dc电源范文精选

[摘 要]DC/DC变换器是将一种直流电压变换为另一种所需的直流电压（固定或可调）。这种技术被广泛应用于计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济的各行各业中，变换器还需要符合上述领域的安全标准。本设计是基于 Lm2577 集成芯片的升压电源，5V输入，6V到12V输出，把“低压电源”变为“高压电源”，具有“低进高出”的作用。在规定输出范围内，效率可以达到70%以上，具有较高的转换效率，进而满足人们日常生活中需要把低压直流电源转化为高压电源的需求。

[关键词]lm2577、升压电源、效率

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0297-02

[Abstract]DC-DC converter is one DC voltage is transformed into another DC voltage required （fixed or adjustable）.This technology is widely used in computer，office automation equipment，industrial instrumentation，military，aerospace and other fields related to national economy sectors，the converter also need to meet safety standards in these areas.This design is based on Lm2577 booster power integrated chips， 5 v input， 6 v to 12 v output， the "low power" into "high power"， have the effect that "low into higher". Within the scope prescribed output， the efficiency can reach above 85%， with high conversion efficiency， and satisfy people in daily life need to convert low voltage dc power supply into the demand of high voltage power supply.

[Key words]lm2577， booster power supply， efficiency

1.背景与意义

当今时代，电作为一种不可或缺的能源，无处不在。生活中大多数稳压电源都是由高压稳成低压，但有些时候需要把低压转为高压。例如：一些都市白领在开车的时候笔记本没了，这时如果可以把汽车电瓶电源经过升压得到笔记本所需的电源电压，进而为笔记本充电，这样就可以在开车的时候充电，必然会为快节奏的都市白领节省不少宝贵的时间。

2.系统方案设计与主要模块

摘 要：随着科技快速发展，开关电源应用越来越广泛，目前采用单一集中式电源供电较多，多种输出参数难以满足要求。文章提出了一种DC-DC开关电源模块并联供电系统技术方案。两路DC-DC变化器采用BUCK结构，MOS管代替二极管续流，采样模块实时监测输出电压电流，PID算法、闭环控制实现均流，该方案具有体积小、供电效率高、抗干扰能力强等优点，可推广应用。

关键词：DC-DC；同步整流；BUCK结构；续流；均流技术

1 系统方案整体结构

该系统方案主要由两个BUCK变换器构成的DC-DC降压式电路、主控电路、采样电路、驱动电路以及PWM模块组成。主控芯片通过采样得到的电压电流参数来控制输出PWM波的占空比，进而控制开关管的开关频率，闭环控制电流电压，使其稳定输出。提高了供电的效率和稳定性。系统方案框图如图1所示。

2 各模块的设计与实现

2.1 DC-DC模块

系统方案的DC-DC模块采用是两个相同的BUCK拓扑结构，并且使电感始终工作在电流连续状态，否则闭环稳压时易振荡。另外，为了降低电路损耗，本系统方案选用导通电阻较低的开关管IRF3205（额定电流110A，耐压达55V，导通电阻小于8毫欧）。

对于BUCK电路滤波电感L1的计算如下：

索尼于2006年上市的PS3应用了很多新器件，例如微处理器Cell、图形处理芯片RSX等。其中最引人关注的是IR公司开发的DC-DC转换器MCM(多芯片模块)iP2003APbF。该模块使DC-DC转换器迅速瘦身成功，虽然尺寸仅为名片大小，但它依然能够向cell和RSX提供100A以上的超大电流。

DC-DC转换器的MCM模块早在5、6年前就作为电源电路小型化和简单化的杀手，应用于服务器和通信产品中。现在它虽然出现在PS3等高端产品上，但是将来不仅会向中端产品延伸，而且还会广泛应用于其他领域。最早于2008年，市场上将会推出采用DC―DC转换器MCM模块的笔记本电脑。

目前，有几家半导体厂商根据不同用途正在开发用于DC-DC转换器的MCM模块。其中包括面向多相电源产品的、供给电流超过100A的MCM模块，以及类似于ASIc或FPGA封装的POL转换器MCM模块。

元器件数量减少，体积变小

用于DC-DC转换器的MCM模块把高端功率MOSFET和低端功率MOSFET以及功率MOSFET的门驱动芯片集成在一个封装内。只要外接电容器、电感器和PWM控制器等元件后，就可形成一个DC-De转换器。目前，半导体厂商们正致力于在上述基础上加入PWM控制器和电感器。

DC-DC转换器的MCM模块价格在300日元左有(约合20元人民币)，分立元件产品只需150日元(约合10元人民币)，但是，它能迅速普及主要有以下4大理由：元器件数量相对减少；封装面积减少；电路设计和散热设计相对简单；在控制芯片尺寸的基础上比较容易实现大电流化。例如，元器件数量可减少50％左右。一个输出只有几十w的DC-DC转换器，如果以分立元件实现，则需要20个30个元件。如果采用凌力尔特公司的DC-DC转换器MCM，仅需几个元件即可。控制1MHz开共频率时的损耗

