电子设计--电源部分

笫一部分电源系统设计电器和电子产品中常需直流电源供电。直流电源有两种：a、线性直流电源b、非线性直流电源(开关电源)一、线性直流电源常用稳压方法：1)稳压二极管稳压参数：a、稳压电压b、额定功率c、稳定电流范围IZ取稳压管最大工作电流的中间值。LZOUTINIIUUR1常用的稳压管有：Onsemi公司（安森美），ST公司等的IN5000系列。如：IN53333.3V5W,IN53385.1V5WIN5919B5.6V3W,IN592510V3W常用功率有:1/2W,1W,2W,3W,5W2）三端稳压器78系列，最大输入电压35V，输出电流1A，输出电压误差5%常用型号:7805，7806，7808，7809，7812，7815，7818，7824（40V)78M系列，最大输入电压35V,输出电流500mA,78L系列，最大输入电压32V,输出电流100mA,78系列三端稳压器要求输入与输出间压差在3V以上。否则输出电压不能稳定。78系列为正极性稳压器与之对应的有负极性稳压器79系列如：7905(-5V),7909（-9V）,7912(-12V),79L05(-5V,100mA)等78，79系列内部具有过流过温等保护功能，可靠性高，价低，最致命的缺点，所需入、出压差大，即功耗大。3）输出电压可调三端稳压器常用三端可调稳压器有：LM317调节RW大小，即可方便的改变输出电压。最大输入电压40V，最大输出电流1.5A，最大输出电压32V,最小输出1.25V，电压调节范围：1.25V~32V/1.5A。)1(25.125.111RRVRRRVVVVWOUTWWOUTBBOUT4）低压差稳压器78系列，79系列稳压器价格低，但缺点入出间所需压差大，从而引起功率耗大，电源效率低，尤其对电池供电产品非常不利。常用低压差稳压器有（TI公司）：A、750系列，TL750L054元/每片输出稳压值5V,最大输出电流150mA,最大输入26V,精度4%。典型压差电压VIN-VOUT-=0.2V-0.6V,最大压差0.6V该系列有:TL750L08,750L10,750L12B、TPS73505V/500mA最大输入10V。I0=10mA，5mV压差I0=100mA，50mV压差I0=500mA，270mV压差5)基准稳压电源A/D转换器，D/A转换器常需用高精度基准电压即要求基准参考电压不仅稳定，温度系数也要求小，时漂也要求小。只有这样才能保证有较高的电压采样精度。常用电压基准片有：输入均4.5~30V左右LM336B-2.52.5V,±1%,10mA,温度系数:±20ppmv/℃LM385B-2.52.5V,±1.5%,10mA,温度系数:±20ppmv/℃MC14032.5V,±0.025V,10mA,±10ppmv/℃AD5802.5V±0.4%,10mA,±10ppmv/℃以上稳压电路的输入电压范围：4.5V~30VW431(TL431)是输出电压可调的基准电压源，IOUT=100~150mA,VREF=2.5V,电压温漂±30ppm/℃,最大输入电压36V.refVRRV)1(210上式中Vref=2.5V红线输出:2.5V6)负电源输出对于用电池供电的产品如何减少电池数量，为整机线路的某些IC（如双电源供电的运放）提供一组负电源是电子产品设计经常会碰到的一个小问题。对于小电流产品可用ICL7660(max1044)解决。ICL7660主要技术指标：工作电压范围：1.5v~10v转换效率:98%正电源输入，负电源输出最大输出电流:50mAC1和C2称为泵电容，一般取10uF，耐压电源供电电压V+对于大电流输出可用开关电源中的CUK电路解决。二、开关电源开关电源分二类：A、DC/DCB、AC/DC1、直流降压斩波电路（BUCK）：2、直流升压斩波电路（BOOST）3、直流升降压电路（CUK）其它DC/DC控制芯片:4.混合电源芯片:芯片共有196脚，采用BGA封装，具有串行通信接口，控制各路电源是否工作，从而使电源效率达到最高。PHILIPS也有类似芯片。5、单端反激式开关电源设计5.1设计要求已知条件：输入电压AC：85—256V输出功率PO=15W输出电压：7.5V纹波电压:±50mV5.2电路结构选择考虑功率较小,可选择单端反激式,主要选择AdvancedPowerIntegration公司集成控制芯片:TOP202VDS=700V,DMAX=0.6P=15W—30W,FS=100KHZ主要参数和电路结构见手册5.3高频变压器设计A、计算最大和最小输入电压:VVacVVCtfPVVincLac37522652maxmax93338.0)2.36021(152)8522()21(2)2(min02minB、输入电流平均值AVPIAVG2.0938.015min0C、输入电流峰值取1，DMAX取0.6D、输入电流有效值PRRPRPAVGPIIKADKII66.06.0)12(22.0)2(2maxAKKDIIRPRPMAXPRMS27.037.057.0)13(2E、计算变压器初级电感量5.0,,)21())1((10206取为变压器总损耗为副边损耗式中ZPPPPZKKIfsZPLLLSLLSRPRPPPmHH775.010775.078.2110125.115105.0166.010100)8.08.02.05.0(1510336236F、计算变压器原副边匝比3.156.016.05.15.719310MAXMAXDDSMINSPDDVVVVNN选PC40RM6磁芯。其饱和磁通密度BT=390mT，有效截面积Ae=37mm2，电感系数AL=1600nH/N2由初级电感量LP估算原边匝数：考虑实际使用时变压器须加气隙，故单位匝数的电感量将下降,故可取：NP=2×25=50匝)(2516001010160066无气隙匝PPLN匝27.33.15503.15PSNN副边实取4匝，则对应原边调整为15.3×4=61匝G、计算变压器气隙mmcmTAeBILLgMAXPP67.0067.025.6424.037.0)339.0(66.010775.04.04.022322H、变压器线径计算原边线径：mmmmAISDRMSP15.027.0)/(4442副边线径：mmISDRMSS798.02240uFFUFDICMINOUT13310005.08.005.010100)6.01(2)1(6300H、输出滤波电容计算I、输出整流二极管选择次级峰值电流：ANNIISPPSP103.1566.0选择10A,60V以上快恢或肖特基二极管如：IR公司肖特基:MBR2080CT80V/10A，VFM=0.7V,TO-220