### 开关稳压电源设计知识点解析 #### 一、设计方案论证 **1. DC-DC主回路拓扑的选择** 本设计中选择了全桥式拓扑结构作为DC-DC变换器的主要拓扑形式。该拓扑适用于大功率场合，不仅能满足输出功率的要求，而且能够通过实现软开关技术有效地降低开关损耗，从而提高效率。全桥式主电路拓扑结构如下： - **全桥式主电路拓扑结构**：采用四个功率开关管Q1、Q2、Q3、Q4组成全桥电路，其中Q1和Q4、Q2和Q3分别组成两组对角线开关管，可以实现能量的双向流动，适合于较高功率的应用场景。 **2. 控制方法及实现方案** - **常规PWM控制方式**：在这种控制方式下，斜对角的功率开关管（例如Q1和Q4）同时导通或截止，这种方式虽然简单易行，但由于开关管在开关过程中会产生电流尖峰和电压尖峰，导致开关损耗较大，限制了开关频率的提高。 - **移相PWM控制方式**：此方式结合了谐振变换技术和常规PWM变换技术的优点，通过利用开关管的结电容和高频变压器的漏感作为谐振元件，使得开关管能够在零电压条件下开通或关断，从而显著降低了开关损耗，提高了效率。这种控制方式还具有控制简单、无需额外的吸收电路、电流和电压应力小等优势。 #### 二、提高效率的方法及实现方案 为了提高开关稳压电源的整体效率，设计中采用了以下几种策略： - **加入辅助谐振网络**：在移相全桥主电路中加入辅助谐振网络，确保两个桥臂都能够实现软开关，从而减少开关损耗，提高整体效率。 - **采用高效控制电路电源**：控制电路的电源采用UC3842芯片组成的开关电源，相比传统的线性电源，这种电源能够显著降低供电损耗。 - **使用脉冲变压器驱动电路**：通过使用脉冲变压器代替多路驱动电源，简化了电路结构，同时也减少了电路损耗。 - **选择低导通压降的功率器件**：在电路中选用导通压降低的功率开关和整流二极管，如IRF3710和MUR1020等，以降低导通损耗。 #### 三、电路设计与参数计算 **1. 主回路器件的选择及参数计算** - **功率器件的选择**：根据输入电压范围（15~21V），整流滤波后的直流电压大约为20~30V。考虑到设计裕量和导通压降的需求，选择IRF3710（64A/100V,导通电阻0.025Ω）作为主开关管S1-S4；输出整流二极管选择MUR1020（20A/100V,导通压降0.15V），这些器件都具备较低的导通压降，有助于减少导通损耗。 - **主变压器参数计算**：主变压器是开关稳压电源中的关键组件之一，其参数设计直接影响到电源的性能和效率。在具体设计中，需要根据输入电压范围、输出电压需求以及所需功率等因素，精确计算主变压器的匝数比、磁芯材料、线圈尺寸等参数，以确保其能够在高效稳定的状态下工作。 通过精心设计的拓扑结构、高效的控制方法以及优化的器件选型，可以有效提升开关稳压电源的性能和效率，满足现代电子设备对于高效率、高性能电源的需求。

本文设计的稳压电源采用性能稳定常用的PWM 芯片SG3525 来进行反馈调整稳压，并通过51 单片机来设定输出电压，功放电路采用MOS 管搭建的双端推挽方式，提高了电源效率。系统测试和运行结果表明，该稳压电源使控制更加智能化，能够长期高效，稳定的工作。 开关稳压电源是一种广泛应用在各种领域，特别是农业自动化中的高效能源转换装置。本文重点讨论了基于SG3524（实为SG3525，可能是笔误）的开关稳压电源设计，该设计旨在提高电源效率和稳定性，以适应农业电气设备的需求。 SG3525是一款高性能的脉宽调制（PWM）控制器，常用于电源管理，它能通过反馈机制调整输出电压，确保电源的稳定。与传统的PWM芯片相比，SG3525拥有更强的驱动能力，提供图腾柱式输出，简化了驱动变压器的设计，降低了外围电路的复杂性。 电源的核心部分是功放电路，这里采用了MOS管构建的双端推挽结构。这种设计可以提升电源效率，因为两个MOS管交替导通，减少了导通压降造成的能量损失。相比于单端正激式电路和全桥整流式电路，双管推挽电路在保持高效的同时，还降低了输出电压的纹波，提升了输出电压的稳定性。 控制策略方面，文章提到了两种方法：数字芯片方案和嵌入式方案。数字芯片方案虽然可以实现基本功能，但在A/D转换和显示上存在困难。相比之下，嵌入式方案，即使用51单片机进行控制，提供了更灵活的编程空间，易于实现A/D和D/A的控制及采样，以及按键扫描显示。因此，51单片机被选作控制核心。 过流保护是电源设计中的重要环节。文中提出了硬件和软件两种实现方式。硬件方案通过比较器和可控硅控制，虽然逻辑性强，但参数设置要求严格，不易实现。相比之下，软件方案利用单片机监控负载电压，控制SG3525的shutdown端口，实现保护功能，既简单又为未来的智能化保护提供了可能。 为了提高电源效率，设计者关注了功放电路和变压器的选择。功放电路采用低导通压降和快速开关特性的MOS管，减少损耗。而在变压器设计上，选择合适的材料和优化绕制工艺，也能有效地减少能量损失。 基于SG3525的开关稳压电源设计结合了高效的PWM控制、优化的功放电路和智能的保护机制，实现了电源的小型化、高效率和稳定性，对于农业领域的电源需求有着显著的经济和实用价值。这种设计思路不仅可以应用于农业，还可以扩展到其他需要稳定电源的工业和民用领域。