与分立方案相比，MCM模块可降低50％的封装面积。以东芝的6通道多相电源为例，采用DC-DC转换器的MCM模块之后，尺寸可控制在90mm×50mm之内。

采用MCM技术后，在减小封装面积的同时，还可提高开关频率。例如，以分立元件实现10A输出的DC DC转换器，其开关频率在200kHz-400kHz之间，采用MCM技术后nJ达到1MHz。这样，输出电容器和电感器的体积可以相应缩小。

1实验测试

本文主要采用了红外测量技术来测量整个电路中不同部件的温度变化情况，该方法不需要探测器接触到电路就能直接测出整个电路中各个部分的温度，这种不接触的形式不会对电路内部的温度产生影响，也能得到较为精确的测量结果，这也是该测试方法最具有竞争力的地方。由于在空气中的物体或多或少地都会向外部辐射一定的能量，这种能量往往以红外线的形式存在，因此用红外探测器很容易分辨出不同部分温度之间的差异，并且能够快速鉴别出物体表面的温度。

2有限元建模求解

为了得到较为准确的实验结果，笔者所在的研究团队采用了计算机技术来辅助测试，使用了包括ANSYS、EXCEL等在内的常用测试软件，并围绕核心的有限元法对电源进行了检测与测量,得到了线路中各个节点的温度，并且对其散热性能进行了系统性的分析。一般来说，一个电源模块内部往往包含有数量众多的电子元器件，并且相互之间的关系较为复杂，系统高度集成化，要对其进行建模需要消耗大量的时间与计算，往往得不偿失。在这样的条件下，笔者所在的研究团队适当简化了电源模块，将在红外检测中变化不大的元器件中直接省略，转而研究那些温度变化较大的元器件，并得到了较好的实验结果。

3优化设计

DC/DC电源在工作的过程中自然会产生大量的热量，为了减少发热对电路稳定顺利运行的影响，就需要采用一定的散热处理。散热一般从两个方向进行，其一为减少整体的发热量，其二为提升散热功率。在常用的散热手段中，最为经济的就是加装散热器了，但是这种操作受到很多因素的影响，不仅要控制整个系统的体积，还要考虑成本因素。因此在加装散热器得不偿失的时候，就要考虑提升系统内部的热传导效率了。

3.1对DC/DC电源进行热模拟

在本文设计的模拟实验当中选用的DC/DC电源为金属材质，金属材质传导热量的能力较强，并且电源采用的是真空封闭，因此散热能力较差，难以通过空气的对流来实现散热。除此之外，由于电源材料主要以辐射较低甚至是无辐射的材料制作而成，因此内部的热量主要以热传导的方式向外传递，传导的过程中要通过粘结层、基板以及外壳等部分，然后再在外壳表面对外辐射出热量。为了准确而又有效地展现内部热传导的实际情况，研究人员假设内部的热量并没有辐射的现象。

摘要：通过分析DC-DC稳压器的基本原理和特性，分别对线性稳压器和开关稳压器进行性能和结构原理的分析比较，并根据实际情况对DC-DC电源的设计应用提供所需要考虑的各种因素。对直流电源电路设计中电源芯片选型基本方法进行详细的介绍，为实际直流电源电路的芯片应用和设计提供参考方案。

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）

摘 要： 为了解决多个模块电源协同工作的问题，提出了智慧电源的概念和架构。智慧电源包含三大关键技术：模块电源技术、实时局域网技术和智能控制技术。对这三大技术进行分析，基于智慧电源的架构，设计一套由3个DC?DC电路组成的并联运行系统，并进行了实验，成功实现了电流均流、效率优化等控制。理论分析和实验表明，智慧电源是一种解决模块电源协同工作问题的有效的、通用的思路和方法。

关键词： 智慧电源； 模块电源； 并联系统； 实时局域网

中图分类号： TN86?34； TM46 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）02?0149?05

Abstract： In order to solve the cooperative work problem of the multiple modular power supplies， the concept and architecture of the intelligent power supply are proposed. The intelligent power supply includes three key technologies of the modular power supply， real?time local area network and intelligent control. The three technologies are analyzed. On the basis of the architecture of the intelligent power supply， a parallel operation system composed of three DC?DC circuits was designed and tested. The control of current sharing and efficiency optimization was realized with the system. The theoretical analysis and experiment results verify that the intelligent power supply is an effective， general thought and method to solve the cooperative work problem of the multiple modular power supplies.

