电源设计范文

电源设计范文第1篇

但我的朋友又披露了另一个统计数字：他设计的典型电路板上有约30个独立的电源网络。每个电源网络都有不同的标称电源电压、精度以及调整率；在有些情况下，这些标称电压只相差十分之几伏。再则，每个电源网需要有自己的稳压器以及一系列去耦电容器，以便控制从近乎直流直至几百千赫带宽内的旁路阻抗。设计师必须分析并实现每个电源网络的供电与返回路径，以及大量的PCB板走线。在最终设计中，直流电源子系统的走线与电容器要占去电路板面积的一大部分。设计师必须精心建立所有这些因素的模型，以确保电流路径得当，以及IR压降很小。在达到这些电流电平时，这可不是件简单的工作。

然而，高质量电源子系统与其配电系统之间却存在一个难题。尽管供电在任何系统中都是一种不可或缺的功能，但它却无法获得用户的直接赞赏或认同。用户需要的是额外的特性、功能和性能；供电被看作设计中固有的部分。增加特性有利于营销宣传，并获得更多的利润，而电源网络的元件成本和占板面积却没有这些好处。事实上，有些人会把电源子系统占用的电路板面积看作没有意义的负担，就像财务部门或邮件收发室一样。

我希望，你作为系统设计师或电路设计师能对物料清单上的元器件的选择产生重大影响。我的这位朋友指出，为最大限度地减小电源网络的负担，你可以做几件基本工作。首先，要帮助电源子系统设计师开发设计一组基本的稳压器（可以使用线性稳压或开关稳压技术），这样，你就可以在电路板上重用这些设计。为了使这项工作有价值，你还应该根据每一个标称电压来平衡电流负载，使之处于同一范围内，因为你找不到一种经济实惠设计能支持10mA和1A两种负载。

其次，你还必须律已。面对浩瀚的IC世界，切忌贪婪心态。要选择那些共同使用标称电压较少的元件。要努力寻找符合数据表规格的部件，尽管其电源调整率为5%，因为更严格的规格会限制电源的灵活性。要使用标准的多输出电源的电压组合（最好来自多个厂家），这样就可以成对地选择不同的输出电流和调整率，以支持多个IC，而不是仅仅支持一两个IC。

电源设计范文第2篇

作者：李雅静 单位：铁道第三勘察设计院集团有限公司电化电信处

蓄电池组容量计算根据《铁路通信电源设计规范》，沈阳通信站及GSM－R核心网机房－48V高频开关电源设备配置2组蓄电池组，并联使用，且2组蓄电池组的容量相等，每组蓄电池组的容量为总容量的二分之一，蓄电池组的后备时间按1h设计［1-2］。－48V蓄电池组容量的计算公式如式（式略）其中，对于通信站，蓄电池放电小时数T=1h，η=0.55;对于中间站，蓄电池放电小时数T=3h，η=0.75。如不考虑温度影响，对于通信站，计算公式可简化为（式略）沈阳通信站及GSM－R核心网机房直流用电设备由传输系统、接入系统、数据网、调度通信系统、GSM－R数字移动通信系统核心网设备等部分构成，总功耗约为40kW。由式经计算可知，沈阳通信站及GSM－R核心网机房－48V高频开关电源配置2组蓄电池，每组1000AH，各为蓄电池总容量的50%，后备时间1h。整流设备容量计算沈阳通信站及GSM－R核心网机房高频开关电源整流模块按N+1冗余方式配置。根据规范规定，当N≤10时，备用1块;当N＞10时，每10只备用1块［1］。电源输出总电流是由N个整流模块并联输出得到，并考虑整流器的N+1备份保护设计，则高频开关电源整流模块计算公式（式略）UPS电源容量计算沈阳通信站及GSM－R核心网机房共用主机房和电源室，故在本次交流供电系统的设计中共用1套UPS不间断电源设备和交流分配柜(除GRIS设备，GRIS设备电源系统设计方案见。UPS交流不间断电源容量计算公式UPS容量=负载功耗/功率因数/转换效率式中，功率因数＞0.8;转换效率≥90%［2］。对于不间断电源UPS，当输出功率为UPS的额定输出功率的60%～80%时，UPS工作在最佳运行状态，且UPS的实际功率不宜长期超过额定功率的80%［5］。沈阳通信站及GSM－R核心网机房交流用电设备由综合视频、综合网管、时间同步、电源及环境监控、数据网网管、OMC－R、接口检测服务器、接口监测存储器、接口监测采集器、无线网管中心端等部分构成，总功耗为54kW(除GRIS设备及网管终端的功耗3kW)。由式经计算可知，沈阳通信站及GSM－R核心网机房UPS交流不间断电源设备总容量为90kVA。1+1双母线并机方案设计沈阳GSM－R核心网机房GRIS设备采用1+1并机双总线供电方案，故为GRIS设备单独设置4套20kVAUPS不间断电源设备，构成1+1并机双总线供电方案，（式略）4套20kVAUPS设备的交流输入由高频开关电源的交流分配柜提供。UPS1和UPS2共用1组蓄电池和交流输出分配柜;UPS3和UPS4共用1组蓄电池和交流输出分配柜。2个STS切换柜PDU配电单元同时为负载供电，最终实现1+1双母线并机方案。UPS蓄电池组容量计算沈阳通信站及GSM－R核心网机房UPS蓄电池组的设计采用恒电流法，后备时间按1h设计［1-2］，详细计算公式（式略）根据以上公式，沈阳通信站及GSM－R核心网机房配置90kVAUPS，后备时间1h，根据规范要求，配置2组蓄电池且并联使用。由式分别计算可知，沈阳通信站及GSM－R核心网机房90kVAUPS电源共配置12V200Ah蓄电池2组，每组60只;核心网GRIS设备4组20kVAUPS电源共配置12V100Ah蓄电池2组，每组32只。高频开关电源交流输入配电柜容量计算高频开关电源交流配电柜容量计算式中，V交流取值为380V或220V，通信站均为380V;功率因数按0.8计算;转换效率按0.9计算［2］。经计算可知，沈阳通信站及GSM－R核心网机房应配置380V/400A交流配电柜，为高频开关电源整流设备和UPS设备供电。

