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开关电源设计要点点播开关电源保护电路设计资料(转载)

2021-10-11 本站作者 【 字体:

%评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作,必须设计多种保护电路,比如防过压、欠压、过热、过载等保护电路。本人自毕业后一直从事接触开关电源设计工作,到2011年,也有些年头了,当然自己也写过不少文章、心得,今天心血来潮把之前在发帖最多的一个网站上的帖子都找了出来,做了个汇总。欢迎同行交流。ps:你可以怀疑我在为自己做宣传,但不可否认的是,如果你对开关电源保护电路设计有兴趣,那看这些文章一定对你有帮助。
  
  开关电源驱动保护电路
  本文介绍开关电源中常规驱动与保护电路的工作原理,在此基础上分析驱动保护二合一电路的工作原理、特点、应用,详情请点击以下链接。
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=24146&extra=page=10
  
  常用保护电路:
  1、开关电源常用的几种保护电路
  在电气技术指标满足正常使用要求的条件下,为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作,必须设计多种保护电路,比如防浪涌的软启动,防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。本文介绍了几种电源开关的常用保护电路,详情请点击以下链接。。
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=2643&extra=page=13
  
  2、几种实用的直流开关电源保护电路
  由于开关电源中控制电路比较复杂,晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差,在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全,根据了直流开关电源的原理和特点,设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路,详情请点击以下链接。。
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=3654&extra=page=17
  
  开关电源电磁兼容/电磁干扰:
  1、开关电源电磁兼容及其研究新进展
  介绍了开关电源技术发展面临的EMC挑战,开关电源电磁干扰发射形成和传播,开关电源电磁干扰发射的抑制以及开关电源电磁兼容研究新进展等内容,详情请点击以下链接。
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=9901&extra=page=15
  
  2、分析几种有效开关电源电磁干扰抑制
  具体分析开关电源电磁干扰的产生机理,介绍目前几种常用的抑制干扰措施,详情请点击以下链接。
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=24151&extra=page=11
  
  开关电源的几种热设计方法
  由于开关电源中使用了大量的大功率半导体器件,如整流桥堆、大电流整流管、大功率三极管或场效应管等器件。它们工作时会产生大量的热量,如果不能把这些热量及时地排出并使之处于一个合理的水平将会影响开关电源的正常工作,严重时会损坏开关电源.为提高开关电源工作的可靠性,热设计在开关电源设计中是必不可少的重要一个环节,本文介绍了从使用散热器、冷却风扇、金属PCB、散热膏等这几个角度考虑的电源热设计,详情请点击以下链接。
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=35496&extra=page=10
  
  开关电源欠压保护电路的设计
  本文介绍的开关电源欠压保护电路,欠压检测与反馈控制合用同一只光耦,可以对电源输出欠压作出准确灵敏的反应并充分利用了3842自身的电路特点,使用简单的阻容元件实现了欠压保护电路的自动恢复功能,详情请点击以下链接
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=35497&extra=page=10
  
  开关电源过载保护电路设计
  基于 UC3842 的反激式开关电源 ,文中从原理和实验两方面分析了恒功率控制和恒电流控制的过载保护电路 ,阐述了各自的特点 ,并提出了一种适用于短暂过载场合的延时锁定关断过载保护电路 ,实验证明此电路工作于保护模式时开关元件无开关应力 ,为高峰值负载电源过载保护电路的设计提供了一种有效的方法,详情请点击以下链接。
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=19001&extra=page=10
  基于uc3842的开关电源保护电路的改进
  UC3842是美国Unitrode公司生产的一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片,它具有管脚数量少,外围电路简单等特点,因而得到了广泛的应用,但随着UC3842开关频率的提高,由它构成的开关电源的保护电路也出现了许多问题,本文论述了以电流控制型脉宽调制芯片uc3842构成的开关电源的原理,分析了其保护电路的缺陷,并提出了一种改进方法,详情请点击以下链接。
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=15309&extra=page=13
  开关电源可靠性设计方案及测试规范探讨
  开关电源的可靠性设计方案
  介绍了开关电源电气可靠性工程设计技术、电磁兼容性设计技术、电源设备可靠性热设计技术、安全性设计技术和三防设计技术等内容。详情请点击以下链接:
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=72444&extra=page=6
  
  开关电源测试规范探讨
  
  探讨输入电压影响输出电压的几个指标形式、负载影响输出电压的几个指标形式、纹波电压的几个指标形式、电气安全要求和电磁兼容试验等内容,详情请点击以下链接:
  http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=35989&extra=page=10

