### 单端反激式开关电源设计步骤详解 反激式开关电源因其结构简单、成本低廉及适用范围广泛等特点，在小功率电源系统中被广泛应用。本文将基于给定的文件内容，详细介绍单端反激式开关电源的设计步骤，并对每个步骤进行深入解析。 #### 一、电源输出功率 首先需确定电源的输出功率 \( P_O \)，这一步骤至关重要，因为输出功率直接影响到后续设计中的元件选择。公式如下： \[ P_O = \sum_{i} (V_{OUT_i} \times I_{OUT_i} + V_{D_i}) \] 其中，\( V_{D_i} \) 为第 i 路输出整流二极管的正向导通压降。通常情况下，可以选择肖特基二极管或超快恢复二极管。如果采用肖特基二极管，则 \( V_{D_i} \) 大约为 0.4V；如果是超快恢复二极管，则 \( V_{D_i} \) 大约为 0.6V。 #### 二、输入端电容 输入端电容 \( C_{in} \) 的选择也非常重要，它直接影响到电源的稳定性。一般来说，其最小值应满足以下条件： \[ C_{in} \geq (2 \sim 3) \times \frac{P_O}{f_L} \] 这里，\( f_L \) 是交流输入电压的频率。 #### 三、输入最小直流电压 接下来需要确定输入的最小直流电压 \( U_{dcmin} \)，该值可以通过以下公式计算得出： \[ U_{dcmin} = \sqrt{2} \times U_{acmin} - \frac{2 \times P_O \times t_C}{f_L \times C_{in} \times \eta} \] 其中，\( t_C \) 为整流桥导通时间，通常取值为 3.2ms；\( \eta \) 表示电源效率。 #### 四、输入最大直流电压 输入的最大直流电压 \( U_{dcmax} \) 直接由交流输入最大电压 \( U_{acmax} \) 确定： \[ U_{dcmax} = \sqrt{2} \times U_{acmax} \] #### 五、最大占空比 在选择PWM控制芯片时，为了确保系统的稳定性，最大占空比 \( D_{max} \) 通常不超过 0.5。 #### 六、反激电压 反激电压 \( U_{OR} \) 可以通过以下公式计算： \[ U_{OR} = U_{dcmin} + U_{ds} - D_{max} \times (U_{dcmin} + U_{ds}) \] 这里，\( U_{ds} \) 为开关管饱和导通压降，一般取值为 10V。 #### 七、开关管漏源最低耐压 开关管的漏源最低耐压 \( U_{mos-min} \) 可以通过以下经验公式估算： \[ U_{mos-min} = 1.4 \times U_{dcmax} + 1.5 \times U_{OR} \] #### 八、工作模式与电流纹波峰值比 根据实际应用需求，可以设定变换器的工作模式为电流连续模式(CCM)或电流断续模式(DCM)。不同的工作模式对应不同的电流纹波峰值比 \( K_{RP} \)： - CCM 模式：\( K_{RP} < 1 \) - DCM 模式：\( K_{RP} = 1 \) #### 九、确定开关频率 开关频率 \( f \) 的选择需要考虑所选芯片的支持能力和开关管的开关能力。通常，开关频率的选择会影响到效率和成本之间的权衡。 #### 十、选择磁芯 磁芯的选择对于整个电源的性能有着至关重要的影响。面积乘积法是一种常用的计算方法，可以根据不同的工作模式计算出面积乘积 \( A_p \)： - CCM 模式： \[ A_p \geq \frac{1.5}{1-D_{min}} \times \frac{P_O}{f \times B_{m} \times J_k \times \eta} \] - DCM 模式： \[ A_p \geq \frac{1.5}{D_{max}} \times \frac{P_O}{f \times B_{m} \times J_k \times \eta} \] 这里，\( D_{min} \) 为最小占空比；\( B_{m} \) 为最大磁通密度；\( J_k \) 为电流密度。 #### 十一、确定电流平均值 原边电流平均值 \( I_{avgp} \) 的计算公式如下： \[ I_{avgp} = \frac{P_O}{U_{dcmax} \times D_{max} \times \eta} \] #### 十二、确定原边峰值电流 原边峰值电流 \( I_{pkp} \) 的计算公式为： \[ I_{pkp} = I_{avgp} \times \left(2 + \frac{1}{K_{RP}}\right) \] #### 十三、确定开关管能承受最小电流 开关管能承受的最小电流 \( I_{mos-min} \) 计算公式为： \[ I_{mos-min} = 1.5 \times I_{pkp} \] #### 十四、确定原边有效值电流 原边有效值电流 \( I_{rmsp} \) 的计算公式如下： \[ I_{rmsp} = I_{pkp} \times \sqrt{\left(\frac{1}{3} + \frac{1}{K_{RP}^2}\right)} \] #### 十五、确定初级电感量 初级电感量 \( L_p \) 的计算公式为： \[ L_p = \frac{U_{dcmax} \times D_{max}}{f \times I_{pkp} \times K_{RP}} \] #### 十六、确定最大磁通密度 最大磁通密度 \( B_m \) 一般取值范围为 0.2T~0.3T，以避免磁芯饱和。 #### 十七、原边匝数 原边匝数 \( N_p \) 的计算公式为： \[ N_p = \frac{1000 \times L_p}{I_{pkp} \times A_e \times B_m} \] 其中，\( A_e \) 为磁芯的有效截面积。 #### 十八、副边匝数 副边匝数 \( N_{si} \) 的计算公式为： \[ N_{si} = N_p \times \frac{V_{OUT_i} + V_{D_i}}{U_{OR}} \] #### 十九、偏置绕组匝数 偏置绕组匝数 \( N_B \) 的计算公式为： \[ N_B = N_p \times \frac{V_B}{U_{OR}} \] 这里，\( V_B \) 为偏置电压。 通过以上步骤，我们可以较为完整地完成单端反激式开关电源的设计。每一步都紧密关联，需要综合考虑电源的各项指标和实际应用需求来做出最佳选择。

内容概要：本文详细介绍了频率控制(PFM)与占空比控制(PWM)混合调制的LLC全桥谐振变换器闭环仿真模型。LLC全桥谐振变换器因其能够实现软开关、提升效率和降低损耗，在电源领域非常重要。文中通过MATLAB/Simulink搭建了主电路和控制部分，展示了如何根据输出电压和参考电压的误差选择不同的控制模式（PFM、PWM或混合模式），并提供了简化的MATLAB伪代码示例。通过调整谐振元件参数和控制模式切换阈值，可以优化变换器性能。 适合人群：从事电源系统研究的技术人员、高校师生以及对电力电子仿真感兴趣的爱好者。 使用场景及目标：适用于需要深入了解和研究LLC全桥谐振变换器及其控制方式的研究人员和技术开发者，旨在帮助他们掌握PFM与PWM混合调制的具体实现方法，从而提高电源系统的效率。 其他说明：文中提供的MATLAB伪代码为简化版本，实际应用时需根据具体情况进行调整和完善。

江苏启东电网位于电网的末端，35 kV及以上用户变电所只有几座，更多的是10 kV用户变电所。近期新增的10 kV用户很多，有的为开闭所式无保护，有的为完整的变电所模式，这类用户变电所配置了进线总保护、配电变压器保护。有的经一段电缆T接，供给另一个用户变电所，电缆两侧同样有断路器保护。保护层次增加，在10 kV线路保护定值及动作时间已较短的情况下，如何配合，保证在出现故障时可靠、合理地动作跳闸，不越级跳闸是比较棘手的问题。 1 事例分析 　　10 kV线路保护属于最末端保护，一般采用电流瞬时速断、定时速断和定时过流三段式，因上级定值限额的因素，时间只能设置0 s、0.3 s和0.5 s较 在电力系统中，10kV线路与用户保护定值的配合是确保电网稳定运行的关键。