单片开关电源的快速设计方案【实用3篇】
单片开关电源的快速设计方案 篇一
随着科技的不断进步，电子设备在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。而电源作为电子设备的核心部件之一，其设计方案的优劣直接影响到设备的性能和稳定性。本文将介绍一种快速设计单片开关电源的方案，帮助工程师们在开发过程中更高效地完成任务。
首先，我们需要选择一款合适的单片开关电源芯片。市场上有许多厂家提供的芯片供选择，我们需要根据设备的功率需求、输入电压范围、输出电压和电流等因素进行选择。同时要注意芯片的稳定性和可靠性，选择知名厂家的产品更为可靠。
接下来，我们需要设计电源的输入和输出电路。输入电路主要包括滤波电容、整流二极管和输入限流电阻等元件，用于保证输入电流的稳定和滤波。输出电路则需要根据设备的需求选择合适的电感、电容和输出电阻等元件，以及保护电路，用于保证输出电压的稳定和可靠性。
在设计过程中，需要注意电源的稳定性和效率。稳定性可以通过添加负载调整电路和反馈电路来实现，确保输出电压和电流的稳定。而效率则可以通过合理选择元件和布局来提高，减少能量的损耗。
此外，保护电路也是设计中重要的一部分。保护电路主要包括过流保护、过压保护、过温保护等功能，用于保护电源和设备的安全。这些保护电路可以通过集成在芯片上，也可以通过外部元件实现。
最后，进行电源的布局和调试。布局时需要注意元件之间的间距和信号线的走向，避免干扰和误差。调试时需要使用示波器和多用表等工具，对电源的输入和输出进行测试，确保其性能和稳定性达到预期。
综上所述，单片开关电源的快速设计方案包括选择合适的芯片、设计输入和输出电路、保护电路以及布局和调试。通过合理的选择和设计，可以快速完成电源的设计，并保证其性能和稳定性，从而提高设备的可靠性和工作效率。
单片开关电源的快速设计方案 篇二
随着电子设备的普及和应用范围的扩大，单片开关电源的设计需求也越来越迫切。在这篇文章中，我们将介绍一种快速设计单片开关电源的方案，帮助工程师们在设计过程中更高效地完成任务。
首先，我们需要选择一款合适的单片开关电源芯片。市场上有许多不同厂家提供的芯片可供选择，我们需要根据设备的功率需求、输入电压范围、输出电压和电流等因素进行选择。同时要注意芯片的稳定性和可靠性，选择知名厂家的产品更为可靠。
接下来，我们需要设计电源的输入和输出电路。输入电路主要包括滤波电容、整流二极管和输入限流电阻等元件，用于保证输入电流的稳定和滤波。输出电路则需要根据设备的需求选择合适的电感、电容和输出电阻等元件，以及保护电路，用于保证输出电压的稳定和可靠性。
在设计过程中，需要注意电源的稳定性和效率。稳定性可以通过添加负载调整电路和反馈电路来实现，确保输出电压和电流的稳定。而效率则可以通过合理选择元件和布局来提高，减少能量的损耗。
此外，保护电路也是设计中重要的一部分。保护电路主要包括过流保护、过压保护、过温保护等功能，用于保护电源和设备的安全。这些保护电路可以通过集成在芯片上，也可以通过外部元件实现。
最后，进行电源的布局和调试。布局时需要注意元件之间的间距和信号线的走向，避免干扰和误差。调试时需要使用示波器和多用表等工具，对电源的输入和输出进行测试，确保其性能和稳定性达到预期。
综上所述，单片开关电源的快速设计方案包括选择合适的芯片、设计输入和输出电路、保护电路以及布局和调试。通过合理的选择和设计，可以快速完成电源的设计，并保证其性能和稳定性，从而提高设备的可靠性和工作效率。
单片开关电源的快速设计方案 篇三
单片开关电源的快速设计方案(一)
内容摘要：单片开关电源是国际上90年代才开始流行的新型开关电源芯片。本文阐述其快速设计方法，TOPSwitch-GX是2000年底国际上最新推出的第四代单片开关电源系列产品。文中介绍了TOPSwitch-GX的工作原理，重点阐述其测试技术，包括对TOPSwitch-GX集成电路、开关电源稳压性能及高频变压器电气性能的测试，TOPSwitch-GX系列是美国Power Integra-tions公司继TOPSwitch-GX、 TOPSwitch-GX-II和四代单片开关电源集成电路，现已作为主流产品进行推广，可广泛用于仪器仪表、笔记本电脑、移动电话、电视机、DVD、摄录像机、手机电池充电器等领域。对TOPSwitch-GX系列单片机开关电源的测试是一项新技术，它对于评价单片开关电源的技术指标至关重要。
关键词：单片开关电源快速设计；击穿电压；稳压性能
目 录
引言1
第 一 章 宽范围输入且输出为5V时PD与η，PO的关系曲线2
第 二章 正确选择TOPSwitch－II芯片的方法5
2．1利用上述关系曲线迅速确定TOPSwitch－II芯片型号的设计程序如下5
2．2下面将通过3个典型设计实例加以说明5
第 三 章 根据输出功率比来修正等效输出功率等参数8
3．1修正方法8
3．2相关参数的修正及选择8
