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开关电源是一种将交流电转换为直流电的电子设备，广泛应用于各种电子设备中。它能够提供稳定的、高效的直流电源，具有体积小、重量轻、效率高等优点。开关电源的核心原理是利用开关管的开关动作，通过周期性地开关和关断电路来控制电流的流动，从而实现对电流和电压的调节。
开关电源的电路图可以分为三个主要部分：输入滤波电路、变压器及整流电路、输出滤波电路。输入滤波电路主要用来滤除输入电源中的高频噪声，保证输入电源的稳定性。变压器及整流电路则将输入电压通过变压器变压和整流电路的整流作用，转变为相应的直流电压。输出滤波电路主要用来消除输出端产生的谐波和纹波，保证输出电压的稳定性。
开关电源的工作原理是通过开关元件（如开关管、二极管等）的开关动作来控制电流的流动。当开关管导通时，输入电流通过变压器将电能传递给负载，同时储能电容器储存电能。当开关管关断时，储能电容器释放电能来供应负载，同时电感器发生电流变化，使得电流不中断。通过周期性的开关和关断动作，开关电源能够稳定地提供输出电流和电压。
开关电源的优点主要体现在高效率和可靠性方面。由于开关电源采用高频开关动作，其能量转换效率较传统的线性电源更高，能够减少能量损耗，提高能源利用率。开关电源的结构简单，体积小、重量轻，适合各种应用场合。
开关电源是一种高效、可靠的电子设备，能够将交流电转换为稳定的直流电源。通过周期性的开关和关断动作，开关电源能够提供稳定的电流和电压，广泛应用于各种电子设备中。随着科技的不断进步，开关电源将会有更广泛的应用前景。
开关电源电路图及原理（开关电源原理）
一、开关电源工作原理
1、开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
2、调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。3、对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压U。可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um为矩形脉冲最大电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。
4、从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路
基本电路
开关电源电路图及原理视频讲解
开关电源原理介绍如下：一、开关电源工作原理顾名思义，开关电源就是利用电子开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等)，通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。
开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。
二、开关电源工作原理—结构
开关电源大致由主电路、开关电源控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。
1、主电路
冲击电流限幅：限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。输入滤波器：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。
逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。
输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
2、控制电路
一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。
3、检测电路
提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。
4、辅助电源
实现电源的软件(远程)启动，为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。
三、开关电源工作原理—分类
开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换;后两种工作模式多用于开关稳压电源。开关电源输出电压也有三种工作方式：直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。
同样，前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换;后两种工作方式多用于开关稳压电源。
开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化;AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。
TL494L开关电源电路图及原理