江苏启东电网的情况特殊，因为其35kV及以上变电站数量较少，而10kV用户变电所相对较多，这增加了保护配置的复杂性。随着新用户的增加，10kV线路的保护策略需要更加精细，以防止故障发生时的越级跳闸，确保故障隔离的准确性和系统恢复的快速性。 10kV线路通常采用电流瞬时速断、定时速断和定时过流三段式保护。由于上级保护定值的限制，这些保护的动作时间被设定为0s、0.3s和0.5s。在这样的情况下，合理配置各层次保护的定值变得尤为重要。对于用户变电所，不仅有进线总保护和配电变压器保护，还有可能通过电缆T接供给其他变电所，这就需要多层保护间的精确配合。 在定值整定过程中，首先需要考虑系统阻抗和短路电流。通过对不同运行方式下的阻抗和短路电流进行计算和比较，以确保保护装置在最小和最大短路电流下都能有效动作。例如，启亚船务的保护定值需与大同线定值配合，考虑到TA的过载问题，建议将TA变比从200/5更改为300/5，从而提高过流定值。 在具体变电所的保护设置上，如启亚船务#2变电所，1000kVA配电变压器配置了瓦斯保护、电流速断和定时过流等，其中电流速断定值需要避开励磁涌流和低压侧故障，而定时过流则要能避开最大负荷电流。类似地，启亚船务#1变电所的保护设定也需满足类似条件，确保在各种工况下保护设备能够准确判断并迅速动作。 过负荷告警和重合闸功能的设置也是关键，它能在过负荷时发出警告，并在故障清除后尝试重新合闸，以减少停电时间。对于10kV出线保护和用户过流保护，由于时间限制，必须精确调整以防止保护动作的不协调导致的不必要的停电范围扩大。 10kV线路与用户保护定值的配合是一个涉及系统稳定性、保护灵敏度和故障恢复速度的综合问题。通过严谨的计算和合理的配置，可以实现保护装置在故障发生时的快速响应，同时避免误动和越级跳闸，保证电力系统的安全、可靠运行。

基于BQ24200的太阳能供电电源设计 双电源切换 本文设计的太阳能供电电源， 由光伏电池、锂电池、锂电池充电管理单元、超级电容器组成。在阳光充足的情况下，利用太阳能对锂电池进行充电，并输出稳定电压，向用电装置供电；当阳光不 足或阴雨天气时，利用锂电池作为后备电源向用电装置供电；同时，采用超级电容器，利用其功率密度大的特点，使电源的负载适应能力(尤其是大功率脉动负载) 有较大的提高。 ### 基于BQ24200的太阳能供电电源设计 #### 一、引言 随着清洁能源的发展，太阳能作为一种可再生资源被广泛应用。针对野外设备如电力系统的输电线路、输电杆塔等的在线监测，由于地理位置偏远无法接入市电，太阳能供电成为一种可行的解决方案。本文介绍了一种基于BQ24200的太阳能供电电源设计，该电源设计结合了光伏电池、锂电池、锂电池充电管理单元以及超级电容器，以确保稳定可靠的电力供应。 #### 二、系统架构与工作原理 ##### 1. 系统架构 该太阳能供电电源系统主要由以下几个部分构成： - **光伏电池**：将太阳能转换为电能。 - **锂电池**：作为储能元件，存储由光伏电池产生的电能。 - **锂电池充电管理单元**：采用BQ24200芯片进行锂电池的智能充电管理。 - **超级电容器**：提供额外的能量支持，尤其在高功率脉冲负载情况下。 ##### 2. 工作原理 - **阳光充足时**：光伏电池将太阳能转换为电能，经过充电管理单元为锂电池充电。此时系统还可以输出稳定电压，直接向用电设备供电。 - **阳光不足或阴雨天气**：系统切换至锂电池供电模式，锂电池作为后备电源继续为用电设备供电。 - **超级电容器的应用**：利用其高功率密度的特点，提高电源的负载适应能力，特别是在应对大功率脉冲负载时表现出色。 #### 三、BQ24200特性与应用 BQ24200是一款专为单节锂粒子电池充电管理设计的芯片，具备以下特点： 1. **电流限制功能**：确保充电过程中不会超过安全电流阈值。 2. **低电压降**：适用于低电压降落的锂离子电池充电设计。 3. **集成500mA功率晶体管**：内部集成了功率晶体管，简化了电路设计。 