容之間進(jìn)行連接，其作用是控制震蕩頻率；2腳與阻容元件之間進(jìn)行連接，其主要作用就是對誤差放大器的頻率進(jìn)行補(bǔ)償；其3腳要與反饋電壓的輸入端之間進(jìn)行連接，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)其電壓轉(zhuǎn)向反響輸入端的功能；與4腳進(jìn)行連接的則是電流的檢測輸入端；；7腳的作用為基準(zhǔn)的電壓輸出。

在TL431電路中的電壓基準(zhǔn)與齊納管的運(yùn)行為同種原理，利用外部電阻能夠?qū)崿F(xiàn)對其電壓編程為40V，通常將其坎作為能夠維持電壓穩(wěn)定的二極管，在其兩端的輸出電壓主要是由它外部所連接的電阻所決定的。當(dāng)TL431的輸出電壓提高的時(shí)候，就會使得其中的晶體管VT能夠?qū)ǎ漭敵鲭妷合鄳?yīng)的就會降低。

由于在開關(guān)電源的輸入端的電源大多都是從直流的母線中所取得的，在反激變換功率關(guān)斷的時(shí)候就會使得電壓出現(xiàn)頂峰，為了對電路進(jìn)行保護(hù)就必須對其采取相應(yīng)的措施以抑制。通過RCD能夠有效的緩解存在于元器件兩側(cè)的過電壓。通過RCD電路的設(shè)計(jì)，根據(jù)楞次定律的相關(guān)知識可以知道，當(dāng)關(guān)斷MOS的時(shí)候，能夠在變壓器的原邊中形成一個(gè)非常高的瞬時(shí)電壓，由此可見在設(shè)計(jì)選擇MOS的時(shí)候要保證其能夠承受的電壓在實(shí)際電路輸入電壓的1.5倍以上。

2.2 關(guān)于電路

在機(jī)電設(shè)備的開關(guān)電源的設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)對于功率開關(guān)管的控制以及IC的控制，其電源的供給主要是通過直流母線，之后再設(shè)計(jì)各種電壓的開關(guān)電源。在本文中筆者將對10V的開關(guān)電源的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行闡述，向大家講解機(jī)械設(shè)備的開關(guān)電源設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。

UC3842這種芯片能夠很好的實(shí)現(xiàn)對電流控制的功能，這種芯片主要是通過對頻率的調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的有效控制。在其工作的狀態(tài)中在濾波器的作用下，能夠?qū)﹂_關(guān)的噪音以及諧波等進(jìn)行濾除。交流電壓之間形成一個(gè)能夠抗串膜的干擾電路，主要就是為了能夠?qū)υ肼晫?shí)現(xiàn)其抑制的作用。

電路中的交流電源能夠在經(jīng)其處理之后進(jìn)去到整流器之中，從而獲得我們所需要的電壓。也就是說通過濾波電容的輸入將輸入電壓中所存在的一些干擾因素進(jìn)行去除，從而得到一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。

對于啟動(dòng)電路中主要包括電阻以及電容，若想保證其在啟動(dòng)之后能夠正常工作，首先要保證其功率能夠達(dá)到2W，在電容中所存儲的能量要保證能夠滿足開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)的需求，不能夠低于150uF。

由于此電源開關(guān)中有很多電路輸出，不能夠單純的對其中的某一路進(jìn)行反饋，所以說要在電路中設(shè)計(jì)一個(gè)反饋線圈來進(jìn)行對電壓的反饋，由此實(shí)現(xiàn)對沒路輸出進(jìn)行很好的控制。通過整流濾波的作用能夠?yàn)槿藗兲峁┮粋€(gè)相對較為穩(wěn)定的電壓反饋。

在通過UC3842對電路進(jìn)行保護(hù)的時(shí)候，如果輸入端出現(xiàn)短路的情況，就會導(dǎo)致過流的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致漏極電流明顯的提高，其中的電壓也會有明顯的提高。

如果引腳中的電壓超過2V的時(shí)候，比較器中就會輸出比高電平，這樣就會使鎖存器復(fù)位，輸出也就會隨之而關(guān)閉。在這種情況下芯片的引腳中是沒有輸出電壓的，從而達(dá)到了保護(hù)電路的目的。如果電路中的電壓太高，不能夠很好的實(shí)現(xiàn)對占空比的調(diào)整，就會導(dǎo)致變壓器中的電壓升高，從而輸出也會關(guān)閉。

在電路短路的情況下，電流的突然增大所產(chǎn)生的熱量就會使電阻值增大，實(shí)現(xiàn)斷路的作用，經(jīng)過技術(shù)解決之后，自恢復(fù)開關(guān)便能夠恢復(fù)其阻抗值。

