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电源技术中的基于TOP247Y的多路开关电源的设计
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电源技术中的基于TOP234Y和8051的多路开关电源设计
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电流控制模式多路输出开关电源的研制
2020-10-23 13:16:43介绍了开关电源电流型PWM控制技术的原理和优点,并基于UC3842芯片设计了+5V/4A,±12V/1A三路输出的反激式电源,具体分析了电路的工作原理和高频变压器参数的计算。 -
单片机与DSP中的可编程无线电遥控多路开关系统设计
2020-10-21 17:02:25该系统以Si4010 为核心发射单元,以Si4313 和C8051F920单片机为核心接收控制单元,实现对多路开关的无线电遥控。详细阐述了系统的工作原理,给出了硬件电路及软件流程图,并对其进行了实验验证。结果证明,该设计... -
可编程无线电遥控多路开关系统设计
2020-10-20 20:34:23设计了一种新的可编程...该系统以Si4010为核心发射单元,以Si4313和C8051F920单片机为核心接收控制单元,实现对多路开关的无线电遥控。详细阐述了系统的工作原理,给出了硬件电路及软件流程图,并对其进行了实验验证。 -
电源技术中的电流控制模式多路输出开关电源的研制
2020-12-13 12:23:59摘要:介绍了开关电源电流型PWM控制技术的原理和优点,并基于UC3842芯片设计了+5V/4A,±12V/1A三路输出的反激式电源,具体分析了电路的工作原理和高频变压器参数的计算。关键词:脉宽调制;电流控制模式;反激式 ... -
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大功率装置用多路输出高压隔离新型开关电源设计
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雷达的工作原理示意图_导波雷达水位系统组成和工作原理
2021-01-06 09:43:131、系统组成导波雷达水位系统是由导波雷达、遥测终端机、GPRS ...RTU遥测终端机是集数据采集与无线通讯为一体的终端设备,可同时采集多路脉冲量、开关量和模拟量,以移动GSM/GPRS 为通讯平台,所有的数据参数都可...1、系统组成
导波雷达水位系统是由导波雷达、遥测终端机、GPRS 模块、太阳能电池组、SIM 卡、云平台等组成。导波雷达水位系统选用JK系列导波雷达,最大量程45m,该仪表具有精度高(精度±2mm)、稳定性好(过程温度-40℃~150℃)、免维护等特点。RTU遥测终端机是集数据采集与无线通讯为一体的终端设备,可同时采集多路脉冲量、开关量和模拟量,以移动GSM/GPRS 为通讯平台,所有的数据参数都可用手机查询与设置。10W 太阳能电板供电,后备3AH 锂电池,充满(10h 太阳)工作20d,锂电池有过充过放保护。
2、工作原理
采用的是先进的回波处理技术,它发射出的电磁脉冲以光速的速度沿着钢缆或探棒进行传播,当遇到被测介质表面时,部分脉冲被反射回来形成回波,并沿相同路径返回到脉冲发射装置,通过计算可以得出液位的空高。通过遥测终端机为水务平台上传数据,遥测终端机内置电池拥有充放电功能,可利用太阳能板供电系统满足其功能。系统采用移动或联通GSM/GPRS 通信平台,通过手机查询即时水位,也可通过互联网上的云平台查询。电池电压实时监测,与水位信息同时显示在界面上。外壳采用全密封防水设计,适应野外露水和被水浸泡,符合IP68 标准。
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2G/3G多频段射频收发芯片的工作原理及应用设计
2009-06-19 16:29:50BG822CX的工作原理 如图1所示,BG822CX收发芯片主要集成了两大部分电路:接收部分Rx和发射部分Tx。接收机集成了包括低噪声放大器,混频器,VGA 和LPF在内的所有模块。发射机集成了包括 LPF,VGA,多相滤波器,调制... -
mos 多路模拟电子开关_深度揭秘MOS在消费类电子中的电路设计
2021-01-07 02:06:15当我们还是学生的时候,不论从做题还是原理分析上,通常会重点学习NPN和PNP三极管的特性:静态工作特性计算、动态信号分析等等。对于MOS管,老师一般都会草草带过,没有那么深入的分析和了解,一般都会说MOS管和...当我们还是学生的时候,不论从做题还是原理分析上,通常会重点学习NPN和PNP三极管的特性:静态工作特性计算、动态信号分析等等。对于MOS管,老师一般都会草草带过,没有那么深入的分析和了解,一般都会说MOS管和三极管的不同就是一个是电压控制,一个是电流控制,一个Ri大,一个Ri小等等。除了这些明显的特性,下文就从工作实战的角度进行MOS场效应管的分析。
首先我们来看下经常使用的增强型MOS管:N沟道和P沟道MOS管。
在消费类电子设计中由于对功耗要求比较严格,通常使用N沟道和P沟道MOS管来做电平的转换、锂电池的充电放电电路控制和电源的控制。现在用multisiblue14来模拟P沟道的电气特性:
在信号源XFG1中采用1Hz的5Vpp的正弦波来驱动PMOS管,而场效应管的vcc也采用5v直流电压,示波器XSC1中A通道显示驱动电压的波形,B通道显示源级的电压,仿真结果如下:
从仿真结果中可以看出,只要栅极的电压超过0v,也就是此时栅极的电压大于漏极的电压,场效应管截至,示波器拾取的源级电压就为直流驱动电压,源级获得的信号特性正好与驱动栅极的电压特性相反。这也就是电机驱动电路中采用N沟道和P沟道mos管的原因。
深度分析下该典型电路:当漏极电压升高,场效应管的夹断电压也会随之升高;当源级的电压变化特别是变小时,MOS管的源级电压会伴随着场效应管的打开与关闭实现电压跟随。
如下例子:栅极驱动电压为5v方波,源级为3v直流电源
