第一篇：開(kāi)關(guān)電源 文獻(xiàn)綜述

開(kāi)關(guān)電源

---文獻(xiàn)綜述

引言

在計(jì)算機(jī)，電子儀表和通訊系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛的開(kāi)關(guān)電源，在近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過(guò)程中，因具有輕小，高效等優(yōu)點(diǎn)而逐漸取代傳統(tǒng)技術(shù)制造的連續(xù)工作電源，成為電子電源中的主流產(chǎn)品。人們?cè)陂_(kāi)關(guān)電源的技術(shù)領(lǐng)域里，一邊開(kāi)發(fā)相關(guān)電子技術(shù)，一邊開(kāi)發(fā)新型功率材料和元器件，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開(kāi)關(guān)電源向輕小薄低噪聲高可靠抗干擾方向發(fā)展，每年超過(guò)兩位數(shù)的增長(zhǎng)率。

開(kāi)關(guān)電源分為AC/DC和DC/AC兩大類(lèi)。主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，通訊辦公室，控制設(shè)備，電子儀器等投資類(lèi)產(chǎn)品及電視機(jī)，攝像機(jī)，VCD，電子游戲機(jī)等消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品。目前全球開(kāi)關(guān)電源制造商約500家。據(jù)國(guó)外專(zhuān)家預(yù)計(jì)，世界開(kāi)關(guān)電源的銷(xiāo)量額將由1992年的84億美元猛增至1999年得166億美元，刺激開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大并將繼續(xù)推動(dòng)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)進(jìn)步的主要用戶是計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備，另外，快速發(fā)展的通訊及消費(fèi)市場(chǎng)也正逐漸引起開(kāi)關(guān)電源制造商的關(guān)注。因此，研究開(kāi)關(guān)電源是非常有必要的，對(duì)于我們以后的發(fā)展是很有幫助的。

因此，本文將圍繞開(kāi)關(guān)電源的高效性，可靠性，模塊化，穩(wěn)定性，低噪聲，抗電磁干擾及應(yīng)用等方面展開(kāi)詳細(xì)論述，論述是將借鑒近年來(lái)大量的文獻(xiàn)，以此增加說(shuō)服力。正文

開(kāi)關(guān)電源的功率和效率問(wèn)題

為了使開(kāi)關(guān)電源輕，小，薄，高頻化（開(kāi)關(guān)電源頻率達(dá)兆赫級(jí)）是必然發(fā)展趨勢(shì)。而高頻化有必然使傳統(tǒng)的PWM開(kāi)關(guān)功耗加大，效率降低，噪聲也提高了，達(dá)不到高頻，高效的預(yù)期效益，因此實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通，零電流關(guān)斷軟開(kāi)關(guān)技術(shù)成為開(kāi)關(guān)電源的主流。采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可使效率達(dá)到85%~88%。

開(kāi)關(guān)電源是電源的發(fā)展方向，但是開(kāi)關(guān)電源功率因數(shù)很低，它的輸入電流波形嚴(yán)重畸變，所含諧波對(duì)電網(wǎng)有干擾，股提高功率因數(shù)，抑制諧波，減小對(duì)電網(wǎng)的干擾是重要的課題。通常抑制諧波，改善功率因數(shù)的三種常用方法是串聯(lián)諧振濾波器，并聯(lián)諧振濾波器，升壓式變換器。其中有源式升壓式變換器是提高功率因數(shù)的最好的方法。

高可靠性

開(kāi)關(guān)電源比連續(xù)工作電源使用的元器件多數(shù)十倍，因此降低了可靠性。從壽命角度出發(fā)，電解電容器，光耦合器及排風(fēng)扇等的壽命決定著電源的壽命。追求壽命的延長(zhǎng)要從設(shè)計(jì)方面著手，而不是依賴(lài)于用方。大部分通過(guò)降低結(jié)溫，減少器件的電應(yīng)力，降低運(yùn)行電流等措施使其DC/DC開(kāi)關(guān)電源系列產(chǎn)品的可靠性大大提高，產(chǎn)品平均無(wú)故障工作時(shí)間高達(dá)1000000h以上。

穩(wěn)定性

開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)重點(diǎn)有兩點(diǎn)：一是磁路設(shè)計(jì)，二是穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，重點(diǎn)解決的是輸出電壓的品質(zhì)問(wèn)題。穩(wěn)定型設(shè)計(jì)的好壞直接決定開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)特性，輸入電壓越變響應(yīng)特性，負(fù)載躍變響應(yīng)特性，高低溫穩(wěn)定性，生產(chǎn)和調(diào)試難易度。解決控制環(huán)路穩(wěn)定性的方法有一，分析法，在總體分析時(shí)，要求所有的參數(shù)要精確地等于規(guī)定值是不可能的，尤其是電感值，在整個(gè)電流變化范圍內(nèi)，電感值不可能保持常數(shù)。二，經(jīng)驗(yàn)法 這種方法是控制環(huán)路采用具有低頻主導(dǎo)極點(diǎn)的過(guò)補(bǔ)償控制放大器組成閉路來(lái)獲得初始穩(wěn)定性。然后采用瞬時(shí)脈沖負(fù)載方法來(lái)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，這種方法快而有效。

抗電磁干擾能力

開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的對(duì)外干擾，如電源線諧波電流，電源線傳導(dǎo)干擾等，可以用減小抗干擾源方法解決。開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾抑制措施主要有：（1）屏蔽技術(shù)，利用屏蔽技術(shù)來(lái)阻擋或減小電磁能量傳輸?shù)囊环N重要技術(shù)，在開(kāi)關(guān)電源中，可發(fā)出電磁波的原件是指變壓器，電感器，功率器件等，通常在其周?chē)勉~板或鐵板作為屏蔽等。（2）EMI濾波，在抑制開(kāi)關(guān)電源傳導(dǎo)干擾方面，具有明顯效果由于電源線中同時(shí)存在共模干擾和差模干擾，所以濾波器有共模和差模濾波電路綜合構(gòu)成。(3)接地技術(shù)，為電路或系統(tǒng)提供一個(gè)零電位參考點(diǎn)，接地有三種基本類(lèi)型：安全接地，工作接地，屏蔽接地。安全接地是以安全為目的的保護(hù)地線，常與金屬機(jī)殼機(jī)架連接。工作接地是指為設(shè)備中各個(gè)電路提供穩(wěn)定的零點(diǎn)電位。為了抑制干擾，電纜，變壓器等屏蔽需要接地，相應(yīng)的稱(chēng)為屏蔽地線。開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用

