### 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。

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

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。

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。

引言       近年来，随着我国农产品需求量的增加，农业自动化水平的提高，以及大量农业机械、电气照明和温控设备的增加，农业电耗逐年增加，生产成本不断提高。随着电子技术的迅猛发展，开关稳压电源已作为一种较理想的电源为人们所使用，其运用功率变换器进行电能变换，能够在满足各种农业用电的前提下，降低电耗，其高效节能可带来巨大的农业经济效益。然而当前的农业用开关稳压电源，虽然体积小，效率高，但输出电压的纹波较大 ,难以保证输出电压高稳定性，常常影响农用机械和电气设备的连续生产，反而增加了耗能。为此，本文提出一种新的带过载保护的开关稳压电源设计方案，能为农用大型机械和农业照明设备电路提供稳定的电源，具 电源技术在农业领域的应用日益广泛，特别是在农业自动化和电气设备的增多背景下，高效节能的开关稳压电源成为了农业电耗管理的关键。开关稳压电源利用功率变换器转换电能，能在满足农业用电需求的同时，降低能耗，对于农业经济的可持续发展具有重要意义。然而，现有的农业用开关稳压电源存在着输出电压纹波大、稳定性不足的问题，这不仅影响了农用机械和电气设备的连续运行，还可能导致额外的能耗。 针对这一问题，本文提出了一种新的带过载保护的开关稳压电源设计方案，旨在为农用大型机械和农业照明设备提供更稳定、可靠的电源。设计的核心是优化DC2DC主回路拓扑电路，以降低输出电压纹波，提升电源稳定性。方案比较了三种常见的主回路设计方案：单端正激式电路、全桥整流式电路和双管推挽放大电路。单端正激式电路结构简单，但效率不高，全桥整流式电路虽适合高压环境但损耗较大，而双管推挽放大电路在保证较低损耗的同时，输出电压更为稳定，因此被选为最优方案。 在控制方法上，文章探讨了键控、稳压及显示控制的两种策略，即数字芯片方案和嵌入式方案。数字芯片方案虽然理论可行，但在实际操作中控制和显示较为困难；相比之下，嵌入式方案采用51单片机进行控制，配合以7279为核心的按键扫描显示模块，具有编程简便、控制灵活、显示易实现的优点，因此被采纳。在PWM芯片的选择上，文章推荐使用SG3525，因其驱动能力强、性能稳定且外围电路简洁。 此外，设计还包含了过流保护自动控制功能。文章比较了纯硬件实现和软件实现两种方式。纯硬件实现虽然逻辑性强，但参数选择严格，实施难度较大；软件实现则通过单片机监控负载电平，控制SG3525的shutdown端，更便于系统控制和调整，更适合本系统的需求。 这种新型的开关稳压电源设计方案结合了优化的电路拓扑、高效的控制策略和智能的保护机制，旨在解决现有农业电源的不足，为农业电气设备提供更高效、安全的电源保障，具有广泛的应用潜力和良好的发展前景。

线性稳压电源因其设计成熟、成本合理，能满足中小功率电子设备的一般稳压要求，在其基本设计基础上不断的技术改进更拓展了其应用范围。文章阐述了对于多路输出的稳压电源，通过选择一路电压作为主电路的辅助电源，避免了输入电压波动或负载变化对工作状态参数的干扰，维护了主电路放大器独立的工作环境，拓展了输出电路功能又减少了单元电路设计，是对基本设计的一种特色改进。文章中稳压电源的线路分析、核心元件计算，为精确选择或替代元件提供了一定参考价值。

4 驱动电源实验结果 　　实验用压电陶瓷驱动电源的稳压电源采用长峰朝阳电源公司的4NIC-X56ACDC 直流电源，输出电压精度≤1%,电压调整率≤0.5%,电压纹波≤1 mV（RMS）、10 mV（P-P）。测量设备采用KEITHLEY 2000 6 1/2Multimeter. 　　首先对DAC输出分辨率进行测量，ARM控制器输出持续5 s的阶跃信号，同时在DAC输出端对电压信号进行测量，将测量结果部分显示见图8.图8 中显示AD5781的输出电压分辨率可达3.89e-5 V,即38.9 μV. 　　在模拟电路中，噪声是不可避免的。对于压电驱动电源来说，噪声的等级限制了驱动电源的输出

内容概要：本文针对全国大学生电子设计竞赛（电赛），从历年试题解析、备赛经验分享、代码程序资源推荐三个方面展开，帮助参赛者高效备赛。历年试题分为电源类、控制类、信号处理与通信类题目，详细介绍了各类题目的典型实例及其考察重点。备赛经验涵盖组队分工、时间管理、硬件设计与软件优化技巧。代码程序资源推荐了开源平台、常用算法代码示例及仿真调试工具。最后提供备赛资源清单和常见问题解决方案，强调备赛是对技术、耐力与团队协作的全面考验。 适合人群：准备参加全国大学生电子设计竞赛的本科生及研究生。 使用场景及目标：①理解电赛历年试题的核心考点和技术要求；②掌握高效的备赛策略和技巧，包括团队协作、时间管理和技术实现；③获取丰富的代码资源和工具支持，提高备赛效率和成功率。 阅读建议：本文内容详实，建议读者根据自身情况重点学习试题解析部分，结合实际备赛阶段参考备赛经验和代码资源，确保理论与实践相结合，全面提升参赛能力。