李睿智学号***【嵌牛导读】随着科技的高速发展，电子产品与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子产品都离不开可靠的电源。开关电源则以功耗小、效率高、体积小、重量轻的优势成为研究的热门。提高对开关电源的研究就显得至关重要了。本文介绍了一种基于TL494的DC-DC升压型开关电源电路，该电路采用TL494电源控制芯片及其外围电路产生PWM波，并通过PWM波的占空比控制开关管的导通时间，实现不同电压的稳定输出。经过初步的计算，合理的选择了电路中的开关管，储能电感，滤波电容和续流二极管的参数。实验结果证明，该升压电路的效率高于80%，具有良好的电压调整率和负载调整率。【嵌牛鼻子】DC-DC升压型开关电源、PWM波、开关管【嵌牛提问】电子产品在人类的生活中起着日益重要的作用，而电子产品都离不开可靠的电源，如何设计制作出既安全、效率又高的电源呢？这成为人们越来越关心的话题。【嵌牛正文】1 ．引言随着现代电子技术的迅速发展，电子产品对电源的要求也越来越高。电源的发展经历了从线性电源、相控电源再到开关电源的发展历程，而开关电源则以其开关频率高、体积小、效率高、可靠性高等特点占据着主导地位[1]。1955 年美国的罗耶 ( Roger G H)首次提出了自激振荡推挽晶体管直流变换器[2]，为开关电源的研究打下了理论基础。20世纪60年代，各种开关电源的拓扑电路已经较为成熟。改革开放以后，我国的开关电源技术也得到了长足的进步，并向着高频化、高效率，模块化等特点发展。该电路选用TL494电源芯片作为整个电路的控制器，并搭建其外围电路，构成产生PWM波的控制电路。通过调节PWM波的占空比控制开关管的关断导通时间，从而达到升压的目的。通过对开关管，储能电感，滤波电容和续流二极管参数的优化，使电路具有较高的效率，良好的电压调整率和负载调整率。2 ．DC-DC升压型开关电源的基本原理2.1 DC-DC开关电源的种类开关电源的种类很多，按输入/输出有无隔离的角度，可以分为隔离式与非隔离式两大类型。隔离型的DC-DC开关电源可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等，非隔离型的又可分为降压式、升压式、极性反转式等[3]。本电路为非隔离型的DC-DC开关电源。2.2 DC-DC开关电源的主电路图2.2所示是DC-DC升压型开关电源的主电路，它的主要构成元器件包括开关管T，储能电感L、续流二极管D和滤波电容C[4]。该电路采用的是并联式的结构，既在主回路中开关管T与输出端负载RL并联。由PWM波控制开关管的关断导通时间，高电平时开关管导通，由于导通压降很小，所以续流二极管D截止，此时Ui通过开关管对电感器L充电，负载RL靠电容C中存储的电能供电。低电平时开关管关断，此时续流二极管D导通，Ui与电感器L产生的感应电势正向叠加后，通过续流二极管D对电容器C充电，并同时对负载RL供电。由以上分析可见，并联式的开关电源电路可以使输出电压高于输入电压，既可实现DC-DC升压的功能。2.3 DC-DC 开关电源的调制方式2.3.1 脉冲频率调制脉冲频率调制PFM（全称为Pulse Frequency Modulation），是指脉冲宽度不变，只通过调节工作频率的方式来改变占空比[5]。这种脉冲调制方式电路复杂，难以实现。2.3.2 脉冲宽度调制脉冲宽度调制PWM（全称为Pulse Width Modulation），是指脉冲频率不变，只通过改变脉冲宽度的方式来改变占空比[6]。这种脉冲调制方式常用在开关型的稳压电路中，在不改变电路输出PWM波频率的情况下，通过电压反馈电路，调节输出PWM波的宽度[7]。电压反馈电路的工作原理是：当输入电压增大时，取样电阻输出的采样电压也将增大，并在比较放大器和基准电压进行比较，通过放大器输出的信号去控制PWM产生器，使输出脉冲占空比减小，输出电压保持稳定。反之，当输入电压减小时，PWM产生器输出脉冲占空比增大，输出电压仍可以保持稳定。3 ．电源控制芯片TL494及其外围电路的设计3.1 集成脉宽调制芯片TL494的介绍如图3.1所示为TL494芯片的引脚图和内部结构，TL494是一种固定频率脉宽调制集成电路，内部集成了大部分的脉宽调制电路，几乎包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于各种开关电源中[8]。其内部置有两个误差放大器，1、2 引脚为误差放大器1的正负输入端，16、15 引脚为误差放大器2的正负输入端。3引脚为相位校正和增益控制端，4引脚为死区电平控制端。其内置有线性锯齿波振荡器，5、6引脚处可外置一个电容和一个电阻两个振荡元件。7引脚为接地，8、9引脚分别为三极管Q1的集电极和发射极，10、11引脚分别为三极管Q2的发射极和集电极，12引脚为电源VCC,13引脚为输出PWM波模式控制端，14引脚为内部5V基准电压输出端。 3.2 TL494芯片的外围电路 其工作频率可通过外接电阻RT和外接电容CT确定。其计算公式如下: f=1.1/（RT˙CT）电阻RT的值选为22kΩ，电容CT的值选为1nF，计算得工作频率为50kHZ，既输出PWM波的频率50kHZ。13引脚为输出PWM波模式控制端，当该引脚为高电平时，两个三极管推挽输出，最大占空比只有48%。为了提高输出能力，将13引脚接地，这使得触发器不起作用，两个三极管输出相同，最大占空比可达到96%。