一 電視用高壓開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì) 一種用于數(shù)字彩電的小功率高壓開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理，該開(kāi)關(guān)電源采用了高壓發(fā)生電路與行掃描相分離的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。獨(dú)立振蕩器產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)提供給開(kāi)關(guān)管，推動(dòng)高壓變壓輸出CRT管所需要的陽(yáng)極高壓，并通過(guò)對(duì)陽(yáng)極高壓取樣，控制振蕩信號(hào)頻率，以達(dá)到穩(wěn)定高壓的目的，徹底解決了大屏幕顯像管所需的陽(yáng)極高壓及其穩(wěn)定性問(wèn)題。這種設(shè)計(jì)在陽(yáng)極高壓為30KV，輸出電流在2.5mA時(shí)，陽(yáng)極電壓跌落在0.3KV以下，該開(kāi)關(guān)電源具有體積小，輸出高壓穩(wěn)定的特點(diǎn)，特別適用于CRT管數(shù)字彩電顯像管陽(yáng)極所需高壓或高壓穩(wěn)定性要求較高的設(shè)備。

二

利用開(kāi)關(guān)電源解決側(cè)色色差計(jì)的穩(wěn)定性問(wèn)題

國(guó)產(chǎn)測(cè)量?jī)x器長(zhǎng)期以來(lái)一直存在著穩(wěn)定性與可靠性差的問(wèn)題。傳統(tǒng)的解決方法是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源但其效率低，存在著體積大且笨重的工頻變壓器，發(fā)熱多散熱慢。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路主要有開(kāi)關(guān)調(diào)整管，儲(chǔ)能變壓器，穩(wěn)壓控制電路，激勵(lì)脈沖產(chǎn)生電路組成，它直接丈220V/50Hz交流電整流成約300V的直流電壓，然后進(jìn)行直流—直流變換，丈300V直流電壓變換成各種所需值得直流輸出電壓。根據(jù)測(cè)色色差計(jì)的要求，選擇自激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，即RCC式變換電路。這種電路適合50W以下輸出容量的電源，而采用自激式，無(wú)需振蕩電路，元件少結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在開(kāi)關(guān)電源的工作下，解決了長(zhǎng)期以來(lái)測(cè)色色差計(jì)在的難題，使其成為了一個(gè)實(shí)用，可靠且較為先進(jìn)的測(cè)色計(jì)量?jī)x器。

文獻(xiàn)綜述結(jié)論

開(kāi)關(guān)電源的未來(lái)發(fā)展特別光明，開(kāi)關(guān)電源正接近成為理想電源，現(xiàn)在新格式的數(shù)碼音源和數(shù)字放大器發(fā)展很快，必將成為未來(lái)的主流。而數(shù)字功放的核心就是開(kāi)關(guān)放大電路，自然而然就只有開(kāi)關(guān)電源能與之門(mén)當(dāng)戶對(duì)了。從特征和潛力來(lái)看門(mén)開(kāi)關(guān)電源是有可能成為我們心目中的理想電源的。它具有高能，高效，低失真，低內(nèi)阻，高精度，高穩(wěn)定度，等優(yōu)點(diǎn)，必將成為未來(lái)電源的流。參考文獻(xiàn)

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第二篇：開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一點(diǎn)稱(chēng)為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。

開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開(kāi)關(guān)電源小型化，并使開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。

開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。

SCR在開(kāi)關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動(dòng)電路中有少量應(yīng)用，GTR驅(qū)動(dòng)困難，開(kāi)關(guān)頻率低，逐漸被IGBT和MOSFET取代。

開(kāi)關(guān)電源的三個(gè)條件

1、開(kāi)關(guān)：電力電子器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)

2、高頻：電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻

3、直流：開(kāi)關(guān)電源輸出的是直流而不是交流

開(kāi)關(guān)電源的分類(lèi)

人們?cè)陂_(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開(kāi)發(fā)相關(guān)電力電子器件，邊開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)變頻技術(shù)，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開(kāi)關(guān)電源每年以超過(guò)兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類(lèi)，DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，并已得到用戶的認(rèn)可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問(wèn)題。以下分別對(duì)兩類(lèi)開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。

2.1 DC/DC變換

DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱(chēng)為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式Ts不變，改變ton(通用)，二是頻率調(diào)制方式，ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾）。其具體的電路由以下幾類(lèi)：

（1）Buck電路——降壓斬波器，其輸出平均電壓

U0小于輸入電壓Ui，極性相同。

（2）Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓

U0大于輸入電壓Ui，極性相同。

（3）Buck－Boost電路——降壓或升壓斬波器，其

輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電感傳輸。

（4）Cuk電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電

壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電容傳輸。

還有Sepic、Zeta電路。

上述為非隔離型電路，隔離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。

當(dāng)今軟開(kāi)關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國(guó)VICOR公司設(shè)計(jì)制造的多種ECI軟開(kāi)關(guān)DC/DC變換器，其最大輸出功率有300W、600W、800W等，相應(yīng)的功率密度為(6.2、10、17)W/cm3，效率為（80～90）％。日本NemicLambda公司最新推出的一種采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的高頻開(kāi)關(guān)電源模塊RM系列，其開(kāi)關(guān)頻率為（200～300)kHz，功率密度已達(dá)到27W/cm3，采用同步整流器（MOSFET代替肖特基二極管），使整個(gè)電路效率提高到90％。

2.2AC/DC變換

AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負(fù)載的稱(chēng)為“整流”，功率流由負(fù)載返回電源的稱(chēng)為“有源逆變”。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電，因必須經(jīng)整流、濾波，因此體積相對(duì)較大的濾波電容器是必不可少的，同時(shí)因遇到安全標(biāo)準(zhǔn)（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、、FCC、CSA），交流輸入側(cè)必須加EMC濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元件，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化，另外，由于內(nèi)部的高頻、高壓、大電流開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使得解決EMC電磁兼容問(wèn)題難度加大，也就對(duì)內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計(jì)提出了很高的要求，由于同樣的原因，高電壓、大電流開(kāi)關(guān)使得電源工作損耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進(jìn)程，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法才能使其工作效率達(dá)到一定的滿意程度。

AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為，單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。

開(kāi)關(guān)電源的選用

開(kāi)關(guān)電源在輸入抗干擾性能上，由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（多級(jí)串聯(lián)），一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過(guò)，在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標(biāo)上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢(shì)，其輸出電壓穩(wěn)定度可達(dá)(0.5～1）％。開(kāi)關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件，在選用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3.1輸出電流的選擇

