直流稳压电源电路的设计范文
时间：2023-12-06 18:11:14
直流稳压电源电路的设计篇1
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[2]林涛.数字电子技术[M].北京：清华大学出版社，2006.
[3]林涛.电子技术及其应用基础[M].北京：电子工业出版社，2005.
[4]林涛.模拟电子技术基础[M].重庆：重庆大学出版社， 2001.
[5]杨欣.电子设计从零开始[M].北京：清华大学出版社， 2005.
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基金项目：部级物理学（师范类）特色专业项目（项目编号：TS12467）;云南省基金（项目编号：2009CD097）;楚雄师范学院大学生创新训练项目。
作者简介：
吴兴洲，现就读于楚雄师范学院物理与电子科学院。
周明珠，现就读于楚雄师范学院物理与电子科学院。
直流稳压电源电路的设计篇2
关键词：反激 绕组 充电 切换 稳压
中图分类号：TD6 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-032-02
各类矿山在线安全监测系统经常处于高温、多尘、高湿、高寒、雷电等极端恶劣条件中，同时，矿山环境又存在频繁停电、供电线路屡遭破坏的实际问题。因此，在线安全监测系统的可靠性问题—特别是供电的可靠性问题—已经成为业界关注的焦点问题之一。大多数矿山在线安全监测系统在紧急事故中因供电中断导致的系统瘫痪，极大地限制了其应用范围，也为矿山安全生产埋下了隐患。基于这种现状，矿山行业迫切需要一种能够提供具备高可靠性，可以在外部失电情况下为用电设备提供稳定电源供给，保证系统或者局部关键设备能稳定持续工作的不间断直流电源。
为解决上述问题，本文提出一种高可靠性的不间断直流供电装置。目前，常用不间断直流供电技术有两种，一种是电池常在线型，电池在不停的充电同时也在为后端用电设备不停的提供能量；另一种是电池后备型，正常情况下，市电通过转换为用电设备提供能量，当市电故障时，电池才投入使用。文中提出的装置属于第二种类型，在市电正常的情况下通过市电转换为稳定的输出电压；当市电故障时电池投入使用，经过转换提供稳定的输出。正常情况下电池一直处于充电管理过程中，采用这种方式可以极大的保证电池的使用寿命，延长设备使用年限。
1 不间断直流电源实现方法
1.1 不间断直流电源基本架构
文中提出的不间断电源装置采用反激开关电源设计，分为初级变换、输出稳压两级结构。初级变换采用反激隔离变换实现电池充电和初级电压变换，输出稳压级是一组DCDC变换单元，实现二次输出稳压变换。
初级变换单元采用反激变换器的形式，实现输入输出隔离，副边输出两组绕组S1和S2，其中S2绕组的输出提供给电池充电，S2绕组的输出采用闭环控制，实现对电池的恒流恒压充电控制；S1绕组的输出开环无稳压调节，直接连接到后级的输出级稳压DC-DC线路输入端。电池的输出经过一个整流MOS管连接到DC-DC线路的输入端。
1.2 S2绕组设计
变压器S2绕组的输出经过整流后向后级电池进行充电，对S2绕组整流后输出的电压及电流进行检测，通过一级放大后反馈到变压器原边控制器的输入参考电压端，进而调整控制器的开关占空比实现输出的稳流稳压控制。
在电池欠电严重的情况下，先实现恒流控制，快速的给电池提供能量；当电池电压升到一定数值以后实现输出恒压控制，减缓电池充电速度。
图2为电池恒流恒压充电反馈检测控制线路图。其中，恒流与恒压数值的可以通过调整取样电阻进行修改，在使用过程中根据不同电池的充电性能进行相应调整。
1.3 S1绕组设计
变压器副边S1绕组的输出是开环状态，经过整流后，输出一个波动的直流电压，当电池电量充满时，S1绕组的整流输出要大于电池的电压，保证在任何状态下S1绕组的输出始终大于电池电压。
1.4 切换电路设计
S1绕组的整流输出直接连接到DCDC稳压线路，电池的输出经过一个反接的N沟道整流MOS管连接到DCDC稳压线路输入端。
在输入交流电压存在时，初级反激变换器S1绕组的输出电压始终大于电池的充电输出电压，由于MOS管内部二极管的反向截止作用，S1绕组的整流输出向DCDC稳压线路单元提供能量，电池处于热备份充电管理状态。
在输入交流电压消失后，S1的绕组输出电压开始下降直至消失，当电池的电压大于S1绕组输出的时候，MOS管的反向二极管开始导通，电池开始给DCDC稳压线路提供能量，保证输出电压的稳定。
S1的输出监测及MOS控制线路是一组辅助功能单元，实现在S1无输出的情况下，控制MOS管开通；当S1输出恢复时，关断MOS管。
S1绕组的整流输出与电池之间通过MOS内部的反向二极管特性实现切换，当S1输出确定已经消失的情况下通过控制线路开通MOS管，屏蔽二极管导通状态，减少器件功率消耗。
1.5 输出DCDC稳压线路
输出DCDC稳压线路实现输出的最终稳压。线路支持宽范围电压输入，保证在S1整流输出供电或电池供电的状态下最终输出电压的稳定。
1.6 保护线路
该不间断直流电源的各类保护线路通过嵌入式MCU进行监测和控制，主要实现电池及输出的过压、过流、欠压等检测控制和多状态配合保护。
2 测试及性能分析
2.1 试验测试方法
不间断直流电源的测试主要是针对电池的充电和输入掉电电池切换，交流正常输入情况下，将一组欠电电池接入，通过示波器或万用表监测电池的充电状态、输出电压状态；当电池充满电后切掉交流输入，监测输出电压的变化。
2.2 电池充电测试
该电源所用的电池为标称电压12V的锂电池，容量2300mAh，在充电过程中对电池电压进行监测，绘制电池充电电压图表。
从图4中可以看出，在电池充电起始阶段，电池电压上升比较快，这个阶段电池一直处于恒流充电状态，当电池充电到接近75%能量，既电压充到接近10.5V的时候，转为恒压充电状态，从这时开始电池电压缓慢稳步上升，在充电电压达到12V的时候转为浮充状态。
2.3 电池切换输出电压测试
在电池充好电以后，切掉输入交流输入，在设备输出带80%负载的情况下监测输出电压状态。
在进行电池切换的过程中输出电压并无明显的波动，说明该电源产品实现了交流输入与电池之间的无抖动切换，保证设备在电池切换过程中输出电压无跌落，供电稳定。
3 总结
实验表明，本文设计的不间断直流电源能够在正常输入交流供电的情况下，对电池的进行良好充电，并在供电故障状态下，实现输出电压的无抖动切换。同时，电池在输入正常情况下处于热备份状态，当输入消失后才投入工作，有效的增加了电池的使用寿命，保证了设备的可靠供电，为各类设备和在线监测系统在恶劣矿山环境下的稳定运行提供了有效保障。
参考文献：
[1] 任锦瑞.矿山电源质量问题及谐波处理[J].机电与自动控制，2008，06（29）：39-41.
