開關電源控制的案例
開關電源中實現脈寬控制集成的核心元件-電源管理IC-IML1942
電源管理集成電路（IC）是一種芯片，負責電子設備系統中電能的轉換、配電、檢測和其他電源管理。其主要負責將源電壓和電流轉換為可由微處理器、傳感器等負載使用的電源。?電源管理芯片（PMIC）的核心工作原理是通過電壓轉換、動態調節和保護機制，為電子設備提供穩定可靠的電能管理。
電源管理芯片的主要作用包括電源管理、充電管理和電池管理。電源管理方面，它能夠轉換電壓和電流以適應不同電子元件和電路的需求，并提供穩定的電源輸出；充電管理方面，它能夠監測和控制設備電池的充電狀態，提供恰當的充電電流和電壓；電池管理方面，它能夠監測和管理設備電池的電量，確保電池的安全和性能。電源管理芯片的工作原理主要基于反饋環路機制，通過感知輸出電壓的變化并與設定的參考電壓進行比較，調整控制信號以改變開關管的導通時間或頻率，從而保持輸出電壓的穩定。
展開 干貨｜常見開關電源嘯叫的原因分析
開關電源控制著電路中開關管開通和關斷的時間比率，維持著穩定的電路電壓輸出，是一種非常常見的電源設計。
但是從事過開關電源設計的人都知道，在對開關電源進行測試的過程當中，經常會聽到一些嘯叫聲，類似于打高壓不良時發出的漏電音，或者像高壓拉弧的聲音。
那么當這些現象出現時，應當如何解決他們呢？
通常來說，開關電源嘯叫的原因一般有下面幾種誘因：
變壓器浸漆不良
包括未含浸凡立水。嘯叫并引起波形有尖刺，但一般帶載能力正常，特別說明：輸出功率越大者嘯叫越強，小功率者則表現不一定明顯。
一款72W的充電器產品中就有過帶載不良的經驗，并在此產品中發現對磁芯的材質有著嚴格的要求。
補充一點，當變壓器的設計欠佳時，也有可能工作時振動產生異響。
展開 開關電源原理圖及工作模式
開關電源在很多年地方都可以看到，它是我們現代信息產業不可缺少的一種電源方式。開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源。本文主要為大家闡述一下開關電源原理圖及工作模式。
開關電源原理圖
在線性電源中，功率晶體管在工作，而線性電源中導致閉合或者是斷開的則是PWM開關電源，在閉合、斷開兩種的狀態之下，加上功率晶體管的電壓是比較小的，就會成產很大的電流，關閉開關電源的時候，則是反過來的，電壓大，而電流就會特別的小，而控制開關電源工作原理的控制器，就是為了能夠更好的保持穩定性，從而給人們的生活環境帶來安全。
開關電源原理圖
開關電源工作模式
顧名思義，開關電源就是利用電子開關器件（如晶體管、場效應管、可控硅閘流管等），
通過控制電路，使電子開關器件不停地“接通”和“關斷”，讓電子開關器件對輸入電壓進行脈沖調制，從而實現DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調和自動穩壓。
開關電源一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作模式多用于開關穩壓電源。另外，開關電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作方式多用于開關穩壓電源。
根據開關器件在電路中連接的方式，開關電源，大體上可分為：串聯式開關電源、并聯式開關電源、變壓器式開關電源等三大類。
展開 五類經典電源電路詳解：穩壓、開關、DC/DC、充電、恒流...