由于电源室与沈阳通信站及GSM－R核心网机房的距离较大，传输线的微小电阻也会造成很大的压降和功率损耗，造成电源传输损耗大、线缆芯径粗等问题。由于与交流电源相比，直流电源电压较小，因此这一问题对直流电源配线的影响更为严重。考虑到通信电源系统的供电方式不同，在对通信设备供电电源线缆选型时，应该逐段进行分析计算，逐段确定电源线缆的型号。电源线缆的选择需要考虑以下两点。(1)《铁路通信电源设计规范》(TB10072—2000)规定:－48V电源供电馈线的截面设计应满足通信设备供电需要、强度要求，直流放电回路全程最大电压降宜按3.2V计算。［1］(2)交流供电馈线的截面设计应考虑电缆允许的通流量的大小:70mm2以下的电缆按照4A/mm2的通流量计算;90mm2以上的电缆按照2.5A/mm2的通流量计算。直流电源配线计算直流列头柜容量计算对于沈阳通信站及GSM－R核心网机房，核心网设备列总功耗最大，包括MSC、SGSN、GGSN及GPRS接入路由器等设备，设备功耗共计2.3kW，故以此为例说明－48V直流列头柜容量的具体计算方法。对于直流列头柜，总熔断器的容量一般为列头柜负载的1.1～1.5倍(一般取1.3倍)。经计算可知，设备载流量共计约480A，根据列头柜厂家设备规格，最终选定总熔断器为600A的直流列头柜，其可承载的负载电流在450～500A。以上计算中采用的是厂家设备机柜的满载额定功耗，设备实际功耗≤满载额定功耗，核心网设备列运行后实际负载电流约为300A≤480A，故列头柜容量设计符合需要，且具有一定的预留，可满足核心网设备满载情况下的使用。对于其他设备列，如果机柜位置和列头柜支路空开未用满，输出分路的数量一般情况下按照实际负载数量再做20%～30%的预留。直流列头柜电源配线计算直流电源的基础电压为－48V，通信设备电压允许的波动范围一般在－40～－57V，比如传输设备的安全电压范围在－43～－56.7V。直流供电回路导线截面一般按电流矩法进行计算［3］，对于铜线、铜芯电缆及铜排，截面积的计算公式（式略）根据规范规定，－48V电源供电馈线的直流放电回路全程最大电压降宜按3.2V计算［1］。－48V电源供电馈线的直流放电回路上允许的电压降，其数值等于直流放电回路全程最大电压降减去串接在回路中各种配电设备和元件的总电压降［3］。由式可知，对于同样的来说，即是影响S的主要因素。对于沈阳通信站及GSM－R核心网机房，核心网设备列所用－48V直流列头柜的数值最大，故以此为例说明直流电源线截面积的具体计算方法。核心网设备列－48V直流列头柜直流放电回路的传输距离为120m，核心网设备列总功耗为2.3kW。由式(8)经计算可知，核心网设备列－48V直流列头柜电源线采用两正两负共计4根300mm2的直流电源线。交流列头柜电源配线计算对于交流设备来说，负载电流和电源线截面积的大小对传输距离并不敏感，可以采用常规算法进行计算［3］。（式略）

对于沈阳通信站及GSM－R核心网机房，以有线通信交流设备列为例说明交流电源线截面积的具体计算方法，该列由电源及环境监控系统、综合视频监控系统、时间同步系统、数据网网管服务器等设备构成，设备功耗共计2.3kW。由式(9)经计算可知，该列交流列头柜应采用截面积为50mm2的交流电源线;查表1可知，125A＜I≤160A对应的交流电源线截面积为50mm2，两者结果相同。故有线通信交流设备列～220V交流列头柜电源线采用主备2根50mm2的交流电源线。6通信电源系统优化沈阳通信站及GSM－R核心网机房作为哈大客运专线的核心节点，为了保证通信电源系统更安全、稳定、有效，针对设计过程中的重点难点，提出以下建议及优化方案，以供参考。GSM－R核心网机房、路局调度所及路局通信站等枢纽节点，建议直流和交流供电均采用双电源双总线系统进行冗余供电，即需要配置2套相互独立的高频开关电源、UPS不间断电源和配电系统。目前哈大客运专线仅对于核心网关键设备保证了1+1双总线并机方案设计，高频开关电源仅配置了1套，故在今后的设计中此方面仍可进行优化。另外，由于哈大客运专线是利用既有房屋进行重新装修后新建电源室和主机房，故直流分配柜至直流列头柜的电源线传输距离较长，在设计中发现直流电源线截面积过大，造成电源线不易敷设的问题，建议在今后的设计中可以考虑在主机房单独设置电源二次分配柜，输入端与电源室的配电柜相连，输出端与各个列头柜相连，减少电源线的传输距离，亦可减少敷设难度和传输损耗。7结语近年来，通信电源技术和产业飞速发展，围绕提高效率、提高性能、小型轻量化、安全可靠、减少电磁干扰和电噪声等方向进行着不懈研究。铁路通信电源系统从体制、规范、维护、产品标准等方面不断引进新技术，为我国铁路通信系统的发展奠定了坚实的基础。对于铁路通信系统尤其是铁路枢纽通信系统的设计，通信电源系统必将发挥着越来越重要的作用。

电源设计范文第3篇

主要的电源要求包括高效率、小型的解决方案尺寸以及调节led亮度的可能性。对于具有无线功能的便携式系统而言，可接受的emi性能成为我们关注的另一个焦点。当高效率为我们选择电源最为关心的标准时，升压转换器就是一款颇具吸引力的解决方案，而其他常见的解决方案是采用充电泵转换器。在本文中，我们分别对用于驱动白光led的两款解决方案作了讨论，并探讨了他们与主要电源要求的关系。另外一个很重要的设计考虑因素是调节led亮度的控制方法，其亮度不但会影响整个转换器的效率，而且还有可能会出现白光led的色度变换。下面将介绍一款使用一个pwm信号来控制其亮度的简单的解决方案。与其他标准解决方案相比，该解决方案的另外一个优势就是其更高的效率。

任务

一旦为白光led选定了电源以后，对于一个便携式系统来说，其主要的要求就是效率、整体解决方案尺寸、解决方案成本以及最后一项但非常重要的emi（电磁干扰）性能。根据便携式系统的不同，对这些要求的强调程度也不尽相同。效率通常是关键的设计参数中最重要或次重要的考虑因素，因此在选择电源时，要认真考虑这一因素。图1示显示了白光led电源的基本电路。

该锂离子电池具有一个介于2.7v～4.2v的电压范围。该电源的主要任务是为白光led提供一个恒定的电流和一个典型的3.5v正向电压。

与充电泵解决方案相比，升压转换器可实现更高的效率

一般来说，用于驱动白光led的电源拓扑结构有两种：即充电泵或开关电容解决方案和升压转换器。这两款解决方案均可提供较高的输出和输入电压。二者主要的不同之处在于转换增益m=vout/vin，该增益将直接影响效率；而通常来说，充电泵解决方案的转换增益是固定不变的。一款固定转换增益为2的简单充电泵解决方案通常会产生比led正向电压高很多的电压，如方程式(1)所示。其将带来仅为47%的效率，如方程式(2)所示。