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[3] 张维.单端反激式开关电源研究与设计[D].西安：西安电子科技大学，2011.
[4] 应建华.锂电池充电器中恒流恒压控制电路的设计[J].微电子学，2008，03（38）：445-448.
[5] 陈立剑.智能化锂电池充电系统研究[J].船电技术，2011（02）：17-20.
直流稳压电源电路的设计篇3
【关键词】PWM；双闭环；检测仪器；开关电源
0 引言
随着我国科技不断稳步发展，越来越多的设备需要用到电源，如：稳压电源、直流电源、交流电源等等。但随着设备先进性的不断提高，设备的功能越来越强大，对电源的要求也越来越高，特别是检测仪器仪表，精度要求非常高，需要有非常稳定可靠的电源来确保测量精度。因此，开关电源取代普通的电源设备，广泛应用于检测仪器仪表中。本文设计一种基于PWM脉冲宽制调试的双闭环开关电源，采用国外先进的全波整流控制器，该控制器工作模式不仅可以是电流式也可以是电压式，还能够为谐振零电压开关提供高效、高频的解决方案，因此具有非常广阔的应用前景。本文采用全桥整流装置，利用双闭环负反馈的直流-直流变换控制系统，能太太提高开关电源的电压、电流等精度，符合检验检测仪表行业的要求。
1 检测仪器电源系统概况
随着信息时代的发展，便携式电子产品被越来越多的消费者亲睐。与此同时，解决能量消耗即电源管理问题成为重中之重。因此，具有高效节能特型的开关电源在近年来发展迅速，并在计算机通讯等领域的应用越来越广泛。而PWM型开关电源芯片就具备了此类特性，其核心技术集中在控制环节。此设计采用PWM控制电路，适用于开关电源芯片控制。对PWM调制电路为保证开关电源正常工作应具有的功能展开分析，得到设计要求。对PWM控制电路的组成模块、分类、基本原理及各项性能指标，进行细致深入的研究，最后得到调制电路的基本电路结构及满足性能指标的组成模块，对各个模块的功能和逻辑是电路设计的重点，最终该电路实现能产生一定脉冲驱动信号的功能。
2 系统控制原理图
双闭环负反馈PWM秒冲宽制调制系统中，有两级的反馈系统。串级系统即是电流双闭环反馈系统，而转速反馈构成外环系统，内环是电流反馈。本方案设计三处进行系统的电流取样反馈，取拥缌髦岛拖低成杓频牡缌髦迪啾冉希当取样电流值过大时，系统会自动调节降低工作电流；但取样的电流过小时，系统会自动调节提高工作电压，这是内环电流反馈的工作情况。外环的转速反馈系统，系统通过电压检测装置检测系统的电压情况，再与设计的电压值相对比进行电压高低的调节，达到稳定电压的效果。基于双闭环的设计思想，图1中的各个部分相互独立工作、互不影响，如果某一部分出现故障，不影响另一部分系统的工作，系统内部由电流形成负反馈，外部由电压形成负反馈系统。电流电压负反馈一起运作，能太太的提高系统的稳定性和进度，满足检测仪器仪表的使用要求，达到良好的效果。双闭环反馈系统原理如图1所示。
图1所示虚线框中的1#.2#.…….N#是各个高频开关电源，其稳压或稳流精度很高，原因在于该内部自动控制原理图最终可以简化为一阶系统比例积分环节，图中它们工作在稳流状态下。
3 硬件电路设计
图2为开关电源的硬件电路组成部分，设计采用国外先进的放大器作为本设计的核心器件。芯片的1脚与3脚相连接，构成差分放大，能有效的减小误差，提高设计的精度。
图2所示输出法人取样电压通过R5和R6设置，电压输出端与电阻5和6形成零点电位，电阻1/2/3与电容1/2/3形成效应，与PI构成补偿系统，电阻1和7在电路中形成增益作用。在电流内环中加入斜坡补偿以保证系统的稳定性。硬件电路通常容易出现不对称信号的问题，本设计利用电压负反馈补偿信号的作用，将电阻8作为上拉电阻提供直流电压，与RC构成的多谢震荡器作用，提供反馈电压，从而解决波形的不对称性。图中电流检测信号Is经过I-V变换电路转换成电压信号。芯片741是一个PWM脉冲宽制比较器，根据比较器原理，依据三极管放大电路原理，在芯片3脚接地，芯片的2脚相当于一个反相输入端，对信号进行比较。其内部的过流及限流比较器实现逐周期过流及限流保护。当2 V2.5 V时，执行过流保护模式。
4 结语
本设计依据3895芯片，利用双闭环负反馈的原理，引入电流负反馈和电压负反馈，提高了开关电源的精度，利用PWM脉冲宽制调制技术，提高了电源变换的效率和稳定了。开关电源系统设计之后，对该系统多次进行调试测，反馈结果稳定良好，系统稳定性好，动态响应快，证明本方案是可行的。
【参考文献】
[1]詹艳军，等.基于UC3842反激式开关电源的设计[J].微计算机信息，2008，7.
