内容概要：本文介绍了BoostPFC闭环CRM开关电源模型的Matlab仿真方法及其应用场景。BoostPFC（升压功率因数校正）技术旨在提升电源效率和电网质量。文中详细讲解了闭环控制策略、CRM临界导通模式以及ZCS零电流关断技术的应用。通过MATLAB 2017b搭建的仿真模型，展示了如何构建BoostPFC电路模型，添加闭环控制和CRM控制逻辑，最终实现ZCS零电流关断的设计。此外，还提供了简单的代码示例和详细的代码分析，帮助读者理解如何根据CRM模式生成控制信号及优化电路参数。 适合人群：电力电子领域的初学者和技术爱好者，特别是对开关电源设计感兴趣的工程技术人员。 使用场景及目标：①掌握BoostPFC的工作原理和优势；②学会利用MATLAB/Simulink进行电力电子系统的建模与仿真；③深入理解闭环控制、CRM模式和ZCS技术的具体实现方式。 其他说明：推荐配合相关书籍和在线资源一起学习，以便更好地理解和应用所学知识。

家用空调控制器电源采用开关电源方案是空调产品发展的最终趋势。NCP1014单片开关电源方案具有性能稳定可靠、使用灵活、电路简单、成本低廉等优点，在家用空调控制电源中具有相当大的应用市场。如有需要，利用NCP1014也可设计多路输出式开关电源，其要点是电源总的输出功率等于各路输出功率之和。 空调控制器的电源设计是空调系统中的关键环节，随着技术的发展，开关电源方案逐渐成为家用空调控制器的首选。本文主要探讨了采用NCP1014单片开关电源方案的优势及其在空调控制器中的应用。 NCP1014单片开关电源方案因其性能稳定、使用灵活、电路简洁和成本低廉等特性，在家用空调控制器市场上具有广泛的应用前景。这种方案不仅能够提供稳定的电源输出，还能适应各种输入电压变化，提高了空调控制器的可靠性。对于家用空调来说，传统低频铁芯变压器的线性电源方案存在诸多问题，例如输出电压受市电波动影响、继电器工作不稳定、热损耗大以及使用寿命缩短等。这些问题在NCP1014方案中得到了有效解决。 NCP1014单片开关电源的特性包括： 1. 可以通过最少的外围元件构建隔离式、高效率的开关电源，其电压调整率和负载调整率优于低频线性电源，同时提高了转换效率。 2. 动态自供电技术允许在功率小于5W时省去辅助电源绕组，简化了高频变压器的设计。 3. 内置700伏高压MOS功率开关管，可适应宽电压输入范围，并可在连续模式（CCM）和不连续模式（DCM）下工作。 4. 超低功耗，空载时整机功耗低于100毫瓦，采用外部偏置供电时可实现低峰值电流的频率跳变模式，减少噪声。 5. 电流模式控制提供了快速动态负载响应，内置软启动电路确保开机时无电流和电压过冲。 6. 完善的保护功能，包括短路自动重启动、开环故障检测、过压锁定、限流保护和过热保护，简化了外部电路设计。 NCP1014在空调控制器中的典型应用是采用反激式拓扑结构的10瓦隔离式电源，设计时需要考虑高频功率开关变压器、初级输入滤波电容等关键元件的参数。例如，开关变压器的电感量应根据工作模式选择，而初级滤波电容C1和C2则用于平滑输入电压，消除100赫兹纹波。 NCP1014单片开关电源方案为家用空调控制器提供了高效、可靠的电源设计方案，克服了传统线性电源的不足，有利于提升空调产品的整体性能和使用寿命，从而在空调制造行业中得到广泛应用。