  
  中心议题:
   * 开关电源设计要点解析
  解决方案:
   * 降低开关变压器的损耗
  
  开关电源某些参数做得不好会造成EMC难过关、待机功耗大、效率不高。如何减小开关电源的待机功耗、提高开关电源的效率是全球电源行业共同关注的问题。本 文配图讲述绿色开关电源设计要点。
  
  
  电子元件技术网上有段话:随着现代科学技术的发展,器件的性能提高,特别是节能型电源芯片如雨后春笋般涌现,加上电路设计的成熟,要设计效率高、待机功耗小的节能型开关电源已是不 太难的事情,设计节能型开关电源正是适应了节能减排的需求。近几年来,美国“能源之星”的实施对设计和制造高性能的节能型开关电源起到了推波助澜的作用。
  
  符合“能源之星”的开关电源又叫“绿色开关电源”,针对开关电源的“能源之星”已经有了多个版本,随着版本的升级,开关电源的效率越来越高,待机功 耗越来越小,但设计难度也会越来越大。开关电源的效率一般在满载输出功率时测试,但CEC(美国加州)及“能源之星”规范中对设计的平均效率是在负载的四 个测试点进行实际测量,这四个点是:25%,50%,75%及1 0 0%,设计是有一定难度的。开关电源设计要点点播开关电源保护电路设计资料(转载)(图1)
  
  本人现在以图一的电路图为例,以美国加州能源之星法案(Ⅳ等级)Table U-2(2008年1月执行)为设计依据来阐述设计绿色开关电源的要点。美国加州能源之星法案(Ⅳ等级)Table U-2的要求如下:
  
  注意1:表中Pn是外置型开关电源的标准输出功率,Ln是自然对数。
  
  注意2:美国加州“能源之星”是强制执行的,是美国加州地方法规。进入美国加州的商品开关电源必须遵守这一法规。我国不少厂商是按照美国加州“能源 之星”法案来设计和生产绿色开关电源的。
  
  
  
  图一所示是输出为12V3A的并联型反激式开关电源,作为14英寸至17英寸的液晶显示器的电源适配器之用。
  
  绿色开关电源的设计要点  
  
  绿色开关电源的主要内容是效率高,待机功耗小。36W的效率要求大于83%,待机功耗要小于0.5W。现在的电源芯片供应商提供的一般都是绿色电源 芯片,待机功耗一般都会很小。但是,效率高除了与芯片有关外,还与其它器件有流+反向漏电流 Idss×反压,用6N60加散热器可满足要求。
  
  二次整流管工作在高频脉冲状态下,在12V3A输出时,要求工作耐压大于输出电压的4 倍,工作电流大于输出电流的3倍,用耐压60V,工作电流为16A的SB1660肖特基二极管可满足要求,但一定要加散热器。
  
  电源芯片的功耗越小越好,因为它除了影响整机效率和待机功耗外,还涉及整机的工作稳定性,其功耗越大,温升越高,工作越不稳定。如昂宝公司的绿色开 关电源芯片 0B2269AP,其正常工作功耗小于30mW,工作稳定。
  
  5) 软件设计
  从我爱方案网的那些经典方案案例中我们可以知道,软件设计是整个方案的经脉,它直接决定了整个方案的运行质量和效率,同时是体现出方案的功能及可靠性。STC11F02芯片的片内程序是在软件开发环境Keil uVision2下进行编写的,该程序的重点在于模拟SPI通信协议,理论设计的时序波形如图所示。软件代码由C语言实现,通过示波器观测到单片机模拟出来的SPI波形如图5所示。其中Tek1为SDI;TeK2为CLK;TeK3为LE;TeK4为OE,满足设计要求。
  
  
  SPI时序图(http://www.52solution.com/供图)
  
  
  SPI波形
  首先将SPI模拟程序模块化,主要是为了方便调用;在整个流程中改变最多的是缓冲器内的数据,数据改变,相应的显示效果就会变化;连续的数据变化产生了不同的点灯,这也就展现了护栏灯多彩耀眼的特色。
  
  我爱方案网作其小结
  
  本护栏灯设计方案是1米长的单元模块,更长的护栏距离需要将这些小单元级联起来,提高控制信号的驱动能力即可。选取16通道的LN0134芯片是为了提高LED灯的数量,依照芯片的性能参数,改变电源的供给电路可更好地扩展应用电路,驱动更多LED灯。选取STC11F02芯片是为了节约成本,简化主控单元。本方案总体设计遵循了可靠、简单、实用的原则,为更多的护栏效果提供了借鉴和帮助。
  
  
  
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