直流稳压电源电路的设计篇4
关键词：串联型直流稳压电源 EWB 仿真分析
目前，直流稳压电源的应用非常广泛，几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源。根据个人多年的经验，直流稳压电源在一些常用的电子产品中较容易出故障，因为元器件较容易损坏。且其输出电压会随电网电压的改变及负载的变动而不稳定，那将导致电子产品的使用效果不理想。因此，让学生掌握好直流稳压电路的设计及工作原理都是很重要的。笔者采用EWB电子工作平台来对串联型直流稳压电源各个部分进行仿真研究。
众所周知的，如果要做一个稳压电源，你得先采购元器件，接着测试元器件的好坏，然后组装焊接电路，最后调试，到最终成功得花上比较久的时间。但EWB电子工作平台可以方便地进行设计，它有着丰富的电子元器件库，还提供了多种虚似仪器，而且操作简单，一学就会，让使用者仿佛置身于实验室使用真实的仪器。下面笔者以一个简单的串联型直流稳压电源为例进行仿真说明。
一、电路结构和仿真电路图
完整的串联型直流稳压电源一般分为四个部分：整流电路、滤波电路、串联稳压电路和保护电路，如图1所示。（注：图1中的20V交流电源可由市电经变压器得到。）
图1 串联型直流稳压电源仿真电路
二、各部分电路仿真分析
1.整流电路
借助EWB仿真软件，可以实时设置故障、排除故障。在桥式整流仿真电路中设置了一个二极管短路故障（双击其中一个二极管，在Fault中选择Short）。通过观察虚拟示波器波形，分析电路工作情况。仿真分析可知，四个整流二极管只要其中任何一个发生短路，就会使桥式全波整流变成半波整流；而四个整流二极管全部正常时，电路为全波整流，如表1所示。当然还可以设置其他的故障，使用者自己可以试着设置。
表1 桥式整流电路输入、输出电压波形
电压 其中一个二极管短路时 四个二极管正常时
输入电压波形
输出电压波形
结论 半波整流 桥式全波整流
2.滤波电路
把混杂在直流电里的交流成分过滤出来，叫“滤波”。简单地说就是利用了电容的“隔直通交”特性实现滤波的。经过滤波的交流成分都经过电容器回到电源去了，电容器两侧剩下的就是没有波动的直流了。从表2仿真分析可知，滤波后输出电压平均值Uo的大小与滤波电容C及等效负载RL的大小有关。等效负载RL一定时，滤波电容C越大输出电压越平滑，输出电压平均值也越大；滤波电容C一定时，等效负载RL越大输出电压越平滑，输出电压平均值也越大。当整流二极管其中之一短路时，输出电压波形的脉动程度增大，输出电压平均值变小。但为了获得良好的滤波效果，一般取：RLC≥（3～5）T/2，式中T为交流电源周期，此时滤波输出电压的平均值：Uo=1.2UI。
图2 电容滤波仿真电路
表2 电容滤波电路输入、输出电压波形
电压 滤波电容、负载电阻工作情况
C=100μF
RL=100Ω C=470μF
RL=100Ω C=470μF
RL=∞
输入电压波形
输出电压波形
其中一个二极管短路时输出电压波形
3.串联稳压电路
（1）输出电压范围。如图1所示，输出电压的调节是通过调节电位器RP来实现的，输出电压从表3仿真分析可知，输出电压波形已变成一条直线，进一步减小了输出电压中的脉动成分。调节电位器RP的阻值，该串联型直流稳压电源的输出电压平均值为4V～23V可调。
表3 调节电位器RP阻值，输入、输出电压波形及平均值
电压 调节电位器RP阻值
0Ω 500Ω 1kΩ
输入电压波形
输出电压波形
输出电压平均值（负载开路时） 4.023V 8.173V 23.13V
（2）输出电压的稳压仿真分析。输出电压发生变化的主要原因：①电网电压的波动，②负载电阻的变化。从表4和表5的仿真结果分析可知，当电网电压的波动使输入电压UI变化，或者负载电阻改变，经过串联稳压后，都能使电路依然保持输出电压基本不变，从而达到了稳压的目的。
表4 负载RL=100Ω、电位器RP在中间时、输入电压改变时输出电压的波形及大小
电压 输入电压UI（有效值）
38/ 20V 20/
稳压电路输入电压UI波形
输出电压Uo波形
输出电压Uo平均值 8.347V 8.172V 7.987V
表5 输入有效值UI=20V，电位器RP在中间时，负载改变时输出电压波形及大小
电压 负载电阻RL
1kΩ 100Ω 50Ω
稳压电路输入电压UI波形
输出电压Uo波形
输出电压Uo平均值 8.170V 8.163V 8.149V
4.保护电路
R2是提供D5、D6正向电流的限流电阻。R1是Q3的集电极负载电阻，又是复合调整管基极的偏流电阻。C2是考虑到在市电电压降低的时候，为了减小输出电压的交流成分而设置的。C3的作用是降低稳压电源的交流内阻和纹波。
三、小结
综上所述，通过采用EWB电子工作平台对图1所示的串联型直流稳压电源各部分进行仿真分析，初学者应该能较快、较好地掌握串联型直流稳压电源的工作原理。笔者总结出以下几点经验：EWB设计电路费时较传统实验少；虚拟仪器效果好，仿真结果直观；排除故障迅速；EWB简单、易学、经济、快捷。因此，熟练掌握EWB这种电子电路设计与仿真软件对于设计人员是十分必要的。
参考文献：
直流稳压电源电路的设计篇5
【关键词】开关型 直流稳压电源 探究 电路设计
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0163-02
在电力电子技术的不断发展与技术革新下，开关型直流稳压电源以其自身的工作表现与其可靠性成为我国电力系统中广泛使用的一种设备。在实际应用中，开关型直流稳压电源自重轻，工作内故障低，工作效率高，且其性价比占优势，并具有功耗晓得良好表现。相比于其他开关型电源，开关型稳压电源应用范围广，竞争力强，特别是对于粒子加速器等电源应用范围来说，开关型稳压电源具有着良好的专业性与稳定性。通过对于开关型稳压电源的技术标准研读与相关的影响因素分析，目前此类技术研究区域人员都是采用移相控制桥来对DC/DC变换小信号模式进行开关型稳压电源的电路设计。
1.对于动态小信号模型的相关阐述
对于动态小信号模型来说，不同的模型选取进而得到的设计结果都会存在差异。所以，在模型的选取上，应根据其实际情况进行分析与配置。对于开关电源来说，其本质是作为一个非线性的控制对象在进行工作，如果要对其进行成功的设计与分析，那么在进行指导建模时，应以近似建立在其稳态时的小信号扰动模型为依据。这一思路一方面取决于小信号扰动模式稳态时具有与设计目标相近的工作表现；另一方面也是由于这样的模型对于大范围扰动时的拟态不够精准，会造成相应结论的误差或偏差。基于此，以小信号扰动模型来进行开关型稳压电源的电路设计是保证其最终设计结果满足设计要求的必要条件。
2.开关型稳压电源的相关性能指标
2.1性能指标之稳定性。通过相关数据与实践结果研究表明，在不同的开关型稳压电源系统设计下，会产生不同程度的鲁棒性。而在暂态特性方面，其表现也会相应提高。但对于直流新稳压电源来说，其系统下对于增益余量的要求是大于或等于40dB，对于相位余量的要求则是大于或等于30dB。
2.2性能指标之瞬间响应指标。当开关电源处于非稳定状态下，由于其所受的干扰，输出量会出现相应的抖动现象。且其抖动量会随着其干扰而变化，当干扰停止时，则其最终也会回到稳定值，基于此，在对开关型稳压电源进行这方面的性能指标确定时，是以过冲幅度与动态恢复时间的长短来衡量其系统的动态特性的。在此定义下，瞬态响应指标内容主要是表现为，如果穿越频率越高，则其系统恢复到动态平衡点的时间就越短，另一方面，系统在干扰情况下所表现的过冲幅度与其相位余量呈相关性。
2.3性能指标之电源精度。在电源精度方面，其控制要求严格，一般其最终的电源精度误差需要控制在设计目标的1‰以下，且其纹波不得在1‰以上。考虑到纹波自身的分类有高频与低频两种，而这两种纹波是基于开头频率表现的。如高频纹波就是受到开头频率的影响，必须通过滤波器进行控制。而低频纹波则是受到电网波动的影响，必须通过系统的负反馈来进行控制。