因開(kāi)關(guān)電源工作效率高，一般可達(dá)到80％以上，故在其輸出電流的選擇上，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量或計(jì)算用電設(shè)備的最大吸收電流，以使被選用的開(kāi)關(guān)電源具有高的性能價(jià)格比，通常輸出計(jì)算公式為：

Is=KIf

式中：Is—開(kāi)關(guān)電源的額定輸出電流；

If—用電設(shè)備的最大吸收電流；

K—裕量系數(shù)，一般取1.5～1.8；

3.2接地

開(kāi)關(guān)電源比線性電源會(huì)產(chǎn)生更多的干擾，對(duì)共模干擾敏感的用電設(shè)備，應(yīng)采取接地和屏蔽措施，按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制，開(kāi)關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施，因此開(kāi)關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的HA系列開(kāi)關(guān)電源，將其FG端子接大地或接用戶機(jī)殼，方能滿足上述電磁兼容的要求。

3.3保護(hù)電路

開(kāi)關(guān)電源在設(shè)計(jì)中必須具有過(guò)流、過(guò)熱、短路等保護(hù)功能，故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首選保護(hù)功能齊備的開(kāi)關(guān)電源模塊，并且其保護(hù)電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配，以避免損壞用電設(shè)備或開(kāi)關(guān)電源。

開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向

開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開(kāi)關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國(guó)外各大開(kāi)關(guān)電源制造商都致力于同步開(kāi)發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（MnZn)材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs)下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開(kāi)關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，在電路板兩面布置元器件，以確保開(kāi)關(guān)電源的輕、小、薄。開(kāi)關(guān)電源的高頻化就必然對(duì)傳統(tǒng)的PWM開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)已成為開(kāi)關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開(kāi)關(guān)電源的工作效率。對(duì)于高可靠性指標(biāo)，美國(guó)的開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)商通過(guò)降低運(yùn)行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。

模塊化是開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢(shì)，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)成N＋1冗余電源系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。針對(duì)開(kāi)關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn)，若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問(wèn)題，故仍需在這一領(lǐng)域開(kāi)展大量的工作，以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。

電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國(guó)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路，走出有中國(guó)特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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開(kāi)關(guān)電源 測(cè)試方法

一． 耐電壓

（HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV

1.1 定義:于指定的端子間,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG間,可耐交流之有效值,漏電流一般可容許10毫安,時(shí)間1分鐘。

1.2 測(cè)試條件：Ta：25攝氏度；RH：室內(nèi)濕度。

1.3 測(cè)試回路：

1.4 說(shuō)明：

1．4．1 耐壓測(cè)試主要為防止電氣破壞，經(jīng)由輸入串入之高壓，影響使用者安全。

1．4．2 測(cè)試時(shí)電壓必須由0V開(kāi)始調(diào)升，并于1分鐘內(nèi)調(diào)至最高點(diǎn)。

1．4．2 放電時(shí)必須注意測(cè)試器之Timer設(shè)定，于OFF前將電壓調(diào)回 0V。

1．4．3 安規(guī)認(rèn)證測(cè)試時(shí)，變壓器需另行加測(cè)，室內(nèi)，溫度25攝氏度，RH：95攝氏度，48HR，后測(cè)試變壓器初/次級(jí)與初級(jí)/CORE。

1．4．5生產(chǎn)線測(cè)試時(shí)間為1秒鐘。

二．紋波噪聲（漣波雜訊電壓）

（Ripple & Noise）%，mv

2．1定義：

直流輸出電壓上重疊之交流電壓成份最大值(P-P)或有效值。

2．2測(cè)試條件:

I/P: Nominal

O/P : Full Load

Ta : 25℃

2．3測(cè)試回路:

2．4測(cè)試波形:

2．5說(shuō)明:

2．5．1示波器之GND線愈短愈好,測(cè)試線得遠(yuǎn)離PUS。

2．5．2使用1：1之Probe。

2．5．3 Scope之BW一般設(shè)定于20MHz，但是對(duì)于目前的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品測(cè)試紋波噪聲最好將BW設(shè)為最大。

2．5．4 Noise與使用儀器，環(huán)境差異極大，因此測(cè)試必須表明測(cè)試地點(diǎn)。

2．5．5測(cè)試紋波噪聲以不超過(guò)原規(guī)格值 +1%Vo。

三．漏電流（洩漏電流）

（Leakage Current）mA

3．1定義：

輸入一機(jī)殼間流通之電流（機(jī)殼必須為接大地時(shí)）。

3．2測(cè)試條件：

I/P：Vin max.×1.06(TUV)/60Hz

Vin max.(UL1012)/60Hz

O/P: No Load/Full Load

Ta: 25 ℃

3.3測(cè)試回路：

3．4說(shuō)明：

3．4．1 L，N均需測(cè)。

3．4．2UL1012 R值為1K5。

TUV R值為2K/0。15uF。

3．4．3漏電流規(guī)格TUV：3。5mA,UL1012:5mA。

四．溫度測(cè)試

（Temperature Test）

4.1定義：

溫度測(cè)試指PSU于正常工作下，其零件或Case溫度不得超出其材質(zhì)規(guī)

格或規(guī)格定值。

4．2測(cè)試條件：

I/P: Nominal

O/P: Full Load

Ta : 25℃

4．3測(cè)試方法：

4．3．1將Thermo Coupler(TYPE K)穩(wěn)固的固定于量測(cè)的物體上

（速干、Tape或焊接方式）。

4．3．2 Thermo Coupler于末端絞三圈后焊成一球狀測(cè)試。

4．3．3我們一般用點(diǎn)溫計(jì)測(cè)量。

4．4測(cè)試零件：

熱源及易受熱源影響部分

例如：輸入端子、Fuse、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱

敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、繞線、散熱片、大功率半導(dǎo)體、Case、熱源零件下之P.C.B.……。