在现代电子设计领域中，开关电源作为一种高效、小巧且灵活的电源解决方案，占据了重要的地位。开关电源能够将一个电压转换为另一个不同的电压值，广泛应用于各种电子设备中。本文档提供的资源是关于220V交流电转换为24V、12V以及5V直流电的开关电源设计资料，包括了详细的设计原理图、PCB布局图以及物料清单（BOM）。 我们来探讨开关电源的基本工作原理。开关电源通过利用高频开关技术，快速地在导通和截止之间切换，从而实现能量的转换和调节。这一过程通常包括以下几个关键部分：输入滤波器、整流电路、开关元件、变压器、输出整流和滤波电路以及反馈控制电路。 在220V转24V/12V/5V的开关电源设计中，首先通过整流电路将交流电转换为脉冲直流电。接着，开关元件（如MOSFET或IGBT）开始工作，通过高速的开关动作使得变压器两侧的电压发生变换。变压器是开关电源中非常关键的组件，它不仅提供电气隔离，还能够根据所需的输出电压和电流来设计不同比例的匝数比。在变压器的次级侧，脉冲电流经过整流和滤波处理后输出稳定的直流电压。反馈控制电路根据输出电压的反馈值来调整开关元件的工作频率或占空比，以保证输出电压的稳定。 在设计开关电源的过程中，工程师需要考虑多个因素，如效率、稳压精度、输出电流、电源的尺寸和重量以及散热问题等。为此，本文档中提供的原理图和PCB布局图就显得尤为重要。原理图揭示了电路的工作原理和各个元件之间的电气连接关系；而PCB布局图则提供了电路板的设计细节，包括元件的布局和走线。这些信息对于制作实际的电路板、调试以及后期的维护都有着不可替代的作用。物料清单（BOM）详细列出了构成电源的所有元器件，包括它们的型号、规格以及数量，是采购元件和组装电源的必要依据。 220V转24V/12V/5V开关电源的设计并不简单，它要求工程师不仅要精通电子电路的设计，还要能够考虑到电路的实际应用环境和条件。此外，电源设计还需要符合相关的安全标准和电磁兼容性要求，以确保其在各种环境下的安全和稳定运行。 在制作和使用开关电源时，还应特别注意一些实际问题，比如如何防止过载、过热、短路等问题，以及如何保护电路免受冲击电流的损害。这些问题的解决方案通常需要在电路设计阶段就考虑进去，比如增加保险丝、热敏电阻、稳压二极管等元件。 开关电源的设计是一个复杂而精细的过程，需要多方面的知识和技能。本文档提供的220V转24V/12V/5V开关电源设计资料对于学习和掌握开关电源的设计具有很高的参考价值。通过原理图和PCB布局图的学习，可以帮助电子工程师更好地理解开关电源的工作原理，并在实际工作中设计出高效、稳定且可靠的电源产品。

用Buck-Boost变换器实现PFC和半桥驱动输出pdf,用Buck-Boost变换器实现PFC和半桥驱动输出

开关电源是一种将交流电或高压直流电转换为低压直流电的电力转换装置，广泛应用于各种电子设备中。在本主题中，重点是介绍一款能够处理4-60V输入电压范围，具有大电流和高功率特性的开关电源控制器。这款控制器能够实现高效能的能源转换，确保在宽输入电压范围内稳定工作。 描述中提到的"Current Mode, Synchronous Step-Down Controller"是指电流模式同步降压控制器。这种类型的控制器采用电流模式控制技术，通过监控输出电流来调整开关元件的占空比，从而精确控制输出电压。同步降压则意味着该控制器使用两个开关管（一个开关MOSFET用于导通，另一个用于关断），以减少开关损耗，提高效率，并支持更高的输出电流。 "4-60V输入"表明该控制器设计用于处理广泛的输入电压，这使得它适合应用在各种电源环境中，包括汽车、工业和家用设备等，这些场景中的电源电压可能有很大波动。 "大电流"和"高功率"特性表明该控制器能够处理大负载，提供高功率输出。这对于驱动大功率设备，如LED照明、电池充电器或者高性能计算模块来说至关重要。高功率开关电源需要高效的热管理，以防止过热并确保长期可靠性。 压缩包中的文件名称列表中，我们看到几个PDF文档，如MP2918.pdf、mpq2918.pdf、MPQ2908A.pdf、MP2908A.pdf和EV9928.pdf，这些都是可能与该开关电源控制器相关的数据手册或应用笔记。这些文件通常会包含以下内容： 1. MP2918/MPQ2918/MP2908A系列：这些可能是具体的控制器型号，每个PDF可能包含了这些器件的详细规格、电气特性、封装信息、引脚配置、电路图、工作原理、推荐的应用电路以及性能测试结果。 2. EV9928：这个可能是评估板的资料，包含评估板的硬件设计、连接指南、测试程序和性能评估数据，帮助用户快速理解和验证控制器在实际系统中的表现。 通过深入研究这些文档，工程师可以学习如何正确地使用这些控制器设计开关电源，包括如何选择合适的元器件、如何优化布局以降低电磁干扰（EMI）、如何进行热设计以及如何进行调试和故障排查。同时，这些资料也会提供必要的软件工具和固件信息，以便于进行闭环控制和保护功能的设置。 这一系列开关电源控制器设计用于处理宽输入电压、大电流和高功率应用，结合提供的PDF文档，为设计人员提供了全面的技术支持，以构建高效、可靠的电源解决方案。

