电源电路设计

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇电源电路设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

电源电路设计范文第1篇

【关键词】噪声类型 低噪声电源 DC-DC电源 低功耗电路设计

对于影响电源的噪声有以下几种：

1 电路板噪声

1.1 地环路干扰

当电流流过地线时，地线阻抗的存在，就会产生电压。当电流较大时，电压也很大。电路具有不平衡性，所有导线电流不同，这样就产生了差模电压，对电路造成影响。

1.2 地环路电磁耦合干扰

根据电磁感应定律，在实际电路PCB上，J、N、L、M形成的“地线环路”，将包围一定的面积，而环路所包围的面积中，有变化的磁场存在，在环路中，感生电流产生，形成了干扰。

2 电气噪声

2.1 电压调节器

电压调节器是普通的功率转换器，主要包含：“开关型、并联型和线性调节器”。对于线性和并联型调节器，其适用范围有限；其输出电压必须，低于输入电压。另外，大多数开关调节器的效率，也优于对应的线性，并联型调节器。由于线性、并联型调节器具有低噪声和简单性优点，相对于开关调节器有很大的吸引力。

2.2 共模噪声

在输入或输出端的两条连接线上，共模传导噪声的相位相同。一般来讲，它能造成影响，是那些和大地通路的固定系统。在有共模滤波器离线式的电源中，共模噪声的主要产生源是：“mosfet”。Mosfet，是电路的主要耗能元件。

2.3 电场

在两个具有不同电位的表面或实体之间，都有电场存在。因此，我们用一个接地的防护罩，把设备屏蔽起来，限制了设备内部的电场噪声，存在于屏蔽罩内部。这种屏蔽措施，已被广泛用于“监视器、示波器、开关电源”以及其它具有大幅度“电压摆动”的设备。

2.4 磁场

虽然电场，容易控制，但磁场就不同。把电路封闭起来，可以起到屏蔽的作用，即采用高磁导率的物质，这种方法，实现起来困难。总而言之，在源头将其减至最小，

这是控制磁场散射最好的办法。

2.5 电感器

我们选用高磁导率的材料，来降低电感散射，使磁场于磁芯中，不向周围散射。对于高磁导率介质，能量不能储存很多，这样，常常采用带有气隙的高磁导率磁芯，来缩小电感尺寸。

3 直流电源线噪声

3.1 DC电源线上的辐射噪声

通过AC适配器来供电的，在家用的电子设备，包括便携式设备。AC适配器与便携式电子设备，其连接，是通过一根DC导线，其作用类似于一根天线，它同外界噪声源一样，从这根导线来发射噪声。因此，噪声免疫性测试就十分必要了。

3.2 噪声的抑制

通过DC电源线，便携式电子设备内部噪声，是以共模的方式输出的，和AC适配器导线的一样，可以用共模噪声滤波器，进行有效抑制。

我们要设计一个超低功耗，无线产品，对于一个3AH的电池，要能工作5-6年，需要整个通信机制，有省电的功能，有超低功耗的能力。一个无线产品需要具有超低功耗，需要从产品的几个构成部分来分析：（1）电源部分；（2）RF部分；（3）CPU部分；（4）其他部分。