4．5零件溫度限制：

4．5．1零件上有標(biāo)示溫度者，以標(biāo)示之溫度為基準(zhǔn)。

4．5．2其他未標(biāo)示溫度之零件，溫度不超過(guò)P.C.B.之耐溫。

4．5．3電感顯示個(gè)別申請(qǐng)安規(guī)者，溫升限制65℃Max(UL1012),75℃

Max(TUV)。

五．輸入電壓調(diào)節(jié)率

（Line Regulation）, %

5．1定義：

輸入電壓在額定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓之變化率。

Vmax-Vnor

Line Regulation(+)=------------------

Vnor

Vnor-Vmin

Line Regulation(-)=------------------

Vnor

Vmax-Vmin

Line Regulation=----------------

Vnor

Vnor:輸入電壓為常態(tài)值，輸出為滿載時(shí)之輸出電壓。

Vmax:輸入電壓變化時(shí)之最高輸出電壓。

Vmin:輸入電壓變化時(shí)之最低輸出電壓。

5．2測(cè)試條件：

I/P：Min./Nominal/Max

O/P:Full Load

Ta:25℃

5.3測(cè)試回路：

5．4說(shuō)明：

Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor與Vmin-Vnor之±最大

值以mV表示，再配合Tolerance%表示。

六．負(fù)載調(diào)節(jié)率

（Load Regulation）%

5．1定義：

輸出電流于額定范圍內(nèi)變化（靜態(tài)）時(shí)，輸出電壓之變化率。

|Vminl-Vcent|

Line Regulation(+)=------------------×100%

Vcent

|Vcent-VfL|

Line Regulation(-)=------------------×100%

Vcent

|VminL-VfL|

Line Regulation(%)=----------------×100%

Vcent

VmilL:最小負(fù)載時(shí)之輸出電壓

VfL:滿載時(shí)之輸出電壓

Vcent:半載時(shí)之輸出電壓

6．2測(cè)試條件：

I/P：Nominal

O/P:Min./Half/Full Load

Ta:25℃

6.3測(cè)試回路：

6．4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent與Vcent-Vmax.之±最大

值以mV表示，再配合Tolerance%表示。

第三篇：基于DSP開(kāi)關(guān)電源

基于DSP的開(kāi)關(guān)電源

摘要

本文以TMs320LF2407A為控制核心，介紹了一種基于DSP的大功率開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)方案。該電源采用半橋式逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，應(yīng)用脈寬調(diào)制和軟件PID調(diào)節(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電壓的穩(wěn)定輸出。最后，給出了試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)表明，該電源具有良好的性能，完全滿足技術(shù)規(guī)定要求。關(guān)鍵字：DSP；開(kāi)關(guān)電源；PID調(diào)節(jié)

ABSTRACT In this paper,setting TMs320LF2407A as the control center, it describes a DSP-based high-power switching power source design.The power supply uses a half-bridge inverter circuit topology, applications and software PID regulator pulse width modulation technology to achieve a stable output voltage.Finally, the experimental results was given.The experimental results show that the power supply has a good performance, fully meeting the technical requirements.Key Words: DSP;Switching power supply;PID

0 引 言

信息時(shí)代離不開(kāi)電子設(shè)備，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子設(shè)備的種類(lèi)與日俱增，與人們的工作、生活的關(guān)系也日益密切。任何電子設(shè)備又都離不開(kāi)可靠的供電電源，它們對(duì)電源供電質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。

目前，開(kāi)關(guān)電源以具有小型、輕量和高效的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源。與之相應(yīng)，在微電子技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，DSP芯片的發(fā)展日新月異，因此基于DSP芯片的開(kāi)關(guān)電源擁有著廣闊的前景，也是開(kāi)關(guān)電源今后的發(fā)展趨勢(shì)。電源的總體方案設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電源的基本組成原理框圖如圖1所示，主要由功率主電路、DSP控制回路以及其它輔助電路組成。

開(kāi)關(guān)電源的主要優(yōu)點(diǎn)在“高頻”上。通常濾波電感、電容和變壓器在電源裝置的體積和重量中占很大比例。從“電路”和“電機(jī)學(xué)”的有關(guān)知識(shí)可知，提高開(kāi)關(guān)頻率可以減小濾波器的參數(shù)，并使變壓器小型化，從而有效地降低電源裝置的體積和重量。以帶有鐵芯的變壓器為例，分析如下：

圖1.開(kāi)關(guān)電源基本原理

設(shè)鐵芯中的磁通按正弦規(guī)律變化，即φ= φMsinωt，則：

eL??Wd????Wcos?t?EMcos?t dt(1)式中，EM= ωWφ M=2πfWφM，在正弦情況下，EM=√2E，φM=BMS，故：

E?2?fW?M?4.44fWBMS 2(2)式中，f為鐵芯電路的電源頻率；W 為鐵芯電路線圈匝數(shù)；BM為鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度；S為鐵芯線圈截面積。

從公式可以看出電源頻率越高，鐵芯截面積可以設(shè)計(jì)得越小，如果能把頻率從50 Hz提高到50 kHz，即提高了一千倍，則變壓器所需截面積可以縮小一千倍，這樣可以大大減小電源的體積。

綜合電源的體積、開(kāi)關(guān)損耗以及系統(tǒng)抗干擾能力等多方面因素的考慮，本開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率設(shè)定為30 kHZ。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 2.1 功率主電路

本電源功率主回路采用“AC-DC-AC—DC”變換的結(jié)構(gòu)，主要由輸入電網(wǎng)EMI濾波器、輸人整流濾波電路、高頻逆變電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路等幾部分組成，如圖2所示。

圖2.功率主電路原理圖

圖3.功軍主回路的電壓波形變化

本開(kāi)關(guān)電源采用半橋式功率逆變電路。如圖2所示，輸入市電經(jīng)EMI濾波器濾波，大大減少了交流電源輸入的電磁干擾，并同時(shí)防止開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的諧波串?dāng)_到輸入電源端。再經(jīng)過(guò)橋式整流電路、濾波電路變成直流電壓加在P、N兩點(diǎn)問(wèn)。P、N之間接人一個(gè)小容量、高耐壓的無(wú)感電容，起到高頻濾波的作用。半橋式功率變換電路與全橋式功率變換電路類(lèi)似，只是其中兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件改由兩個(gè)容量相等的電容CA1和CA2代替。在實(shí)際應(yīng)用中為了提高電容的容量以及耐壓程度，CA1和CA2往往采用的是由多個(gè)等值電容并聯(lián)組成的電容組。C A1、CA2 的容量選值應(yīng)在電源體積和重量允許的條件下盡可能的大，以減小輸出電壓的紋波系數(shù)和低頻振蕩。CA1 和CA2 在這里同時(shí)起到了靜態(tài)時(shí)分壓的作用，使Ua =Uin／2。