根據(jù)示波器的顯示我們可以發(fā)現(xiàn)，在直流母線的上電過程中電壓不夠穩(wěn)定，但是在芯片的調(diào)解下，能夠有效地保證電壓輸出，由此可見其抗干擾的能力是非常強(qiáng)的，所以在一些比較復(fù)雜的環(huán)境中也能夠正常的工作。

在機(jī)電設(shè)備開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中要實(shí)現(xiàn)電源通道之間的相互隔離，只需在原基礎(chǔ)之上加入一些新的元器件就能夠達(dá)到我們的目的，投資不高，能夠更好的對變頻器進(jìn)行利用。根據(jù)機(jī)電設(shè)備中開關(guān)電源的使用調(diào)查情況可以發(fā)現(xiàn)，此電路系統(tǒng)是非常安全的。

3.變壓器的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

3.1 變壓器參數(shù)

變壓器的工作頻率為50kHz，變壓器的工作周期為30us，其工作效率η為0.87；變壓器的電壓為220v±50%，所以其范圍為110v—330v，該變壓器的輸出功率為120w。

3.2 變壓器設(shè)計(jì)過程

在變壓器的設(shè)計(jì)過程中首先要按照整流管的損耗選擇合理的刺心，變壓器的輸入功率通過計(jì)算式計(jì)算為率P輸入=P輸出/η=120/0.87=138W。變壓器的磁芯一般都是選用鐵氧體的磁芯，主要原因是由于這種磁芯的電阻率比較高，而且價(jià)格比較便宜。

UC3842能夠有效的對電流的峰值進(jìn)行控制，在其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，該芯片的占空比要小于0.6，在變壓器的設(shè)計(jì)過程中占空比按照0.5進(jìn)行計(jì)算，所以說在變壓器的工作過程中開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間為12.5微秒，變壓器的輸入電壓為180v。

變壓器工作過程中的磁通密度也非常重要，在其溫度處于100攝氏度的時(shí)候其磁感應(yīng)強(qiáng)度為400mT，將此時(shí)變壓器的振幅折中計(jì)算，此時(shí)交變電流的磁通密度為0.238T。

對于邊緣線的匝數(shù)的計(jì)算時(shí)，首先要掌握變壓器中磁芯的有效面積，不同的變壓器的型號可以找出其中的固定數(shù)值等方面進(jìn)行計(jì)算。變壓器的電源輸出端與負(fù)載之間連接的時(shí)候通常都會使得電壓降低，在變壓器的設(shè)計(jì)中就要在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上對每個(gè)輸出電路多設(shè)計(jì)出一匝，這樣能夠得到一個(gè)要高一些的電壓，自后再由穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換得到我們所需要的電壓。

4.結(jié)語

對于機(jī)電設(shè)備開關(guān)電源的設(shè)計(jì)具有非常高的要求，在對于開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中只有很好的把握好其中的技術(shù)關(guān)鍵才能夠保證設(shè)計(jì)成功。

由于機(jī)電設(shè)備經(jīng)常性的開啟和關(guān)閉，所以在設(shè)計(jì)開關(guān)電源的時(shí)候要保證能夠在電磁干擾比較低的情況下為其提供穩(wěn)定的電源，通過選取合理的電容值，避免波紋的出現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的供電產(chǎn)生影響。由于機(jī)電設(shè)備開關(guān)電源在性能方面比較優(yōu)越，在未來的機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用會變得越來越廣泛，所以對于此類問題的研究還要不斷的深入。

參考文獻(xiàn)

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開關(guān)電源芯片范文第5篇

【關(guān)鍵詞】低功耗；電流模式；開關(guān)電源；電路

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，大力推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的改革和創(chuàng)新，而電力電子技術(shù)也隨之飛速發(fā)展。二十一世紀(jì)，是一個(gè)新的時(shí)代，其更加電子化。社會的發(fā)展和人們的生活越來越離不開電子技術(shù)，無論在工作、學(xué)習(xí)還是娛樂中，電子系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用，與人們的生活密切相關(guān)，不可分割。人們所使用的任何電子設(shè)備都需要有可靠的開關(guān)電源來支持，因而，對開關(guān)電源的研究十分有必要。開關(guān)電源的發(fā)展在上世紀(jì)八十年代中有所成效，于計(jì)算機(jī)電源中全面實(shí)現(xiàn)，在上世紀(jì)九十年代中蓬勃發(fā)展，幾乎所有的電子電器設(shè)備、通信設(shè)備或是控制檢測設(shè)備，都采用了開關(guān)電源。開關(guān)電源是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的體現(xiàn)，其能利用此技術(shù)來有效地控制開通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間的比例。能保證電壓的穩(wěn)定輸出，是一種低功耗的電流模式。