4. **电压调整精度**：内部电压调整精度为0.5%，保证了充电电压的准确性。 5. **预充电功能**：对于深度放电的电池，先进行预充电修复。 6. **自动睡眠模式**：当输入电压较低时自动进入睡眠模式，减少功耗。 7. **充电状态指示**：提供充电状态指示信号，便于监控电池状态。 #### 四、系统设计细节 ##### 1. 太阳能电池板选择 - **功率选取**：根据实际需求选择合适的功率输出。 - **电压选取**：确保太阳能电池板的输出电压满足BQ24200的工作电压范围（最低门槛电压2.14V，最高工作电压16.5V）。 ##### 2. 蓄电池容量选择 蓄电池容量的选择需综合考虑夜晚用电需求和连续阴雨天气的供电需求，避免过小导致供电不足或者过大造成浪费和缩短电池寿命。 ##### 3. 温度限制 通过监测引脚TS对地的电压来实时监测电池温度。当温度超出设定范围时，BQ24200会停止充电以保护电池。 ##### 4. 超级电容器 超级电容器的加入提高了电源的负载适应能力，尤其是在面对大功率脉冲负载时。其高功率密度和快速充放电能力使得系统在短时间内提供大量能量成为可能。 #### 五、结论 基于BQ24200的太阳能供电电源设计不仅解决了野外设备的供电难题，而且通过智能化管理和高效储能技术实现了稳定可靠的电力供应。该设计不仅适用于电力系统的在线监测设备，还具有广泛的应用前景，如环境监测、安防系统等领域。未来，随着技术的进步和成本的降低，这种太阳能供电系统有望得到更广泛的应用。

在使用MOSFET设计开关电源时，大部分人都会考虑MOSFET的导通电阻、最大电压、最大电流。但很多时候也仅仅考虑了这些因素，这样的电路也许可以正常工作，但并不是一个好的设计方案。更细致的，MOSFET还应考虑本身寄生的参数。对一个确定的MOSFET，其驱动电路，驱动脚输出的峰值电流，上升速率等，都会影响MOSFET的开关性能。 当电源IC与MOS管选定之后，选择合适的驱动电路来连接电源IC与MOS管就显得尤其重要了。 一个好的MOSFET驱动电路有以下几点要求： 开关管开通瞬时，驱动电路应能提供足够大的充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值，保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡。 开关导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定且可靠导通。 关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放，保证开关管能快速关断。 驱动电路结构简单可靠、损耗小。 根据情况施加隔离。 下面介绍几个模块电源中常用的MOSFET驱动电路。 1、电源IC直接驱动MOSFET 图1 IC直接驱动MOSFET 电源IC直接

电源是电子设备不可或缺的组成部分，其质量和性能直接关系到设备的稳定运行和使用寿命。在硬件世界中，电源的制造涉及众多复杂的环节和技术，每一个环节都可能影响最终产品的性能与效率。电源的炼成过程中，首先需要进行电源设计，这一阶段涉及到电源的功率计算、电路设计、热设计以及安全规范等多个方面。设计师必须确保电源在各种工作环境下都能稳定输出所需的电压和电流，同时还要考虑效率和散热问题，以确保电源的安全性和长期稳定运行。 接下来是电源的元器件选择和采购环节，其中包含变压器、电容、电感、二极管、晶体管等关键元件的挑选。这些元件的质量直接影响到电源的性能和寿命。通常，质量可靠、稳定性高的元件能够带来更好的输出波形、更小的噪音以及更高的可靠性。 电源制造过程中的组装工艺是另一个关键步骤。组装过程需遵循严格的工艺流程，确保每一个焊点、每一个连接都达到高质量标准。自动化组装和手工焊接是目前两种主要的生产方式，自动化可以在很大程度上提高生产效率和一致性，而手工焊接则需要操作工人的高超技巧和丰富的经验。此外，对电源进行测试和老化处理也是必不可少的环节。通过模拟不同的工作状况来检测电源的性能，老化处理则可以剔除早期故障的产品，提高产品的可靠性。 