两种高功率因数开关电源设计的比较

针对传统开关电源因输入电路采用不可控二极管或相控晶闸管整流而存在输入电流谐波含量大、功率因数低的问题,提出了两种高功率因数开关电源的设计方案,分析了采用APFC技术和PWM整流技术来提高开关电源功率因数的原理,并采用Matlab7.6仿真软件对单相全桥电压型PWM整流电路和APFC电路进行了仿真。仿真结果表明,基于PWM整流技术的开关电源能更好地实现高功率因数,减少谐波电流。     

基于555定时器的开关电源的设计

提出了一种中小功率开关电源设计,该电源是用555定时器等组成的脉宽调整电路构成稳压源。主要介绍了开关电源的主要组成部分的原理图及设计、555定时器及有其组成的脉宽调整电路和功率MOSFET管。此电源电路结构简单,功耗小,控制线性好,稳压范围宽,能实现较好的控制,输出电压在(3～20)V连续可调,电流0～5A。     

基于TL494的开关稳压电源设计

在分析传统BUCK电路特点的基础上，提出了一种基于TL494的开关稳压电源设计方案。为了缓解开关电源效率与纹波二者之间的矛盾，该设计方案采用了两个改善措施：开关管代替续流二极管；多个滤波电容并联代替单个滤波电容。通过测试，当电源效率大于85%时，纹波系数可降低到1.6%。另外本设计还具有过流保护功能和负载识别功能。     

单位功率因数三相PWM整流器的设计

针对传统的二极管整流器和相控整流器对电网造成的谐波污染问题,设计了一种单位功率因数三相PWM整流器,详细介绍了该整流器功率电路的拓扑结构、PWM整流器的控制策略、硬件电路和软件设计方法。实验结果表明,该PWM整流器采用电压电流双闭环的直接电流控制策略,网侧功率因数高,谐波畸变率低,减小了对电网的污染。     

低成本的程控大功率可调稳压电源设计

为了实现发动机转速均匀需要对其精确供油,设计了一种程控大功率可调稳压电源,给出了具体的软硬件设计方法。稳压电路的开关电源芯片LM2596ADJ反馈输出稳定电压,大功率扩流电路实现了电源的大电流驱动能力,控制器STM32和数字电位计AD5293组成的程控调节电路自主调节稳压电路的输出电压。最后,电路中补充完成了抗负载干扰电路的设计,较为明显地改善了电路的通用性、稳定性和抗干扰性。整个系统具有功耗低、体积小、成本低等特点。     

矿用隔爆兼本质安全型不间断直流稳压电源的设计

基于本质安全型电源的原理及特点,提出了一种矿用隔爆兼本质安全型不间断直流稳压电源的设计方案,详细介绍了该电源主要电路的设计。该电源采用LM317可调稳压芯片实现稳压功能,具有使用方便、电路简单、变换效率高、成本低等优点。测试结果表明,该电源达到了本安标准,满足了安全型电气设备的需求。     

一种多输出直流稳压电源的设计

本文提出了一种多输出线性直流稳压电源的设计.该直流供电电源设计以固定式和可调式集成稳压器件为核心,可以提供多个固定的直流电压输出,和一个电压连续可调的直流电压输出.该电源采用了双重过载保护电路和抗干扰技术.经对电源样机的实验测试,该电源性能好、工作可靠,可以满足用于压电传感器的电荷放大器对多种直流电的需要.     

基于改进主从法的并联双向直流电源系统控制

随着各种用电设备容量的增加,对大功率电源的需求日益迫切。由于大容量的单体电源技术尚不成熟,因此多电源模块并联运行技术成为解决当前实际需求的有效手段之一。对于并联直流电源系统,提出了一种电源模块基于主从控制的数字均流改进算法。该算法在主从控制的基础上,通过限制主模块最大输出电流、电路启动时主模块采用软启动控制等技术,使输出电压分段上升,降低了并联电源主从控制中主模块出现故障和系统瘫痪的概率。针对不同电源模块的电路特性,设定系统响应时间慢的电源模块为主模块,并且设置从模块PWM调节速率大于主模块,可以降低PID参数对于每个电源模块调节稳定性和均流精度的影响,减少实际PID参数调试时间。实验结果表明,改进的算法可以实现较好的系统稳定性且均流精度高,均流误差低于1.5%,而且硬件电路设计简单。     

