相信大家對開關(guān)并不陌生吧，我們的身邊到處都有開關(guān)，比如插座上有開關(guān)，電視機上有開關(guān)，電風(fēng)扇上有開關(guān)等。由于開關(guān)的存在，我們可以輕易地掌握這些東西的使用和關(guān)閉。其實開關(guān)的原理十分簡單，它是電源和電器之間的閥門，所以開是連接電源，關(guān)是關(guān)閉電源。今天我們將要討論的是這種我們常見東西的設(shè)計，它就是大功率開關(guān)電源設(shè)計。

電源的總體方案

大功率開關(guān)電源主要由功率主電路、DSP控制回路以及其它輔助電路組成。

開關(guān)電源的主要優(yōu)點在“高頻”上。通常濾波電感、電容和變壓器在電源裝置的體積和重量中占很大比例。從“電路”和“電機學(xué)”的有關(guān)知識可知，提高開關(guān)頻率可以減小濾波器的參數(shù)，并使變壓器小型化，從而有效地降低電源裝置的體積和重量。

整流濾波電路的設(shè)計

本文設(shè)計的是1000W大功率電源。為了減小電源的輸入濾波電容，本文使用的輸入整流濾波是通過三相橋式整流和諧振元件組成。

在大功率電源的設(shè)計中，常用的輸出整流濾波分為橋式整流和全波整流。橋式整流電路相比較于全波整流除了適合輸出電壓比較高的電路之外，還具有使變壓器結(jié)構(gòu)簡單和降低整流管電壓的作用，所以橋式整流電路在輸出濾波上更好。

電路結(jié)構(gòu)框圖

主電路包括輸入整流濾波、高頻逆變和輸出整流濾波三個部分?？刂齐娐钒ūO(jiān)控單元、控制和保護單元、輔助電源和反饋四個部分。

三相交流輸入電首先要經(jīng)過EMI整流濾波，其作用主要是是濾除功率管開關(guān)產(chǎn)生的電壓電流尖峰和毛刺，減小對系統(tǒng)的干擾。然后再將信號送到全橋整流濾波電路，它采用了LC濾波，其主要作用是延長了電流導(dǎo)通時間，限制了電流峰值，從而達到提高電源的輸入功率因數(shù)的目的。除此之外，電阻1R和2R存在的目的是為了平衡串聯(lián)電容上的電壓，維持系統(tǒng)穩(wěn)定。而高頻電容與電解電容的并聯(lián)是為了濾除高頻諧波，同時也彌補了電解電容在高頻特性方面的不足。

詳解設(shè)計開關(guān)電源

1. 首先確定功率。

根據(jù)具體要求來選擇相應(yīng)的拓撲結(jié)構(gòu);這樣的一個開關(guān)電源多選擇反激式(flyback) 基本上可以滿足要求。

注：在這里我會更多的選擇是經(jīng)驗公式來計算，有需要分析的，可以拿出來再討論。

2.當(dāng)我們確定用 flyback 拓撲進行設(shè)計以后，我們需要選擇相應(yīng)的PWM IC 和 MOS 來進行初步的電路原理圖設(shè)計(sch)。

無論是選擇采用分立式的還是集成的都可以自己考慮。對里面的計算我還會進行分解。

分立式：PWM IC 與 MOS 是分開的，這種優(yōu)點是功率可以自由搭配，缺點是設(shè)計和調(diào)試的周期會變長(僅從設(shè)計角度來說);

集成式：就是將 PWM IC 與 MOS 集成在一個封裝里，省去設(shè)計者很多的計算和調(diào)試分步，適合于剛?cè)腴T或快速開發(fā)的環(huán)境。

3. 確定所選擇的芯片以后，開始做原理圖(sch)。

在這里我選用 ST VIPer53DIP(集成了MOS) 進行設(shè)計，原因為何(因為我們是銷售這一顆芯片的)?

設(shè)計之前最好都先看一下相應(yīng)的 datasheet，自己確認一下簡單的參數(shù)：

無論是選用 PI 的集成，或384x 或 OB LD 等分立的都需要參考一下 datasheet，一般 datasheet 里都會附有簡單的電路原理圖，這些原理圖是我們的設(shè)計依據(jù)。

4. 當(dāng)我們將原理圖完成以后，需要確定相應(yīng)的參數(shù)才能進入下一步 PCB Layout。

當(dāng)然不同的公司不同的流程，我們需要遵守相應(yīng)的流程，養(yǎng)成一個良好的設(shè)計習(xí)慣，這一步可能會有初步評估，原理圖確認，等等，簽核完畢后就可以進行計算了。

在這個信息時代，電力是不可缺少的，甚至可以說是信息時代的核心。第二次工業(yè)革命，電源的出現(xiàn)和使用給人們的生活帶來巨大的便利。但是電源是不可控制的，所以開關(guān)電源的出現(xiàn)也是一次偉大發(fā)明，因為它，我們?nèi)祟惒拍茏匀绲恼瓶仉娫?。雖然開關(guān)電源我們是十分熟悉的，但是大功率開關(guān)電源設(shè)計我們并不熟悉，想要了解的可以參考上面的介紹。

以上就是有關(guān)大功率開關(guān)電源設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，希望能對大家有所幫助！