随着环保和能效标准的不断提高，电源设计还需满足如80 PLUS、能源之星等国际标准。这就要求电源制造商在保证性能的同时，也要注重节能减排，从而减少电子垃圾的产生和对环境的影响。 电源的种类繁多，包括但不限于适配器电源、开关电源、线性电源、不间断电源（UPS）等。不同类型电源的设计和应用都有所区别，但其核心都是为了确保将电力安全、有效地转换到各种电子设备中。 电源产品的测试验证是确保其质量的关键一步。这包括但不限于输入输出电压和电流的稳定性测试、功率因数校正、谐波失真分析、转换效率测试、过载保护测试、短路保护测试等。这些测试对于电源长期稳定运行有着至关重要的意义。 随着科技的进步，电源制造也逐渐采用智能化和模块化设计，提高了电源的灵活性和适用性。这些新技术的应用也促进了电源产品的升级换代，满足了不断变化的市场需求。 电源制造是一门集电学、热学、机械学以及材料学等多学科交叉的技术工程，其背后蕴含的科学原理和技术挑战是极为丰富的。了解电源的炼成过程，不仅有助于我们更深入地认识电源这一幕后英雄，也为我们在选择和使用电源时提供了更多的参考依据。

内容概要：本文探讨了15kW充电桩的PSIM仿真设计，主要涉及三相维也纳PFC和三电平LLC的组合系统。系统输入为三相380Vac，输出为800Vdc。文中详细分析了这两种技术的工作原理及其在PSIM仿真实验中的表现，展示了它们在提高功率因数、降低谐波失真以及提升能量转换效率方面的优势。仿真结果显示，三相维也纳PFC显著提高了功率因数，减少了谐波失真；而三电平LLC则在800Vdc的输出电压下保持了高效的能量转换和平稳的电压电流波形。此外，文章还提出了未来优化控制策略的方向。 适合人群：从事电力电子、电动汽车充电设备研发的技术人员，尤其是对PSIM仿真工具和高效直流电源解决方案感兴趣的工程师。 使用场景及目标：适用于需要深入了解充电桩内部工作原理和技术细节的研究人员和工程师。目标是帮助他们掌握三相维也纳PFC和三电平LLC的具体应用方法，以便应用于实际项目中。 其他说明：本文不仅提供了详细的理论分析，还包括了部分仿真代码，有助于读者更好地理解和复现实验结果。

内容概要：本文详细介绍了三相维也纳PFC开关电源这一成熟技术。首先概述了三相维也纳PFC的基本概念及其在电力系统中的重要性，强调其用于改善电力质量和提高功率因数的作用。接着阐述了开关电源的核心技术，特别是三相AC输入无桥PFC和±400V DC输出的特点。文中还展示了一个简化的PFC控制代码片段，解释了如何通过调整开关电源的导通时间来实现功率因数校正。最后提到该技术已经在市场上稳定运行两年，并成功量产，提供了完整的源代码、原理图和PCB等资料。 适合人群：从事电力电子技术研发的专业人士、对开关电源技术感兴趣的工程师和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于需要高效、稳定电力供应的工业设备和电子产品制造商，旨在帮助他们理解和应用三相维也纳PFC技术，提升产品的电力性能。 其他说明：文中提供的资料和代码片段有助于加速新技术的研发和现有系统的改进，同时也为相关领域的研究提供了宝贵的参考资料。

在电子工程领域，LDO（低压差线性稳压器）是一种广泛应用于各种电子设备中的线性稳压电源模块。它的作用是将输入电压稳定在设定值，为负载提供稳定的电源供应。LDO线性稳压电源布局布线是一项专业性较强的工作，其设计质量直接关系到整个电路的性能和可靠性。 LDO的设计需要考虑其性能参数，包括输入和输出电压范围、输出电流、静态电流、压差电压和输出噪声等。这些参数决定了LDO的工作条件和应用范围。在布线设计前，必须仔细分析这些参数，并根据实际应用需求进行合理选择。 布线设计时要考虑到LDO的工作原理。LDO通过调整内部晶体管的导通状态，以保持输出电压的稳定。因此，布局布线时需注意晶体管的热管理，避免因过热而影响LDO的性能和寿命。 接着，PCB布局布线的过程中，应确保输入和输出电容的摆放位置合理，以利于电源的稳定性和响应速度。输入输出端口应该远离噪声源，比如高速数字信号电路，以减少噪声对LDO输出的干扰。