在本電源的設(shè)計(jì)中，采用IGBT來(lái)作為功率開(kāi)關(guān)器件。它既具有MOSFET的通斷速度快、輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單及驅(qū)動(dòng)功率小等優(yōu)點(diǎn)，又具有GTR的容量大和阻斷電壓高的優(yōu)點(diǎn)。

在IGBT的集射極間并接RC吸收網(wǎng)絡(luò)，降低開(kāi)關(guān)應(yīng)力，減小IGBT關(guān)斷產(chǎn)生的尖峰電壓；并聯(lián)二極管DQ實(shí)現(xiàn)續(xù)流的作用。二次整流采用全波整流電路，通過(guò)后續(xù)的LC濾波電路，消除高頻紋波，減小輸出直流電壓的低頻振蕩。LC濾波電路中的電容由多個(gè)高耐壓、大容量的電容并聯(lián)組成，以提高電源的可靠性，使輸出直流電壓更加平穩(wěn)。2.2 控制電路

控制電路部分實(shí)際上是一個(gè)實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制系統(tǒng)，包括對(duì)開(kāi)關(guān)電源輸出端電壓、電流和IGBT溫度的檢測(cè)，對(duì)收集信息的分析和運(yùn)算處理，對(duì)電源工作參數(shù)的設(shè)置和顯示等。其控制過(guò)程主要是通過(guò)采集開(kāi)關(guān)電源的相關(guān)參數(shù)，送入DSP芯片進(jìn)行預(yù)定的分析和計(jì)算，得出相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，通過(guò)改變輸出PWM波的占空比，送到逆變橋開(kāi)關(guān)器件的控制端，從而控制輸出電壓和電流。

控制電路主要包括DSP控制器最小系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路、輔助電源電路、采樣電路和保護(hù)電路。

（1）DSP控制器最小系統(tǒng)

DSP控制器是其中控制電路的核心采用TMS32OLF2407A DSP芯片，它是美國(guó)TEXAS INSTU—MENTS（TI）公司的最新成員。TMS30LF2407A基于C2xLP內(nèi)核，和以前C2xx系列成員相比，該芯片具有處理性能更好（30MIPS）、外設(shè)集成度更高、程序存儲(chǔ)器更大、A／D轉(zhuǎn)換速度更快等特點(diǎn)，是電機(jī)數(shù)字化控制的升級(jí)產(chǎn)品，特別適用于電機(jī)以及逆變器的控制。DSP控制器最小系統(tǒng)包括時(shí)鐘電路、復(fù)位電路以及鍵盤(pán)顯示電路。時(shí)鐘電路通過(guò)15 MHz的外接晶振提供；復(fù)位電路直接通過(guò)開(kāi)關(guān)按鍵復(fù)位；由4×4的矩陣式鍵盤(pán)和SPRT12864M LCD構(gòu)成了電源系統(tǒng)的人機(jī)交換界面。

（2）驅(qū)動(dòng)放大電路

IGBT的驅(qū)動(dòng)電路采用脈沖變壓器和TC4422組成，其電路原理圖如圖4所示：

圖4.IGBT驅(qū)動(dòng)電路原理圖

由于TMS320LF2407A的驅(qū)動(dòng)功率較小，不能勝任驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管穩(wěn)定工作的要求，因此需要加上驅(qū)動(dòng)放大電路，以增大驅(qū)動(dòng)電流功率，提高電源系統(tǒng)的可靠性。如圖4所示，采用兩片TCA422組成驅(qū)動(dòng)放大電路。

TC4421／4422是Microchip公司生產(chǎn)的9A高速M(fèi)OsFET／IGBT驅(qū)動(dòng)器，其中TC4421是反向輸出，TC4422是同向輸出，輸出級(jí)均為圖騰柱結(jié)構(gòu)。

TC4421／4422具有以下特點(diǎn)：

①輸出峰值電流大：9 A；

② 電源范圍寬：4.5 V～18 V；

③連續(xù)輸出電流大：最大2 A；

④快速的上升時(shí)間和下降時(shí)間：30 ns（負(fù)載4700pF），180 ns（負(fù)載47000 pF）；

⑤傳輸延遲時(shí)間短：30 ns（典型）；

⑥供電電流小：邏輯“1”輸入～200μA（典型），邏輯“0”輸入～55 μA（典型）；

⑦輸出阻抗低：1.4 Ω（典型）；

⑧閉鎖保護(hù)：可承受1.5 A的輸出反向電流；

⑨輸入端可承受高達(dá)5 V的反向電壓；

⑩能夠由TTL或CMOS電平（3 V～18 V）直接驅(qū)動(dòng)，并且輸人端采用有300 mV滯回的施密特觸發(fā)電路。

當(dāng)TMS320LF2407A輸出的PWM1為高電平，PWM2為低電平時(shí)，經(jīng)過(guò)TCA422驅(qū)動(dòng)放大后輸出，在脈沖變壓器一次側(cè)所流過(guò)的電流從PWMA流向PWMB，如圖4中箭頭所示，電壓方向?yàn)樯险仑?fù)。

根據(jù)變壓器的同名端和接線方式，則開(kāi)關(guān)管Q1的柵極電壓為正，Q2的柵極電壓為負(fù)。因此，此時(shí)是驅(qū)動(dòng)QM1導(dǎo)通。反之若是PWM1為高電平，PWM2為低電平時(shí)，則是驅(qū)動(dòng)Q2導(dǎo)通。四只二極管DQ1 ～DQ2的作用是消除反電動(dòng)勢(shì)對(duì)TCA422的影響。

（3）輔助電源電路

本開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要的幾路工作電源如下：

① TMS320LF2407 DSP所需電源：I／O 電源（3.3 V），PLL（PHSAELOCKED LOOP）電源（3.3 V），F(xiàn)IASH編程電壓（5 V），模擬電路電源電壓（3.3 V）；②TCA422芯片所需電源：電源端電壓范圍4.5～18 V（選擇15 V）；③采樣電路中所用運(yùn)算放大器的工作電源為15 V。

因此，整個(gè)控制電路需要提供15 V、5 V和3.3 V三種制式的電壓。設(shè)計(jì)中選用深圳安時(shí)捷公司的HAw 5-220524 AC／DC模塊將220 V、50 Hz的交流電轉(zhuǎn)換成24 V直流電，然后采用三端穩(wěn)壓器7815和7805獲得15 V和5 V的電壓。TMS320LF2407A所需的3.3 V由5 V通過(guò)TPS7333QD電壓芯片得到。（4）采樣電路

