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选择 工具箱 中的“ 调和 工具”, 在 蓝色 和 白色 图形 上 拖出 渐变, 得到 调和 后的 图像 效果。 选择 工具箱 中的“ 星形 工具”, 绘制 多边形, 在 属性 栏中 设置 具体 参数, 效果 如图 所示。

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选择“椭圆形工具”,按住【Ctrl】键的同时拖曳鼠标以绘制一个正圆,并将圆形填充为黑色,原位复制一个正圆,然后用键盘上的方向键向右移动,按快捷键【Shift+F11】设置新的颜色填充,具体参数设置和效果如图所示。

雅特科技工艺-coredraw
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开关电源常用的变换器电路类型

开关 电源 变换器 的 拓扑 结构 是指 能用 于 转换、 控制 和 调节 输入 电压 的 功率 开关 器件 和 储 能 元件 的 不同 配置。 开关 电源 变换器 的 拓扑 结构 可分 为 两种 基本 类型: 非 隔离 型( 在 工作 期间 输入 源 和 输出 负载 共用 一个 共同 的 电流 通路) 和 隔离 型( 能量 转换 是 用 一个 相互 耦合 的 磁性 元件 变压器 来 实现 的, 而且 从 源 到 负载 的 耦合 是 借助于 磁通 而 不是 共同 的 电流 回路)。 变换器 拓扑 结构 是 根据 系统 造价、 性能 指标 和 输入/ 输出 负载 特性 诸 因素 选定 的。

1. 非 隔离 开关 变换器 非 隔离 开关 变换器 有 4 种 基本 拓扑 结构 用于 DC/ DC 变换器。

(1) 降压 拓扑 结构 降压 式 开关 电源 的 典型 电路 如图 1- 5 所示。 当 开关 管 VT1 导通 时, 二极管 VD1 截止, 输入 的 整流 电压 经 VT1 和 L 向 C 充电, 这一 电流 使 电感 L 中的 储 能 增加。 当 开关 管 VT1 截止 时, 电感 L 感应 出 左 负 右 正 的 电压, 并经 负载 RL 和 续流 二极管 VD1 释放 存储 的 能量, 维持 直流 输出 电压 不变。 电路 输出 的 直流电 压 的 高低 由加 在 VT1 基极 上 的 脉冲 宽度 确定。 这种 电路 所用 元件 少, 它 同 下面 介绍 的 另外 两种 电路 一样, 只需 要 利用 电感、 电容 和 二极管 即可 实现。 降压 变换器 将 输入 电压 变换 成 较低 的 稳定 的 输出 电压。 输出 电压( Uo) 和 输入 电压( Ui) 的 关系 为:

U0/Ui = D(占空比)    (1-2)

Ui > U0                           (1-3)

图1-5 降压式开关电源
图1-5 降压式开关电源

 

 

开关电源的分类

现在, 电子 技术 及其 应用, 对电子仪器 和 设备 的 要求 是: 在 性能 上 更加 安全 可靠, 在 功能上 不断 地 增强, 在使 用上 自动化 程度 越来 越高, 在 体积 上 要 日趋 小型化。 这使 采用 具有 众多 优点 的 开关 稳压 电源 就 显得更加重要 了。

所以, 开关 稳压 电源 在 计算机、 通信、 航天、 家电 等 方面 都得 到了 越来越 广泛 的 应用, 发挥 了 巨大 的 作用, 这大 大 促进 了 开关 稳压 电源 的 发展, 从事 这 方面 研究 和 生产 的 人员 也在 不断 地 增加, 开关 稳压 电源 的 品种 和 类型 也 越来越多。

图 1- 4 给出 了 各种 类型 开关 稳压 电源 的 原理 图。

目前 开关 稳压 电源 的 拓扑 结构 可分 为 以下 几类。

(1) 按 激励 方式 分类

① 他 激 式 开关 稳压 电源。 电路 中 设有 激励 信号 的 振荡器, 电路 形式 如图 1- 4( e) 所示。

② 自激 式 开关 稳压 电源。 开关 管 兼作 振荡器 中的 振荡 管,

电路 形式 如图 1- 4( f) 所示。

(2) 按 调制 方式 分类

① 脉 宽 调制 型 开关 稳压 电源。 振荡 频率 保持 不变, 通过 改变 脉冲 宽度 来 改变 和 调节 输出 电压 的 大小, 有时 通过 取样 电路、 耦合 电路 等 构成 反馈 闭环 回路 来 稳定 输出 电压 的 幅度。