这就是电平变换的典型特性,在实际的电路中,经常由于漏源栅之间的电容、或者驱动马达引起的反向电动势影响到电子系统,通常会在栅极增加耗能电阻R和耗能电容C接地。
N沟道增强型MOS管的典型应用电路正好与P沟道增强型MOS场效应管相反,如下所示:
在信号源XFG2中采用1Hz的5Vpp的正弦波来驱动Nmos场效应管,而场效应管的vcc也采用5v直流电压,示波器XSC2中A通道显示驱动电压的波形,B通道显示源级的电压,仿真结果如下:
由此可以知道只要栅极电压大于0V(此时的0v电压为源级电压)N沟道MOS场效应管是导通状态,漏极的电压会伴随着N沟道MOS管的打开与关闭形成跟随漏极还是源级电压。
当采用5vpp的方波驱动栅极电压时,
从中可以看出获得的波形为0-5V的方波,这在电子开关中可以理解为当驱动电压为高电平时场效应管打开。
当用MOS管做充电电池的控制电路时的典型电路如下:
上图中,当USB接口连接上,整个系统采用USB供电,同时通过电压检测控制端来实现对锂电池的充电,而由于二极管的存在,使锂电池的电量不能返流到USB。
当USB接口没有驱动电压时,锂电池通过二极管D1进行对系统的供电。
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ADC0809模数转换器工作原理及编程
2020-03-31 20:43:49项目中由于单片机开发板自带的ADC模块不够用,单片机自带的ADC模块是XPT2046,只有一个外部模拟输入信号通道,不能够...其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的...项目中由于单片机开发板自带的ADC模块不够用,单片机自带的ADC模块是XPT2046,只有一个外部模拟输入信号通道,不能够满足我的需求,所以我打算采用ADC0809来作为模数转换芯片。
ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道,8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
特性:
1)8路输入通道,8位A/D转换器,即分辨率为8位。
2)具有转换起停控制端。
3)转换时间为100μs(时钟为640KHz时),130μs(时钟为500KHz时)。
4)单个+5V电源供电。
5)模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。
6)工作温度范围为-40~+85摄氏度。
7)低功耗,约15mW。
引脚及功能:
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IN0~IN7:8路模拟量输入端。
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2-1~2-8:8位数字量输出端。
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ADDA、ADDB、ADDC:3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路。
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ALE:地址锁存允许信号,输入端,产生一个正脉冲以锁存地址。
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START: A/D转换启动脉冲输入端,输入一个正脉冲(至少100ns宽)使其启动(脉冲上升沿使0809复位,下降沿启动A/D转换)。
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EOC: A/D转换结束信号,输出端,当A/D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。
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OE:数据输出允许信号,输入端,高电平有效。当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。
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CLK:时钟脉冲输入端。时钟频率范围为10KHz-1280KHz。
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REF(+)、REF(-):基准电压。
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Vcc:电源,单一+5V。
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GND:地。
工作过程:
首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。直到A/D转换完成,EOC变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时,输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。
转换数据的传送 A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成,因为只有确认完成后,才能进行传送。为此可采用下述三种方式。
(1)定时传送方式
对于一种A/D转换器来说,转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128μs,相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序,A/D转换启动后即调用此子程序,延迟时间一到,转换肯定已经完成了,接着就可进行数据传送。