3.关于开关型稳压电源的电路设计
3.1关于系统下的补偿网络与相关相关设计应用。目前来说，对于开关型直流稳压电源系统来说，其补偿网络是通过PI或者PID的算法来设计与制作的。也就是说，PI调节器的主要作用是对抗高频纹波影响，也就是提高系统对于高频干扰能力的抵抗性，但对于PI调节器来说，动态性差的缺点是无法忽视的。目前来说，实际应用中通过引入微分算法后可以有效提高系统的响应速度。但其缺点也显而易见：一方面是由于零点的大量引入直接造成系统对于高频信号的敏感度大幅度提高，放大器在此情况下，很容易产生堵塞现象；另一方面则是当开关纹波的放大倍数得到增大时，放大器也会随之进入非线性区，这结果只会造成整个系统的不稳定。目前来说，对于这些缺陷是以超前滞后的方法来进行补偿的。
3.2关于开关型稳压电源的电路设计原理
3.2.1理想性技术指标如下：（1）输入交流：电压220V（50―60Hz）；（2）输出直流：电压5V，输出电流3A；输入交流电压在180―250V区间变化时，输出电压相对变化量应小于2%；（4）输出电阻R0
3.2.2关于开关型稳压电源的基本工作原理。当线性自流稳压电源处于低频率工作状态下时，那么调整管的工作由于其体积大，则其效率相应低，但当其调整管工作处于开关状态下时，那么其的工作表现就为体积小，效率高。
3.3开关型稳压电源的电路设计探究。从以上论述可以看出，开关型直流稳压电源系统其低功耗的特点是由于晶体管位于开关工作状态下时，对于功率调整管的功耗要求低。特别是对于理想状态下的晶体管来说，当其处于一种截止状态时，晶体管所经过的电流为0，相应的功耗也就为0；另一方面，由于开关型稳压电源系统的穿越频率较高，所以对于电路的动态响应速度得以提高，而且整个系统的响应速度不受低通滤波器的影响；另外，相对于直流470V的电压来说，并环穿越频率远未达到这一频率，输出只为48V，特别是其电压稳定性方式，经过测试，其低频纹波稳定率都在0.996以上，完全满足了设计要求。
4.结语
综上所述，在进行开关型稳压电源的电路设计时，小信号的模型选择是关键点。为了进一步提高开关型稳压电源系统的稳定性，超前滞后网络补偿原理有效地弥补了精度电源的纹波限制高的问题。通过实践也表明，开关型稳压电源的适用性非常强，必将为人们生活提供更好的服务。
参考文献：
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作者简介：
直流稳压电源电路的设计篇6
关键字： 直流稳压电源; 过流保护; 自动检测控制; 蓄电池
中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）06?0153?03
Research and implementation of DC regulated power supply
CHEN Wan?li， ZHOU Ming?liang， JIA Yu?fei
（Huanghe S & T College， Zhengzhou 450063， China）
Abstract： In many modern communication equipments， stability and quality of power supply are required in the power system. The structure and working principle of the DC power supply are introduced in this paper. It is mainly composed of DC stabilivolt expanding current circuit， soft start and overcurrent protection circuit， uninterrupted power supply circuit， automatic detection control circuit and alarm circuit. The standby power supply can make a exchanger keep working in another eight hours in power off condition， and ensure calls not to be interfered by the voltage from the outside world. This design has the characteristics of simple structure， low cost， stable and reliable working performance.
Keyword： DC stabilized power supply; overcurrent protection; automatic examination control; battery
0 引 言
现代电子设备是一个极为复杂的电子系统，在一些重要的系统、设备或仪器中，要求供电系统不能中断供电，例如通信、防盗、医疗、科研系统等的供电，假如一旦发生断电，将会发生一系列的事故。 本文介绍了一种主要针对市电在停电或电压不稳定时，使用的直流稳压电源，其为程控交换机提供备用电源，以保障其能持续供电8个小时，从而保证通话质量不受影响。它有软启动和过流保护功能，对蓄电池具有自动检测功能，能够防止过充过放现象。延长了交换机的使用寿命。
1 系统设计方案设计[1]
系统原理框图如图1所示。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼41t1.tif>
图1 系统原理框图
2 系统各部分电路原理简介
2.1 变压器
变压器是将市电转变成所需要的交变电压。电源的质量直接影响着备用电源的性能和使用寿命，因此变压器的选择也尤为重要，本次设计电路输出负载电压为5 V（后续电路元件电压及蓄电池充电上限电压总和），额定电流为1 A，所以其负载功率为5 W，考虑到变压器工作在70%的容量时最佳，所以使用7 W的变压器即可适合。
2.2 整流滤波电路
整流电路将交流电转换成直流电。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压。本电路采用单向桥式整流电路，电路图见图2。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼41t2.tif>
图2 单向桥式整流电源
在单相桥式整流电路中，选择ICZ20。其主要参数：额定平均电流20 A;最大整流电流时和正向电压压降为0.45～0.65 V，最高反向电压下的反向电流平均值≤6 mA完全可以适应要求。
滤波电路可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C满足C≥2.5[TRL，]其中T为输出交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻[2]。滤波电路见图3。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼41t3.tif>
图3 电解电容滤波电路图
2.3 过流保护电路
如图4所示，由于晶体管都是工作在线性状态，静态Q点处在饱和p线性和截至区域，在电流正常时（<1 A），电阻R1产生的电压使晶体管BG1导通，而电阻R2，R3产生的压降还不足以使晶体管BG2导通，所以电流经R2，R3后经并联晶体管扩流。在电流慢慢的达到1 A 左右时，流经R2，R3的压降使晶体管BG2降渐渐处于线性接近饱和的区域，使得流过晶体管BG1的电流减小，电阻R8的压降降低，并联晶体管BG3，BG4，BG5，BG6处于线性区域。在电流超限（>1 A）时，电阻R2，R3上的压降使晶体管BG2导通，电阻R1被短路，这样降低了晶体管BG1的基极电位，使得BG1截止，电阻R8上没有压降，并联晶体管的基极因为没有偏置电压而截止，停止扩流，达到保护扩流管作用。