低功耗高性能的全MOS电压基准源设计

设计了一种基于亚阈值技术的全MOS电压基准源,采用共源共栅结构来增大PSRR,使用MOS管代替电阻,优化温度特性,使电路中大部分MOS管工作于亚阈值区。基于0.18μm CMOS工艺进行设计、版图绘制、和前、后仿真,在后仿真中得出相关参数值。对各参数做出详细分析,包括:一定温度范围内的温度系数;常温下基准输出电压;不同电源电压条件下的线性调整率、基准源静态电流及功耗,并对不同频率下的电源电压抑制比进行了对比。实验结果表明达到了低功耗高性能的设计目标。     

一种矿用本安型负载设备高可靠电源电路的设计

提出了一种基于BUCK开关电源控制芯片LM22671的矿用本安型负载设备高可靠电源电路的设计方案,详细介绍了该电路中输入抗浪涌与本安化处理部分、软启动电路、本安型BUCK开关电源的硬件设计及工作原理,给出了电路中关键元器件参数的优化方法及实验数据。当BUCK开关电源的电感值不小于47μH时,开关频率保持在500kHz且不会出现频率交叉,纹波电压基本保持在10mV且不会突然增大,开关电源关键负载点的测试效率均不低于80%,电源电路的最大短路电流、最大容性负载、最大感性负载均符合GB3836.4—2010的本安要求。该电源电路已通过火花试验和I级抗浪涌试验,证实该电路具有较高的可靠性。     

基于故障电流变化率的大功率本安电源设计

针对现有本安电源存在的输出功率小、保护效果差、动态响应速度慢等问题,设计了一种基于故障电流变化率的大功率本安电源。将本安电源等效为电势电容(EC)电路,分析了EC电路短路故障特性:短路初始阶段火花放电电流迅速上升,电流变化率会发生突变。通过检测短路故障后电路中故障电流变化率的值,可以提前预知故障状态,在故障电流达到传统电流保护方法所设置的保护阈值之前便触发保护功能,并在短路故障的初始阶段切断输出回路,提高本安电源的输出功率。大功率本安电源包括开关电源和本安保护电路2个部分:开关电源采用反激变换结构,其控制电路以UC3842为核心,反馈电路以光耦与三端稳压器TL431为核心;本安保护电路基于故障电流变化率来限制火花放电的能量,主要包括故障检测电路、比较电路、自恢复电路、软启动电路、驱动电路。本安电源样机性能测试结果表明,交流输入电压在90~265 V波动时,本安电源功率因数不小于0.96,输出直流电压纹波在20 mV以内,电源效率在85%以上。短路实验结果表明,本安电源在发生短路故障后的瞬态输出能量为65μJ,满足设计要求。     

基于锂电池的便携式电源系统设计

文章介绍了一种基于锂电池的电源系统设计方法,该电源系统采用micro usb口充电,可以提供5V,3.3V电压,满足多数嵌入式系统的供电需要,电路采用通用化的设计思路,具有体积小、成本低等优点。     

矿用三相数字化电源的研究

针对现有矿用三相电源对井下电网造成的谐波污染问题,设计了一种基于STM32F103VB的矿用三相数字化电源,详细介绍了该电源的工作原理及控制策略。该电源采用典型AC-DC-AC结构,其PWM整流器采用电压、电流双闭环直接电流控制策略,以实现输入电流为正弦波且与输入电压同相位、输出电压稳定的控制目标;PWM逆变器采用电压外环、电流内环的双闭环控制策略,以提高输出电压的波形质量和负载适应性;SPWM波通过STM32F103VB定时器的下溢中断来获得。实验结果表明,该电源的输入电流谐波含量很低,具有较高的功率因数和输出稳定度。     

电能质量干扰发生装置的研制

电能质量干扰发生器常用于检验电力设备受电能扰动时的性能,提出了一种基于波形信号发生器加线性功率放大器的电能质量干扰发生器装置的设计方案.以可编程逻辑器件EPM7128、双口RAM和数模转换器为基础,采用直接数字合成技术设计了正弦信号产生电路.利用SM5964单片机对数模转换器的参考电压进行控制来改变波形输出幅度,实现小信号的聚升、跌落、中断和凹陷等功能.通过高压高速集成功率运放PA89A对小信号进行幅度放大,采用高压高频三极管并联技术设计了扩流电路.使用Multisim软件对功率放大电路的参数进行仿真和优化,仿真实验结果表明,该电能干扰发生装置的输出电压幅值在0 ～264 V范围内任意可调,负载电流达到2A,并能实现电压跌落、聚升、中断和凹陷等功能.     