(2)查询方式
A/D转换芯片有表明转换完成的状态信号,例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式,测试EOC的状态,即可确认转换是否完成,并接着进行数据传送。
(3)中断方式
把表明转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号,以中断方式进行数据传送。
不管使用上述哪种方式,只要一旦确定转换完成,即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以信号有效时,OE信号即有效,把转换数据送上数据总线,供单片机接受。
引脚 通道的选择
编程(C语言)
#include "reg52.h"
float shuju;
unsigned char sj;
unsigned int gata;
unsigned char gw,sw,bw;
unsigned char kk,tdao;//4联共阳数码管,最高位显示通道号,其他三位为电压值
unsigned char code shuzi[]={
0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,
0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};unsigned char code duanxuan[]={0x0f,0x8f,0x4f,0xcf,0x2f,0xaf,0x6f,0xff};
sbit START=P3^1; //ALE也连接P3.1
sbit OE=P3^3;
sbit EOC=P3^2;
sbit clock=P3^0;
void delay()
{
unsigned char i;
for(i=200;i>0;i--);
}//timer init
void Timer()
{
TMOD=0x21;
TH0=0x3c;//20ms
TL0=0xb0;TH1=0xff;//100khz
TL1=0xfd;
}
void AD_zh()
{
START=0; //ADC0809的启动信号
START=1;
START=0;
while(EOC==0); //等待转换结束
OE=1; //输出转换数据
sj=P1; //P1口接收数据shuju=sj;//转换为浮点型
shuju=(shuju/51.0)*100.00;//转换成百位数据;
gata=shuju;//转换为整型
bw=gata/100;//分离百位
sw=(gata/10)%10;//分离十位
gw=gata%10;//分离个位
}
//timer0/counter0 interrupt
void timer0(void) interrupt 1 //T0用于产生秒信号
{
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
kk++;
if(kk==20)
{
kk=0;
tdao++; //用于转换通道,测量各个通道数据
if(tdao==8)
{
tdao=0;
}
}
}
void timer1(void) interrupt 3
{
clock=~clock; //定时器产生ADC0809所需的时钟信号
}
void display()
{
P0=shuzi[gw]; //个位
P2=0xf8&duanxuan[tdao];
delay();
P0=shuzi[sw]; //十位
P2=0xf4&duanxuan[tdao];
delay();P0=shuzi[bw]&0x7f; //电压百位
P2=0xf2&duanxuan[tdao];
delay();P0=shuzi[tdao+1]; //通道从1~8,每秒换一个通道
P2=0xf1&duanxuan[tdao];
delay();
}
//the main fun
void main(void)
{uchar i;
Timer();
TR0=1;
ET0=1;
TR1=1;
ET1=1;
EA=1;while(1)
{
AD_zh();for(i=0;i<10;i++) //降低刷新速度,使显示稳定
{
display();//显示程序}
}
}上述部分是百度百科的知识,我只是粘贴在这以备自己后面用到,以上仅供参考即可。
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反激qr工作原理_反激变换器设计过程笔记
2021-01-07 06:22:30开关电源的设计是一份非常耗时费力的苦差事,需要不断地修正多个设计变量,直到性能达到设计目标为止。本文step-by-step 介绍反激变换器的设计步骤,并以一个6.5W 隔离双路输出的反激变换器设计为例,主控芯片采用...开关电源的设计是一份非常耗时费力的苦差事,需要不断地修正多个设计变量,直到性能达到设计目标为止。本文step-by-step 介绍反激变换器的设计步骤,并以一个6.5W 隔离双路输出的反激变换器设计为例,主控芯片采用NCP1015。
基本的反激变换器原理图如图 1 所示,在需要对输入输出进行电气隔离的低功率(1W~60W)开关电源应用场合,反激变换器(Flyback Converter)是最常用的一种拓扑结构(Topology)。简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点。
2、设计步骤
接下来,参考图 2 所示的设计步骤,一步一步设计反激变换器
1.Step1:初始化系统参数
------输入电压范围:Vinmin_AC 及Vinmax_AC
------电网频率:fline(国内为50Hz)
------输出功率:(等于各路输出功率之和)
------初步估计变换器效率:η(低压输出时,η取0.7~0.75,高压输出时,η取0.8~0.85)根据预估效率,估算输入功率:
对多路输出,定义KL(n)为第n 路输出功率与输出总功率的比值:
单路输出时,KL(n)=1.