为了提高驱动能力，将两个三级管并联输出，8、11引脚接电源，9、10引脚并联后作为PWM波输出端。1引脚为反馈信号输入端，为了保持输出电压的稳定性，将该引脚接到电路的输出端，同时将2引脚接入参考电压，参考电压的值由14引脚的5V基准电压经过电阻R3，RP2和R4组成的分压电路提供，一般调节可调电阻RP2的值，使参考电压的值在2.2V-2.3V之间。2、3引脚之间的C2、R5和R6构成的RC网络，可调节误差放大器1的增益和改善开关电源的动态性能，16引脚用作过流保护的输入端，可直接将地反馈给该引脚，使过流保护的作用更佳。4 ．开关电源主要元器件参数的选择4.1 开关管T的参数选择 开关管T在电路中承受的最大电压是1.1×1.2U0（U0为输出电压），在实际工程中选择开关管时，应保证有足够的余量，通常选择2~3倍的1.1×1.2U0。开关管T的最大工作电流，通常选择2~3倍的Ii（Ii为输入电压）[9]。在综合考虑开关管的最高开关频率，导通电阻和驱动电路等关键指标的情况下，本电路选择TP75N75，该开关管的最大VDS=75V，最大ID=75A，导通电阻仅8mΩ，其余量完全能够满足实际电路的需求。4.2 储能电感L的参数选择稳压电源工作时，流过电感的电流由直流平均值和纹波分量两部分组成。纹波分量是三角波，设其增量为ΔI，则则根据电感选择公式[10]，得因为开关频率f为50kHZ，通过计算得电感L的值为50μH左右，在实际工程中为保证充分余量，通常选用100μH/2A的电感，在实际制作的过程中发现自行绕制的电感效果不是太好，所以建议最好购买正规产商生产的电感。4.3 滤波电容C的参数选择在VT导通的TON期间内，由滤波电容C 给负载供电，设此期间C上的电压降为△U0（△U0为纹波电压）。则又 所以 因为开关频率f为50kHZ，同时为了尽量减小输出电压的纹波，所以滤波电容C取2200μF/50V，保证了充分的余量。4.4 续流二极管D的参数选择在电路中续流二极管的主要作用是开关管导通时，续流二极管D截止，电容C对负载供电；开关管关断时，续流二极管D导通，Ui与电感L通过续流二极管D对电容器C充电，并同时对负载RL供电。所以D的最大反向电压为U0，流过的最大电流是输入电流II，此外续流二极管还需满足开关频率高，导通电阻小的要求，通常选用肖特基二极管，本电路选择三端肖特基二极管MBR60100CT，其最大反向工作电压为100V，最大工作电流为60A，保证了充分的余量。5 ．开关电源电路的测试与相关数据计算5.1 实验电路的原理图绘制5.2 实验电路的PCB图绘制 在绘制PCB图时，应尽量把电源线和地线布粗，这样可以减少损耗，并且可以使电路过大电流。为了画图的方便以及节约空间，信号线则可以细点。若焊接电路板时背面需要用导线连接，靠近输入输出处的导线应使用粗线，避免分流，反馈线可使用较细的导线。5.3 实验电路相关参数的测试5.3.1 负载调整率（输入电压UI为10V，输出电压UO为20V） 表5.3.1 负载调整率所以负载调整率为：（20.00-19.59）/20≈2%。5.3.2 电压调整率（输出电压UO为20V，输出端负载R不变） 表5.3.2 电压调整率所以电压调整率为：（20.15-19.86）/20=1.45%。5.3.3 升压电路的效率 表5.3.3升压电路的效率 5.4 实验结果分析综上实验数据可得，本升压电路可以实现最高36V的输出，最大输出电流可达1.6A，效率高于86%，负载调整率约为2%，电压调整率为1.45%，并且具有过压保护和过流保护的能力。6 ．总结 本文介绍了一种基于TL494的DC-DC升压型开关电源电路。在制作的过程中，采用非隔离型的DC-DC开关电源主电路，通过电压反馈调节PWM波的占空比，实现输出电压的稳定。并通过对开关管T、储能电感L、滤波电容C和续流二极管D的参数选择，使该电路达到最佳的性能指标。对电路的负载调整率、电压调整率、效率进行测试。从实验结果可得，该电路实现了从(15V~20V)到(18V~36V)的升压功能，具有效率较高，良好的负载调整率和电压调整率的特点，且性能稳定，抗干扰能力强。参考文献 [1] 李文才,鲁传峰.新一代开关电源发展趋势[J].能源技术与管理.2008(05).[2] 方舟.通信高频开关电源的现状及展望[J].电源世界,2008(10):35-37.[3] 赵容,张波.同步整流关键技术及主要拓扑分析.电路与系统学报[N],2004,9(3):100-104.[4] 白炳良,周慰君.基于TL494开关电源的设计.大学物理实验.2009(01).[5] 林荫宇.移相全桥零电压PWM变换器的建模与仿真[J].重庆大学学报.2000,78-85.[6] 邹怀安,张锐.开关电源的PWM-PFM控制电路[J].电子质量.2004(03).[7] 华伟.通信开关电源的五种PWM反馈控制模式研究[J].通信电源技术.2001(02).[8] 沙占友,孟志永.开关电源专用芯片的选择及其应用[J].电源技术应用.2012(05).[9] 刘慧娟,黄权.开关电源效率的优化设计[J].声屏世界.2015(S1).[10] 毛景魁.锂电池并联的 Boost 升压电路设计与仿真[J].实验室研究与探索.2012(9): 214-218.