第 四 章2TOP开关结构及工作原理11
4.1结构11
4.2工作原理11
结 论14
致 谢15
引 言
开关电源被誉为高效节能型电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。半个世纪以来，开关电源大致经历了四个发展阶段。早期的开关电源全部由分立元件构成，不仅开关频率低，效率不高，而且电路复杂，不易调试。20世纪70年代研制出的脉宽调制器集成电路，仅对开关电源中的控制电路实现了集成化。80年代问世的单片开关式稳压器，将脉宽调制器、功率输出级、保护电路等集成在一个芯片中，但需配工频变压器与电网隔离，从本质上讲它仍属于DC／DC电源变换器。直到如年代中、后期，随着各种类型单片开关电源集成电路(以下简称单片开关电源)的问世，AC／DC电源变换器的集成化才终于变成了现实。
单片开关电源集成电路具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等优点，能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源。各种单片开关电源自1994—2000年陆续推出以来，逐渐显示出其强大的生命力，目前已成为国际上开发中、小功率开关电源、精
第 一 章 宽范围输入且输出为5V时PD与η，PO的关系曲线
宽范围输入时PD与η，PO的关系曲线
PO/W
图1-1宽范围输入且输出为5V时PD与η，PO的关系曲线
图1-2宽范围输入且输出为12V时PD与η，PO的关系曲线
图1-3固定输入且输出为5V时PD与η，PO的关系曲线
TOP221～TOP227系列单片开关电源在宽范围输入（85V～265V）的条件下，当UO=＋5V或者＋12V时，PD与η、PO的关系曲线分别如图1、图2所示。这里假定交流输入电压最小值Uimin=85V，最高
η/％(Uimin=85V)
η/％(Uimin=195V)
交流输入电压Uimax=265V。图中的横坐标代表输出功率PO，纵坐标表示电源效率η。所画出的7条实线分别对应于TOP221～TOP227的电源效率，而15条虚线均为芯片功耗的等值线。
第 二章 正确选择TOPSwitch－II芯片的方法
2．1利用上述关系曲线迅速确定TOPSwitch－II芯片型号的设计程序如下
（1）首先确定哪一幅曲线图适用。例如，当Ui=85V～265V，UO=＋5V时，应选择图1。而当Ui=220V(即230V－230V×4.3％)，UO=＋12V时，就只能选图4；
（2）然后在横坐标上找出欲设计的输出功率点位置（PO）；
（3）从输出功率点垂直向上移动，直到选中合适芯片所指的那条实曲线。如不适用，可继续向上查找另一条实线；
（4）再从等值线（虚线）上读出芯片的功耗PD。进而还可求出芯片的结温（Tj）以确定散热片的`大小；
（5）最后转入电路设计阶段，包括高频变压器设计，外围元器件参数的选择等。
2．2下面将通过3个典型设计实例加以说明
例1：设计输出为5V、300W的通用开关电源
通用开关电源就意味着交流输入电压范围是85V～265V。又因UO=＋5V，故必须查图1所示的曲线。首先从横坐标上找到PO=30W的输出功率点，然后垂直上移与TOP224的实线相交于一点，由纵坐标上查出该点的η=71.2％，最后从经过这点的那条等值线上查得PD=2.5W。这表明，选择TOP224就能输出30W功率，并且预期的电源效率为71.2％,芯片功耗为2.5W。
若觉得η=71.2％的效率指标偏低，还可继续往上查找TOP225的实线。同理，选择TOP225也能输出30W功率，而预期的电源效率将提高到75％，芯片功耗降至1.7W。
根据所得到的PD值，进而可完成散热片设计。这是因为在设计前对所用芯片功耗做出的估计是完全可信的。
例2：设计交流固定输入230V±15％，输出为直流12V、30W开关电源。
图2-1固定输入且输出为12V时PD与η，PO的关系曲线
η/％(Uimin=195V)
图2-2宽范围输入时K与Uimin′的关系
图2-3固定输入时K与Uimin′的关系
根据已知条件，从图4中可以查出，TOP223是最佳选择，此时PO=30W，η=85.2％，PD=0.8W。
例3：计算TOPswitch－II的结温
这里讲的结温是指管芯温度Tj。假定已知从结到器件表面的热阻为RθA(它包括TOPSwitch－II管芯到外壳的热阻Rθ1和外壳到散热片的热阻Rθ2)、环境温度为TA。再从相关曲线图中查出PD值，即可用下式求出芯片的结温：
Tj=PD·RθA＋TA(1)
举例说明，TOP225的设计功耗为1.7W，RθA=20℃/W，TA=40℃，代入式（1）中得到Tj=74℃。设计时必须保证，在最高环境温度TAM下，芯片结温Tj低于100℃，才能使开关电源长期正常工作。
第 三 章 根据输出功率比来修正等效输出功率等参数
3．1修正方法
如上所述，PD与η，PO的关系曲线均对交流输入