EMC（Electromagnetic Compatibility）即电磁兼容，是电子设备或系统在复杂的电磁环境中保持正常运行，同时不对其它设备造成难以忍受的电磁干扰的能力。EMC涉及的技术主要分为两类：EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）和EMS（Electromagnetic Susceptibility，电磁抗干扰性）。本文将围绕EMI展开讨论，涉及传导干扰、辐射干扰、电流谐波、电压闪烁等概念，并将分享一些在开关电源EMI整改方面的实际经验。 EMI的传导干扰和辐射干扰分类是基于干扰传播方式的不同，其中传导干扰沿着导体传播，辐射干扰则是通过空间以电磁波形式扩散。EMI的大小与电流、回路面积和频率的平方成正比。在EMI测试中，FCC Part 15J Class B和CISPR22等标准对传导干扰提出了具体的测试频率和限制要求，这些测试可利用频谱分析仪进行。而辐射干扰测试则需要在专门的实验室进行，这是因为辐射干扰在高频段内传播，且需要特殊的测量环境。 EMI的测试等级通常分为Class A和Class B，Class A适用于工业环境，而Class B针对的是民用环境。Class A的标准相对宽松，而Class B则更为严格。在辐射测试中，Class B通常要求产品在30MHz至230MHz的频率范围内辐射限值不超过40dBm，而Class A的限制是50dBm。在EMI测试时，如果观察到的波形超过Class B但低于Class A的限制，则说明产品符合Class A的规范。 EMS涉及的是设备在经受外界电磁干扰时保持正常工作的能力。按照测试结果，EMS可分为四个等级：Class A表示测试后设备仍正常工作；Class B表示测试完成或测试中需要重启后能正常工作；Class C表示需要人工干预后能正常重启；Class D表示设备损坏，无法正常启动。对于不同等级的EMS，对应的设备电磁抗干扰能力也有所不同。 在EMI电路设计方面，X电容和Y电容是两种常用的滤波元件。X电容主要用来抑制差模干扰，其电容量越大，对低频干扰的抑制效果越好；Y电容则用于抑制共模干扰，同样电容量越大，抑制低频干扰的能力越强。Y电容通过建立一个低阻抗回路，能够短路掉流向地的电流，从而抑制共模干扰。共模电感和差模电感则分别用来抑制共模干扰和差模干扰，其电感量越大，抑制效果越好。 在开关电源设计阶段，通常会采用交流输入EMI滤波器来抑制干扰。干扰电流在导线上传输时可以分为共模方式和差模方式。共模干扰存在于任何一相对大地或中线对大地之间，主要是由电压变化率（du/dt）产生的。而差模干扰存在于电源相线之间，大小相等但方向相反。在设计EMI滤波器时，需要考虑干扰源、耦合通道和接收器三个要素，它们共同构成了电磁干扰的三要素。 在进行开关电源设计时，了解EMC标准、EMI和EMS的分类、测试方法及对应等级，以及滤波元件的选择和应用，对于确保产品的电磁兼容性至关重要。通过合理的电路设计和滤波器配置，可以有效减少开关电源的电磁干扰，并提高其在各种电磁环境中的稳定性和可靠性。这些知识点对于解决EMI问题、提高产品竞争力具有重要的实用价值。