3.3 电源芯片选择原则

（1）选择厂家产品，工艺成熟，产品质量好，性价好。

（2）用封装小的，一般小封装小电流，大封装大电流。

（3）厂家选择技术支持好的，对于小公司，选择电源器件时要注意。

（4）要工作频率高的产品，降低周围器件，降低成本。

（5）资料选择要齐全，最好有中文的，可以申请的，有免费的，供货周期短的。

3.5 DC-DC电源选择

我们对于DC-DC的选择，主要考虑转换的效率、纹波、输入和输出电压等。

我们在设计电路时，要注意“输出电流、高效率、小型化，输出电压要求”，在选择DC/DC变换器时。注意以下几点：

（1） 对于输出电流较小时，可选择FET内置型；而输出电流较大时，选择外接FET类型。

（2）考虑效率的话，注意以下几点：优先考虑重负荷时，纹波电压和消除噪音，选择PWM控制型；同时需重视效率，低负荷时，则选择PFM/PWM切换控制型。

（3） 对于小型化的，则选择小型线圈的高频产品。

（4）输出电压，需要达到固定电压以上，或不固定的输出电压时，对于输出电压，可选择输出可变的分离型产品即VDD/VOUT。

4 升压式DC/DC变换器原理

采用1-2节电池，便可获得3-12V工作电压，工作电流，可达几十毫安至几百毫安，其转换效率可达70%-80%。对于升压式DC/DC变换器，主要用于输出电流小的场合。由于，电路的性能被两个方面影响，即印制线走线方式、元器件的放置。所以，接地线设计的三个原则：1.用平面布线方式接地和电源线。2.按电路图中的信号，电流走向按顺序，逐个放置元器件。3.在应用时，实验获得的数据，不调整。

我们在设计中，以上原则和要点需要注意，减少了电路噪声和信号干扰。在设计铜线走线模式和元件放置时，应谨记以下两点：“布线之间，会产生杂散电容；连线长度会产生阻抗”。在设计中，要注意线间杂散电容；缩短布线长度，有利于消除噪声，减少辐射的产生。

总而言之，在设计中，以上原则和要点需要我们注意，减少了电路噪声和信号干扰。

参考文献

[1]孟志强.中频电源并联逆变控制规律的研究[J].湖南大学学报，1995（06）.

[2]许峰，柳玉秀.徐殿国新型软开关全桥变换器IGBT高速驱动电路[J].电力电子技术，2004（01）.

[3]卢红.IGBT驱动保护与应用技术[J].电力电子技术，1993（02）.

[4]张青，康勇.IGBT驱动模块EXB841剖析[J].电力电子技术，1994（04）.

[5]丁祖军，邓建勇，梅军.基于EXB841的IGBT驱动电路设计及优化[J].电力自动化设备，2004（06）.

电源电路设计范文第2篇

1）实际导通时栅极偏压一般选12～15V为宜；而栅极负偏置电压可使IGBT可靠关断，一般负偏置电压选－5V为宜。在实际应用中为防止栅极驱动电路出现高压尖峰，最好在栅射之间并接两只反向串联的稳压二极管。

2）考虑到开通期间内部MOSFET产生Mill－er效应，要用大电流驱动源对栅极的输入电容进行快速充放电，以保证驱动信号有足够陡峭的上升、下降沿，加快开关速度，从而使IGBT的开关损耗尽量小。

3）选择合适的栅极串联电阻（一般为10Ω左右）和合适的栅射并联电阻（一般为数百欧姆），以保证动态驱动效果和防静电效果。根据以上要求，可设计出如图1所示的半桥LC串联谐振充电电源的IGBT驱动电路原理图。考虑到多数芯片难以承受20V及以上的电源电压，所以驱动电源Vo采用18V。二极管V79将其拆分为＋12．9V和－5．1V，前者是维持IGBT导通的电压，后者用于IGBT关断的负电压保护。光耦TLP350将PWM弱电信号传输给驱动电路且实现了电气隔离，而驱动器TC4422A可为IGBT模块提供较高开关频率下的动态大电流开关信号，其输出端口串联的电容C65可以进一步加快开关速度。应注意一个IGBT模块有两个相同单管，所以实际需要两路不共地的18V稳压电源；另外IGBT栅射极之间的510Ω并联电阻应该直接焊装在其管脚上（未在图中画出），而且最好在管脚上并联焊装一个1N4733和1N4744（反向串联）稳压二极管，以保护IGBT的栅极。