② 频率 调制 型 开关 稳压 电源。 占 空 比 保持 不变, 通过 改变 振荡器 的 振荡 频率 来 调节 和 稳定 输出 电压 的 幅度。

③ 混合 调制 型 开关 稳压 电源。 通过 调节 导通 时间 的 振荡 频率 来 完成 调节 和 稳定 输出 电压 的 幅度。

(3) 按 开关 管 电流 的 工作 方式 分类

① 开关 型 开关 稳压 电源。 用 开关 管 把 直流电 变成 高频 标准 方 波, 电路 形式 类似于 他 激 式。

② 谐振 型 开关 稳压 电源。 开关 管 与 LC 谐振 回路

回路 将 直流电 变成 准 正弦波, 电路 形式 类似于 自激 式。

(4) 按 开关 管 的 类型 分类

① 晶体管 型 开关 稳压 电源。 采用 晶体管 作为 开关 管,电路 形式 如图 1- 4( d) 所示。

② 可控硅 型 开关 稳压 电源。 采用 可控硅 作为 开关 管, 这种 电路 的 特点 是 直接 输入 交流电, 不需要 一次 整流 部分, 其 电路 形式 如图 1- 4( c) 所示。

(5) 按 储 能 电感 与 负载 的 连接 方式 分类

① 串联 型 开关 稳压 电源。 储 能 电感 串联 在 输入 与 输出 电压 之间, 电路 形式 如图 1- 4( a) 所示。

② 并联 型 开关 稳压 电源。 储 能 电感 并联 在 输入 与 输出 电压 之间, 电路 形式 如图 1- 4( b) 所示。

(6) 按 开关 管 的 连接 方式 分类

① 单 端 式 开关 稳压 电源。 电路 中 仅 使用 一个 开关 管, 这种 电路 的 特点 是 价格 低, 结构 简单, 但 输出 功率 不高, 其 电路 形式 如图 1- 4( a)、( b) 和( d) 所示。

图1-4 各种类型开关稳压电源的原理图
图1-4 各种类型开关稳压电源的原理图

② 推挽式 开关 稳压 电源。 电路 中 使用 两个 开关 管, 将其 连接 成 推挽 功率 放大器 形式。 这种 电路 的 特点 是 开关 变压器 必须 具有 中心 抽头, 电路 形式 如图 1- 4( j) 所示。

③ 半 桥 式 开关 稳压 电源。 电路 中 使用 两个 开关 管, 将其 连接 成 半 桥形 式。 它的 特点 是 适应 于 输入 电压 较高 的 场合, 电路 形式 如图 1- 4( i) 所示。

④ 全 桥 式 开关 稳压 电源。 电路 中 使用 4 个 开关 管, 将其 连接 成全 桥形 式。 它的 特点 是 输出 的 功率 比较 大, 其 电路 形式 如图 1- 4( k) 所示。

(7) 按 输入 与 输出 电压 的 大小 分类

① 升压 式 开关 稳压 电源。 输出 电压 比 输入 电压 高, 实际上 就是 并联 型 开关 稳压 电源。

② 降压 式 开关 稳压 电源。 输出 电压 比 输入 电 压低, 实际上 就是 串联 型 开关 稳压 电源。

(8) 按 工作 方式 分类

① 可控 整流 型 开关 稳压 电源。 所谓 可控 整流 型 开关 稳压 电源, 是指 采用 可控硅 整流 元件 作为 调整 开关 管, 可由 交流 市电 电网 直接 供电, 也 可用 变压器 变压 后 供电( 这种 供电 方式 在开 关 稳压 电源 刚 兴起 的 初期 常常 采用, 目前 基本上 不太 采用)。 在 可 工作 的 半 波 内, 截去 正弦 曲线 的 前一 部分, 这一 部分 所占 角度 称为 截止 角, 导通 的 正弦 曲线 的 后 一部分 称为 导通 角。 这种 类型 的 开关 电源 依靠 调节 导通 角 的 大小, 可达到 调整 输出 电压 和 稳定 电压 的 目的, 其 电路 如图 图 1- 4( h) 所示。