2. Step2:确定输入电容Cbulk
Cbulk 的取值与输入功率有关,通常,对于宽输入电压(85~265VAC),取2~3μF/W;对窄范围输入电压(176~265VAC),取1μF/W 即可,电容充电占空比Dch 一般取0.2 即可。
一般在整流后的最小电压Vinmin_DC 处设计反激变换器,可由Cbulk 计算Vinmin_DC:
3. Step3:确定最大占空比Dmax
反激变换器有两种运行模式:电感电流连续模式(CCM)和电感电流断续模式(DCM)。两种模式各有优缺点,相对而言,DCM 模式具有更好的开关特性,次级整流二极管零电流关断,因此不存在CCM 模式的二极管反向恢复的问题。此外,同功率等级下,由于DCM模式的变压器比CCM 模式存储的能量少,故DCM 模式的变压器尺寸更小。但是,相比较CCM 模式而言,DCM 模式使得初级电流的RMS 增大,这将会增大MOS 管的导通损耗,同时会增加次级输出电容的电流应力。因此,CCM 模式常被推荐使用在低压大电流输出的场合,DCM 模式常被推荐使用在高压 小电流输出的场合。
图 4 反激变换器
对CCM 模式反激变换器而言,输入到输出的电压增益仅仅由占空比决定。而DCM 模式反激变换器,输入到输出的电压增益是由占空比和负载条件同时决定的,这使得DCM 模式的电路设计变得更复杂。但是,如果我们在DCM 模式与CCM 模式的临界处(BCM 模式)、输入电压最低(Vinmin_DC)、满载条件下,设计DCM 模式反激变换器,就可以使问题变得简单化。于是,无论反激变换器工作于CCM 模式,还是DCM 模式,我们都可以按照CCM模式进行设计。
如图 4(b)所示,MOS 管关断时,输入电压Vin 与次级反射电压nVo 共同叠加在MOS的DS 两端。最大占空比Dmax 确定后,反射电压Vor(即nVo)、次级整流二极管承受的最大电压VD 以及MOS 管承受的最大电压Vdsmax,可由下式得到:
通过公式(5)(6)(7),可知,Dmax 取值越小,Vor 越小,进而MOS 管的应力越小,然而,次级整流管的电压应力却增大。因此,我们应当在保证MOS 管的足够裕量的条件下,尽可能增大Dmax,来降低次级整流管的电压应力。Dmax 的取值,应当保证Vdsmax 不超过MOS管耐压等级的80%;同时,对于峰值电流模式控制的反激变换器,CCM 模式条件下,当占空比超过0.5 时,会发生次谐波震荡。综合考虑,对于耐压值为700V(NCP1015)的MOS管,设计中,Dmax 不超过0.45 为宜。
4. Step4:确定变压器初级电感Lm
对于CCM 模式反激,当输入电压变化时,变换器可能会从CCM 模式过渡到DCM 模式,对于两种模式,均在最恶劣条件下(最低输入电压、满载)设计变压器的初级电感Lm。由下式决定:
其中,fsw 为反激变换器的工作频率,KRF 为电流纹波系数,其定义如下图所示:
对于DCM 模式变换器,设计时KRF=1。对于CCM 模式变换器,KRF<1,此时,KRF 的取值会影响到初级电流的均方根值(RMS),KRF 越小,RMS 越小,MOS 管的损耗就会越小,然而过小的KRF 会增大变压器的体积,设计时需要反复衡量。一般而言,设计CCM 模式的反激变换器,宽压输入时(90~265VAC),KRF 取0.25~0.5;窄压输入时(176~265VAC),KRF 取0.4~0.8 即可。
一旦Lm 确定,流过MOS 管的电流峰值Idspeak 和均方根值Idsrms 亦随之确定:
其中:
设计中,需保证Idspeak 不超过选用MOS 管最大电流值80%,Idsrms 用来计算MOS 管的导通损耗Pcond,Rdson 为MOS 管的导通电阻。
5. Step5:选择合适的磁芯以及变压器初级电感的匝数