式中vchrgpump为充电泵ic内部产生的电压，vbat为锂离子电池的典型电池电压。充电泵需要提供一个恒定的电流以及相当于led3.5v典型正向电压的输出电压。通常，固定转换增益为2的充电泵会在内部产生一个更高的电压(1)，该电压将会导致一个降低整体系统效率的内部压降(2)。更为高级的充电泵解决方案通过在1.5和1转换增益之间进行转换克服了这一缺点。这样就可以在电池电压稍微高于led电压时实现在90%～95%效率级别之间运行，从而充许使用增益值为1的转换增益。方程式(3)和方程式(4)显示了这一性能改进。

当电池电压进一步降低时，充电泵需要转换到1.5增益，从而导致效率下降至60%～70%，如示例(5)和(6)所示。

图2显示了充电泵解决方案在不同转换增益m条件下理论与实际效率曲线图。

转换增益为2的真正的倍压充电泵具有非常低的效率（低至40%），且对便携式设备没有太大的吸引力；而具有组合转换增益（增益为1.0和1.5）的充电泵则显示出了更好的效果。这样一款充电泵接下来的问题就是从增益m=1.0向m=1.5的转换点转换，这是因为发生增益转换后效率将下降至60%的范围。当电池可在大部分时间内正常运行的地方发生效率下降（转换）时，整体效率会降低。因此，在接近3.5v的低电池电压处发生转换时就可以实现高效率。但是，该转换点取决于led正向电压、led电流、充电泵i2r损耗以及电流感应电路所需的压降。这些参数将把转换点移至更高的电池电压。因此，在具体的系统中必须要对这样一款充电泵进行精心评估，以实现高效率数值。

计算得出的效率数值显示了充电泵解决方案最佳的理论值。在现实生活中，根据电流控制方法的不同会发生更多的损耗，其对效率有非常大的影响。除了i2r损耗以外，该器件中的开关损耗和静态损耗也将进一步降低该充电泵解决方案的效率。

通过使用一款感应升压转换器可以克服这些不足之处，该升压转换器具有一个可变转换增益m，如方程式(7)和图3所示。

该升压转换器占空比d可在0%和实际的85%左右之间发生变化，如图3所示。

可变转换增益可实现一个刚好与led正向电压相匹配的电压，从而避免了内部压降，并实现了高达85%的效率。

可驱动4白光led的标准升压转换器

图4中的升压转换器被配置为一个可驱动4白光led的电流源。该器件将检测电阻器rs两端的电压调节至1.233v，从而得到一个定义的led电流。

本结构中使用的升压转换器在1.233v电流检测电阻器两端将有一个压降，而检测电阻器的功耗会降低该解决方案的效率。因此，必须降低检测和调节该led电流的压降。除此之外，对于许多应用来说，调节led电流和led亮度的可能性也是必须的。图5中的电路实现了这两个要求。

在图5中，一个可选齐纳二极管被添加到了电路中，用钳位控制输出电压，以防止一个led断开连接或出现高阻抗。一个具有3.3v振幅的pwm信号被施加到该转换器的反馈电路上，同时使用了一个低通滤波器rf和cf，以过滤pwm信号的dc部分并在r2处建立一个模拟电压(vadj)。通过改变所施加pwm信号的占空比，使该模拟电压上升或下降，从而调节该转换器的反馈电压，此举会增加或降低转换器的led电流。通过在r2处施加一个高于转换器反馈电压(1.233v)的模拟电压，可以在检测电阻器两端实现一个更低的感应电压。对于一个20maled电流而言，感应电压从1.233v下降到了0.98v（对于10maled电流而言，甚至会降至0.49v）。

当使用一个具有3.3v振幅的pwm信号时，必须要将控制led亮度的占空比范围从50%调整到100%，以得到一个通常会高于1.233v反馈电压的模拟电压。在50%占空比时，模拟电压将为1.65v，从而产生一个20ma、0.98v的感应电压。将占空比范围限制在70%～100%之间会进一步降低感应电压。由此得出的效率曲线如图6所示。

效率还取决于所选电感。在此应用中，一个尺寸为1210的小型电感可以实现高达83%的效率，从而使总体解决方案尺寸可与一个需要两个尺寸为0603的飞跨电容充电泵解决方案相媲美。

图7显示了led电流作为控制led亮度的pwm占空比的一个线性函数。

上述解决方案显示了用于驱动白光led的标准升压转换器的结构以及通过限制pwm占空比范围并选择一个不同的电流控制反馈网络来提高效率的可能性。按照逻辑思维，我们接下来将讨论一款集成了所有这些特性的解决方案。

专用led驱动器减少了外部组件数量

图8显示了一款集成了前面所述特性的器件。直接在ctrl引脚上施加一个pwm信号就可以对led电流进行控制。

电流感应电压被降至250mv，且过压保护功能被集成到一个采用小型3mm×3mmqfn封装的器件中。其效率曲线如图9和图10所示。

图10显示整个锂离子电池电压范围（2.7v～4.2v）内均可以实现80%以上的效率。在此应用中，使用了一个高度仅为1.2mm的电感(sumida cmd4d11-4r7，3.5mm*5.3mm*1.2mm)。

从图10中的效率曲线可以看出：在大多数应用中，升压转换器可以实现比充电泵解决方案更高的效率。但是，在无线应用中使用升压转换器或充电泵时还需要考虑emi问题。

对emi加以控制

由于这两款解决方案均为运行在高达1mhz转换频率上的开关转换器，且可以快速的上升和下降，因此无论使用哪一种解决方案（充电泵还是升压转换器）都必须要特别谨慎。如果使用的是充电泵解决方案，则不需要使用电感，因此也就不存在磁场会引起emi的问题了。但是，充电泵解决方案的飞跨电容通过在高频率时开启和关闭开关来持续地充电和放电。这将引起电流峰值和极快的上升，并对其他电路发生干扰。因此飞跨电容应该尽可能地靠近ic连接，且线迹要非常短以最小化emi放射。必须使用一个低esr输入电容以最小化高电流峰值（尤其是出现在输入端的电流峰值）。

如果使用的是一款升压转换器，则屏蔽电感器将拥有一个更为有限的磁场，从而实现更好的emi性能。应对转换器的转换频率加以选择以最小化所有对该系统无线部分产生的干扰。pcb布局将对emi产生重大影响，尤其要将承载开关或ac电流的线迹保持尽可能小以最小化emi放射，如图11所示。

粗线迹应先完成布线，且必须使用一个星形接地或接地层以最小化噪声。输入和输出电容应为低esr陶瓷电容以最小化输入和输出电压纹波。

结论

在大多数应用中，与充电泵相比，升压转换器显示出了更高的效率。使用一个升压转换器（其电感大小与1210外壳尺寸一样）降低了充电泵在总体解决方案尺寸方面的优势。至少需要根据总体解决方案的尺寸对效率进行评估。在emi性能方面，对升压转换器的设计还需要考虑更多因素和对更多相关知识的了解。

电源设计范文第4篇

伴随着电子技术的发展,各种电子设备产品的集成化程度正逐渐提高。近年来,输变电线路中所采用的在线监测设备体积极大的缩小,如果其供电电源的体积过大,不仅会带来安装与维护上的困难,而且两者之间也不能很好的匹配。