UC3842开关电源电路图及原理
UC3842 是一种 PWM 控制芯片，常用于开关电源控制电路中。其工作原理如下：
控制器接收反馈信号：开关电源中，通常会通过电感和电容等元器件构成一个反馈回路，将输出电压或电流的信息反馈给控制器。UC3842 通过内部比较器接收反馈信号，并将其转换为数字信号。
产生 PWM 信号：UC3842 将反馈信号与内部参考电压进行比较，产生一个 PWM（Pulse Width Modulation）信号。PWM 信号的占空比表示输出电压的大小，控制器会根据反馈信号和参考电压的差异来调整 PWM 信号的占空比，从而调节输出电压。
驱动开关管：PWM 信号经过反相器进行反相，输出给开关管的驱动电路。开关管的导通和截止，控制着输出电路的通断，从而调节输出电压和电流的大小。UC3842 中还包括一些保护功能，如短路保护、过载保护等，可以有效保护开关电源和负载的安全。
输出电压稳定：通过 PWM 信号调节开关管的导通时间，控制输出电压的大小，经过输出滤波电路处理后，输出的直流电压变得更加稳定。
UC3842 通过反馈控制和 PWM 调节的方式，实现对开关电源输出电压和电流的稳定控制，使得开关电源具有高效率、低成本、小体积和可靠性高的特点。
开关电源原理
原理简介开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。 与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。 控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。 开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。
电路原理所谓开关电源，顾名思义，就是这里有一扇门，一开门电源就通过，一关门电源就停止通过，那么什么是门呢，开关电源里有的采用可控硅，有的采用开关管，这两个元器件性能差不多，都是靠基极、（开关管）控制极（可控硅）上加上脉冲信号来完成导通和截止的，脉冲信号正半周到来，控制极上电压升高，开关管或可控硅就导通，由220V整流、滤波后输出的300V电压就导通，通过开关变压器传到次级，再通过变压比将电压升高或降低，供各个电路工作。振荡脉冲负半周到来，电源调整管的基极、或可控硅的控制极电压低于原来的设置电压，电源调整管截止，300V电源被关断，开关变压器次级没电压，这时各电路所需的工作电压，就靠次级本路整流后的滤波电容放电来维持。待到下一个脉冲的周期正半周信号到来时，重复上一个过程。这个开关变压器就叫高频变压器，因为他的工作频率高于50HZ低频。那么推动开关管或可控硅的脉冲如何获得呢，这就需要有个振荡电路产生，我们知道，晶体三极管有个特性，就是基极对发射极电压是0.65-0.7V是放大状态，0.7V以上就是饱和导通状态， -0.1V- -0.3V就工作在振荡状态，那么其工作点调好后，就靠较深的负反馈来产生负压，使振荡管起振，振荡管的频率由基极上的电容充放电的时间长短来决定，振荡频率高输出脉冲幅度就大，反之就小，这就决定了电源调整管的输出电压的大小。那么变压器次级输出的工作电压如何稳压呢，一般是在开关变压器上，单绕一组线圈，在其上端获得的电压经过整流滤波后，作为基准电压，然后通过光电耦合器，将这个基准电压返回振荡管的基极，来调整震荡频率的高低，如果变压器次级电压升高，本取样线圈输出的电压也升高，通过光电耦合器获得的正反馈电压也升高，这个电压加到振荡管基极上，就使振荡频率降低，起到了稳定次级输出电压的稳定，太细的工作情况就不必细讲了，也没必要了解的那么细的，这样大功率的电压由开关变压器传递，并与后级隔开，返回的取样电压由光耦传递也与后级隔开，所以前级的市电电压，是与后级分离的，这就叫冷板，是安全的，变压器前的电源是独立的，这就叫开关电源。说到这里吧。
开关条件
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