开关电源设计中,铁氧体磁芯是应用最广泛的一种磁芯,可被加工成多种形状,以满足不同的应用需求,如多路输出、物理高度、优化成本等。
实际设计中,由于充满太多的变数,磁芯的选择并没有非常严格的限制,可选择的余地很大。其中一种选型方式是,我们可以参看磁芯供应商给出的选型手册进行选型。如果没有合适的参照,可参考下表:
选定磁芯后,通过其Datasheet 查找Ae 值,及磁化曲线,确定磁通摆幅△B,次级线圈匝数由下式确定:
其中,DCM 模式时,△B 取0.2~0.26T;CCM 时,△B 取0.12~0.18T。
6. Step6:确定各路输出的匝数
先确定主路反馈绕组匝数,其他绕组的匝数以主路绕组匝数作为参考即可。主反馈回路绕组匝数为:
则其余输出绕组的匝数为:
辅助线圈绕组的匝数Na 为:
7. Step7:确定每个绕组的线径
根据每个绕组流过的电流RMS 值确定绕组线径。
初级电感绕组电流RMS:
次级绕组电流RMS 由下式决定:
ρ为电流密度,单位:A/mm2,通常,当绕组线圈的比较长时(>1m),线圈电流密度取5A/mm2;当绕组线圈长度较短时,线圈电流密度取6~10A/mm2。当流过线圈的电流比较大时,可以采用多组细线并绕的方式,以减小集肤效应的影响。
其中,Ac 是所有绕组导线截面积的总和,KF 为填充系数,一般取0.2~0.3.
检查磁芯的窗口面积(如图 7(a)所示),大于公式 21 计算出的结果即可。
8. Step8:为每路输出选择合适的整流管
每个绕组的输出整流管承受的最大反向电压值VD(n)和均方根值IDrms(n)如下:
选用的二极管反向耐压值和额定正向导通电流需满足:
9. Step9:为每路输出选择合适的滤波器
第n 路输出电容Cout(n)的纹波电流Icaprms(n)为:
选取的输出电容的纹波电流值Iripple 需满足:
输出电压纹波由下式决定:
有时候,单个电容的高ESR,使得变换器很难达到我们想要的低纹波输出特性,此时可通过在输出端多并联几个电容,或加一级LC 滤波器的方法来改善变换器的纹波噪声。注意:LC 滤波器的转折频率要大于1/3 开关频率,考虑到开关电源在实际应用中可能会带容性负载,L 不宜过大,建议不超过4.7μH。
10. Step10:钳位吸收电路设计
如图 8 所示,反激变换器在MOS 关断的瞬间,由变压器漏感LLK 与MOS 管的输出电容造成的谐振尖峰加在MOS 管的漏极,如果不加以限制,MOS 管的寿命将会大打折扣。因此需要采取措施,把这个尖峰吸收掉。
反激变换器设计中,常用图 9(a)所示的电路作为反激变换器的钳位吸收电路(RCD钳位吸收)。
RClamp 由下式决定,其中Vclamp 一般比反射电压Vor 高出50~100V,LLK 为变压器初级漏感,以实测为准:
图 9 RCD 钳位吸收
CClamp 由下式决定,其中Vripple 一般取Vclamp 的5%~10%是比较合理的:
输出功率比较小(20W 以下)时,钳位二极管可采用慢恢复二极管,如1N4007;反之,则需要使用快恢复二极管。
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2021-01-19 22:59:23根据系统设计要求可知,... 系统的工作原理如下:时序控制电路SXKZ根据输入信号CLK_IN,CLR,CHOSE_KEY产生符合一定要求的、供显示控制电路XSKZ使用的控制时钟信号,而显示控制电路XSKZ则根据时序控制电路SXKZ输入的 -
电源技术中的高压输入多路输出双管反激变换器的设计
2020-10-21 13:59:15实验结果证明:该电路既保留了反激变换器的结构简单、易于多路输出等优点,又解决了其在高压场合的开关应力大和安全性问题,非常适合于较高电压输入、中小功率、多路输出的直流电源应用场合。 0 引言 相对于正...