2实验结果及分析

在变换器的LC输出端接入两个2W／200Ω的电阻进行静态测试。实验中使用的仪器为：Agi－lent54833A型示波器，10073D低压探头。示波器置于AC档对输出电压纹波进行观测，波形如图5所示。由实验结果看，输出纹波可以基本保持在±10mV以内，满足设计要求。此后对反激变换器电路板与IGBT模块驱动电路板进行对接联调。观察了IGBT栅极的驱动信号波形。由实验结果看，IGBT在开通时驱动电压接近13V，而在其关断时间内电压接近5V。这主要是电路中的光耦和大电流驱动器本身内部的晶体管对驱动电压有所消耗（即管压降）造成的，故不可能完全达到18V供电电源的水平。

3结论

电源电路设计范文第3篇

关键词：备用电源；控制组件；测试电路设计与调试

引言

随着科技水平的不断发展，设备对于供电系统的需求量也是越来越大，其中设备的备用电源是设备电源系统中重要的组成部分，备用电源控制组件就其控制部分，提供为电瓶和备用汇流条电源的人工和自动选择起着至关重要的作用，一旦存在于备用电源系统中的故障没有按时测出并修理，那么故障有可能会进一步的扩大，与此同时也会影响设备中其他系统的正常运行工作，导致设备故障的出现，最坏的就是危及人身安全。而备用电源系统的关键环节就是在于备用电源控制组件，所以备用电源控制组件的好与坏就成了备用电源系统的关键所在。

1、设备供电系统的涵义

设备供电系统就是指设备中电能产生、变换、输送以及分配部分的总称，其中是指从电源到用电设备输入端的全部，这通常就由两部分组成，一部分是电源系统，另一部分是输配电系统。

2、备用电源控制组件组成及功能的分析

2.1备用电源控制组件组成

备用电源控制组件监控电瓶和备用电源电门的位置，也同时监控交流、直流和电瓶汇流条，从而更好的控制电瓶汇流条、转换热电瓶汇流条以及交流备用汇流条等等。

备用电源控制组件使用内部的继电器控制电源的分配其中包括：电瓶汇流条正常继电器；直流汇流条备用继电器备用汇流条正常继电器；转换热电瓶汇流条继电器；备用汇流条备用继电器。

2.2备用电源控制组件功能介绍

备用电源控制组件可以提供电瓶和备用汇流条电源的人工和自动选择。备用电源控制组件为大型设备上的电源仪表、电瓶以及其他组件提供直流系统的故障数据。备用电源控制组件也可以使电源系统的某些电源配电继电器受到控制。

3、备用电源控制组件的操作系统分析

备用电源控制组件一般都是由直流汇流条、变压整流器、电瓶以及静变流器和转换汇流条提供控制和备用电源的分配。还有一部分分配电源给设备负载供电。

备用电源控制组件提供控制功能和备用配电系统。备用电源控制组件是由大型设备的开关输入以及内部遥感数据和其他设备系统控制的汇流条相结合，电瓶充电的操作，连接和控制静变流器，备用电源控制组件给大型设备的操控室内的P5-13提供故障信息，这样的做法才能达到隔离的目的。

备用电源控制组件控制分为两部分，一个是正常控制部分，另一个是备用控制部分，这两部分都有一个电路板对其进行控制，两块板都是相同，每个电路都能从操控室内得到一样的输入，2个ID引脚构成，就是在正常和备用系统电路板和里面的集成电路提供必要的输出。

正常控制：正常控制的电路板提供控制逻辑以及备用汇流条正常继电器备用控制电路板的控制逻辑，这种控制逻辑要被编写在集成电路中，备用控制电路的控制逻辑也必须设计到集成电路中，才能被验证，正常电路板监控被备用控制电路板控制的继电器所o助出点，一旦发现分配失误，故障就会立刻传到大型设备的操控室中。

备用控制：备用控制板提供了局部直流汇流条备用继电器的逻辑控制。集成电路用在逻辑控制中，正常控制电路的控制逻辑要设计到集成电路中加以验证，备用线路监控被正常控制电路板控制的继电器的辅助出点，一旦发现错误的分配，故障也会显示在设备的操控室当中，备用电路板还可以提供控制信号，为远程的电瓶充电器抑制继电器。