开关电源的输出电压Vo是由一个控制电压Vc来控制的，即由Vc与锯齿波信号比较，产生PWM波形。根据锯齿波产生的方式不同，开关电源的控制方式可分为电压型控制和电流型控制。电压型的锯齿波是由芯片内部产生的，如LM5025，电流型的锯齿波是输出电感的电流转化成电压波形得到的，如UC3843。对于反激电路，变压器原边绕组的电流就是产生锯齿波的依据。 开关电源的环路设计与仿真是一项关键的技术环节，它直接影响着电源系统的稳定性和效率。开关电源的核心在于通过控制电压Vc来调整输出电压Vo，这一过程通常涉及到比较Vc与锯齿波信号，生成脉宽调制（PWM）波形。根据锯齿波的生成方式，开关电源分为电压型控制和电流型控制。 电压型控制的开关电源，如使用LM5025芯片，其锯齿波由内部产生。而电流型控制，如UC3843，锯齿波来源于输出电感电流转换的电压。对于反激电路，变压器原边绕组的电流被用来产生这个锯齿波。输出电压Vo与控制电压Vc的比值定义为未补偿的开环传递函数Tu，它在频率响应分析中以Bode图的形式展现。 电压型控制的电源，如非隔离的BUCK电路，其Tu具有双极点特性；而电流型控制的电源，如同样是非隔离的BUCK电路，Tu则表现为单极点。不同电路的Tu可以通过参考相关资料获取。 在计算机仿真环节，开关电源的建模和分析基于开关平均模型，该模型忽略了高频开关分量，仅保留低频分量。例如，CCM（连续导电模式）BUCK电路中，通过直流扫描确定静态工作点，交流扫描则得到Tu的Bode图。在DCM（断续导电模式）BUCK中，Tu变为单极点函数。类似地，CCM BOOST电路和带变压器隔离的电流型电路，如BUCK电路，也需要采用相应的模型进行仿真，以确保计算的准确性。 在实际电路中，控制占空比d的方法有电压控制和电流控制。电压控制通过GAIN放大器，其放大倍数等于锯齿波幅值的倒数。电流控制则是利用电流互感器将输出电感电流转换为电压信号，然后通过比较产生PWM波形。 举例来说，电压型控制的CCM BUCK和电流型控制的CCM BUCK，它们的仿真电路分别加入了GAIN和电流互感器，以实现对Vc到Vo的传递函数Tu的仿真。带变压器隔离的电流型电路，如使用UC3843，其内部运放和反馈回路共同作用产生控制电压Vc，且需要考虑变压器变比和斜坡补偿。 开关电源的环路设计和仿真是一门深奥的学问，涉及到电路原理、控制策略和信号处理等多个方面。通过精确的建模和仿真，设计者能够优化电源性能，确保系统在各种工况下的稳定运行。

内容概要：本文详细介绍了基于PSIM平台搭建的48V90A移相全桥开关电源的数字控制仿真模型。该电源采用移相全桥拓扑结构和中心抽头整流，输入电压为400V，输出稳定在48V/90A。文中重点讨论了恒压环和限流环的闭环控制系统的设计与实现，包括移相角控制、PID调节以及滞回比较机制的应用。此外，还探讨了数字控制带来的挑战如采样延迟，并提出了相应的解决方法，如预测补偿和前馈控制。最终，通过动态响应测试验证了系统的性能。 适合人群：电力电子工程师、从事开关电源设计的研究人员和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于需要深入了解移相全桥开关电源数字控制原理及其仿真实现的人群。目标是掌握移相全桥电源的工作机制、数字控制策略以及优化技巧。 其他说明：文中提供了部分关键代码片段（如移相角调整、电流模式切换）供读者参考，有助于理解和实践数字控制的具体实现。同时强调了仿真过程中需要注意的问题，如避免数值溢出、确保系统稳定性等。