② 斩 波型 开关 稳压 电源。 斩 波型 开关 稳压 电源 是指 采用 直流 供电, 直流 输入 电压 加到 开关 电路 上, 在开 关 电路 的 输出 端 得到 单向 的 脉动 直流电, 经过 滤波 得到 与 输入 电压 不同 的 稳定 的 直流 电压。 电路 还 从 输出 电压 取样, 经过 比较、 放大, 控制 脉冲 发生 电路 产生 的 脉冲 信号, 用以 控制 调整 开关 的 导通 时间 和 截止 时间 的 长短 或 开关 的 工作 频率, 最后 达到 稳定 输出 电压 的 目的。 过 压 保护 电路 也是 依据 这一 部分 提供 的 取样 信号 来 进行 工作 的, 斩 波型 电路 的 形式 如图 1- 4( g) 所示。

③ 隔离 型 开关 稳压 电源。 这种 形式 的 开关 电源 是在 输入 回路 与 逆变 电路 之间, 经过 高频 变压器( 也可 称为 开关 变压器), 利用 磁场 的 变化 实现 能量 的 传递, 没有 电流 间的 直接 流通。 隔离 型 开关 稳压电源 采用 直流 供电, 经过 开关 电路, 将 直流电 变成 频率 很高 的 交流电, 再经 变压器 隔离、 变压( 升压 或 降压), 然后 经 整流器 整流, 最后 就可以 得到 极性 和 幅 值 各不相同 的 多 组 直流 输出 电压。 电路 从 输出 端 取样, 经 放大 后 反馈 至 开关 控制 端, 控制 驱动 电路 的 工作, 最后 达到 稳定 输出 电压 的 目的。 这种 形式 的 开关 稳压 电源 在 实际 稳压 电源 中的 应用 最为 广泛。

(9) 按 电路 结构 分类

① 散件 式 开关 稳压 电源。 整个 开关 稳压 电源 电路 都是 采用 分立 元器件 组成 的, 它的 结构 较为 复杂, 可靠性 较差。

② 集成电路 式 开关 稳压 电源。 整个 开关 稳压 电源 电路 或 电路 的 一部分 是由 集成电路 组成 的, 这种 集成电路 通 常为 厚 膜 电路。 有的 厚 膜 集成电路 中 包括 开关 管, 有的 则 不包括 开关 管。 这种 开关 电源 的 特点 是 电路 结构 简单, 调试 方便, 可靠性 高。 以上 阐述 的 开关 稳压 电源 的 种类 都是 站在 不同 的 角度, 按 开关 稳压 电源 的 不同 特点 来 分类 的。 尽管 各种 电路 的 激励 方法、 输出 直流电 压 的 调节 手段、 储 能 电感 的 连接 方式、 开关 管 的 种类 以及 串并联 结构 等 各不相同, 但是 它们 最后 可以 归结 为 串联 型 开关 稳压 电源 和 并联 型 开关 稳压 电源 两 大类。

 

高频开关电源的构成、工作原理 四

开关稳压电源的缺点

开关稳压电源的缺点是存在较为严重的开关干扰。

在开关稳压电源中,功率开关管工作在开关状态,在其开关过程中产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰,这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制、消除和屏蔽,就会严重地影响整个系统的正常工作。

此外,由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离,这些干扰就会窜入工频电网,使附近的其他电子仪器和控制设备受到严重的干扰。