4、备用电源控制组件测试原理分析

模拟备用电源控制组件中的逻辑信号，对于控制逻辑进行简单的证明，通过高低点位来判断通电的情况。

测试所需工具：数字万用表备用电源控制组件模拟控制逻辑块、示波器、电阻、停表、变压器等。

测试的条件是：每一次测试前，都要都测试板的各个开关位置进行确认。测试前设置后，要等待一分钟之后再进行相应的测试。

测试步骤：对电瓶汇流条输入测试，在其中连接万用表，设置输入电压电瓶汇流条电压至36V，等待15秒后，调节到18V，再等待15秒后，将电瓶汇流条电压上调到36V，与此同时改变TR3的电压值。设置电瓶汇流条电压至24V，打开负载，测试这其中电流应在0.1-0.9A范围内。

对整流28V输入测试：首先关闭电源，用万用表测试转换继电器，再打开电源，直流汇流条电路应在0.08-0.12A之间。然后设置转换继电器为18V，15秒后，将转换继电器只上调为32V，这是DS22应该处于一种熄灭的状态。改变转换继电器电压由0-29.5V时，DS17和DS18临界工作电压应该在17至19V之间。

5、故障现象以及分析

对于电瓶汇流条的测试结果是：如果备用电源控制组件没有信号响应的话，一般问题都会出现在集成电路板的输出端，还有可能是电瓶汇流条没有反应的作动。一旦临界电压超出规定电压范围内，则故障会出现在输出端上，还有可能是电路板的某一处出现短路或者断路以及发生跳弧的现象。如果电流测试范围不在0.1-0.9A的范围内，那么极有可能是输出端出现故障，也可能是电路板出现短路、断路或者跳弧的发生。

对于整理28V测试结果为：一旦电流表读数不在0.08-0.12A范围内，检测电瓶汇流条正常继电器的作动情况。如果备用电源控制组件没有信号响应，必须检测其输出端或者其他继电器的作动情况。如果DS17和DS18的临界电压不在规定范围内，则有可能是输出端的两级出现故障，也有可能是三极管出现故障。

结语

随着科技的不断发展，设备的应用也是越来越普及。发动机是设备的“心脏”，那么电源系统就是设备中的“血液”。它为设备的正常运行提供了必要的保证。本文首先对于设备供电系统进行了详细的介绍，对备用电源电路进行了简单的分析，介绍了备用电源相关的控制部件，然后对于备用电源控制组件展开介绍，对其特点和逻辑控制进行了详细的分析。这些分析需要更加深入的研究与论证，对备用电源控制组件进一步提高工作效率，对其测试软件进行开发和研究，有着很大的发展空间。

参考文献：

[1]朱雄世.新型电信电源系统与设备[J].人民邮电出版社，2002

[2]李慧莲，李正家，赵秉信.电信电源系统与设备[J].人民邮电出版社，2002

电源电路设计范文第4篇

关键词：开关电源；过压保护；过流保护；M51995A电源芯片

中图分类号：TM13 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）11-0-02

0 引 言

随着时代的前进与社会的发展，开关电源已逐渐代替传统的铁心变压器电源。开关电源的集成化与小型化正逐步成为发展趋势[1-3]，开关电源更是在计算机、通信、电器等领域得到广泛应用[4]。但开关电源系统若无性能良好的保护电路便很容易导致仪器寿命的缩短甚至使仪器受到损坏。由此可见，为了能够让开关电源在恶劣环境以及突发故障的情况下安全稳定的工作，保护电路的设计就显得尤为重要。开关电源的基本结构框图如图1所示。

1 M51935AFP开关稳压芯片简介

M51995A是一款开关电源初级PWM 控制芯片，专为AC/DC变换设计，芯片功能如表1所列。它主要包括振荡器、PWM比较、反馈电压检测变换、PWM锁存、过压锁存、欠压锁存、断续工作电路、断续方式和振荡控制电路、驱动输出及内部基准电压等。