[！] 2供电稳定、持续

一方面,为保证在线监测设备的正常、稳定运行,要求供电电源应具备足够的输出功率,电源的输出电压也应当稳定,输出波动范围小;另一方面,由于在线监测设备的功能,主要是对输变电线路及设备的各种参数数据进行实时测定,因此必须保持电源供电的持续,不能间断。

二、在线监测设备供电电源的主要取能方式的对比及选择

目前,应用于在线监测设备供电电源的主要取能方式有:太阳能电池板取能、激光取能、超声波取能、电流互感器取能等等。各种取能方式的基本应用原理及优缺点为:

1太阳能电池板取能

太阳能电池板取能,是利用光电转换原理,将太阳的辐射光通过半导体软件转换为电能进行存储的方式。由于太阳能电池板只在受光后方能发电,并不具有保持电能的能力,因此电源采用太阳能电池板时,通常还需要与蓄电池联合供电。这种取能方式的优点是,实现了电源传感部分的无源供能,不需要外接电源,且运行时不受电网电流大小的影响。而主要缺点是,在不受光时必须依靠蓄电池保持持续供电,因此蓄电池的使用寿命对供电的持续、可靠有着很大影响。然而目前市场中蓄电池的正常使用寿命普遍较短,对于野外工作的在线监测设备而言,经常性更换蓄电池也较为麻烦,因此这种取能方式的实际应用很少。

2激光取能

激光取能方式的基本应用原理是通过光纤将激光光源从低电位侧传送到高电位侧,再由光电池将激光能量转换为电能,以提供在线监测设备的稳定电能输出。这种取能方式的主要优点是,每个设备都配备有一个光探测器装置,能根据电流反馈控制激光发射器的光源输出大小,从而保证了电能输出的稳定,且具有噪声低、电源波纹小的特点,不容易受到外界因素干扰。它的主要缺点是,目前我国光电技术的应用仍不成熟,而国外购买的光电器件普遍又造价偏高,且激光发生装置如果在长时间大功率工作,容易出现老化现象而缩短使用寿命。

3超声波取能

超声波取能方式的应用原理是,利用超声波振荡装置驱动与之连接的石英传感器,使超声波被转换为电能。这种取能方式是一种无线输能的方式,其主要优点是,超声波在空气中传输的损耗很小,且供能方式实现较为容易,因此近年来在军事领域中的实际应用较为普遍。它的主要缺点是,一是接受天线的设计存在问题,尤其是天线放置方式和面积设计上容易对电源绝缘设计造成影响;二是超声波的输出,容易对附近变电站或其它电力设备的运行造成信号干扰问题。

4电流互感器取能

电流互感器取能的应用原理是,利用电流互感器从设备线路中感应电压,并通过一系列整流、滤波、稳压等处理方式后,提供给设备高压侧必要的供电电源。目前,我国电流互感器取能的技术应用及技术原理已较为成熟,在实际应用中具有成本低、设备结构简单、易于实现等优点。它的主要缺点是,由于电流互感器的取能来自于设备母线,其工作状态容易受到电网电流的影响。目前,在电流互感器取能实际应用时,应着重解决以下两方面问题:一是解决当母线电流处于小电流状态或空载状态时,如何持续保证电源的供应;二是解决当母线电流处于大电流状态或超短路电流状态时,如果给电源板以充足的保护。综合各种取能方式的优缺点和技术应用的成熟度,在本文中提出了利用电流互感器取能以解决设备供电电源的设计方案,同时还设计了锂离子电池组进行协同供电,作为供能不足时的备用电源,有效保证了电源的持续、稳定供应。

三、供电电源取能系统的设计方案分析

1设计方案原理

本文采用的是一种利用电流互感器取能和锂离子电池组协同供电的设计方案。电流互感器能随着设备母线一次电流的变化,感应出对应的交流电动势,并通过一系列整流、滤波、稳压等处理方式后,将其转换为可靠的直流电源。为避免母线电流处于大电流状态或超短路电流状态时,造成过压危险,在设计中还接入了一个泄流保护电路。而锂电池组则是作为一个稳定输出的备用电源,它与充放电管理电路之间直接相连接即可。图1即为该取能系统的结构示意图。该取能系统主要由小型的双线圈电流互感器、切换控制电路、继电器、整流滤波电路、泄流保护电路、滤波稳压电路以及锂电池等几个部分所组成。

2小型双线圈电流互感器设计

本文采用的是小型的开口式双线圈互感器设计,其开口铁芯是从设备母线中获取能量并传输能量的基础媒介,因此铁芯设计是整个系统设计的关键所在。对于开口铁芯的基本设计要求为:在保证大功率电源提供的基础上,尽可能减小一次启动电流,并提高电流适用性的工作范围宽度;为避免供电电源设计过大,开口铁芯的尺寸与结构也不宜过大。经过综合研究分析,本文中所设计的开口式双线圈互感器,其一次电流的适用范围在100A~1000A以内也能正常工作,正常输出功率可达到2W以上。同时,为了尽量减少开口铁芯的结构尺寸,并结合材料价格因素,最终选择硅钢片作为铁芯材料,它的饱和磁感应强度相比普遍材料更高,在相同条件下所得到的最大输出功率以及最大电压也更大,且价格成本也较为低廉。

3整流滤波电路、稳压电路设计

双线圈电流互感器,在母线中感应出对应的交流电动势,需要通过一系列整流、滤波、稳压处理,方能转变为在线监测设备所能使用的直流电源。因此在该取能系统中设计有整流滤波电路和稳压电路。整流滤波电路主要作用是对电流互感器的二次电压,进行整理和滤波处理以实现初步稳压。其主要设计要点有:一是要保证整流二极管的反向耐压值应足够大,导通压降应足够小,从而尽量减少整流二极管的损耗;二是要保证滤波电感的直流电阻应当较小,以尽量减少电路的损耗;三是应保证滤波电容具备较大的容量,大容量电感不仅能存储更多的能量,而且能有效避免继电器开断过程中二次电压不足的问题。

4泄流保护电路设计

由于开口式双线圈的一次电流适用范围较大,通过设计泄流保护电路,可以有效避免母线电流处于大电流状态或超短路电流状态时,所造成的过压危险。本文所设计的泄流保护电路,它与开口铁芯是直接串联,但感应电流的方向是相反的,从而起到部分抵消开口铁芯磁通的作用。在线路连接之间还设置有一个连接开关,以决定泄流保护电路是否工作。当运行时一次电流较小,泄流保护电路处于断开状态;当一次电流较大时则开关闭合,泄流保护电路开始动作,起到去磁保护作用。