電壓采樣電路由三端穩(wěn)壓器TL431和光電耦合器PC817之問(wèn)的配合來(lái)構(gòu)成。電路設(shè)計(jì)如圖5所示，TL431與PC817一次側(cè)的LED串聯(lián)，TL431陰極流過(guò)的電流就是LED的電流。輸出電壓Ud經(jīng)分壓網(wǎng)絡(luò)后到參考電壓UR與TL431中的2.5 V基準(zhǔn)電壓Uref進(jìn)行比較，在陰極上形成誤差電壓，使LED的工作電流 If發(fā)生變化，再通過(guò)光耦將變化的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送人LF2407A的ADCIN00引腳。

圖5.電壓采樣電路原理圖

由于TMS320LF2407A的工作電壓為3.3 V，因此輸入DSP的模擬信號(hào)也不能超過(guò)3.3 V。為防止輸入信號(hào)電壓過(guò)高造成A／D輸入通道的硬件損壞，我們對(duì)每一路A／D通道設(shè)計(jì)了保護(hù)電路，如圖5所示，Cu2，CU3 起濾波作用，可以將系統(tǒng)不需要的高頻和低頻噪聲濾除掉，提高系統(tǒng)信號(hào)處理的精度和穩(wěn)定性。

另外，采用穩(wěn)壓管限制輸入電壓幅值，同時(shí)輸入電壓通過(guò)二極管與3.3 V電源相連，以吸收瞬間的電壓尖峰。

當(dāng)電壓超過(guò)3.3 V時(shí)，二極管導(dǎo)通，電壓尖峰的能量被與電源并聯(lián)的眾多濾波電容和去耦電容吸收。并聯(lián)電阻Ru4的目的是給TL431提供偏置電流，保證TL431至少有1 mA的電流流過(guò)。Cu1 和RU3作為反饋網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)償元件，用以?xún)?yōu)化系統(tǒng)的頻率特性。

電流采樣的原理與電壓采樣類(lèi)似，只是在電路中要通過(guò)電流傳感器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后再進(jìn)行采集。

（5）保護(hù)電路

為保證系統(tǒng)中功率轉(zhuǎn)換電路及逆變電路能安全可靠工作，TMs320LF2407A提供了PDPINTA,各種故障信號(hào)經(jīng)或門(mén)CD4075B綜合后，經(jīng)光電隔離、反相及電平轉(zhuǎn)換后輸入到PDPINTA引腳，有任何故障時(shí)，CD4075B輸出高電平，PDPINTA引腳相應(yīng)被拉為低電平，此時(shí)DSP所有PWM輸出管腳全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，即封鎖PWM輸出。整個(gè)過(guò)程不需要程序干預(yù)，由硬件實(shí)現(xiàn)。這對(duì)實(shí)現(xiàn)各種故障信號(hào)的快速處理非常有用。在故障發(fā)生后，只有在人為干預(yù)消除故障，重啟系統(tǒng)后才能繼續(xù)工作。系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)

為了構(gòu)建DSP控制器軟件框架，使程序易于編寫(xiě)、查錯(cuò)、測(cè)試、維護(hù)、修改、更新和擴(kuò)充，在軟件設(shè)計(jì)中采用了模塊化設(shè)計(jì)，將整個(gè)軟件劃分為初始化模塊、ADC信號(hào)采集模塊、PID運(yùn)算處理模塊、PWM波生成模塊、液晶顯示模塊以及按鍵掃描模塊。各模塊間的流程如圖6所示。

圖6.功能模塊流程圖

3.1 初始化模塊

系統(tǒng)初始化子程序是系統(tǒng)上電后首先執(zhí)行的一段代碼，其功能是保證主程序能夠按照預(yù)定的方式正確執(zhí)行。系統(tǒng)的初始化包括所有DSP的基本輸入輸出單元的初始設(shè)置、LCD初始化和外擴(kuò)單元的檢測(cè)等。

3.2 ADC采樣模塊

TMS320LF2407A芯片內(nèi)部集成了10位精度的帶內(nèi)置采樣／保持的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ADC）。根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求，10位ADC的精度可以滿足電壓的分辨率、電流的分辨率的控制要求，因此本設(shè)計(jì)直接利用DSP芯片內(nèi)部集成的ADC就可滿足控制精度。另外，該10位ADC是高速ADC，最小轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)到500 ns，也滿足控制對(duì)采樣周期要求。

ADC采樣模塊首先對(duì)ADC進(jìn)行初始化，確定ADC通道的級(jí)聯(lián)方式，采樣時(shí)間窗口預(yù)定標(biāo)，轉(zhuǎn)換時(shí)鐘預(yù)定標(biāo)等。然后啟動(dòng)ADC采樣，定義三個(gè)數(shù)組依次存放電壓、電流和溫度的采樣結(jié)果，對(duì)每一個(gè)信號(hào)采樣8次，經(jīng)過(guò)移位還原后存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)組中，共得到3組數(shù)據(jù)。如果預(yù)定的ADC中斷發(fā)生，則轉(zhuǎn)人中斷服務(wù)程序，對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和傳輸。以電壓采樣為例，其具體的流程圖如圖7所示。

圖7.程序流程圖

3.3 PID運(yùn)算模塊

本系統(tǒng)借助DSP強(qiáng)大的運(yùn)算功能，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)了軟件PID調(diào)節(jié)。由于本系統(tǒng)軟件中采用的是增量式PID算法，因此需要得到控制量的增量△un，式（3）為增量式PID算法的離散化形式：

?un?Kp(en?en?1)?Kien?Kd[en?2en?1?en?2]

(3)

開(kāi)關(guān)電源在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，偏差是很小的。如果偏差e在一個(gè)很小的范圍內(nèi)波動(dòng)，控制器對(duì)這樣微小的偏差計(jì)算后，將會(huì)輸出一個(gè)微小的控制量，使輸出的控制值在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，不斷改變自己的方向，頻繁動(dòng)作，發(fā)生振蕩，這既影響輸出控制器，也對(duì)負(fù)載不利。

為了避免控制動(dòng)作過(guò)于頻繁，消除由于頻繁動(dòng)作所引起的系統(tǒng)振蕩，在PID算法的設(shè)計(jì)中設(shè)定了一個(gè)輸出允許帶eo。當(dāng)采集到的偏差|en|≤eo時(shí)，不改變控制量，使充電過(guò)程能夠穩(wěn)定地進(jìn)行；只有當(dāng)|en| >eo 時(shí)才對(duì)輸出控制量進(jìn)行調(diào)節(jié)。PID控制模塊的程序流程如圖8所示：