M51995A既具有快速输出和高频振荡能力，又具有快速响应的电流限制功能[5]。此外，过流时采用断续方式工作可以有效保护二次电路。该芯片的主要特征如下：

（1）工作频率低于500 kHz；

（2）输出电流能够达到±2 A；

（3）输出上升时间为60 s，下降时间为40 s；

（4）起动电流比较小，典型值为90 A；

（5）起动电压为16 V，关闭电压为10 V；

（6）起动电压和关闭电压的压差大；

（7）过流保护采用断续方式工作；

（7）用脉冲方法快速限制电流；

（8）欠压、过压锁存电路。

3 实验仿真分析

为进一步验证所设计的开关电源保护电路的工作性能，我们采用计算机仿真软件MultiSIM对所设计的保护电路做了软件仿真测试。当电源输出电压为60 Hz正弦波、有效值为24 V时，电源保护电路的光耦控制OVP端的信号输出状态如图4所示。

图4中的仿真结果表明，输出电压信号变化控制光耦的导通，从而控制了光耦OVP端的电压输出，当电源输出电压在0 V-24 V期间时，光耦输入端没有电压信号不导通，OVP端电压为0，电路处于保护工作状态；电压在0+24 V期间时，光耦输入端有电压信号作用而导通，OVP端电压为+5 V，电路处于正常工作状态。当输出电压过高时，OVP端电压为0，电路处于保护工作状态。40 V电压信号的状态图如图5所示。

实验仿真结果表明，当电源输出电压范围为0+24 V时，开关电源电路正常工作；当电压为负电压时，光耦中的二极管反向截止，OVP端电压为0，开关电源的保护电路工作，电源输出为0；当输出电压高于+24 V时，OVP端电压为0，开关电源进入保护电路工作状态，电源输出0。

4 结 语

本文基于M51995A电源芯片设计了开关电源的过压和过流保护电路，通过计算机仿真结果表明，该电路设计合理，工作稳定，电路设计可以有效降低电路的复杂程度和成本，能对开关电源电路进行有效保护，从而使电源运行安全可靠，设计完全能满足系统性能的指标要求。

参考文献

[1] 欧浩源，丁志勇.电流控制型脉宽调制器UC3842在开关电源中的应用[J]. 今日电子，2008（C00）：88-89.

[2] 王朕，潘孟春，单庆晓.UC3842应用于电压反馈电路中的探讨[J].电源技术应用，2004（8）：480-483.

[3] 关振源，张敏.基于电流型PWM控制器的隔离单端反激式开关电源[J].电子元器件应用，2005（2）：21-23.

电源电路设计范文第5篇

【关键词】数字电视；多频率射频信号源系统；射频电路；设计；现实意义

前言：多频率射频信号源系统是数字电视正常使用的重要保障，也是目前我国在数字电视应用领域研究中的重点内容。本文将着重进行射频电路的设计研究，希望能够推动相关研究工作能够迈上一个新的台阶，推动行业有序快速发展。

一、射频电路的重要性分析

（一）多频率射频信号源系统正常运转的重要保障

目前多频率射频信号源系统的开发设计研究已经日臻完善，相应的应用程度随着经济形势的迅猛发展而得到了明显的提升。

（二）相关学科发展的重要基石

由于我国在相关研究起步较晚，与发达国家之间存在着明显的差距，导致电频电路的设计仅能满足于我国范围内居民使用需求，无法创造更为丰厚的经济价值，因此射频电路的应用研究成为了促进相关学科发展的重要基石，也是其发展的结晶，对我国此方面研究工作具有重要的现实意义。

二、射频电路设计

从恒温晶振发出的信号在到达了频率合成器后，相应的控制单元进行信号的控制与分析处理，进而达到控制频率产生的目的。频率合成器是射频电路的初始应用设备，也是整个电路正常运转、信号频率生成的重要阶段。