5锂电池组及充放电电路设计

锂电池作为一种可循环充电、放电的电池,具有使用寿命长,充放电电流稳定的特点,适宜作为一个稳定输出的备用电源,它与充放电管理电路之间直接相连接。在实际应用中,单节锂电池的工作电压为4.2V左右,为保证足够的电压余量以确保电路的正常、稳定工作,在本文中设计了三节锂电池串联供电,其输出电压可达到12.6V左右,远超出最低输入电压7V的标准,能完成满足设计需要。

作为电力系统大动脉的输变电线路,它具有线路距离长、分散性大、纵横交错等特点,其巡视和维护工作的难度非常大。随着近年来我国电网规模的迅速扩大,为了进一步提高输变电线路的运行管理水平,必须做好线路及设备的状态监测工作,而设备供电电源的持续、可靠供电则是其中的关键。经过实际试点实验,本文中设计的电流互感器取能和锂离子电池组协同供电的设计方案,具有供电持续、可靠

电源设计范文第5篇

关键词： 相控阵雷达； 灵敏度； 电源故障； 保护电路

中图分类号： TN86?34； TP277 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）10?0168?03

0 引 言

随着相控阵雷达技术的迅速发展，相控阵雷达技术被广泛用于地面防御系统中。然而，在目前有源相控阵雷达中去掉了传统雷达中的大功率发射机电源，由原来的大功率发射机电源改为向各个T/R组件供电，雷达的二次电源数量明显增多， 电源系统越来越复杂，故障率明显增多。由于军用雷达常常工作在恶劣环境下，雷达电源的常见故障如过压、欠压、过热、短路、缺相等，往往难以避免[1]。因此，对雷达电源系统故障的快速定位、电源保护、故障报警成为获取电源故障信息，保证电源系统安全运行的关键。国内采用的保护技术，解决方案多数是在线路入口处设置断路器，当线路过压或欠压时切断线路，而当电压恢复正常时需手动使断路器复位[2]。本文在分析了相控阵雷达阵面电源的特点以及传统雷达电源保护电路基础上，设计了简单实用的雷达电源保护电路，实现了雷达一次电源故障中的过、欠压保护和二次电源缺相保护。该电源保护电路具有抗干扰能力强、灵敏度高等特点。可实现集成化自复位电源故障报警功能，提高了雷达电源系统的可靠性及灵敏度。

1 电源系统简介

雷达主电源系由康明斯30 kW柴油发电机组、总控配电机柜、50 kW变频发电机组（两台）与变频机控制柜、ATS切换柜、电力变压器、发电机组本机控制柜、通信及监控系统构成。在电源系统中，柴油发电机组与市电互为备份，当市电不能正常使用的时候开启柴油发电机对雷达系统进行工频供电，控制系统分为手动方式和自动方式（手动系统享有最高优先级）。系统结构如图1所示。

2 基本参数确定

2.1 门限电压定义

2.2.2 报警电路灵敏度

当输入电压采样问题成功解决后，此过程为，设计人员拿预先设定的保护基准电压与采样电压进行数值比较。[IC1B]输出低电平时异名端的电平比同名端高。当设计一个电源电压保护电路时，电源系统正常工作时需要重点考虑如下问题，送到[IC1B]的电压经过采样器分压电路之后，3脚的电压值必须低于的[IC1B]2脚的电压。（1脚为输出端，3脚为同名端，2脚为异名端）。只要采样得到的电压小于设置的基准电压，[IC1A]就会产生欠压保护信号，同理如果采样电压大于设置的基准电压，[IC1B]就会产生过压保护信号。需要注意设计人员在计算采样电压时，一定要同时考虑和分析过压与欠压基准电压值。

被检测电源经过整流电路后，就可以分别与被测电源基准电压进行比较，若被监测的电源电压均在正常工作的窗口电压之内，则系统工作正常无需要报警。如果被测电源突然出现故障（不论过压或欠压）比较电路的输出端便立即送出报警信号，以便在毫秒级内完成故障排除故障。

4 输入缺相保护电路设计原理

5 结 语

本文在分析了相控阵雷达阵面电源的特点以及传统雷达电源保护电路基础上，结合雷达电源系统的研制，设计了简单实用的雷达电源保护电路。该电路可实现雷达一次电源故障中的过、欠压保护和二次电源缺相保护。实际应用表明，该保护电路工作稳定可靠，灵敏度高，能够准确地对变频发电机组与柴油发电机组进行过、欠压报警，同时对阵面电源（二次电源）进行缺相保护，虚警率≤3%，故障报警率≥98%，故障隔离率≥96%，达到了对雷达电源保护的要求。

参考文献

[1] 曹才开.开关电源保护电路的研究[J].继电器，2007，35（z1）：462?466.

[2] 尤大千，尤永清.中性线点位偏移保护断路器及其应用[J].建筑电器，1995（4）：11?17.

[3] 陈善华.无人机合成孔径雷达接收机开关电源研制[J].现代雷达，2005（9）：78?80.

[4] 贲德.机载相控阵火控雷达[J].现代雷达，2001（1）：1?5.

[5] 鞠文耀，杨春，訾少波.阵面电源自动测试技术研究[J].电子工程师，2008，34（5）：5?7.

[6] 吴伟宾.一种三相电源逆相、缺相检测电路[J].电子产品世界，2012，19（5）：66?68.

[7] 刘树栋.三相电动机缺相保护[J].赤子，2012（6）：201.

电源设计范文第6篇

一、汽车电源系统原理

汽车电源系统由两部分组成，即铅蓄电池和交流发电机，铅蓄电池和交流发电机并联在一起工作。在发动机没有启动或已经启动没有达到稳定带速之前，主要由蓄电池提供能量。当发动机达到稳定带速以后，主要由汽车发电机提供能量，同时交流发电机为铅蓄电池充电。正常工作中铅蓄电池与发电机并联，由于铅蓄电池的电压钳位作用，电源输出电压基本保持在额定电压基础上。如果汽车处在长时间低耗能的状态下运行，铅蓄电池可能出现满电情况，如果发电机继续为铅蓄电池充电，铅蓄电池的端电压会随充电电压升高，产生交流发电机撇载现象。在撇载状态下，铅蓄电池失去电压钳位作用，输出电压等于交流发电机整流输出电压，大约15伏左右。

二、汽车电源保护电路作用

铅蓄电池额定电压大约为12伏（柴油车为24伏），交流发电机输出额定电压大约为14.5伏。汽车电器设备额定电压是12伏，如果出现撇载现象，交流发电机电压接在电器设备上，此时电压已经超出额定电压的20%，可能烧毁用电设备。为了防止汽车电气设备在发电机撇载后出现烧毁现象，需要对汽车用电设备进行保护，这个保护用电设备的电路，我们称之为汽车电源保护器。本项目主要就是研究保护汽车用电设备的保护电路，以便使汽车能安全、可靠地运行。