圖8.PID運(yùn)算程序流程圖

TMS320LF2407A內(nèi)部包括兩個(gè)事件管理器模塊EVA和EVB，每個(gè)事件管理器模塊包括通用定時(shí)器GP、比較單元、捕獲單元以及正交編碼脈沖電路。通過(guò)TMS320LF2407A事件管理模塊中的比較單元可以產(chǎn)生帶死區(qū)的PWM波，與PWM 波產(chǎn)生相關(guān)的寄存器有：比較寄存器CMPRx、定時(shí)器周期寄存器Tx—PR、定時(shí)器控制寄存器TxCON、定時(shí)器增／減計(jì)數(shù)器TxCNT、比較控制寄存器COMCONA／B、死區(qū)控制寄存器DBTCONA／B。

PWM波的生成需對(duì)TMS320LF2407A的事件管理模塊中的寄存器進(jìn)行配置。由于選用的是PWM1／2，因此配置事件管理寄存器組A，根據(jù)需要生成帶死區(qū)PWM波的設(shè)置步驟為：

（1）設(shè)置并裝載比較方式寄存器ACTRA，即設(shè)置PWM波的輸出方式；

（2）設(shè)置T1CON寄存器，設(shè)定定時(shí)器1工作模式，使能比較操作；

（3）設(shè)置并裝載定時(shí)器1周期寄存器T1PR，即規(guī)定PWM 波形的周期；

（4）定義CMPR1寄存器，它決定了輸出PWM 波的占空比，CMPR1中的值是通過(guò)計(jì)算采樣值而得到的；

（5）設(shè)置比較控制寄存器COMCONA，使能PD—PINTA 中斷；

（6）設(shè)置并裝載死區(qū)寄存器DBTCONA，即設(shè)置死區(qū)時(shí)間。

圖9.帶死區(qū)PWM波的生成原理

3.5 鍵盤(pán)掃描及LCD顯示模塊

按鍵掃描執(zhí)行模塊的作用是判斷用戶的輸入，對(duì)不同的輸入做出相應(yīng)的響應(yīng)。本開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)采用16個(gè)壓電式按鍵組成的矩陣式鍵盤(pán)構(gòu)成系統(tǒng)的輸入界面。16個(gè)按鍵的矩陣式鍵盤(pán)需要DSP的8個(gè)I／O口，這里選用IOPA0～I(xiàn)OPA3作為行線，IOPF0～I(xiàn)OPF3作為列線。由于TMS320LF2407A都是復(fù)用的I／O口，因此需要對(duì)MCRA和MCRC寄存器進(jìn)行設(shè)置使上述8個(gè)I／O口作為一般I／O端口使用。按鍵掃描執(zhí)行模塊采用的是中斷掃描的方式，只有在鍵盤(pán)有鍵按下時(shí)才會(huì)通過(guò)外部引腳產(chǎn)生中斷申請(qǐng)，DSP相應(yīng)中斷，進(jìn)人中斷服務(wù)程序進(jìn)行鍵盤(pán)掃描并作相應(yīng)的處理。

LCD顯示模塊需要DSP提供11個(gè)I／O口進(jìn)行控制，包括8位數(shù)據(jù)線和3位控制線，數(shù)據(jù)線選用IOPB0～I(xiàn)OPB7，控制線選用IOPFO IOPF2，通過(guò)對(duì)PBDATDIR和PFDATDIR寄存器的設(shè)置實(shí)現(xiàn)DSP與LCD的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)顯示開(kāi)關(guān)電源的運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)論

本文介紹的基于DSP的大功率高頻開(kāi)關(guān)電源，充分發(fā)揮了DSP強(qiáng)大功能，可以對(duì)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行多方面控制，并且能夠簡(jiǎn)化器件，降低成本，減少功耗，提高設(shè)備的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：開(kāi)關(guān)電源及模塊市場(chǎng)需求分析

開(kāi)關(guān)電源及模塊電源的市場(chǎng)需求分析

簡(jiǎn)要介紹一下相關(guān)市場(chǎng)需求量大、而又急需，供應(yīng)少的電源需求。

1． 電力電源（針對(duì)中國(guó)新電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，電網(wǎng)改造的新電源標(biāo)準(zhǔn)）

這兩年我國(guó)電網(wǎng)改革，據(jù)我們新發(fā)布的國(guó)家電網(wǎng)新標(biāo)準(zhǔn)，在電力儀表方面應(yīng)用到一種超寬電壓輸入，大概10W-15W左右的電力開(kāi)關(guān)電源，需求量非常巨大，這類(lèi)電源有以下參數(shù)特點(diǎn)：

A 超寬輸入：AC80~700或65~500，B 輸出電壓為兩路：5V,1.2A左右，峰值1.8A;12V,0.4A,峰值0.8A;

C 輸出可調(diào)，有些為三路或四路或可定制。

D 用量非常巨大，國(guó)內(nèi)幾家大型企業(yè)的用量都在幾萬(wàn)只以上。

E 市場(chǎng)售價(jià)大概都在80元左右（含稅）。

2． LED電源

LED屏電源，傳統(tǒng)屏電源因?yàn)橐呀?jīng)競(jìng)爭(zhēng)太激烈忽略不講。著重說(shuō)下LED超薄屏（租賃業(yè)偏多）

A 輸入：85~264寬電壓輸入，帶PFC，帶風(fēng)扇

B 輸出：5V，40A；或5V，60A；或5V，80A（三種功率較常用）

C 體積要求：厚度3cm，長(zhǎng)度及寬度盡量控制（參考長(zhǎng)寬：長(zhǎng)19cm，寬110cm）

D這類(lèi)開(kāi)關(guān)電源的市場(chǎng)300W，售價(jià)大概都在200多元

以上是開(kāi)關(guān)電源的要求，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上用得非常多。

現(xiàn)在科索正在開(kāi)發(fā)AC-DC的科索模塊電源，5V，60A的體積大概是

117*61*12.7 mm，具備PFC功能。

此類(lèi)模塊電源市場(chǎng)上基本沒(méi)有，開(kāi)發(fā)難度較大。供貴司參考。

當(dāng)然，開(kāi)關(guān)電源因?yàn)榫哂酗L(fēng)扇會(huì)有機(jī)械噪聲，而且在全封閉的要求防水的LED屏的情況下，工作效率會(huì)受到影響可能會(huì)降額；而模塊電源的好處是不需使用風(fēng)扇，模塊則需要通過(guò)直接接觸客戶箱體，借助客戶的機(jī)殼熱傳導(dǎo)散熱，且能在高溫環(huán)境下工作又不產(chǎn)生噪聲。