2.4 直流稳压扩流电路
本文设计的稳压电路是为了给整个系统提供稳定的直流电压，平滑的直流电不能满换机对直流电源的需要，稳压电路的作用是让输出的直流电压在市电电压或负载电流发生变动时保持稳定。所采用的稳压器输出电流太小，不能满足负载所需的电流，所以采用晶体管并联扩大输出电流。电路由三端可调输出稳压器LM317及并联晶体管来实现。
本文中扩流电路采用的是四只晶体管BU508A（BU508A所允许通过的最大电流15 A）并联使用，均流电阻Re=0.1 Ω，R4，R5，R6，R7形成电压串联负反馈电路。负载所需的电流≤10 A，所以接四只晶体管，每只晶体管通过的电流≤2.5 A，所用扩流管电流应不小于7.5 A，这样安全系数为3，电路的安全系数越高，使电路供电质量越好[3]。过流保护和扩流电路见图4。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼41t4.tif>
图4 过流保护和扩流电路
2.5 软启动电路
电路在接入瞬间会产生很大的脉冲电流，这样会对电路中的电子元件和蓄电池造成损害，使其性能和使用寿命大大降低，所以要设计本电路，使得电路中的电压和电流缓慢的上升到额定值[4]。软启动电路如图5所示。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼41t5.tif>
图5 软启动电路
2.6 单向导通器
本设计是为了防止蓄电池电流倒灌对前几个单元电路中的元器件造成损害而设计，实际上它是一个二极管桥式整流电路，但是，不是用它的整流功能，而是用它的单向导通功能，它可以通过大电流，如果单接一个二极管可能会因大电流而烧坏，失去单向导通性。
2.7 不间断供电电路
本设计是在交换机市电供电突然中断，或是市电电压突然降低，交换机的电源由市电切换至备用电源，并在市电恢复正常时，将负载切换至市电。切换过程中，要求无时间差。其实现方法见图6。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼41t6.tif>
图6 不间断供电电路
2.8 控制电路设计
本次设计采用LM339电压比较器，通过采样蓄电池的端电压和基准电压来比较，以输出高低电平来控制继电器动作。此部分电路主要由三部分组成，一是电源部分，二是过充检测控制电路，三是过放检测控制电路。电源部分是由晶体管BD235和270 Ω/4 W的电阻组成的共集电极电路（输出电阻小，具有典雅跟随的特点）和两个串联12 V稳压二极管组成。
24 V电压的确定是为了满足24 V继电器和电压比较器LM339的工作电压，所以由蓄电池组通过的电压经270 Ω/4 W的大功率电阻降压，1 kΩ R13为晶体管BD235提基极偏置电压，使BG8导通，形成电压跟随器，两个串联的12 V稳压二极管将电压稳定在24 V，而接两个12 V的稳压管是为了给电压比较器LM339一个参考电压[5]。图中所接的电容为滤波电容，控制电路设计如图7所示。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼41t7.tif>
图7 声光报警电路
过充控制电路部分所接的继电器为24 V常开型继电器，电压比较器则是比较蓄电池充电电压是否达到所限定的上限值，若达到控制继电器动作，闸刀闭合，给蓄电池充电，当充到所规定的稳定电压时，控制继电器断开。过放控制电路部分主要是同过电压比较器LM339来检测蓄电池组因放电是否到了规定值而过放，若过放，控制继电器动作，闸刀断开，停止放电;若蓄电池组的电压回到稳定电压则控制继电器闭合，处于放电状态。这里所接的继电器为24 V常闭型继电器[6]。
2.9 声光报警电路
作用是在蓄电池因放电而电压下降，到达限定值时，根据检测电路传来的信号报警，时长1 min。声光报警电路见图8。
<E：＼王芳＼现代电子技术201506＼现代电子技术15年38卷第6期＼Image＼41t8.tif>
图8 控制电路设计图
2.10 蓄电池选择
目前通信电源所带的蓄电池大多是先进的阀控式密封铅酸蓄电池，它可以做到免维护或少维护，无环境污染，是当前较为理想的蓄电池。本设计采用的就是48 V 100 Ah的蓄电池组。由于本设计为负载提供的是48 V，≤10 A且时长为8 h的供电，选择100 A・h的容量是为了保证蓄电池在正常工作后留由余量。
3 结 语
本次设计的不间断直流电源，主要是由硬件电路组成的，重点是备用电源的大功率部分和对蓄电池充、放电上下限的控制，还有电路的过流保护和软启动单元电路。保证蓄电池在市电中断后能提供8 h的供电，尽可能地减小由于蓄电池的使用不当所带来的损失。通过调试后，本设计实现了设计的要求，可以实现设备的供电要求。
参考文献
[1] 艾永乐，付子义.模拟电子技术基础[M].北京：中国电力出版社，2008.
[2] 朱雄世.新型电信电源系统与设备[M].北京：人民邮电出版社，2000.
[3] 张惠，冯英.电源大全[M].成都：西南交通大学出版社，1993.
[4] 杨承毅.电子技能实训基础[M].北京：人民邮电出版社，2005.
[5] 施文冲，李平.电工实习电子技术[M].上海：上海科学技术出版社，1992.
直流稳压电源电路的设计篇7
Li Bingxiang1，Fan Chao2，Zhang Weina1，Zhang Wei1
(1 Xi’an Shiyou University,Shaanxi Xi’an 710065;2 Shaanxi Youth Vocational College, Shaanxi Xi’an 710068)
Abstract: In the process of oil production, sand production not only lead to the equipment damage and reduce the
production, but also can affect the life of the oil well, so take reasonable sand measurements and control is very important.
But the signals detected by the piezoelectric ultrasonic sensor contain strong fluid noise and electromagnetic interference,
in order to get the useful signals, the interferences must be removed. This paper uses wavelet transform, and simulate in the
MATLAB, and compares the de-noising effects with the Fourier transform, the results show that the wavelet transform
can effectively remove noises, and it also preserves the useful information of the signals. Through the data from laboratory
test and field test show that the wavelet transform have very good de-noising effect.