Keywords： intelligent power supply； modular power supply； parallel system； real?time local area network

0 引 言

传统的电源（本文电源一词指广义的开关电源）是集中的、定制的模式，即负载有多大功率，配套的电源就设计多大的功率，这种模式有如下弊端：定制的模式不利于生产的组织、管理；集中的电源一旦出现故障，整个系统就会失效。为了克服这些弊端，分布式的模块电源应运而生。模块电源由多个标准的电源模块经过并联或串联后一起协同工作，给负载供电，电源的总功率会留有一定的冗余，如果某个模块出现故障，系统会自动关闭故障模块，并不影响整个系统的工作。与传统的集中式电源相比，分布式模块电源具有上述显著的优点，因此近年来得到重视和推广。但是，模块电源在使用时需要解决好各个电源模块如何协同工作的题，这其中的研究热点包括：并联时，如何解决好负载电流在各个模块之间的分配、如何提高整体效率及可靠性等问题。对于这些问题，前人已经做了很多研究，取得了不少成果。文献[1]研究了DC?DC并联均流的模拟控制方式，提出了减小模拟系统控制误差的方法。文献[2?3]研究了DC?DC并联均流的数字控制方法，采用电压外环、电流内环的数字双环控制，加平均电流调节取得了较好的均流效果。文献[4?5]提出了按照各个并联电路的效率确定电流分配系数，并提出了建立效率模型和进行在线参数估计等方法，这些方法在进行电流分配的同时，提高了整体效率。文献[6]研究了DC?DC并联系统在模块热切换时过电流的抑制策略，这进一步提高了系统可靠性。以上文献成果各有其闪光点，但是这些成果往往是就事论事，本文试图从智慧电源这个更广阔的角度来看待模块电源并联时电流分配、效率优化等问题。本文以DC?DC模块电源并联运行的电流分配、效率优化问题为例，提出了智慧电源的概念、组成架构，并设计了一套基于智慧电源架构的DC?DC模块电源并联运行系统，成功进行了电流分配、效率优化等管理。

1 智慧电源概念

摘 要 随着环保问题的日益突出，电动汽车成为近年来迅速发展起来的一种趋势。电动汽车使用动力电池代替传统的燃油作为能源，电池的续航里程成为了限制电动汽车发展的主要瓶颈。因此，在现有电池的技术条件下提高车载电源的效率成为了一个可以有效的提高电池续航里程的办法。本文研究了一种电动大巴DC-DC变换器，对其中核心LLC谐振部分进行了详细研究，整个变换器具有效率高，输出纹波低，性能可靠等特点。

【关键词】DC-DC LLC 谐振

1 引言

以往的大功率DC-DC变换器大都是采用移相全桥的拓扑结构，电路相对复杂，滞后臂不容易实现软开关等。因此我们采用了比较新颖的半桥LLC谐振电路结构，电路结构紧凑，可以在全负载范围内实现软开关特性。

2 系统硬件设计

2.1 系统组成

DC-DC变换器主要由输入电路、升压电路、谐振电路、输出电路、控制电路等组成。

输入电路：主要由熔断器、滤波器、继电器、预充电电阻、滤波电容等组成，主要功能是对输入电源进行滤波，对电源的进行预充电和保护；

过去20年来，高密度隔离式DC/DC电源转换技术取得了巨大进步。20年前，功率密度为30W/in3的全砖和半砖DC/DC转换器的推出在用户和提供电源产品的公司中引起了巨大的反响。这些转换器除了应用于电信设备以外，还开创了在数据通信和工业系统中采用分布式电源架构的先河。很多提供电源产品的公司经历了几年艰苦的开发工作后，将产品推向了市场，他们研发了自己的磁性元件、拓扑和控制电路，总是在努力超过自己以前的产品和来自竞争对手的同类产品。今天，这类产品的占板面积已有1/4、1/8、1/16砖等类型。现在，几乎每个电源厂商都有高密度隔离式DC/DC转换器产品线，这些产品线或者是通过收购其他公司获得，或者是内部开发的，目前，这类产品的功率密度已经超过200W/in3了。

特定应用拓扑DC/DC控制器的推出，MOSFET开关、VDS额定值和RDS(ON)的改进，以及PulserEngineering、Coilcraft、Tokin等公司提供的现售平面电源变压器和电感器，为设计师提供了不同的隔离式DC/DC转换器开发途径。人们常常需要自制隔离式DC/DC转换器，需要完全控制所用组件，以在产品的整个寿命周期内保证质量和设计完整性。其它原因还包括需要标准产品不提供的附加功能，或需要特殊的外形尺寸，以及降低成本。