同时，对于LDO的反馈电阻网络的布局也要足够细致，因为这些元件的布局会影响LDO的稳定性和准确性。 另外，LDO的布局布线要尽量减少走线的长度，特别是输出线的长度，以减小电感效应，提升电源的稳定性。在PCB上走线时，应尽量使用宽而短的铜箔线路，以减小电阻损耗。同时，合理设计PCB的电源层和地层，有助于提升电源的整体性能。 LDO的设计要进行充分的仿真和测试。通过仿真可以预先发现潜在的问题，优化布线设计。而实际测试则能验证设计是否达到了预期的性能指标。在测试过程中，除了关注LDO的稳压性能外，还应关注其温度特性、负载响应和长期可靠性等。 总结而言，LDO线性稳压电源布局布线是一个需要细致规划和严格要求的过程。它涉及到电路的性能、稳定性和可靠性等多个方面。设计人员必须具备深厚的电子电路知识，对LDO的工作原理和性能参数有充分的理解，才能在布局布线中做出合理的设计决策。通过专业的布局布线设计和严格的测试，可以确保LDO线性稳压电源在各种应用中都能发挥出良好的性能。

反激式开关电源设计方案：高效稳定输出12V 6A电源，附完整原理图、PCB工程文件和BOM表，即刻投入生产使用,反激式开关电源设计方案：详细解析12V 6A输出原理图，附PCB工程文件和BOM表，直接使用指南,反激式开关电源设计方案，12V6A输出，有完整原理图，PCB工程文件，BOM表，可直接使用。 ,反激式开关电源设计; 12V6A输出; 完整原理图; PCB工程文件; BOM表; 可直接使用;,反激式电源设计，12V6A高效输出，完整文件及原理图供现成使用 在当前电子工程领域，反激式开关电源设计作为实现高效稳定能量转换的一种关键技术，始终扮演着重要角色。它在提供稳定电压输出的同时，具备高效能、低功耗的特点，对于电子设备的正常运行至关重要。具体来说，一款针对12V 6A输出设计的反激式开关电源，不仅要求具备高度的稳定性和可靠性，还要求设计者必须具备深厚的电源管理知识和实践经验。 本设计方案通过提供完整的原理图、PCB工程文件和BOM表，使得设计者能够迅速理解设计方案的每一个细节，并且可以直接投入生产使用。完整的原理图是设计的基础，它详细描述了电路的工作流程和各组件之间的关系。原理图对于初学者来说，是一个了解电源工作原理、深入学习电源设计的重要工具。同时，对于有经验的工程师来说，原理图同样是设计过程中的关键参考，能够帮助他们检验电路设计的正确性，并进一步优化电源的性能。 PCB工程文件则是根据原理图设计的电路板文件，它包含了电路板的设计规格、元件布局和走线信息。PCB文件是将电源设计从理论转化为实体产品的核心资料。在制作PCB时，需要考虑诸多因素，如元件的热分布、电磁兼容性、信号完整性等，只有通过精确的PCB设计，才能确保电源板在实际运行中的性能稳定。 BOM（物料清单）表则详细列出了制作该电源所需要的所有电子元件和材料，包括元件的型号、规格、数量以及来源等。BOM表是生产管理中的重要文件，它确保生产过程中的采购、仓储、物流等环节能够准确无误地进行。一个详尽准确的BOM表，对于控制生产成本、提高生产效率具有重要作用。 本设计方案的特点在于其实用性和综合性。文档中不仅包含了上述各种重要文件，还提供了一份详细的使用指南，指导用户如何根据这些文件进行生产。此外，设计文件在内容上涵盖了从理论到实践的各个方面，使得整个设计方案不仅是一个理论模型，而是一个可以立即操作的生产工具。 反激式开关电源设计方案的实战解析部分，从设计到实践的每个步骤都进行了深入的分析。这种从理论到实践的深度解析，对于电源设计者来说是宝贵的学习资源，它不仅能够帮助设计者掌握反激式开关电源的设计技巧，还能够提供实战经验，帮助他们更好地解决在实际应用中可能遇到的问题。 反激式开关电源设计方案为电子工程师提供了一套完整的工具和方法，使其能够在最小的资源投入下，实现12V 6A高效稳定输出的电源设计。通过这些详细的设计文件和解析，设计者不仅能够快速掌握电源设计的核心技术，而且能够直接应用于生产实践，大大缩短了研发周期，降低了产品开发的风险。对于那些希望建立在大数据背景下对电源系统进行优化和管理的工程师来说，本设计方案同样提供了极具价值的参考和借鉴。