三、汽车电源保护电路结构

汽车电源保护电路主要是把用电设备电压控制在额定电压的10%以内。而对于汽车而言，出现撇载现象之前，用电设备不会出现过压现象而烧毁；出现撇载现象后，电压升高可能烧毁用电设备。电路设计上采用两部分组成，一部分采用开关控制哪一路电路接通；另一部分采用直流串联稳压电路使撇在后输出电压稳定。该电路主要由稳压电路和开关控制电路两部分组成，撇载之前电源电压经过常闭触点加在负载上，此时保护电路几乎对原电路没有影响；撇载之后，电压经过常开触点送到稳压电路，经过稳压后加到负载上。这样就可以保证用电设备在额定电压下工作，从而使用电设备更加可靠地运行。

四、汽车电源保护电路工作原理

电源保护电路与普通串联型稳压电源略有不同，在稳压电源的前边增加了多触点继电器，当电源电压在12伏（汽车发电机撇载之前）时，继电器不动作，电源经继电器常闭触点，加到用电设备上。当电源电压增加到12.5伏以上时，继电器动作，常闭触点打开，常开触点闭合，电源电压经继电器常开触点，经串联稳压电路稳压后加到用电设备上。

串联稳压电路使用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电压源集成电路TL431，所以使电路简化，成本降低，而稳压性能却很高。稳压管TL431的稳压值连续可调，这个稳压值决定了稳压电源的最大输出电压。调整管用的是大电流NPN型金属壳硅管，由于它的发热量很大，如果条件允许，尽量购买大的散热片，扩大散热面积，如果不需要大电流，也可以换用功率小一点的硅管，这样可以做的体积小一些。滤波用两只50V、4700uF电解电容并联，使大电流输出更稳定，如果考虑高频波影响，可以增加一个低容量滤波电容。

五、汽车电源保护电路设计技术关键点

应用汽车电源保护电路可以有效保护汽车用电设备，防止用电设备因为电源电压升高而损坏。虽然电路在设计上采用稳压电路，但又与传统串联型稳压电路不完全相同，具体体现在以下几方面：

1.电源调整管采用双管串联形式，可以提供更大的电流。汽车电路具有低电压、大电流的特点，因此采用双管串联，可以增加输出电流。电流的增加会使调整管管耗增加，调整管可能会产生大量的热量，三极管的选择很重要，同时散热问题也是项目研究的重点，除了考虑增大散热片外，必要时还可以考虑增加风扇散热，以保证三极管工作稳定。

2.为了降低电源保护设备插入损耗，采用继电器对电路中电压分段控制。利用继电器控制串联稳压电路的工作状态，只有在电源电压升高时，稳压电路工作，其他情况下稳压电路不工作，这样就可以降低设备损耗。

3.继电器在断开、吸合瞬间，可能产生脉冲电压，影响输出电压稳定。为了防止输出电压受到影响，电路中采用双电容并联形式，提高电路的充放电时间，降低由于继电器动作产生的影响。

汽车电源保护器主要是针对目前汽车市场上出现用电设备偶尔烧毁而设计的，电路结构简单，稳压效果好，安装维护比较方便，插入损耗小。该电路主要为5A以上用电设备设计的，如果为收音机、电视机等供电，电源调整管还可以选择小功率管。电路的缺点是输出电压在继电器动作前后可能不一致，设备体积可能略大，如果采用风扇散热，可能增加设备能耗等。但不管怎么说，这都是目前市场上绝无仅有的一款为汽车电器设备设计的保护电路，随着汽车电子技术的飞速发展，在不久的将来它将发挥巨大的作用。

参考文献：

[1]张华.汽车电工电子技术.北京理工大学出版社，2011.8

[2]郑洁，候自良.工程汽车电子同步开关控制器电源保护电路的设计.现代电子技术，2003.24

电源设计范文第7篇

【关键词】带隙基准；曲率补偿；高稳定性

1.引言

基准电路包括基准电压源和基准电流源，在电路中提供电压基准和电流基准，是模拟集成电路和混合集成电路中非常重要的模块[1]。随着集成电路规模的不断增大，特别是芯片系统集成（SOC）技术[2]的提出，使基准电路被广泛使用[3]的同时，也对其性能提出了更高的要求。

基准电压源是指被用作电压参考的高精确、高稳定度的电压源，理想的基准电压是一个与电源、温度、负载变化无关的量[4]。基准电压源是现代模拟电路极为重要的组成部分，它对高新模拟电子技术的应用与发展具有重要作用。在许多模拟电路中，如数模转换器（DAC）、模数转换器（ADC）、线性稳压器和开关稳压器中都需要高精度、高稳定度的电压基准源。特别是在精密测量仪器仪表和现代数字通信系统中，经常把集成电压基准源作为系统测量和校准的基准。鉴于此，国外许多模拟集成电路制造厂商相继推出许多种类的高精度集成电压基准产品。随着电路系统结构的进一步复杂化，对模拟电路基本模块提出了更高的精度和速度要求，这样也就意味着系统对其中的基准电压源模块提出了更高的要求。

本论文在分析研究宽电压源、高精度、低温度系数集成电压基准源的电路结构的基础上，探索设计出一种输出电压为2.5V的最佳的电路结构，以实现电路宽电源电压范围（3V～36V）、低温度漂移系数（≤10ppm/℃， -40℃～+85℃）、高精度的设计指标。

2.宽电源电压集成电压基准源设计

2.1 传统的带隙基准源[5][6]

基准电压源经历了电阻分压式基准电压源、PN结基准电压源、击穿二极管基准电压源、自偏置电路电压源的发展。以上各种基准电压源中，电阻或有源器件直接分压形成的基准不能独立于电源，精度非常低。

1971年，Robert Widlar提出了一种带隙参考电压源技术。该技术可得到一种不依赖电源并几乎与温度无关的独立基准，可在低电源电压下工作，并与标准CMOS工艺兼容这些优点使其获得了广泛的研究和应用，也是本次设计采用的技术。图1是带隙基准电源的基本原理图。

利用热电压VT的正温度系数与双极型晶体管的基极-发射极电压VBE的负温度系数相互补偿，以减小温度漂移。其中VBE的温度系数在室温时大约-2mV/℃；而热电压VT=KT/q，其温度系数在室温下大约为+0.085mV/℃。将电压VT乘以常数K以后与电压VBE相加，便可得到输出电压VREF为：

即理论值K≈23.26，它使得带隙基准电压的温度系数值在理论上为零。由于VT与电源电压无关，而VBE受电源电压变化的影响很小，故VREF受电源电压的影响也很小。

带隙基准电压源经历了从Widlar带隙基准电压源、Brokaw带隙基准电压源、传统典型的带隙基准电压源及基于PTAT（proportional to absolute temperature）的带隙基准电压源、CMOS带隙电压基准源电路的发展，能够输出比较精确的电压，但其电源电压高，其基准输出范围及各项性能有限，故要得到高精度低漂移的宽电源电压集成电压基准源，就必须对以上电路在结构上进行改进和提高。