目前, 由于 国内 微电子 技术、 阻 容器 件 生产 技术 以及 磁性 材料 技术 与 一些 技术 先进 国家 还有 一定 的 差距, 因而 开关 稳压 电源 的 造价 不能 进一步 降低, 也 影响 到 可靠性 的 进一步 提高。 所以 在 我国 的 电子 仪器 以及 机电 一体化 仪器 中, 开关 稳压 电源 还不 能 得到 十分 广泛 的 应用。 特别是 对于 无 工 频 变压器 开关 稳压 电源 中的 高压电 解 电容器、 高 反 压 大功率 开关 管、 开关 变压器 的 磁芯 材料 等, 我国 还 处于 研究、 开发 阶段。 在 一些 技术 先进 国家, 开关 稳压 电源 虽然 有了 一定 的 发展, 但在 实际 应用 中 也还 存在 一些 问题, 不能 令人 十分满意。 这 暴露 出 开关 稳压 电源 的 又一个 缺点, 那就 是 电路 结构 复杂, 故障 率 高, 维修 麻烦。 对此, 如果 设计者 和 制造者 不予 以 充分 重视, 则 将 直接影响 到 开关 稳压 电源 的 推广应用。 当今, 开关 稳压 电源 推广应用 比较 困难 的 主要原因 就是 它的 制作 技术 难度 大、 维修 麻烦 和 成本 较高。

 

高频开关电源的构成、工作原理 三

(1)开关稳压电源的优点

①功耗小,效率高。在开关稳压电源电路中,开关管在激励信号的激励下,它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态下,转换速度很快,工作频率一般为50kHz左右,在一些技术先进的国家,可以做到几百千赫或者近1000kHz。这使得开关管的功耗很小,电源的效率可以大幅度地提高,其效率可达到80%。

②体积小,重量轻。从开关稳压电源的原理框图可以清楚地看到没有采用笨重的工频变压器。开关管上的耗散功率大幅度降低后,又省去了较大的散热片。由于这两方面的原因,开关稳压电源实现了体积小、重量轻。

③稳压范围宽。开关稳压电源的输出电压是由激励信号来调节的,输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿,这样在工频电网电压变化较大时,它仍能够保证有较稳定的输出电压。所以,开关电源的稳压范围很宽,稳压效果很好。此外,改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。这样,开关稳压电源不仅具有稳压范围宽的优点,而且实现稳压的方法也较多,设计人员可以根据实际应用的要求,灵活地选用各种类型的开关稳压电源。

④滤波的效率大为提高,使滤波电容的容量和体积大为减小。开关稳压电源的工作频率目前基本上为50kHz,是线性稳压电源的1000倍,这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加电容滤波方式,效率也可提高500倍。在相同的纹波输出电压下,采用开关稳压电源时,滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/500~1/1000。

⑤电路形式灵活多样。开关稳压电源的形式有自激式和他激式,有调宽型和调频型,有单端式和双端式等,设计人员可以发挥各种类型电路的特长,设计出能满足不同应用场合的开关稳压电源。

 

高频开关电源的构成、工作原理 二

2. 开关 稳压 电源 的 基本 工作 原理

开关 稳压 电源 按 控制 方式 分为 调 宽 式 和 调频 式 两种, 在 实际 的 应用 中, 调 宽 式 使用 得 较多。

在 目前 开发 和 使用 的 开关 电源 集成电路 中, 绝大多数 为 脉 宽 调制 型。 因此, 下面 就 主要 介绍 调 宽 式 开关 稳压 电源。 调 宽 式 开关 稳压 电源 的 基本 原理 如下图 所示。 下图 调 宽 式 开关 稳压 电源 的 基本 原理 图 对于 单极 性 矩形 脉冲 来说, 其 直流 平均 电压 U0 取决于 矩形 脉冲 的 宽度, 脉 冲越 宽, 其 直流 平均 电压 值

就 越高。

直流 平均 电压 U0 可由 以下 公式 计算:

U0 = Um x T1/T    (1-1)

式 中: Um 为 矩形 脉冲 最大 电压 值, T 为 矩形 脉冲 周期, T1 为 矩形 脉冲 宽度。 从 式( 1- 1) 可以 看出, 当 Um 与 T 不变 时, 直流 平均 电压 U0 将 与 脉冲 宽度 T1 成正比。 这样, 只要 设法 使 脉冲 宽度 随 稳压 电源 输出 电压 的 增高 而 变窄, 就可以 达到 稳定 电压 的 目的。 开关 稳压 电源 的 基本 电路 框图 如图 1- 3 所示。 交流电 压 经 整流 电路 及 滤波 电路 整流 滤波 后, 变成 含有 一定 脉动 成分 的 直流 电压, 该 电压 进入 高频 变换器 被 转换 成 所需 电压 值 的 方 波, 最后 再将 这个 方 波 电压 经 整流 滤波 变为 所需 要的 直流 电压。