3． 鐵路機(jī)車(chē)專(zhuān)用模塊電源

雖然需求量巨大，但是因?yàn)殍F路建設(shè)及軌道建設(shè)的特殊性，中國(guó)鐵道市場(chǎng)應(yīng)用的電源模塊特點(diǎn)還是相對(duì)比較單一。主要是有以下特點(diǎn)：

電壓輸入范圍：DC60-160V（標(biāo)稱(chēng)值DC110V）

模塊功率范圍： 50-200W（一般不超過(guò)200W）

輸出電壓：DC5V，12V，13.8V，15V等（也有特殊需求看應(yīng)用）

工作溫度范圍：-40~85 度（少數(shù)高溫達(dá)100攝氏度）

另外鐵路及軌道用模塊電源，在抗沖擊震動(dòng)，以及浪涌電流等方面，有著更高的要求。一般機(jī)車(chē)載的設(shè)備供電電源模塊的需求都是DC110V輸入的。

像國(guó)內(nèi)的品牌100W的大概都在150~200左右，200W的模塊大致是250左右。而日本、美國(guó)的品牌差不多大概都是國(guó)產(chǎn)價(jià)格的兩倍。

用量巨大，像南車(chē)，北車(chē)等巨頭一年用量都是在數(shù)十萬(wàn)只電源模塊。當(dāng)然他們用的大都是VICOR、COSEL、LAMBDA等模塊電源，因?yàn)榱看?，而且價(jià)格也是要比平常售價(jià)要低不少。

4． 通訊-直放站、基站放大器電源

以前我們亦有客戶應(yīng)用的，如上次的深圳銀波達(dá)，是要用AC-DC1500W，12V，3A；28V，40A；這樣的雙路輸出電源。

此類(lèi)通信電源的以下參數(shù)特點(diǎn)：

A．300W以上，如300W，600W，1000W，1500W等幾個(gè)功率用得非常多

B．輸出電壓為雙路，5V，27V；或者是12V，27V，兩種。

C．自帶風(fēng)扇，體積盡量小

國(guó)內(nèi)此類(lèi)市場(chǎng)大多為國(guó)內(nèi)的幾個(gè)品牌占據(jù)，如金威源，明緯等，有部分是愛(ài)默生、LAMBDA，等幾個(gè)品牌占據(jù)，少數(shù)為國(guó)內(nèi)的廠家定做。

市場(chǎng)價(jià)格方面：

如國(guó)內(nèi)產(chǎn)的大概是300W，200元左右，依此按比例類(lèi)推

LAMBDA的經(jīng)濟(jì)型的1500W的價(jià)格，大概也賣(mài)到了1600元左右。

因?yàn)楝F(xiàn)國(guó)內(nèi)3G網(wǎng)絡(luò)正于火熱建設(shè)中，市場(chǎng)需求比較大。深圳一家中小型企業(yè)一年都可以用上千臺(tái)這種1000W的電源。

第五篇：開(kāi)關(guān)電源心得

單端反激式開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)心得體會(huì)

原理圖

一、電路組成及工作原理 單端反激式開(kāi)關(guān)電源是一種單片開(kāi)關(guān)電源，采用美國(guó)IP公司的開(kāi)關(guān)電源芯片TOP226Y。單端是指開(kāi)關(guān)電源芯片（本文采用TOP226Y）只有一個(gè)脈沖調(diào)制信號(hào)功率輸出端 —— 漏極D。反激是指當(dāng)功率MOSFET導(dǎo)通時(shí)，就將電能儲(chǔ)存在高頻變壓器的初級(jí)繞組上，僅當(dāng)MOSFET關(guān)斷時(shí)，才向次級(jí)輸送電能[11]。

由TOP226Y芯片構(gòu)成的單端反激式開(kāi)關(guān)電源電路主要包括：輸入整流濾波電路、功率變換電路、輸出濾波電路、反饋電路及控制電路幾部分組成。功率電路采用單端反激式DC/DC變換器，控制電路是TOP226Y（TOPSwitch-II系列）芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出控制的功能。

電源簡(jiǎn)要工作原理如下:交流電Ui經(jīng)輸入整流濾波電路后輸入到高頻變壓器一次側(cè)，電壓經(jīng)反激后，次級(jí)的高頻電壓經(jīng)過(guò)輸出整流濾波電路整流濾波后，獲得輸出電壓Uo。圖中鉗位電路是用來(lái)吸收高頻變壓器的漏感產(chǎn)生的尖峰電壓，從而保護(hù)了TOP226Y中功率管不被尖峰電壓燒毀。誤差放大器和光耦組成反饋電路，當(dāng)由于某種原因致使Uo上升，則光耦中發(fā)光二極管的電流升高，經(jīng)過(guò)光耦后，使光耦中的電流也升高，使得TOP226Y控制端電流升高，經(jīng)TOP226Y內(nèi)控制后，使控制脈寬占空比降低，使Uo維持不變，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓目的；反之亦然。

二、心得體會(huì)

這學(xué)期我們做了一個(gè)反激式開(kāi)關(guān)電源課程設(shè)計(jì)。從分析電路的原理、查詢(xún)所用相關(guān)器件的資料，再網(wǎng)購(gòu)所有器件，最后焊接電路板并測(cè)試花了較長(zhǎng)的時(shí)間！特別是網(wǎng)購(gòu)器件的時(shí)候，因?yàn)橛械钠骷](méi)有標(biāo)明具體參數(shù)要求，其中變壓器還需要訂制。買(mǎi)好器件就是焊接的問(wèn)題了，對(duì)著電路圖焊接板子需要很仔細(xì)，芯片的管腳、電容等正負(fù)極容易接反。我焊接的板子就因?yàn)檎?fù)極錯(cuò)了，結(jié)果測(cè)試插電就炸了電容。經(jīng)檢查改正最后完成了！整個(gè)課程設(shè)計(jì)下來(lái)我覺(jué)得做一個(gè)電子產(chǎn)品不簡(jiǎn)單，最關(guān)鍵是要懂得原理，焊接過(guò)程認(rèn)真對(duì)待就能做好！