引言       近年来，随着我国农产品需求量的增加，农业自动化水平的提高，以及大量农业机械、电气照明和温控设备的增加，农业电耗逐年增加，生产成本不断提高。随着电子技术的迅猛发展，开关稳压电源已作为一种较理想的电源为人们所使用，其运用功率变换器进行电能变换，能够在满足各种农业用电的前提下，降低电耗，其高效节能可带来巨大的农业经济效益。然而当前的农业用开关稳压电源，虽然体积小，效率高，但输出电压的纹波较大 ,难以保证输出电压高稳定性，常常影响农用机械和电气设备的连续生产，反而增加了耗能。为此，本文提出一种新的带过载保护的开关稳压电源设计方案，能为农用大型机械和农业照明设备电路提供稳定的电源，具 电源技术在农业领域的应用日益广泛，特别是在农业自动化和电气设备的增多背景下，高效节能的开关稳压电源成为了农业电耗管理的关键。开关稳压电源利用功率变换器转换电能，能在满足农业用电需求的同时，降低能耗，对于农业经济的可持续发展具有重要意义。然而，现有的农业用开关稳压电源存在着输出电压纹波大、稳定性不足的问题，这不仅影响了农用机械和电气设备的连续运行，还可能导致额外的能耗。 针对这一问题，本文提出了一种新的带过载保护的开关稳压电源设计方案，旨在为农用大型机械和农业照明设备提供更稳定、可靠的电源。设计的核心是优化DC2DC主回路拓扑电路，以降低输出电压纹波，提升电源稳定性。方案比较了三种常见的主回路设计方案：单端正激式电路、全桥整流式电路和双管推挽放大电路。单端正激式电路结构简单，但效率不高，全桥整流式电路虽适合高压环境但损耗较大，而双管推挽放大电路在保证较低损耗的同时，输出电压更为稳定，因此被选为最优方案。 在控制方法上，文章探讨了键控、稳压及显示控制的两种策略，即数字芯片方案和嵌入式方案。数字芯片方案虽然理论可行，但在实际操作中控制和显示较为困难；相比之下，嵌入式方案采用51单片机进行控制，配合以7279为核心的按键扫描显示模块，具有编程简便、控制灵活、显示易实现的优点，因此被采纳。在PWM芯片的选择上，文章推荐使用SG3525，因其驱动能力强、性能稳定且外围电路简洁。 此外，设计还包含了过流保护自动控制功能。文章比较了纯硬件实现和软件实现两种方式。纯硬件实现虽然逻辑性强，但参数选择严格，实施难度较大；软件实现则通过单片机监控负载电平，控制SG3525的shutdown端，更便于系统控制和调整，更适合本系统的需求。 这种新型的开关稳压电源设计方案结合了优化的电路拓扑、高效的控制策略和智能的保护机制，旨在解决现有农业电源的不足，为农业电气设备提供更高效、安全的电源保障，具有广泛的应用潜力和良好的发展前景。

线性稳压电源因其设计成熟、成本合理，能满足中小功率电子设备的一般稳压要求，在其基本设计基础上不断的技术改进更拓展了其应用范围。文章阐述了对于多路输出的稳压电源，通过选择一路电压作为主电路的辅助电源，避免了输入电压波动或负载变化对工作状态参数的干扰，维护了主电路放大器独立的工作环境，拓展了输出电路功能又减少了单元电路设计，是对基本设计的一种特色改进。文章中稳压电源的线路分析、核心元件计算，为精确选择或替代元件提供了一定参考价值。