2.2 宽电源电压集成电压基准源的设计

图2所示为带隙基准电压源电路基本结构框图，它主要由五部分组成[7]：

1）带隙电压内部环路—主要功能是产生带隙电压。

2）运算放大器—使带隙电压内部环路中两个需要具有相同电压的点稳定在相同的电压。

3）输出级—用来产生最终的带隙基准参考电压和电流。

4）启动电路—主要功能是确保电路在上电的时候能够进入正常的工作状态。

5）偏置电路—为运算放大器的工作提供偏置电流。

本文所涉电路采用6μm标准双极型工艺实现，实现了一种基于曲率补偿，具有高稳定性的带隙基准电路。本文在分析比较各种基准电压源性能的前提下，最终选择了以基于PTAT（与绝对温度成正比）改进的带隙基准源电路作为设计的基础，并对其原理进行了详细的分析。为了进一步提高基准电压源的性能，在深入研究温度和电源电压的变化对带隙基准电路稳定性影响的基础上，指出基极一发射极电压与温度的非线性关系是造成基准不稳定的主要原因，针对这种情况，采用了环路补偿方法来进行高阶温度补偿：利用环路补偿电流（INL）的非线性特性去补偿基射结电压（VBE）的非线性。并且将补偿电流（INL）和与绝对温度成正比的电流（IPTAT）直接相加实现了很好的补偿。不仅结构简单还获得了较好的温度系数。另外，对所采用的运算放大器、启动电路和温度保护电路也进行了研究，并设计了优化合理的电路结构。分块对带隙基准核心电路、曲率补偿电路、运算放大器电路、偏置电路、启动电路进行设计并仿真。所设计的整体电路图如图3所示。

其中（a）为带隙基准核心电路，（b）为运算放大器电路，（c）为曲率补偿电路，（d）为偏置电路，（e）为启动电路，（f）为输出级。

3.仿真结果及分析

在Cadence设计平台下的Spectre仿真器中基于6μm标准双极型工艺模型对电路进行了仿真。得到电路的直流电压特性曲线、温度特性曲线、电源电压抑制比曲线、负载调整率曲线、噪声特性曲线、启动时间曲线，如同4所示。

4.结论

本文通过对带隙基准电压源深入的理论研究，完成了全双极性带隙基准电压源的设计，该基准电压源基于双极型工艺，通过Spectre验证，温度系数仅为6ppm/℃，并具有78?V/V的电源电压调整率以及高达78dB的交流PSRR，高精度，低噪声和驱动能力强等特性。其中各项设计指标完全达到预期要求，具有一定的优点和实用价值。

参考文献

[1]孟波，邹雪城，孟超.一种高性能CMOS基准电压源电路设计[J].微电子学与计算机，2003（8）：161-162.

[2]孙顺根，吴晓波，王旃等.一种高精度CMOS能隙基准电压源[J].微电子学，2003，33（2）：157-159.

[3]彭增发，黄晟，毛友德等.一种新型的高噪声抑制比及高温度稳定性的基准电压产生器[J].微电子技术，2003，33 （3）：51-55.

[4]P.E.Allen，D.R.Holberg.CMOS Analog Circuits Design[M].（2nd）.NewYork，USA：Oxford University Press：2002.

[5]Philip E.Alen Douglas R.Holberg.CMOS Analog Circuit Design[M].Publishing House of Electronics In dustry，2005.

[6]Paul R.Gray.Analysis and Design of Analog Integrated circuits.Higher Education Press.2005.

电源设计范文第8篇

关键词：线性稳压器；开关稳压器；电源

中图分类号：TP303+.3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）11-2656-04

Abstract： Analyzes the basic principles and characteristics of the DC-DC regulator， analyzes and compares the performance and structure of the principle of linear regulator and switching regulator， and provides a variety of important factors in the actual situation of the DC-DC design. Describes to the basic method of power chip selection， and provides a reference for the DC power circuit design.

Key words： linear regulator； switching regulator； power supply

电源的应用无处不在，所有的电子系统都需要恒压电源或者恒流电源的支持。输出直流称为直流电源，由前端直流转后端直流的称为DC-DC变换器，而直流转交流的变换器称为逆变器。所以，DC-DC变换器是用于提供DC电源的电路或模块。

1 DC-DC变换器的主要分类

1.1 线性型（Linear）

线性型变换器：可以从电源向负载连续输送功率的DC-DC变换器。线性型变换器通过在线性区域内运行的晶体管或场效应晶体管（Field Effect Transistor或FET），电路的输入电压中减去超额电压，调节从电源至负载的电流流动，从而产生经过调节的输出电压。

1.2 开关电源型（Switcher）

开关电源型变换器：以脉宽方波的形式从电源向负载输送功率。其特点是开关器件的周期性开通和关断（定频型、变频型、定变混合型）。将原直流电通过脉冲宽度调制PWM（Pulse Width Modulation）或脉冲频率调制PFM（Pulse Frequency Modulation）来控制有效的直流输出。PWM调制稳定电压的方式是，在开关频率不变化的前提下，依靠脉冲宽度的增大或缩小改变占空比例，进而调节电压达到稳定，它核心部件是脉宽调制器。在PFM调制方式运作的时候，脉冲宽度是固定的，开关频率的增加或减少控制了占空比，使得电压保持稳定，脉频调制器是它的核心部件[1]。

2 线性稳压器（Linear Regulator）

线性稳压器如78XX系列三端稳压器等，是一种无需使用开关元件而能提供恒定电压恒定电流输出的DC-DC转换器。

2.1 线性稳压器的工作原理

线性稳压器和输出阻抗形成了一个分压网络。线性稳压器等效于受控的可变电阻器，可根据输出负载自行调解以保持一个稳定的输出。输出电压通过连接到误差放大器反相输入端的分压电阻采样，误差放大器的同相输入端连接到一个参考电压Vref。误差放大器试图使其两端输入相等2.2 线性稳压器的类型

线性稳压器中的元件是双极型晶体管或场效应管MOSFET。双极型线性稳压器具有较高的压降电压，并能支持较高的输入电压并拥有更好的瞬态响应。MOSFET低压差线性稳压器LDO（Low Dropout Regulator）能支持非常低的压降，低静态电流，改善噪声性能和低电源抑制。为使线性稳压器处在正常工作状态之下，Vin和Vout之间最小压差称为压降电压（Drop-out Voltage），不同的稳压器结构会产生不同的压降电压，这也是几种线性稳压器的最大区别。如LM340和LM317这些稳压器使用NPN达林顿管，称其为NPN 稳压器（NPN Regulator）。然而低压差（Low-dropout）稳压器（LDO）和准LDO稳压器（Quasi-LDO）为新型电源设计提供了更高性能[2]。

