第四讲电源系统设计精选文档.ppt

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1、第四讲电源系统设计本讲稿第一页，共四十九页 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 BZX84C15 15V,0.25W 常用功率有:1/4,1/2W,1W,2W,3W,5W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本讲稿第二页，共四十九页2）三端稳压器 78系列，最大输

2、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。本讲稿第三页，共四十九页本

3、讲稿第四页，共四十九页本讲稿第五页，共四十九页3）输出电压可调三端稳压器 常用三端可调稳压器有：LM317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。本讲稿第六页，共四十九页4）低压差稳压器 78、79系列稳压器价格低，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150m

4、A,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 I0=100mA，50mV压差 I0=500mA，270mV压差本讲稿第七页，共四十九页C、MAXIM产品：MAX8556本讲稿第八页，共四十九页本讲稿第九页，共四十九页5)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

5、。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/以上稳压电路的 输入电压范围：4.5V30V本讲稿第十页，共四十九页 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.上式中Vref=2.5V红线输出:2.5V 本讲稿第十一页

6、，共四十九页本讲稿第十二页，共四十九页本讲稿第十三页，共四十九页高精度基准芯片：本讲稿第十四页，共四十九页本讲稿第十五页，共四十九页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。本讲稿第十六页，共四十九页二、开关电源设计开

7、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/T本讲稿第十七页，共四十九页2、直流升压斩波电路直流升压斩波电路（BOOST）Uout=Uin T/Toff本讲稿第十八页，共四十九页本讲稿第十九页，共四十九页3、升降压和极性反转电路（CUK电路）Uo=-E Ton/Toff本讲稿第二十页，共四十九页4、多功能DC/DC控制芯片:本讲稿第二十一页，共四十九页本讲稿第二十二页，共四十九页本讲稿第二十三页，共四十九页本讲稿第二十四页，共四十九页三、程控电源设计三、程控电源设计1.设计任务设计

8、任务 设计一个输出电压步进可调的数控电压源，并由数码管或LCD显示其电压输出值。具体要求如下：p输入电压：10p输出电压：1.55Vp输出步进单位：0.02Vp输出纹波电压：mVp输出额定电流：1Ap输出电压由数码管显示p由“+”、“-”键分别控制输出电压的步进增减p具有输出过流保护功能，输出电流达1.5A时，切断输出回路本讲稿第二十五页，共四十九页本讲稿第二十六页，共四十九页本讲稿第二十七页，共四十九页本讲稿第二十八页，共四十九页本讲稿第二十九页，共四十九页本讲稿第三十页，共四十九页本讲稿第三十一页，共四十九页本讲稿第三十二页，共四十九页本讲稿第三十三页，共四十九页本讲稿第三十四页，共四十九

9、页本讲稿第三十五页，共四十九页本讲稿第三十六页，共四十九页本讲稿第三十七页，共四十九页本讲稿第三十八页，共四十九页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:本讲稿第三十九页，共四十九页本讲稿第四十页，共四十九页本

10、讲稿第四十一页，共四十九页1.3 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 VB、输入电流平均值本讲稿第四十二页，共四十九页C、输入电流峰值 取1，DMAX取0.6D、输入电流有效值本讲稿第四十三页，共四十九页E、计算变压器初级电感量本讲稿第四十四页，共四十九页F、计算变压器原副边匝比选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匝本讲稿第四十五页，共四十九页副边实取4匝，则对应原边调整为15.34=61匝G、计算变压器气隙H、变压器线径计算原边线径：本讲稿第四十六页，共四十九页副边线径：H、输出滤波电容计算I、输出整流二极管选择次级峰值电流：本讲稿第四十七页，共四十九页选择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本讲稿第四十八页，共四十九页本讲稿第四十九页，共四十九页