Keywords: piezoelectric ultrasonic sensor; wavelet transform; de-noising
基金项目：陕西省教育厅项目“油气井出砂实时监测方法研究”资助 (2010JK786)
1
2013.24 设计与研发
0 引言
控制器用电源和功率器件驱动电源是有源电力滤波器的主
要部分，其中控制器用电源主要用于控制器、传感器和包括触摸
屏在内的人机界面供电；功率用器件驱动电源顾名思义用于功
率器的驱动供电。传统的有源电力滤波器以对负载电流和电源电
压进行采样检测补偿的谐波分量，并获取电流基准为其主要的控
制策略。但实际工作环境中有源电力滤波器系统对于供电的稳定
性和可靠性要求非常苛刻，其中APF 挂网运行必须满足电力系
统，如控制电路和驱动电路要先上电等，的要求。而传统的控制策
略因其计算量大、控制器复杂以及实时性差等原因已经不能满足
有源电力滤波器的实际工作需求。如何有效的保障在电力系统故
障出现时，电源系统能够有效的将APF 从电力系统故障中切除，
并具有自动启动有源电力滤波器的功能，成为本文探讨的一种重
要方向。因此，有源电力滤波器的控制电源设计必须做到科学性
和有效性。
1 电源设计
整个有源电力滤波器的电源方案包括驱动电源、控制电源以
及驱动和控制电源的一次供电电路三部分。其中驱动板是驱动电
源和驱动电路设计在一起的结合物，也是整个电源系统组成中的
重要部分之一。控制电源有普通的开关电源组成，用于对控制器、
传感器和包括触摸屏在内的人机界面供电控制和服务。一般而
言，交流电网和有源电力滤波器功率直流母线双电源供电方式是
初级电源所采取的方案。由于开关调制频率疋远大于电网频率和
负载电流频率．因此可以假设在一个开关周期内负载电流不变，
所以电源电流上升和下降的斜率近似等于APF 交流侧电感电流
的上升与下降斜率，顾此方案能够满足有源电力滤波器对控制电
源稳定性的要求。
1.1 驱动电源设计
在驱动电源整体组成中，M57962L 是功率器件IGBT 驱动电
路的重要核心芯片。为满足供电特点的需求以及IGBT 驱动电路
的特殊性，驱动电源需要为3 桥臂的IGBT 提供6 路独立的26—
30 V 直流电。在系统运行过程中，稳压管分压起到在各路电源产
生IGBT 开通和关断需要的正、负电压，以确保驱动电源的有效运
行。
驱动电源采用单端反激式DC ∕ DC 变换电路。在整个电路中，
电压输入和电压输出在电路、功能等方面相互切合，形成互相配
合的整体。部分电压输出线路用于稳压管的分压，并相应产生正、
负电压。个别电路输出用于稳压控制作用。为有效实现对输出电
压以及初级电流的控制，一般采用脉宽调职芯片UC3844 用于控
制系统的芯片。输出电压通过电路反馈脉宽调制芯片的误差放大
器以此实现稳压控制的目的。初级电流通过电阻采样，采样值输
入到脉宽调制芯片UC3844 的相应位置，实现电路峰值电流控制。
此外，在驱动电源设计过程中，还采用由电阻、电容和三极管组成
缓冲电路，能够有效的实现当开关状态转换过程中产生的尖峰电
压进行筘位和吸收。
1.2 控制电源设计
在有源电力滤波器工作过程中，控制器需要的±15 V，±5
V 电源、传感器需要的±15 V 电源及触摸屏和接触器需要的24V
电源全部是由控制电源提供。在控制电源使用过程中，必须保障
控制电路先上电，以此完成对相关参数的设置和对开关器件的封
锁，以满足有源电力滤波器对在电力系统出现故障时及时从电力
系统中切除隔开，以及在排除电力故障后能够自动启动复用的要
求。开关电源产生控制器和触摸屏等各个部件所需要的各种电源
都能够从220V 的交流电通过普通开关电源分流，由此在采用普
通开关电源给控制电路供电时能够满足有源电力滤波器对电力
系统稳定性的苛刻要求，同时节约了成本。
普通电源开关具有操作简便、制作和使用成本低，安全性和
可靠性高等特点，而被用于控制电路供电，但当仅采用电网作为
初级供电时，在遇到电网掉电或者电网电压瞬时值过低的情况西
安，电路还需进一步改进，以满足特殊问题出现时的应急措施需
求。
1.3 基于双电源的初级供电设计
上文提到当仅有电网供电时，出现电网掉电或者电网电压
瞬时值过低的情况时，电路可能出现突发的问题。当电网突然掉
电时，开关电源失去对电能的有效控制盒输入，输出电压瞬间降
为零，最直接的后果是控制器因断电而无法继续对驱动电路进行
控制。更糟糕的事情是此时的APF 直流母线电压仍旧处于高压状
态，上下桥壁会在驱动信号干扰功率器件后而出现同时导通，由
此造成功率器的损坏。
而基于双电源的初级供电设计是指基于交流电网和APF 功
率直流母线双电源供电方案的一种方法，实践证明该双电源设
计方法能够有效的克服上述突发情况。其基本的设计思路为交
流电网和APF 功率直流母线分工合作负责不同情况下的电路供
电，电网主要负责在APF 正常工作时控制电路供电，而出现供
电异常后。截止功率器件的驱动信号。并将APF 直流母线的电
能通过DC ∕ DC 电路回馈给控制电路和驱动电路。需要注意的
是DC ∕ DC 转换电路因其输出为直流电而不能与220V 交流电
直接并联，为此，通过设计二极管进行220V 交流电整流，然后与
DC ∕ DC 转换电路因其输出为直流并联。
通常情况下，经过二极管整流并联后的输出电流在电容器上
能够得到310V 的直流电。在电路设计过程中，只要保障DC ∕ DC
转换电路输出电压的正极能够通过二极管与电容的正极相对应，
二者的负极直接相连，在DC ∕ DC 转换电路输出电压小于电容的
电压时，就可保障APF 正常工作时，DC ∕ DC 转换电路而停止工
作。此外，由于电容器的存在，保证了在电网出现突然供电异常
时，开关电源和驱动电源输入电压不会马上低于DC ∕ DC 转换电
路输出电压而造成，DC ∕ DC 转换电路无法正常的发挥功能。在
DC ∕ DC 转换电路会在电容电压低于DC ∕ DC 转换电路输出电
压的情况下开始工作，控制电路和驱动电路会接受来自直流母线
的电能，当电压恢复至安全值后，DC ∕ DC 转换电路停止工作。
单端反激式变换电路是对DC ∕ DC 转换电路在有源电力滤
波器工作时的一种补充。DC ∕ DC 转换电路的功能具有局限性，
只能够在电网出现供电异常的情况下，为控制电路和驱动电路
供电供电，导致其在实际工作中输出容量不足，效率低下的问题
出现。与驱动电源相比，单端反激式变换电路的输入电压范围更
广，对于工业电压等级的APF，直流母线电压在正常工作时约为
750V。而电网断电后，直流母线电能回馈到控制、驱动电路，电压
逐渐降至安全值，但DC ∕ DC 转换器是否能在此过程中输出较稳
定的约200 V 直流电压成为未知数。对此需保证DC ／ DC 变换器
在断续电流模式( 和连续电流模式(CCM) 两种模式下都能安全
工作。
对于工业电压等级的APF 而言，对于DC ／ DC 转换电路的开
关器件的选择非常的苛刻，而在单端反激式电路中则能够轻易满
足其要求。才外为满足DCM 和CCM 两种工作模式的需要，在单端
反激式电路设计中变压器采用EC3521 型磁芯、变比120:55:4，