1.開關(guān)電源控制的相關(guān)理論

開關(guān)電源是由變壓器和PWM控制器、功率開關(guān)管和反饋電路組成的。其在不斷地發(fā)展過程中，已有所成就和突破，優(yōu)于線性電源。現(xiàn)階段的開關(guān)電源所輸出的電壓具有高精度，其在開通和關(guān)閉之間的轉(zhuǎn)換更為靈活，效率更高，其性能穩(wěn)定、安全可靠。開關(guān)電源最大的優(yōu)點(diǎn)在于其無需大體積的變壓器，變壓器在開關(guān)電源的工作中只需要50KHz至1MHz之間的高頻，不再是過去的低頻工作狀態(tài)。變壓器體積的縮小，減輕了電子系統(tǒng)的重量，體現(xiàn)了電源電路的小型化發(fā)展。在這個(gè)提倡環(huán)境保護(hù)，無污染綠色產(chǎn)品的新時(shí)期下，開關(guān)電源的發(fā)展，不僅要朝著集成化方向發(fā)展，更需要實(shí)現(xiàn)綠色化，以減少電源對環(huán)境造成的污染。

開關(guān)電源主要分為DC/DC變換和AC/DC變換，其中DC/DC變換器的生產(chǎn)技術(shù)已十分成熟，具有規(guī)范性，已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)模塊化，被廣大用戶所接受，而AC/DC變換器在模塊化上還有所欠缺，其在生產(chǎn)技術(shù)上較為復(fù)雜。

在電子設(shè)備中，電源是其不可或缺的重要部分。電源性能的穩(wěn)定性對電子設(shè)備使用的安全性具有巨大的影響。而開關(guān)電源則能有效地節(jié)約電能，穩(wěn)定電壓，是電源發(fā)展的新趨勢。

開關(guān)電源的控制方式主要有三種，分別是脈寬調(diào)制方式、脈沖頻率調(diào)制方式和混合調(diào)制方式。脈寬調(diào)制方式能長期保持一種開關(guān)頻率，利用調(diào)節(jié)脈沖的寬度，來改變其所占空間的比例。一般而言，集成開關(guān)電源大部分都是采用的脈寬調(diào)制方式；脈沖頻率調(diào)制方式，是保持一定的脈沖寬度，利用對開關(guān)頻率的轉(zhuǎn)變，來改變其所占空間比例；混合調(diào)制方式，是將脈寬調(diào)制方式和脈沖頻率調(diào)制方式的結(jié)合體，既不固定開關(guān)頻率，也不固定脈沖寬度，其對占空比的調(diào)節(jié)最為寬泛。這種控制方式通常運(yùn)用于試驗(yàn)室中。

2.低功耗電流模式的電路

2.1低功耗電流模式的電路工作原理

低功耗電流模式的電路在加電時(shí)，其外部的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管處于關(guān)閉狀態(tài)，只有HV端有直流電壓流過，變壓器是無電流的。在這種時(shí)候，芯片內(nèi)部的高壓電流，會利用Vcc端為電容供電，并且內(nèi)部電路將會啟動(dòng)，開始工作。在Vcc端的電壓不小于或是等于9.8V的時(shí)候，會促使振蕩器進(jìn)行工作，以傳輸矩形波；在Vcc端的電壓超過11.4V的時(shí)候，電流源則會關(guān)閉。隨著電路工作的順利開展，在脈沖寬度調(diào)制信號的控制下，橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管將會開啟或是關(guān)閉，使得電流流過變壓器的線圈，光耦隨之工作。光耦傳遞于FB端的電流會隨著外部功率需求的減小而減小，其是以電壓的形式輸送于內(nèi)部比較器中的反向斷，當(dāng)比較器在輸送高電平時(shí)，使得觸發(fā)器復(fù)位，則會導(dǎo)致功率開關(guān)管的關(guān)閉，以減少輸出的電能，實(shí)現(xiàn)低功耗。