在开关电源领域中，高频变压器是至关重要的组件，它主要负责电压、电流和阻抗的变换。高频变压器的核心组成部分是铁芯或磁芯，以及线圈。根据线圈的绕组数量，分为初级线圈和次级线圈。磁芯的形状对于变压器的性能有着重大影响，不同的磁芯形状在结构、尺寸、成本、散热性能、屏蔽效果等方面各有优劣。 1. 罐型磁芯：罐型磁芯将骨架和绕组几乎完全包裹，因此具有出色的EMI屏蔽效果，尺寸符合IEC标准，互换性佳。但由于其形状不利于散热，不适宜在大功率变压器和电感器中使用。此外，罐型磁芯的成本相对较高。 2. RM型磁芯：与罐型磁芯相比，RM型磁芯通过切掉侧面设计，改善了散热性能和引线引出的便利性，节约了约40%的安装空间。尽管屏蔽效果略逊于罐型，但仍然具备一定的屏蔽能力。RM型磁芯适合平面变压器或直接安装到电路板上，且可以实现扁平化设计。 3. E型磁芯：E型磁芯在成本上更具优势，制造和组装过程简便，是目前应用最为广泛的磁芯类型。其缺点是不能提供自我屏蔽。E型磁芯的散热效果良好，适用于大功率电感器和变压器，并且可以进行多方向安装和叠加使用。 4. EC、ETD和EER型磁芯：这几种磁芯结构介于E型和罐型之间，具有良好的散热和空间利用率。它们能提供更大的截面空间，适合低压大电流的应用。中心柱的圆柱形设计减少了绕组长度和铜损，同时避免了绕组线材绝缘被棱角破坏的问题。 5. PQ型磁芯：PQ型磁芯专门针对开关电源的电感器和变压器设计。它优化了磁芯体积、表面积与绕组绕制面积之间的比率，在最小体积和重量下获得最大输出功率，占用最小的PCB安装空间，设计使磁路截面积更统一，减少了工作热点。 6. EP型磁芯：EP型磁芯具有圆形中心柱，结构立体，除接触PCB板一端外，完全包裹绕组，屏蔽效果非常好。独特的形状减少了磁芯装配时的气隙影响，提供了较大的体积和空间利用率。 7. 环型磁芯：环型磁芯对制造商来说是最经济的选择，其成本相对较低，不需要额外的骨架和组装费用，适合使用绕线机进行绕制。在可比的磁芯中，屏蔽效果也相当不错。 通过上述分析可以看出，不同形状的磁芯在开关电源中具有不同的特点和适用场景，设计者需要根据具体的应用需求和条件选择最合适的磁芯形状，以确保变压器的性能和效率最大化。

在探讨开关电源变压器设计时，主要关注的是反激式开关电源变压器的设计。反激式变换器是一种常见的开关电源拓扑结构，它将电能转换为磁能储存于变压器中，然后在开关管关闭时释放磁能转换为电能输出。在设计反激式开关电源变压器时，必须遵循一系列的设计步骤和计算公式以满足技术要求。下面将详细介绍相关的知识点。 变压器的技术要求包括输入电压范围、输出电压和电流值、输出电压精度、效率η、磁芯型号、工作频率、最大导通占空比Dmax以及最大工作磁通密度Bmax。这些参数在设计变压器之前需确定，它们将直接影响到变压器的尺寸、材料选择和效率。 在设计时要估算输入功率、输出电压、输入电流和峰值电流。通过计算出总的输出功率，可以估算输入功率，公式为Pin = Pout / η。此外，还需计算最小和最大输入电流电压，公式为Vin(min) = Vout(min) / 1.414(DCV)，Vin(max) = Vout(max) / 1.414(DCV)。峰值电流的估算则需考虑电路类型和设计的拓扑结构，例如对于Buck电路，K值为1.4；对于半桥和正激电路，K值为2.8；对于Boost、Buck-Boost和反激电路，K值为5.5。 第三步是确定磁芯尺寸。确定磁芯尺寸有两种方法，一种是根据制造厂提供的图表选择，图表会展示不同输出功率下的磁芯尺寸推荐值。另一种是采用计算方式，这要求假定变压器为单绕组，并考虑安规要求来调整绕组面积和磁芯尺寸。单绕组电感的磁芯尺寸可以用公式0.68Poutdw / Bmaxff来计算，其中Pout是变压器的总输出功率，dw是导线的截面积，Bmax是最大工作磁通密度，ff是工作频率。通过计算得出的磁芯尺寸需要使用窗口利用因数进行校正，以确保符合变压器的实际情况。 在确定了磁芯尺寸之后，接下来是计算变压器的窗口利用因数。窗口利用因数会受到变压器结构、隔离要求和标准的影响。例如，若变压器为反激式，一个二次绕组，根据所满足的标准和绕组数量的不同，窗口利用因数也会有所不同，从1.1到1.4不等。 设计反激式开关电源变压器时，除了上述技术要点，还需要关注其他一些细节，如磁芯的选择，它是设计过程中的关键因素之一。磁芯材料的选择决定了变压器的磁通密度Bmax，进而影响变压器的体积和重量。此外，工作频率的选择也会影响变压器的设计和性能，高频工作将导致磁芯损耗增加，而低频工作则需要更大的磁芯。 变压器设计还涉及到热管理问题，因为变压器在运行时会产生热量。因此，设计时需要充分考虑散热问题，确保变压器的温升在安全范围内，以保证电路的稳定性和变压器的寿命。 通过上述步骤和计算公式，可以设计出满足特定技术要求的开关电源变压器。这些知识点对于开关电源变压器的设计人员来说至关重要，并且在实际设计工作中具有很强的指导意义。