在整体电路中，个别输出电路用于电压反馈控制，此外，利用
UC3844 脉宽调制芯片的控制芯片实现对稳压控制和峰值电流控
制的稳定输出。在设计中保障直流母线电压低于控制电压（约为
180V），以此保证在驱动信号不确定或者缺失时而不至于损坏开
关器件。
2 实验分析
选用磁芯EI33，频率40kHz．变比97:12:12:12:12:12:12:7，
初级电感量4.2mH ∕ 1kHz ；APF 功率单元为750V，输出电流60A
的七路输出的多路变压器用于测试该设计的有效运行性能。实验
过程中，在正常工作中APF 的功率单元为750V，在正常运行过程
中将电网电压突然跌至为0，其中DC ∕ DC 转换电路的输出设定
值为180V，DC ∕ DC 转换电压在电网突然停电的情况下，开始工
作，直流侧电能回馈到控制电路和驱动电路，经过一段时间后，直
流侧电压降至安全值，DC ∕ DC 转换电路停止工作。经现场进行
调试验证，采用交流电网和APF 功率直流母线双电源供电方式，
未出现因电网电压故障而导致器件损坏情况的发生，此外在电网
故障排除以后，有源电力滤波器(APF) 能够有效的运行。实验结
果表明：该电源方案，即该电源初级输入采用交流电网和APF 功
率直流母线双电源供电方式，其中驱动电源和直流母线反馈电源
均采用单端反激式DC ／ DC 变换电路。具有实现简单、工作可靠、
成本低的特点。
4 结论
有源电力滤波器(Active Power Filter，简称APF) 的控制
电源包括控制器用电源和功率器件驱动电源两部分，对控制电源
的要求非常的高，不仅需要其能够提供稳定安全的电压以供系
统正常的运行，此外对于零器件的选择和使用上也要求求经济性
和安全性，依据APF 供电电源的要求，为IGBT 驱动电源设计了一
种基于单端反激拓扑的多路输出DC ∕ DC 电源，为控制器选用了
通用开关电源。该系统电源初级输入采用交流电网和APF 功率直
流母线双电源供电方式，其中驱动电源和直流母线反馈电源均采
用单端反激式DC ／ DC 变换电路。由本文的研究结论我们不难发
现，采用用交流电网和APF 功率直流母线双电源供电方式的电源
初级输入，别且驱动电源和直流母线反馈电源均采用单端反激式
DC ／ DC 变换电路的有源电力滤波器对控制电源具有非常明显
的优势，适合在电网，尤其是工业用电网中的推广应用，具有非常
巨大的推广意义。
参考文献
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单相电力有源滤 波器[J]. 中国电机工程学报1997（12）：
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源滤波器[J]．电力电子技术，2004，38(2) ：32—33．
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国电机工程学报，2003，23(9) ：44—47．
直流稳压电源电路的设计篇8
摘 要：以UC3842和FQP12N60C为基础设计了一款可编程序控制器专用电源。意在介绍通用开关电源的工作原理与设计过程，并且着重介绍高频变压器的设计以及整板调试过程，突出以理论为基础，工程设计为主导的设计方法。该电源经过实际测试，符合可编程序控制器专用电源的标准。
关键词：变频器；开关电源；UC3842
引言
现应用UC3842芯片设计了一款可编程序控制器用的开关电源，经过大量实验。在输入有很大波动的时候，该电源也能稳定工作。其中为CPU供电的+5V电源误差范围在0.1V，达到了设计目标。而且本开关电源也可作为其它电力电子控制设备的电源，可移植性能好。
1 设计要求
本电源利用PWM控制技术实现DC-DC转换，通过FQP12N60C的电流检测端口与控制电路要求精度最高的电源相连，当输入有干扰的情况下，通过调节占空比来稳定对多路电源的输出。
具体指标如下：输入：直流250V±40%，输出：直流+24V、6A；+5V、2A。输出全部采用共地方式，控制系统对电源输出的纹波电压小于5%。
2 原理图功能分析与设计过程
基于UC3842和FQP12N60C所组成的开关电源的电路原理图。包括整流、滤波、PWM控制器等结构。电源内部采用单端反激式拓扑结构，具有输入欠电压保护、过电压保护、外部设定极限电流、降低最大占空比等功能。
2.1输入侧整流、滤波、保护电路设计。从AC（L）线路进线串联保险丝（F1），起到过流保护作用。从AC（N）线路进线串联热敏电阻（RT110D-9），对接通AC电源时产生的浪涌电流起限制作用。在熔断器与热敏电阻的出线端并联压敏电阻（VR1），对接通AC电源时产生的浪涌电压起限制作用。之后并联安规电容CX1，泄流电阻R5。防止大电容失效后漏电，危及用电人员安全。之后串联电感，出线端并联X2电容。然后经过整流桥D1整流，在直流侧并联电解电容C10滤除整流后的交流分量以及谐波成份。
2.2功率管参数调整与电路设计。电阻R1提供电压前馈信号，使电流可随电压而降低，从而限定在高输入电压时的最大过载功率。电阻R2实现线电压检测。由电阻R6，电容C30，开关管ZD1，二极管D88组成简单的RCD箝位电路。达到保护开关管的目的。因而T1可以使用较高的初次级匝数比，以降低次级整流管D3上的峰值反向电压。电路采用简单的齐纳检测电路来降低成本。输出电压稳压由齐纳二极管（IC2）电压及光耦合器（IC1）决定。电阻R9提供进入齐纳二极管的偏置电流，产生对+5V输出电平、过压过载和元件变化时±5%的稳定度。
2.3高频变压器磁路设计。由于反激变换器对多组输出的应用特别有效。即单个输入电源使用同一磁路有效地提供多个稳定输出。因此本文设计的开关电源采用反激式变换结构。高频变压器的设计过程主要包括：磁芯大小的选择、最低直流输入电压的计算、工作时的磁通密度值的选择等。
（1）设计参数。设计使其工作在132KHz模式下。输入：直流250V±40%，输出：+24V、6A；+5V、2A。
（2）功率计算。
P=24×6×1+5×2×1=154W （1）
（3）磁芯选择。由公式（2）、（3）
Sj=0.15■=2.01cm2 （2）
P1=■=■=181.18W （3）
再由实际中输出引脚个数等因素，查磁芯曲线可得选择磁芯EER40。
（4）工作时的磁通密度计算。对于EER40的磁芯，振幅取其一半Bac=0.195T。
（5）原边感应电压的选择。这个值是由自己来设定的，但是这个值决定了电源的占空比。其中D为占空比，VS为原边输入电压，VOR为原边感应电压。D=■本文选定占空比D=0.5。
（6）计算变压器的原边匝数：Np=■=42匝。
（7）计算变压器的副边匝数。对于+5V，考虑到整流管的压降0.7V以及绕组压降0.6V。则副边+5V电压值：V2=（5+0.7+0.6）V=6.3V。
原边绕组每匝伏数=■=■=3.57伏/匝。
则+5V副边绕组匝数为：N5=■=1.76匝。由于副边低压大电流，应避免应用半匝线圈，考虑到E型磁芯磁路可能产生饱和的情况，使变压器调节性能变差，因此取1.76的整数值2匝。计算选定匝数下的占空比辅助输出绕组匝数，因为+5V副边匝数取整数2匝，反激电压小于正向电压，新的每匝的反激电压为6.3伏/匝。占空比必须以同样的比率变化来维持V-S值相等。由此可得：+24V副边绕组匝数为：N24=■=7.08匝。取整数值为7匝。