精密数控直流电源设计

介绍了一种高精度数控直流电源的总体方案和主要电路的设计。该电源以开关稳压芯片LM2596和高性能16位数字信号控制器dsPIC30F4013为基础,将开关直流稳压电源的高效率性和嵌入式系统的高精度数据采集处理能力相结合,采用数字电位器MAX5478实现输出电压的微步进调节,具有输出电流保护功能、实时显示电压电流、矩阵键盘人机交互功能。测试结果表明,该电源具有输出性能稳定、带负载能力强等优点,具有一定的实用价值。     

新型自动调节的高压感应取电装置研究

针对智能电网中高压输电线路在线监测设备的供电电源存在的问题,研究了一种新型可自动调节的高压侧感应取电装置.该装置采用C8051F系列单片机作为控制中心,实现对多绕组线圈自动切换电路、过流保护电路以及后备电源充放电电路的智能管理与控制.该感应取电装置解决了低电流下设备的取能难题及过电流时设备的保护问题,能够有效应对输电线路中电流的宽范围波动,具有长期、稳定可靠供电的能力.仿真与实验数据证实所设计的取电装置具有一定的可行性.     

基于PWM控制音响电源的仿真研究

针对目前大多数大功率音响电源是笨重的线性电源的情况,研究了一种高效简便的复合式全桥开关电源。复合式稳压电源是由PWM控制全桥开关电源和线性稳压器构成,它同时拥有线性电源和开关电源两者的优点,不仅电源输出功率大,效率较高,而且稳压性能好,输出的纹波噪声很小。为验证其可行性与有效性,对Matlab/Simulink 建立音响电源仿真模型的输出电压电流波形进行分析,仿真结果表明,采用改进后的复合式音响电源,能有效降低输出纹波,提高电源效率及其稳定性。     

基于PCC的大功率特种脉冲电源控制系统研究

针对目前多数大功率脉冲电源控制电路设计复杂,难以满足电源主要参数大范围连续调节和高可靠性的要求,提出了一种基于PCC(可编程计算机控制器)的大功率特种脉冲电源控制器的设计方案。该控制系统的设计引入了模糊控制算法。电源实现了双向不对称脉冲输出和在大电流、高电压工况下主要参数的大范围连续可调。电源可分别工作于恒流、恒压两种状态。     

基于BiCMOS工艺可修调的高精度低温度系数带隙基准源设计

设计了一种利用电阻比值校正一阶温度系数带隙基准电路的非线性温度特性来实现低温度系数的高精度低温度系数带隙基准源;同时设置了修调电路提高基准电压的输出精度.该带隙基准源采用0.8μm BiCMOS(Bipolar-CMOS)工艺进行流片,带隙基准电路所占面积大小为0.04 mm2.测试结果表明:在5 V电源电压下,在温度-40℃～125℃范围内,基准电压的温度系数为1.2×10-5/℃,基准电流的温度系数为3.77×10-4/℃;电源电压在4.0 V～7.0 V之间变化时,基准电压的变化量为0.4 mV,电源调整率为0.13 mV/V;基准电流的变化量为变化量约为0.02μA,电源调整率为6.7 nA/V.     

一种二阶温度补偿的CMOS带隙基准电路

提出了一种可用于标准CMOS工艺下且具有二阶温度补偿电路的带隙基准源。所采用的PTAT2电流电路是利用了饱和区MOSFET的电流特性产生的,具有完全可以与标准CMOS工艺兼容的优点。针对在该工艺和电源电压下传统的启动电路难以启动的问题,引入了一个电阻,使其可以正常启动。基准核心电路中的共源共栅结构和串联BJT管有效地提高了电源抑制比,降低了温度系数。基于TSMC 0.35μm CMOS工艺运用HSPICE软件进行了仿真验证。仿真结果表明,在3.3V供电电压下,输出基准电压为1.2254V,温度系数为2.91×10-6V/℃,低频的电源抑制比高达96dB,启动时间为7μs。