图1-3 开关电源基本电路框图
图1-3 开关电源基本电路框图

控制 电路 为 一 脉冲 宽度 调制器, 它 主要 由 取样 器、 比较器、 振荡器、 脉 宽 调制 电路 及 基准 电压 等 电路 构成。 这部 分 电路 目前 已 集成 化, 已 具有 适用于 各种 开关 电源 应用 的 系列产品。 控制 电路 用来 调整 高频 开关 元件 的 开关 时间 比例, 以 达到 稳定 输出 电压 的 目的。

(1) 开关 稳压 电源 的 优点

 

 

高频开关电源的构成、工作原理 一

开关电源具有体积小、效率高等一系列优点,在各类电子产品中得到了广泛的应用。但由于开关电源的控制电路比较复杂、输出纹波电压较高,所以开关电源的应用也受到一定的限制。电子装置小型化和轻量化的关键是供电电源的小型化,因此需要尽可能地降低电源电路中的损耗。开关电源中的开关管工作于开关状态,必然存在开关损耗,而且损耗的大小随开关频率的提高而增加。另一方面,开关电源中的变压器、电抗器等磁性元件及电容元件的损耗也随频率的提高而增加。目前市场上开关电源中功率开关管多采用双极型晶体管,开关频率可达几十千赫;采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关频率,必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度,原理上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。

1.开关电源的基本构成开关电源采用功率半导体器件作为开关器件,通过周期性地间断工作,控制开关器件的占空比来调整输出电压。开关电源的基本构成如图11所示,其中DC/DC变换器用于进行功率转换,它是开关电源的核心部分,此外还有启动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。输出采样电路(R1、R2)用于检测输出电压的变化,与基准电压Ur比较,误差电压经过放大及脉宽调制(PWM)电路,再经过驱动电路控制功率器件的占空比,从而达到调整输出电压大小的目的。开关电源的核心部分DC/DC变换器有多种电路形式,常用的有工作波形为方波的PWM变换器以及工作波形为准正弦波的谐振型变换

器。上图开关电源的基本构成对于串联线性稳压电源,输出对输入的瞬态响应特性主要由调整管的频率特性决定。但对于开关电源,输入的瞬态变化比较多地表现在输出端。在提高开关频率的同时,由于反馈放大器的频率特性得到改善,开关电源的瞬态响应问题也能得以解决。负载变化瞬态响应主要由输出端LC滤波器的特性决定,所以可以利用提高开关频率、降低输出滤波器体积的方法来改善瞬态响应特性。

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无vcc电容、无启动电阻隔离反激恒流驱动芯片BP3166A

BP3166A 是一款高精度反激型的 LED 恒流驱动芯 片。芯片工作在电感电流断续模式,适用于 85Vac~265Vac 全范围输入电压的隔离反激型 LED 恒流电源。

BP3166A 芯片内部集成 650V 功率开关,采用专利 的退磁检测技术和高压 JFET 供电技术,无需 VCC 电容和启动电阻,使其外围器件更简单,节约了外 围的成本和体积。

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芯片供电欠压保护

过热调节功能

应用 LED 球泡灯

LED 筒灯

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典型应用

雅特科技工艺
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管脚封装

管脚描述

ROVP   OVP管脚

GND     芯片地

NC    不接地

HV  芯片高压供电端

BRAIN  内部高压功率漏极

CS    芯片电流采样端

内部结构框图

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酒店房号叮咚门铃之市电阻容降压直流电恒流5V电源–雅特科技工艺

酒店房号叮咚门铃取电——电阻容降压直流电恒流5V,今天给大家分享一个电源的实现。线路图是这样的

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线路不复杂,阻容降压并不是真正的压降,交流和直流是没有隔离的,它是通过电容的容抗,来控制线路的电流从而达到降压的目的

C1 是无极的薄膜电容

D1 是整流桥全波整流

R1是电容C1卸电电阻,用来断电时卸掉电容的电

D6 是一个稳压二极管,限流的作用,这个二极管是电路的关键

C4 滤波电容

U2 是三端稳压管

软件仿真结果

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电源含交流成分 3.845uv  ,从波形上看几乎是直线

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