最后再說一下電源變壓器，如果沒有能力自己繞制，有買不到現成的，可以買一塊現成的200W以上的開關電源代替變壓器，這樣穩壓性能還可進一步提高，制作成本卻差不太多，其它電子元件無特殊要求，安裝完成后不用太大調整就可正常工作。
開關電源
1
PWM開關電源集成控制IC-UC3842工作原理
下圖為UC3842內部框圖和引腳圖，UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調制方式，共有8個引腳，各腳功能如下：
①腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性;
②腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V 基準電壓進行比較，產生誤差電壓，從而控制脈沖寬度;
③腳為電流檢測輸入端， 當檢測電壓超過1V時縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態;
④腳為定時端，內部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時間常數決定，f=1.8/(RT×CT);
⑤腳為公共地端;
⑥腳為推挽輸出端，內部為圖騰柱式，上升、下降時間僅為50ns 驅動能力為±1A;
⑦腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW;
⑧腳為5V 基準電壓輸出端，有50mA 的負載能力。
UC3842內部原理框圖
UC3842是一種性能優異、應用廣泛、結構較簡單的PWM開關電源集成控制器，由于它只有一個輸出端，所以主要用于音端控制的開關電源。
UC3842 ⑦腳為電壓輸入端，其啟動電壓范圍為16-34V。
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Simplorer R18 新功能及電機矢量控制和高性能開關電源應用培訓
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開關電源工作原理及電路圖
控制電路為一脈沖寬度調制器，它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調制及基準電壓等電路構成。這部分電路目前已集成化，制成了各種開關電源用集成電路。控制電路用來調整高頻開關元件的開關時間比例，以達到穩定輸出電壓的目的。
２．單端反激式開關電源
單端反激式開關電源的典型電路如圖三所示。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側。所謂的反激，是指當開關管VT1導通時，高頻變壓器Ｔ初級繞組的感應電壓為上正下負，整流二極管VD1處于截止狀態，在初級繞組中儲存能量。當開關管VT1截止時，變壓器Ｔ初級繞組中存儲的能量，通過次級繞組及VD1整流和電容Ｃ濾波后向負載輸出。
單端反激式開關電源是一種成本最低的電源電路，輸出功率為20－100Ｗ，可以同時輸出不同的電壓，且有較好的電壓調整率。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大，外特性差，適用于相對固定的負載。
單端反激式開關電源使用的開關管VT1承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍，工作頻率在20－200kHz之間。
３．單端正激式開關電源
單端正激式開關電源的典型電路如圖四所示。這種電路在形式上與單端反激式電路相似，但工作情形不同。當開關管VT1導通時，VD2也導通，這時電網向負載傳送能量，濾波電感Ｌ儲存能量；當開關管VT1截止時，電感Ｌ通過續流二極管VD3繼續向負載釋放能量。
在電路中還設有鉗位線圈與二極管VD2，它可以將開關管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復位條件，即磁通建立和復位時間應相等，所以電路中脈沖的占空比不能大于５０％。由于這種電路在開關管VT1導通時，通過變壓器向負載傳送能量，所以輸出功率范圍大，可輸出50－200Ｗ的功率。電路使用的變壓器結構復雜，體積也較大，正因為這個原因，這種電路的實際應用較少。
４．自激式開關穩壓電源
自激式開關穩壓電源的典型電路如圖五所示。
展開 干貨｜小功率開關電源設計實戰
與單端反激式電路相比，單端正激式電路開關電流小，輸出紋波小，更容易適應高頻化。用電流型PWM控制芯片UC3842構成的單端正激式開關電源的主電路如圖6-1所示。