由于产生的频率传输过程中分散性较大，如果想要频率正常传输就需要使用滤波器进行有效的过滤筛选，从而将频率恢复到一个相应的固定值，达到更有效传输的目的。可控衰减器能够将过高的频率有效降低，从而配合其他元器件进行传输工作，由于滤波器与可控衰减器的工作时间存在着较大的同步性，因此本项研究中将二者设计在了一个工作区域内，有效的节约了设备所占空间以及成本，降低了射频电路的总成本，提高了其使用价值。

经过滤波器以及可控衰减器处理后的信号被送到了前级功效，经过了实际检测后增益值大于30db，工作状态稳定。整个处理系统的电流约为330mA，电源功率为8V。然而由于整体电路的散热面积较小。而实际的功耗为8W，因此需要加装散热风扇来辅助工作，有效的降低运行中的温度，防治因为过热导致电路烧毁的现象发生，保证了射频电路的运行安全。末前级功放与末级功放是米波波段与短波波段运行的最终阶段，也是整个射频电路的完成阶段，其中米波波段的末前与末级相应静态电流为300mA，增益20db、700mA，17db。短波波段的静态电流为300mA，增益17db。

此电路设计采用的最大功率为300W，预留出了相应的调整空间，很大程度上方便了用户根据实际需求顺利开展调整工作。

三、射频功率控制电路

（一）可控衰减器

目前普遍使用的PIN二极管的一个独特特征就在于可以通过改变偏置电流从而达到变更射频下电阻的目的。在实际的可控衰减器的设计应用中发挥了较为重要的作用，使用价值较高，因此在多个领域的系统结构设计中得到了广泛的应用。

利用单一的PIN二极管可以设计出一个非常简单的可控衰减器，其具有的结构简单，操作方法简便等特征在实际应用中发挥了重要的作用。然而由于单一的PIN二极管可控衰减器无法与良好的阻抗相匹配，导致与之相连的滤波器工作出现异常，因为二极管的阻抗会明显随着偏大而出现改变，不良的阻抗匹配又会进一步影响滤波器的处理，从而导致整个射频电路由于滤波器与可控衰变器部分出现的问题造成整体电路运转异常甚至是停止工作的现象发生。因此经常采取使用多个PIN二极管形成两条路径来达到不变的抗阻特性目的。其详细的结构如图1所示。

当V10处二极管的流经电流较小时，V10二极管处于反偏转状态，导致相应部分的电阻值较高，从而造成V8、C7形成的射频通路电阻阻抗较低，整个射频可控衰减器的衰减量较大。当V10处电流较高时，则处于正向偏置，从而降低V8、V9处直流偏置较低，提高了电阻阻抗，由于阻抗的提高有效的降低了整个衰变控制其的衰变量。

（二）内外脉冲控制

通过可控射频衰变器设置在射频电路的主通路与射频地之间，使用经过处理的可控脉冲作为控制电压的主要手段，对射频电路进行有效的控制，以达到开启以及关闭射频通路的目的。但是实际应用中需要注意插入消耗的影响，一旦其超过了奈奎斯特上限，就将会造成米波波段的输出功率余量降低，总而影响米波波段的信号传输效率[3]。

总结：综上所述，多频率射频信号源系统射频电路的设计涉及到了众多领域的知识，对相关的研究工作具有重要的推动作用，目前对射频电路的研究还比较少，希望通过本次研究能够丰富研究内容，提供射频电路设计的新思路，从而推动射频电路的设计更加科学合理。相信随着时间以及科技的不断发展，射频电路的研究工作将会迈上一个新的发展阶段，从而缩短我国与世界先进水平之间的差距，为相关行业的发展提供有力的保障。

参考文献：

[1]魏峰.远距离射频识别系统关键技术的研究[D].西安电子科技大学，2009.