DETA蓄电池恒流开关电源设计
摘要：本文论述了节能型恒流开关电源的作业原理，依据方案规划技术参数，给出了首要电路规划的理论依据；然后依据规划要求提出了全体电路的完成架构，并且论述了全体电路作业原理和首要子电路的功用。
关键词：开关电源，恒流，LED
一、开关电源及其开展趋
开关稳压电源简称开关电源(SwitchingPowerSupply)，因电源中起调整稳压操控功用的器材一直以开关方法作业而得名。它是使用现代电力电子技术，通过操控开关管通断的时间比率来保持输出电压安稳的一种电源，具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、纹波小、噪音低、智能化程度高、易扩容等优良特性[1]。
在开关电源的使用领域内，恒流开关电源增加较快。新式磁资料和新式变压器的开发，新式电容器和EMI滤波器技术的前进，以及专用集成操控芯片的研制成功，使开关电源完成了小型化，并提高了EMC功用。微处理器监控技术的使用，提高了电源的可靠性，也适应了市场对其智能化的要求。
二、恒流开关电源规划
2.1电源技术要求
输入电压：沟通220V±10%纹波电压UP：0.5V
输出电压UO：15V输出波动电流IP：±0.1A
输出电流IO：10A占空比：Dmax＝0.42
2.2开关电源规划
开关电源是由输入整流与滤波电路、高频变压电路、整流续流与滤波电路、稳压恒流电路、维护电路、反应电路、操控电路以及功率开关组成的。输入整流滤波电路其效果是把电网存在杂波过滤，也是通过整流得到输出所需求的直流电压。高频变压器是开关电源规划关键部件之一，在电路回路中起到电器隔离、变压、储能、变流或者是变阻等效果。而输出整流续流与滤波电路是通过整流续流功用得到输出所需求直流电流，当然还要通过滤波器把多余杂波给滤掉。稳压恒流输出电路目的是为负载供给一个安稳的电流。反应电路可所以电压反应，也可所以电流反应，它是通过输出端取样的电流电压值与操控器基准电流电压值相比较，起到反应传递效果。操控器是通过反应电路的信息来调整电路电流电压的输出，输出电流尽或许到达一个安稳值。而功率开关管是由操控器PWM操控它的导通时间，调理脉冲宽度从而也完成占空比调理。全体电路是将频率为50Hz、220V的市电沟通电压通过主电路输入整流与滤波、变压器、整流、续流与滤波、稳压电路恒流电路转换成安稳的直流电压，输出安稳的直流电流。
2.3恒流输出电路规划
任何电源要完成恒流功用，均需对电源的输出电流进行检测取样，与电流设置值即参考值进行比较，经负反应扩大调理。线性串联稳压是调理调整管的压降，而开关电源是调理变换器的脉宽（或占空比），保持输出电流的安稳[2]。
图1是恒流操控反应系统图。图中Iref是电流设置基准；CR是电流PI调理；Kfi是电流取样反应系数；RS、Ro是电流取样电阻和负载电阻。该系统采用是电流模式操控，能够检测变换器输出电流，适当地选取反应系数Kfi,通过P（份额）、PI（份额积分）、PID（份额积分微分器）完成恒流操控。在反应系数不变情况下，也能够通过改变电压或电流完成恒流值操控。
图1恒流操控反应系统图
图2是恒流电源常用电路，其中采样电阻RS串联在功率回路里，作为回路电流的采样元器材。它把回路电流信号转换成电压信号，并与基准电压Uref在扩大器中进行比较扩大，然后将其送至调整管VT的基极，驱动调整管VT对输出电流IO改变进行补偿校对。就能够完成恒流输出。
2.4操控电路规划
1、振动器
振动器的振动频率fosc有接在引脚6上的守时电阻器R17与接在引脚5上的守时电容器C15决议的。其时振动频率。
2、发动电路
发动电路由接在引脚8上R14接上外部电源为芯片作业供给Vcc=15V电源，而接在引脚9上是通过R10接在外部电路供给集电极电压。
3、限流电路
过流维护电路由R18、R19、C16组成。它们是接到引脚3上的，在正常情况下，引脚3上电压低于200mV。当出现过流时，引脚3上的电压超越200mV的正负阀值，输出级被锁定为低电平，下个脉冲周期来之前，过流闭锁器复位，对下个周期的过电流进行检测，约束脉冲宽度。
4、过电压维护电路
过电压维护电路由光电耦合器PC1、R16组成的。当输出电压超越15V时，光电耦合器PC1动作，通过引脚2接入反应电压电路，使输出级锁定为低电平。
最大占空比的设定和软发动
最大占空比是由电阻器R14、R15分压比来确认的。为了防止变压器的磁饱满，当电源电压刚发动时，与R14并联的电容器C14上电压不能骤变，引脚1上电压为UREF,占空比为最大的。
输出电压操控电路
输出电压可通过调理R5、R6、R7组成分压电路确认的：
（3.11）
2.5PCB板布线
在画PCB布线时，应先确认元器材的方位，然后布置地线、电源线、再组织高速信号线，最终考虑低速信号线[2]。
1、电源：在考虑安全条件下，电源线应尽或许近地线，减小差模辐射的环面积，也有助于减小电路的交扰。
时钟线、信号线和地线方位：信号线与地线间隔较近，形成的环面积较小；这样才合理的。
3、按逻辑速度切割：当需求在电路板上布置快速、中速和低速逻辑电路时，高速的器材应按放在紧靠边缘连接器范围内，而低速逻辑和存储器，应放在远离连接器范围内。这样对共阻抗耦合、辐射和交扰的减小都是有利的。
应防止PCB导线的不连续性：迹线宽度不要骤变。导线不要突然角落。
三、结束语
本规划的目的便是针对LED照明使用的电源。LED照明通常用多个发光二极管组成点阵光源，为使光源发光均匀则需供电电源供给安稳电流进行驱动。本规划在全体电路原理剖析和子电路规划的根底之上，使用仿真软件对子电路模块和全体电路进行了功用仿真验证，仿真成果满足要求，验证了理论剖析和规划的正确性。