圖6-1 單端正激式開關電源的主電路
單端正激式開關電源加有磁通復位電路，以釋放勵磁電路的能量。在圖6-1中，開關管VT導通時V1導通，副邊線圈N2向負載供電，V4截止，反饋電線圈N3的電流為零；VT關斷時V1截止，V4導通，N3經電容C1濾波后向UC3842⑦腳供電，同時原邊線圈N1上產生的感應電動勢使V3導通并加在RC吸收回路。由于變壓器中的磁場能量可通過N3泄放，而不像一般的RC D磁通復位電路消耗在電阻上，因此可達到減少發熱，提高效率的目的。
元件設計
1) 變壓器和輸出電感的設計
依據UC3842應用方式，選定定時電阻RT＝1.8 kΩ，定時電容CT＝10 μF。確定開關頻率f＝85 kHz，周期T＝11.8 μs。
設計單端控制開關電源時，一般占空比D最大不超過0.5，這里選擇D＝0.5，則：
根據電源規格、輸出功率、開關頻率選擇PQ26/25磁芯，磁芯截面積S＝1.13 cm2，磁路有效長度l＝6.4 cm，飽和磁通密度BS＝0.4 T。
展開 分解開關電源中MOS管開關的全過程！
POWER MOSFET 等效模型
MOS管的驅動
在進行驅動電路設計之前，必須先清楚MOS管的模型、MOS管的開關過程、MOS管的柵極電荷以及MOS管的輸入輸出電容、跨接電容、等效電容等參數對驅動的影響。驅動電路的好壞直接影響了電源的工作性能及可靠性，一個好的MOSFET驅動電路的基本要求是：
開關管導通時，驅動電路應能提供足夠大的充電電流使柵源電壓上升到需要值，保證開關管快速開通且不存在上升沿的高頻震蕩。
開關管導通期間驅動電路能保證MOSFET柵源間電壓保持穩定使其可靠導通。
關斷瞬間驅動電路能提供一個低阻抗通路供MOSFET柵源間電壓快速瀉放，保證開關管能快速關斷。
關斷期間驅動電路可以提供一定的負電壓避免受到干擾產生誤導通。
驅動電路結構盡量簡單，最好有隔離 。
POWER MOSFET 驅動保護
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// POWER MOSFET 驅動電阻的影響
驅動電阻增大，驅動上升變慢，開關過程延長，對EMI有好處，但是開關損耗會增大，因此選擇合適的驅動電阻很重要。
展開 【電源設計必備】開關電源常用安規要求一覽表！
：初級側線材若組裝接觸到次級元件，則需用雙重絕緣線或加絕緣套管；
◆ 線材要求：INLET上輸入線焊點一般要求用鉤焊來焊接才是可靠的；PCB上焊點需要點膠固定或者有倒鉤；
◆ 線材要求：若線材的一端松脫后會造成初級次級元件接觸，則應將線材用扎帶固定；
◆ 間距要求：初級元件與變壓器磁芯/PE地（保持基本絕緣），初級元件與次級元件（保持加強絕緣），次級元件與變壓器磁芯（保持基本絕緣）；
◆ 小功率的開關電源變壓器：一般次級采用三重絕緣線后磁芯當成一次側元件，磁芯與次級元件和變壓器次級pin間都應保持加強絕緣；
◆ 線性變壓器：通常次級與變壓器磁芯未保持基本絕緣，此時磁芯一般作為次級元件，初級與磁芯因保持加強絕緣；
◆ 變壓器骨架（bobbin):一般要求厚度超過0.4mm(IEC60950&60065),1.0mm(IEC61558&60335-2-29)
結構設計安規標準要求
◆ 塑膠外殼的熱應力消除測試：正常狀態下外殼最高溫度+10℃.但不得低于70℃ ---IEC60950/60065
◆ 塑膠外殼的球壓測試：正常狀態下外殼最高溫度+40℃.但不得低于70℃ ---IEC61558
◆ 支撐初級帶電部件的絕緣材料球壓測試：至少125℃ ---IEC61558/60950
◆ 防火外殼要求：V-1級或通過V-1級燃燒測試
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：初級側線材若組裝接觸到次級元件，則需用雙重絕緣線或加絕緣套管；
◆ 線材要求：INLET上輸入線焊點一般要求用鉤焊來焊接才是可靠的；PCB上焊點需要點膠固定或者有倒鉤；
◆ 線材要求：若線材的一端松脫后會造成初級次級元件接觸，則應將線材用扎帶固定；
◆ 間距要求：初級元件與變壓器磁芯/PE地（保持基本絕緣），初級元件與次級元件（保持加強絕緣），次級元件與變壓器磁芯（保持基本絕緣）；
◆ 小功率的開關電源變壓器：一般次級采用三重絕緣線后磁芯當成一次側元件，磁芯與次級元件和變壓器次級pin間都應保持加強絕緣；
◆ 線性變壓器：通常次級與變壓器磁芯未保持基本絕緣，此時磁芯一般作為次級元件，初級與磁芯因保持加強絕緣；
◆ 變壓器骨架（bobbin):一般要求厚度超過0.4mm(IEC60950&60065),1.0mm(IEC61558&60335-2-29)