模电 直流可调稳压电源设计 Multisim14 仿真报告 利用三极管、二极管基本特性，稳压电源知识设计相应模拟电路。 （1）用集成芯片制作一个0~15V的直流电源； （2）功率≥12W； （3）电源指示灯电流≤10mA； （4）具有过压、过流保护功能； LM317 LM337芯片3087 模电技术在现代电子设计中占有重要地位，它涉及电子元件的基本工作原理及其应用。在直流可调稳压电源设计中，模电技术更是发挥着关键作用。本报告详细介绍了如何利用三极管、二极管的基本特性，结合稳压电源的知识，设计出一个直流电源，并通过Multisim14软件进行仿真。 直流可调稳压电源设计的核心在于提供一个稳定的直流电压输出，并具备一定的功率容量以满足负载需求。本设计要求制作的直流电源输出范围为0~15V，功率不小于12W，这需要在设计时仔细考虑电路的功率密度和散热问题。电源指示灯的设计也是不可或缺的部分，它需要一个电流在10mA以下的稳定工作状态，以便于用户了解电源的工作状态。此外，设计还加入了过压和过流保护功能，以确保电源在异常情况下能够自动切断输出，保护负载和电源本身。 在具体实现方面，本设计采用了LM317和LM337这两款集成芯片。LM317是一款正向可调输出的三端线性集成稳压器，而LM337则是其负向可调输出的对应产品。这两款芯片都能够提供稳定的输出电压，并且具有很好的温度系数，适合用于要求严格的直流电源设计中。3087可能是某种型号的稳压芯片或元件编号，但具体信息需查阅详细数据手册。 本报告采用的仿真软件Multisim14是一款由National Instruments开发的电子电路仿真软件，它能够提供直观的电路设计界面和详尽的电路分析工具，是电子工程设计中常用的仿真工具之一。 在文件名称列表中，我们可以看到一系列文件名，它们包含了报告的各个部分，如引言、设计过程、仿真结果等。这些文件将详细描述整个设计过程，包括理论基础、电路设计、仿真测试和结论等。文件中的图片和文档格式表明，报告将采用图文并茂的方式，使内容更加直观易懂。 根据上述信息，我们可以归纳出以下几个知识点： 1. 模电技术在直流稳压电源设计中的应用。 2. 直流稳压电源的基本要求，包括输出电压范围、功率、电源指示灯设计、过压过流保护等。 3. LM317和LM337集成稳压芯片的功能和特性。 4. Multisim14仿真软件在电路设计和测试中的作用。 5. 仿真报告的构成，包括引言、设计过程、仿真测试结果和结论等内容。 这份仿真报告不仅仅是一个直流稳压电源的设计说明书，它还涵盖了模电技术的应用，电源设计的关键技术点，以及仿真软件在工程设计中的重要性。通过这份报告，工程师和技术人员可以了解如何将理论知识应用于实际电路设计，并通过仿真软件验证设计的正确性和可行性。

基于51单片机的数控直流稳压电源设计

1、整流滤波电路 本设计为提高主回路的输入电压UIN，整流滤波电路部分采用了三倍压整流电路，如图1所示。 图1 三倍压整流电路 2、DC-DC变换器控制电路设计 变换器控制部分采用了开关电源集成控制器SG3525A，该芯片具有输出频率范围宽，工作电压范围广，基准电源精度高，死区时间可调等优点。SG3525A具有两个交替工作的输出端，本设计中只需控制一个开关元件，所以采用了两输出端经过4071同时驱动开关元件的方法，如图2所示。 图2 DC-DC变换器控制电路 3、提高效率的方法及实现方案 1）选择结构简单，主回路中元件少的降压型DC-DC变换器作为拓扑结构。 2）选用饱和导通压降小、开关速度快的IGBT作为开关元件。 3）采用工作性能稳定，开关速度较高的M57962L驱动IGBT。如图3所示： 图3 IGBT驱动电路

提出一种基于开关型降压稳压器LM2576-ADJ和四差分比较器LM339的新型本安直流稳压电源的电路设计。首先通过设计输出可调型稳压电路并对关键器件进行选型及优化,实现了输出电压的高稳定性,进而在分析过压保护电路和过流保护理论的基础上,设计了具有自恢复功能的新型双重过压、过流保护电路,通过减少开关器件的使用,降低了电源的内部能耗。试验结果表明,设计的本安电源可实现18.5~26.0 V的宽电压输入,输出电压12 V,工作电流≤500 m A,负载效应仅为1%,电源整体效率能够达到85.7%,并能稳定可靠地运行。

本开关稳压电源设计采用低功耗的16位单片机MSP430F449片机最小系统板为控制核心，以PWM控制技术，闭环PI调节，高精度的12位A/D转换为基础，完成了采样值显示与设置电压值的功能和参数指标。实验结果表明：通过单片机MSP430软件设计，对PI调节选定合理参数及开关频率，能达到稳压的效果。

一篇不错的直流稳压电源设计论文，主要介绍了固定式三端集成稳压器的应用、可调式三端集成稳压器等等，需要的朋友可以下载。