杭电电子设计课件-电源系统设计1.ppt.ppt

1、 电源系统设计电器和电子产品中常用的直流稳压电源有两种：A、线性直流稳压电源 B、非线性直流稳压电源(开关电源)稳压电源的主要技术指标:A、额定输出电压B、最大输出电流C、输出电压容差D、输入电压范围E、输出电压纹波F、负载效应G、源效应H、输入功率因数PFI、输入电流谐波THDJ、工作环境条件：如温度、湿度等 常用的稳压管有：On semi公司（安森美），ST公司等的IN5000系列： IN5333 3.3V 5W, IN5338 5.1V 5W IN5919B 5.6V 3W, IN5925 10V 3W NXP公司：BZX84系列： BZX84B5V6 5.6 0.25W BZX84C1

2、5 15V,0.25W 常用功率有:1/4,1/2W,1W,2W,3W,5WLZOUTINIIUUR1一、线性直流电源一、线性直流电源1、常用稳压器件1)稳压二极管 参数：a、稳压电压 b、额定功率 c、稳定电流范围IZ取稳压管最大工作电流的中间值2）三端稳压器 78系列，最大输入电压35V，输出电流1A，输出电压误差5% 常用型号: 7805，7806，7808，7809，7812，7815，7818，7824（40V) 78M系列，最大输入电压35V,输出电流500mA, 78L系列，最大输入电压32V,输出电流100mA, 78系列三端稳压器要求输入与输出间压差在3V以上。否则输出电压不

3、能稳定。 78系列为正极性稳压器与之对应的有负极性稳压器79系列。 如：7905(-5V),7909（-9V）,7912(-12V),79L05(-5V,100mA)等78，79系列内部具有过流过温等保护功能，可靠性高，价低，最致命的缺点，所需入、出压差大，即功耗大。3）输出电压可调三端稳压器 常用三端可调稳压器有：LM317)1 (25. 125. 111RRVRRRVVVVWOUTWWOUTBBOUT调节RW大小，即可方便的改变输出电压。最大输入电压40V，最大输出电流1.5A，最大输出电压32V,最小输出1.25V，电压调节范围：1.25V32V/1.5A。4）低压差稳压器 78、79系

4、列稳压器价格低，但缺点入出间所需压差大，从而引起功率耗大，电源效率低，尤其对电池供电产品非常不利。 常用低压差稳压器生产公司:TI公司、ONSEMI、MAXIM、NATIONAL，如TI产品： A、750系列，TL750L05 2.55元/每片 输出稳压值5V,最大输出电流150mA ,最大输入26V,精度4%。 典型压差电压VIN-VOUT-=0.2V-0.6V , 最大压差0.6V 该系列有:TL750L08,750L10,750L12 B、TPS7350 5V/500mA 12.5元/每片 输出稳压值5V,最大输出电流500mA ,最大输入10V,精度2%。 I0=10mA， 5mV压差

5、 I0=100mA， 50mV压差 I0=500mA， 270mV压差C、MAXIM产品： MAX85565)基准稳压电源 A/D转换器，D/A转换器常需用高精度基准电压即要求基准参考电压不仅稳定，温度系数也要求小，时漂也要求小。只有这样才能保证有较高的电压采样精度。 常用电压基准片有：输入均4.530V左右LM336B-2.5 2.5V, 1%, 10mA , 温度系数:20ppmv/LM385B-2.5 2.5V, 1.5%, 10mA, 温度系数: 20ppmv/MC1403 2.5V, 0.025V, 10mA , 10ppmv/AD580 2.5V0.4%, 10mA, 10ppmv

6、/以上稳压电路的 输入电压范围：4.5V30V TL431是输出电压可调的基准电压源：IOUT=100150mA, VREF=2.5V, 电压温漂30ppm/,最大输入电压36V.refVRRV)1 (210上式中Vref=2.5V红线输出:2.5V 高精度基准芯片：6)负电源输出对于用电池供电的产品如何减少电池数量，为整机线路的某些IC（如双电源供电的运放）提供一组负电源是电子产品设计经常会碰到的一个小问题。对于小电流产品可用ICL7660(max1044)解决。ICL7660主要技术指标：工作电压范围：1.5v10v转换效率:98%正电源输入，负电源输出最大输出电流: 50mA C1和C2

7、称为泵电容，一般取10uF，耐压电源供电电压V+对于大电流输出可用开关电源中的CUK电路解决。二、开关电源设计开关电源分二类：A、DC/DC B、AC/DCA、DC/DC 直流电源设计：非隔离式和隔离式1、直流降压斩波电路（BUCK）：Uout=DUin=UinTon/T2、直流升压斩波电路直流升压斩波电路（BOOST）Uout=Uin T / Toff3、升降压和极性反转电路（CUK电路）Uo=-E Ton/Toff4、多功能DC/DC控制芯片:5、隔离式DC/DC变换器6.多路输出混合电源芯片: 芯片共有196脚，采用BGA封装，具有串行通信接口，既可控制各路电源是否工作，又能设定各路电压

8、大小，从而使电源效率达到最高。PHILIPS也有类似芯片。B、AC/DC开关电源设计1.1 设计要求已知条件： 输入电压 AC：85256V 输出功率PO=15W 输出电压：7.5V 纹波电压: 50mV1.2 电路结构选择考虑功率较小,可选择单端反激式,主要选择Advanced Power Integration 公司集成控制芯片: TOP202VDS=700V, DMAX=0.6 P=15W30W, FS=100KHZ主要参数和电路结构见手册1.3高频变压器设计A、计算最大和最小输入电压:VVacVVCtfPVVincLac37522652maxmax93338.0)2.36021(152

9、)8522()21(2)2(min02min1.3 高频变压器设计高频变压器设计A、计算最大和最小直流输入电压（加到变压器初级）:Vmin=1.1Vacmin=1.185=93 VVmax=1.4142Vacmax=1.4142265 =375 VAVPIAVG2 .0938 .015min0B、输入电流平均值C、输入电流峰值 取1， DMAX取0.6D、输入电流有效值PRRPRPAVGPIIKADKII66. 06 . 0) 12(22 . 0)2(2maxAKKDIIRPRPMAXPRMS27. 037 . 057. 0) 13(2E、计算变压器初级电感量5.0,)21()1(10206取

10、为变压器总损耗为副边损耗式中ZPPPPZKKIfsZPLLLSLLSRPRPPPmHH775.010775.078.2110125.115105 .0166.010100)8 .08 .02 .05 .0(1510336236F、计算变压器原副边匝比3.156.016.05.15.719310MAXMAXDDSMINSPDDVVVVNN选PC40 RM6磁芯。 其饱和磁通密度BT=390mT，有效截面积Ae=37mm2 ，电感系数AL=1600nH/N2由初级电感量LP估算原边匝数： 考虑实际使用时变压器须加气隙，故单位匝数的电感量将下降,故可取： NP=225=50匝)(2516001010

11、160066无气隙匝PPLN匝27.33.15503.15PSNN副边实取4匝，则对应原边调整为15.34=61匝G、计算变压器气隙mmcmTAeBILLgMAXPP67.0067.025.6424.037.0)339.0(66.010775.04.04.022322H、变压器线径计算原边线径：mmmmAISDRMSP15.027.0)/(4442副边线径：mmISDRMSS798.02240uFFUFDICMINOUT13310005.08.005.010100)6.01(2)1(6300H、输出滤波电容计算I、输出整流二极管选择次级峰值电流：ANNIISPPSP103 .1566. 0选择10A,60V以上快恢或肖特基二极管如：IR 公司肖特基: MBR2080CT 80V/10A ，VFM=0.7V, TO-220