結構設計安規標準要求
◆ 塑膠外殼的熱應力消除測試：正常狀態下外殼最高溫度+10℃.但不得低于70℃ ---IEC60950/60065
◆ 塑膠外殼的球壓測試：正常狀態下外殼最高溫度+40℃.但不得低于70℃ ---IEC61558
◆ 支撐初級帶電部件的絕緣材料球壓測試：至少125℃ ---IEC61558/60950
◆ 防火外殼要求：V-1級或通過V-1級燃燒測試
展開 干貨 | 開關電源14種拓撲計算公式大匯總，電源工程師必備收藏！
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諧準去磁正激變換器的功率器件設計公式
（1）：諧準去磁正激變換器的電路圖：
（2）：諧準去磁正激變換器的主要穩態規格：
（3）：功率器件的穩態應力：
- 有源開關 S：
- 無源開關 D1，D2：
上述公式是穩態工作時，功率器件上的電壓、電流應力。選擇功率器件時，其電壓耐量可放一個合適的余量（保證最壞情況下的電壓峰值不超過此值），電流耐量則得按器件的結溫降額要求決定、它與外部散熱條件和器件的通態電阻、通態壓降、結電容、反向恢復、結到殼的熱阻等密切相關，是功率器件熱設計的內容，將在以后的欄目中介紹。
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有源去磁正激變換器的功率器件設計公式
（1）：有源去磁正激變換器的電路圖：
（2）：有源去磁正激變換器的主要穩態規格：
（3）：功率器件的穩態應力：
-- 有源開關 S：
-- 無源開關 D1，D2：
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干貨｜PFC電源與開關電源的區別，看完秒懂！
整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電。
逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分。
輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。
2、控制電路
一方面從輸出端取樣，與設定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。
3、檢測電路
提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。
4、輔助電源
實現電源的軟件（遠程）啟動，為保護電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。
主要分類
人們在開關電源技術領域是邊開發相關電力電子器件，
320W單組開關電源
320W單組開關電源
邊開發開關變頻技術，兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類。
微型低功率開關電源
開關電源正在走向大眾化，微型化。開關電源將逐步取代變壓器在生活中的所有應用，低功率微型開關電源的應用要首先體現在，數顯表、智能電表、手機充電器等方面?，F階段國家在大力推廣智能電網建設，對電能表的要求大幅提高，開關電源將逐步取代變壓器在電能表上面的應用。
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◆ 線材要求：若線材的一端松脫后會造成初級次級元件接觸，則應將線材用扎帶固定；
◆ 間距要求：初級元件與變壓器磁芯/PE地（保持基本絕緣），初級元件與次級元件（保持加強絕緣），次級元件與變壓器磁芯（保持基本絕緣）；
◆ 小功率的開關電源變壓器：一般次級采用三重絕緣線后磁芯當成一次側元件，磁芯與次級元件和變壓器次級pin間都應保持加強絕緣；
◆ 線性變壓器：通常次級與變壓器磁芯未保持基本絕緣，此時磁芯一般作為次級元件，初級與磁芯因保持加強絕緣；
◆ 變壓器骨架（bobbin):一般要求厚度超過0.4mm(IEC60950&60065),1.0mm(IEC61558&60335-2-29)
結構設計安規標準要求
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◆ 塑膠外殼的球壓測試：正常狀態下外殼最高溫度+40℃.但不得低于70℃ ---IEC61558
◆ 支撐初級帶電部件的絕緣材料球壓測試：至少125℃ ---IEC61558/60950
◆ 防火外殼要求：V-1級或通過V-1級燃燒測試
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