隔离式正激转换器

高密度隔离式DC/DC转换器最流行的拓扑之一是正激转换器，这种转换器可以提供高达500W的功率，在有些情况下还能提供更高的功率。凌力尔特公司提供单开关和关正激式控制器，这些控制器用主端和副端电路实现同步MOSFET的控制、定时和驱动。这些控制器电路具有同步整流和多项(PolyPhase)交错功率级。不过，正激转换器现在也能提供同样的功能。LTC3706副端同步控制器及其伴随器件主端智能驱动器LTC3725可以用来开发具有降压型转换器性能的隔离式正激转换器。

1/8砖演示电路DC1031A-B在副端采用了LTC3706控制器，在主端采用了自启动LTC3725智能驱动器。输出电压开始上升时，副端控制器LTC3706通过T1、D1和Q2迅速加电。然后LTC3706通过信号变压器T2向主端驱动器LTC3725发送PWM栅极编码脉冲，以承担控制输出电压的任务。接着，LTC3725作为一个简单的驱动器工作，通过T，接收输入信号和偏置电源信号。图1还给出了这个3.3V输出电路的效率曲线。输出电压范围为0.6V-52V，视输出电压的不同，在固定工作频率时可以达到95％以上的效率，频率可在100kHz-500kHz范围内选择。

实现高密度隔离式DC/DC正激转换器的另一种方法是采用LTl952-1主端控制器和LTC3900副端同步检波器控制器。这个电路可以用或不用实现输出电压反馈的光耦合器，不用光耦合器的电路如图2所示，这个电路是个非常有用的总线转换器，就中间总线转换而言，可以接受±5％的总体输出电压调节。下游存在负载点(POL)稳压器，而且负载点稳压器通常有2：1的输入电压范围，因此，未经严格调节的总线转换器不会出现调节问题，允许通过去掉光耦合器和有关驱动器来简化电路，这样还可以提高总体效率。输出电压反馈来自T1变压器额外的初级绕组。这个电路的效率高达95％，图2所示为不同输出电压时的情况。用光耦合器闭合反馈环路的直接输出电压检测也可以纳入，而且可以获得好于±0.5％的总体调节。这个单开关正激转换器以高达500kHz的开关频率工作，在高达500W的功率级时，可以产生1.23V-52V的输出电压。

隔离式同步和非同步反激转换器

设计隔离式DC/DC转换器的一个最简单且公认的方法是采用反激拓扑。这种拓扑通常用于高达80W的功率级，仅需要一个磁性组件，即电源变压器，无需输出电感器，因此，简化了设计并降低了成本。

摘要：介绍了一种基于高度集成的DC/DC电源控制芯片DPA426的实用电路。 关键词：DC/DC变换；控制芯片DPA426；应用

引言

DPA426是PI(PowerIntegrationGmbH)公司设计的，高度集成的DC/DC电源控制芯片。它内部集成了一个200V的高频功率MOSFET，并将PWM控制、工作频率选择、输入过欠压检测、可编程电流限制、ON/OFF开关控制、外部时钟同步、软启动及关断自动重启动、热关断保护等功能集于一身。只需极少的外部元器件就可实现众多功能，不但使设计简化，节省空间，而且可降低成本。DPA426支持正激和反激工作模式，工作频率高，贴片式封装；若将元器件及变压器采用贴片元器件和平面变压器，并采用铝基板设计，就可实现模块化设计。另外，DPA426只是DPASwitch系列控制芯片中的一种，它最大输出100W，还有DPA423－425，输出功率分别为18W，35W，70W，用户可根据需要选用。

图1

1 DPA426简介

DPA426的输入电压范围为16～75V，其内部功能框图见图1，外形封装见图2，各管脚功能如下：

脚1CONTROL（C）控制脚，接内部误差放大器同相输入端，为反馈电流输入端，用于占空比控制；

脚2LINESENSE（L）在线感应脚，用于过、欠压检测，ON/OFF开关控制及外部时钟同步；

【摘 要】本设计是以STC12C5410AD单片机为控制单元，输出PWM信号控制电压转换模块LM317输出电压大小。其输出通过STC12C5410AD单片机A/D采样转换处理后一路送给液晶显示，另一路通过调用PID算法计算调整下次传送的控制信号，形成反馈回路，实现DC-DC转换功能。输出电压值可通过按键对其进行步进控制（±0.1V），并且在按键长时间按下的时候能连续增加或减小。

【关键词】单片机；PWM信号；DC-DC转换；输出

随着我国消费电子，特别是便携式电子设备的快速普及，对电源的需求快速增长，直流-直流变换器（DC/DC）广泛应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济的各行各业。

一、硬件电路设计

系统设计框图如图1所示。本系统由微控制器模块、稳压控制模块、显示模块、直流电源模块、采样及信号处理等部分构成，形成闭环控制。输入DC12V，输出电压值可通过按键对其进行步进控制（±0.1V）。

1.三端可调稳压器设计

LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。LM317的输出电压范围是1.2V至37V，负载电流最大为1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。在本系统把LM317的调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。

2.采样及信号处理电路设计