2.2低功耗電流模式的內(nèi)部電路模塊

低功耗電流模式的內(nèi)部電路主要包含了基準(zhǔn)源電路、振蕩器電路、電壓調(diào)節(jié)器電路和過溫保護(hù)電路等。其內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。在內(nèi)部電路中，基準(zhǔn)源電路具有十分重要的地位，其是整個(gè)電源的參考標(biāo)準(zhǔn)，因而，基準(zhǔn)源電路必須具有高度的穩(wěn)定性。最為理想的基準(zhǔn)源電路不會被電源和溫度所影響，能為電路提供更為穩(wěn)定的電壓。在當(dāng)下，能隙基準(zhǔn)電壓被廣泛使用，其具有低功耗、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)；振蕩器則會在工作中，輸送出帶有頻率的震蕩波形，尤其是鋸齒波形；電壓調(diào)節(jié)器有利于保證用電設(shè)備的恒定電壓。在內(nèi)部電壓中，能隙基準(zhǔn)電壓源和芯片內(nèi)部模擬電路所產(chǎn)生的電壓不盡相同，基準(zhǔn)電壓源通常只可提供一個(gè)穩(wěn)定電平，無法滿足電子系統(tǒng)對大功率的需求。對此，就需要使用電壓調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)電平間的轉(zhuǎn)換，使其具備驅(qū)動(dòng)能力；過溫保護(hù)電路，則是為了防止電子系統(tǒng)因電路過熱而受到損害。若電路工作的溫度達(dá)到所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)，過溫保護(hù)電路則會關(guān)閉所有電路，直至電路溫度下降于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。此后，電路便會重新工作。

3.低功耗電流模式開關(guān)電源電路的主要子模塊

3.1基準(zhǔn)電壓源的設(shè)計(jì)

隨著時(shí)間的推移，基準(zhǔn)電壓源的設(shè)計(jì)已有所成效，尤其是能隙基準(zhǔn)電壓源的產(chǎn)生，解決了許多問題，符合現(xiàn)代電子技術(shù)的要求。能隙基準(zhǔn)電壓源突破了傳統(tǒng)的溫度一階補(bǔ)償，提出一種現(xiàn)代化的溫度系數(shù)高階補(bǔ)償，以保障其溫度的穩(wěn)定性。在研究基準(zhǔn)電壓源的溫度特性時(shí)，我們可充分利用微電子技術(shù)，對其溫度進(jìn)行詳細(xì)分析，通常將仿真的溫度范圍制定于零下四是攝氏度至100攝氏度。據(jù)實(shí)驗(yàn)證明，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，能隙基準(zhǔn)電壓源可維持長期的穩(wěn)定性，符合基準(zhǔn)源電壓的設(shè)計(jì)要求。

3.2振蕩器電路的設(shè)計(jì)

振蕩器是一種輸送出帶有頻率的信號的電路，主要分為非調(diào)諧振蕩器和調(diào)諧振蕩器。其中非調(diào)諧振蕩器所輸送出的是三角波和方形波，而調(diào)諧振蕩器所輸送出的是正弦波。我們可以利用HSPICE來仿真振蕩器的電路，以繪制出其仿真波形圖。經(jīng)實(shí)驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)，振蕩器的電壓十分穩(wěn)定，能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。

3.3電壓調(diào)節(jié)器電路設(shè)計(jì)

在對電壓調(diào)節(jié)器的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可采用普通兩級運(yùn)放的結(jié)構(gòu)。在電路的輸入部分可采用差分形式，以提高整個(gè)電路的工作效益，盡可能減少電路工作中所產(chǎn)生的噪音；在第二級中，則可應(yīng)用反相器結(jié)構(gòu)，由其來繼續(xù)差分輸入級未完成的轉(zhuǎn)換任務(wù)。除此之外，在設(shè)計(jì)過程中，還要采用合理的補(bǔ)償方式，以保障電路的穩(wěn)定性。目前，最為先進(jìn)的補(bǔ)償方法便是Milloer補(bǔ)償技術(shù)，其能實(shí)現(xiàn)運(yùn)放頻率特性的有效轉(zhuǎn)變。

4.結(jié)束語

隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的日新月異，開關(guān)電源的發(fā)展也蒸蒸日上，市場對開關(guān)電源的發(fā)展提出了新的要求。為提高市場競爭力，迎接高難度的挑戰(zhàn)，開關(guān)電源必須尋找出新的發(fā)展方向，以滿足社會各領(lǐng)域?qū)﹂_關(guān)電源的需求。開關(guān)電源需要具備高頻、低功耗的特點(diǎn)，要具有高度的可靠性，符合環(huán)保要求，實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的綠色化。便捷式的電子設(shè)備逐漸增對，其需要更為高效的職能電源控制芯片來有效地控制開關(guān)電源，以實(shí)現(xiàn)電源管理芯片的智能化。因此，對于低功耗電流模式開關(guān)電源電路的探討，已成為我國電力電子技術(shù)發(fā)展中的重要研究課題。 [科]

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