2.3 LDO的应用选择

开关稳压器是一种采用开关组件与能量存贮部件（电容器和感应器）一起输送功率的DC-DC转换器，它提高了电源转换效率和设计灵活性。开关稳压器主要分为以下两类：电感储能开关稳压器和无电感型开关稳压器（充电泵）。

3.1 电感储能开关稳压器的工作原理

电感用于储存能量及向负载释放储能，电感在开关管开通状态下从Vg获得能量。

4 DC-DC变换器的应用选择

5 结论

通过分析比较最常见的两类三种直流稳压电源，了解了直流稳压电源的结构及构成原理，提出了电源电路环路控制的设计方案，为直流稳压电路正确合理的设计提供了参考方案。根据不同的实际设计需要和参数选用不同类型直流稳压电源，有利于整个系统平稳安全的工作。

参考文献：

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电源设计范文第9篇

1汽车车载系统对电源的要求

1.1要求蓄电池的内阻要小，大电流输出时的电压稳定，以保证有良好的起动性能。

1.2要求蓄电池的充电性能良好、使用寿命长、维护方便或少维护，以满足汽车使用性能要求。

1.3要求发电机在发动机转速变化范围内都能正常发电且电压稳定，以满足用电设备的用电需求

1.4要求发电机的体积小、重量轻、故障率低、发电效率高、使用寿命长等，以确保汽车使用性能要求。

2.汽车车载系统电源设计

2.112V汽油车车载系统电源设计

2.1.1分布式系统结构车载电源管理系统中，12v稳压控制模块可用作12V可控稳定电压和12V常通电源。在这电源系统中，常通稳定电源主要功能是给一些车载电器进行供电，譬如仪表盘的时钟，某些需要供电的内存等等，汽车处于行驶状态下时，ECU数字电路的电力主要来源于12v可控稳定电压。另外，霍尔电流传感器的使用能够有效实现对蓄电池充电、放电过程的监视，并能大概估计出蓄电池的SOC值。总体而言，汽车的电源管理系统中供应电能的形式主要是以电源通道的形式进行，其中，在每一个通道之内，都应该设计一个配套的智能继电器实现对其的有效控制。

2.1.2基于智能继电器的电源通道设计所谓的“电源通道”，就是一种具有控制电流以及能够保护过电流的电能传输通道。而随着智能继电器在车载电源系统中的应用，电源通道的电流保护和电流控制等功能在某种程度上得到了有效的强化。目前，随着科技的发展，汽车电源系统中，传统的继电器已经渐渐难以满足对电流的有效控制，因而我们引入了模拟半导体功率器件（如IGBT、MOS场效应晶体管等等）。实际上，有些半导体功率器件甚至还能实现过热、过压和过电流等方面的保护功能，但由于其内部导通电阻相对较大，所产生的焦耳效应会伴随着大量的热量散失，所以，模拟半导体功率器件在车载大直流电源开关控制方面的应用目前还难以真正实现。因而，本设计所选用的是一种普通车载继电器，设计过程中，为辅助其运行，还特别设计了一个单片机控制系统，这一系统中主要包括电流检测电路、电压检测电路以及初级线圈驱动电路，当然，还有连接车载总线通信的总线接口。该设计结构中，为了保证智能继电器能够实现对检测电路上电流的实时保护，以及对总线电流大小形成过载保护，我们通常会在检测电路中设置低通运算和霍尔传感器两大部分来对电路进行放大。智能继电器主要是通过LIN总线的设计保证与车载网络之间实现信息交换，而普通继电器的主要功能就是要一定限度内的过载电流确保分断，而如果是短路状况下形成的大电流，该继电器则难以发挥作用。正是因此，在短路保护结构设计中，往往还需要设置相关的短路保护器件，例如自恢复熔丝等等。

2.224V柴油车车载电源设计

2.2.1正电源设计通过采用开关电源稳压转换器，在输入端接入24V直流，使得输出端输出5V直流。作为所输入直流电源的载体，供电线路设计上还需要设置滤波电路。为了保护电源芯片，防止电源接反和电源过压等情况的发生，往往要通过加二极管进行控制，输入端和输出端的电容是滤波电容，则在输出端要加上发光二极管DS1进行+5V电源指示。

2.2.2负电源设计一般情况下，通过采用开关电源转换器ICL7660AMJA，能够容易实现-5V电源。ICL7660的工作温度范围在-55℃至+125℃之间，输入电压范围在1.5V至10V之间，设计过程中，通过使用CMOS工艺所制成的小功率、高效率的低压直流转换器，一方面可以保证由单电源到对称输出双电源转换的顺利进行，另一方面还能保证倍压和多倍压的输出。

3.结语：

未来，随着汽车逐渐成为大众商品，人们对汽车的设计要求不仅仅在于行驶功能，更多的在于内部舒适度、便捷度等各方面的功能指数，因而对于车载系统的研究迫在眉睫。汽车企业只有不断深入研究汽车车载系统的电源设计理论，并不断优化汽车内部各种电子设备的使用，才能在激烈的竞争中取得领先优势。

电源设计范文第10篇

论文首先介绍了电力电子技术及器件的发展和应用,具体阐明了国内外开关电源的发展和现状,研究了开关电源的基本原理,拓扑结构以及开关电源在电力直流操作电源系统中的应用,介绍了连续可调开关电源的设计思路、硬件选型以及TL494在输出电压调节、过流保护等方面的工作原理和具体电路,设计出一种实用于电力系统的开关电源,以替代传统的相控电源。该系统以MOSFET作为功率开关器件,构成半桥式Buck开关变换器,采用脉宽调制(PWM)技术,PWM控制信号由集成控制TL494产生,从输出实时采样电压反馈信号,以控制输出电压的变化,控制电路和主电路之间通过变压器进行隔离,并设计了软启动和过流保护电路。该电源在输出大电流条件下,能做到输出直流电压大范围连续可调,同时保持良好的PWM稳压调节运行。 开关电源结构

以开关方式工作的直流稳压电源以其体积小、重量轻、效率高、稳压效果好的特点,正逐步取代传统电源的位置,成为电源行业的主流形式。可调直流电源领域也同样深受开关电源技术影响,并已广泛地应用于系统之中。

开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。

SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用, GTR驱动困难,开关频率低,逐渐被IGBT和MOSFET取代。在本论文中选用的开关器件为功率MOSFET管。

开关电源的三个条件:

1. 开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态;

2. 高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频;

3. 直流:开关电源输出的是直流而不是交流。

根据上面所述,本文的大体结构如下:

第一章,为整个论文的概述,大致介绍电力电子技术及器件的发展,简单说明直流电源的基本情况,介绍国内外开关电源的发展现状和研究方向,阐述本论文工作的重点;

第二章,主要从理论上讨论开关电源的工作原理及电路拓扑结构;

第三章,主要将介绍系统主电路的设计;

第四章,介绍系统控制电路各个部分的设计;

第五章,集中在系统的仿真与调试。对系统的整体性能做出评价,指出系统的优缺点。