对于反馈线圈的匝数，反馈电压是反激的，其匝数比要和幅边对应。NS=■=1.76匝。取整数值为2匝。
（8）确定磁芯气隙的大小。首先求出原边电感量（mH），根据LP=VS■则全周期TS的平均输入电流IS=■=■=1A。
相应的Im=■=2A，IP1=■=1A。
IP2=3IP1=3A在ton期间电流变化量i=IP2-IP1=2A，LP=VS■=150×■=0.56mH。所以电感系数Al=■=■=0.00049×■。根据所选磁芯的AL=f（lg）曲线，可求得气隙
lg=■=■=0.45mm
（9）变压器设计合理性检验。首先利用磁感应强度与直流磁密相关的关系计算直流成分Bdc。根据公式计算可以得到：Bdc=?滋H=185mT
而交流和直流磁感应强度相加之和得到的磁感应强度最大值Bmax=?滋H=■+Bdc=282.5mT，而从磁性材料曲线可知BS=390mT，故工作时留有余量，设计通过。
（1、烟台德尔自控技术有限公司，山东 烟台 264006 2、沈阳工业大学，辽宁 沈阳 110178）
摘 要：以UC3842和FQP12N60C为基础设计了一款可编程序控制器专用电源。意在介绍通用开关电源的工作原理与设计过程，并且着重介绍高频变压器的设计以及整板调试过程，突出以理论为基础，工程设计为主导的设计方法。该电源经过实际测试，符合可编程序控制器专用电源的标准。
关键词：变频器；开关电源；UC3842
引言
现应用UC3842芯片设计了一款可编程序控制器用的开关电源，经过大量实验。在输入有很大波动的时候，该电源也能稳定工作。其中为CPU供电的+5V电源误差范围在0.1V，达到了设计目标。而且本开关电源也可作为其它电力电子控制设备的电源，可移植性能好。
1 设计要求
本电源利用PWM控制技术实现DC-DC转换，通过FQP12N60C的电流检测端口与控制电路要求精度最高的电源相连，当输入有干扰的情况下，通过调节占空比来稳定对多路电源的输出。
具体指标如下：输入：直流250V±40%，输出：直流+24V、6A；+5V、2A。输出全部采用共地方式，控制系统对电源输出的纹波电压小于5%。
2 原理图功能分析与设计过程
基于UC3842和FQP12N60C所组成的开关电源的电路原理图。包括整流、滤波、PWM控制器等结构。电源内部采用单端反激式拓扑结构，具有输入欠电压保护、过电压保护、外部设定极限电流、降低最大占空比等功能。
2.1输入侧整流、滤波、保护电路设计。从AC（L）线路进线串联保险丝（F1），起到过流保护作用。从AC（N）线路进线串联热敏电阻（RT110D-9），对接通AC电源时产生的浪涌电流起限制作用。在熔断器与热敏电阻的出线端并联压敏电阻（VR1），对接通AC电源时产生的浪涌电压起限制作用。之后并联安规电容CX1，泄流电阻R5。防止大电容失效后漏电，危及用电人员安全。之后串联电感，出线端并联X2电容。然后经过整流桥D1整流，在直流侧并联电解电容C10滤除整流后的交流分量以及谐波成份。
2.2功率管参数调整与电路设计。电阻R1提供电压前馈信号，使电流可随电压而降低，从而限定在高输入电压时的最大过载功率。电阻R2实现线电压检测。由电阻R6，电容C30，开关管ZD1，二极管D88组成简单的RCD箝位电路。达到保护开关管的目的。因而T1可以使用较高的初次级匝数比，以降低次级整流管D3上的峰值反向电压。电路采用简单的齐纳检测电路来降低成本。输出电压稳压由齐纳二极管（IC2）电压及光耦合器（IC1）决定。电阻R9提供进入齐纳二极管的偏置电流，产生对+5V输出电平、过压过载和元件变化时±5%的稳定度。
2.3高频变压器磁路设计。由于反激变换器对多组输出的应用特别有效。即单个输入电源使用同一磁路有效地提供多个稳定输出。因此本文设计的开关电源采用反激式变换结构。高频变压器的设计过程主要包括：磁芯大小的选择、最低直流输入电压的计算、工作时的磁通密度值的选择等。
（1）设计参数。设计使其工作在132KHz模式下。输入：直流250V±40%，输出：+24V、6A；+5V、2A。
（2）功率计算。
P=24×6×1+5×2×1=154W （1）
（3）磁芯选择。由公式（2）、（3）
Sj=0.15■=2.01cm2 （2）
P1=■=■=181.18W （3）
再由实际中输出引脚个数等因素，查磁芯曲线可得选择磁芯EER40。
（4）工作时的磁通密度计算。对于EER40的磁芯，振幅取其一半Bac=0.195T。
（5）原边感应电压的选择。这个值是由自己来设定的，但是这个值决定了电源的占空比。其中D为占空比，VS为原边输入电压，VOR为原边感应电压。D=■本文选定占空比D=0.5。
（6）计算变压器的原边匝数：Np=■=42匝。
（7）计算变压器的副边匝数。对于+5V，考虑到整流管的压降0.7V以及绕组压降0.6V。则副边+5V电压值：V2=（5+0.7+0.6）V=6.3V。
原边绕组每匝伏数=■=■=3.57伏/匝。
则+5V副边绕组匝数为：N5=■=1.76匝。由于副边低压大电流，应避免应用半匝线圈，考虑到E型磁芯磁路可能产生饱和的情况，使变压器调节性能变差，因此取1.76的整数值2匝。计算选定匝数下的占空比辅助输出绕组匝数，因为+5V副边匝数取整数2匝，反激电压小于正向电压，新的每匝的反激电压为6.3伏/匝。占空比必须以同样的比率变化来维持V-S值相等。由此可得：+24V副边绕组匝数为：N24=■=7.08匝。取整数值为7匝。
对于反馈线圈的匝数，反馈电压是反激的，其匝数比要和幅边对应。NS=■=1.76匝。取整数值为2匝。
（8）确定磁芯气隙的大小。首先求出原边电感量（mH），根据LP=VS■则全周期TS的平均输入电流IS=■=■=1A。
相应的Im=■=2A，IP1=■=1A。
IP2=3IP1=3A在ton期间电流变化量i=IP2-IP1=2A，LP=VS■=150×■=0.56mH。所以电感系数Al=■=■=0.00049×■。根据所选磁芯的AL=f（lg）曲线，可求得气隙
lg=■=■=0.45mm
（9）变压器设计合理性检验。首先利用磁感应强度与直流磁密相关的关系计算直流成分Bdc。根据公式计算可以得到：Bdc=?滋H=185mT
而交流和直流磁感应强度相加之和得到的磁感应强度最大值Bmax=?滋H=■+Bdc=282.5mT，而从磁性材料曲线可知BS=390mT，故工作时留有余量，设计通过。
3 结论
24V输出电压波形
参考文献
[1]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].第一版.北京：电子工业出版社，1999，7.
[2]赵书红，谢吉华，曹曦.一种基于TOP Switch的变频器开关电源[J].电气传动，2007，26（9）：76-80.3 结论
24V输出电压波形
参考文献
[1]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].第一版.北京：电子工业出版社，1999，7.