自助下单地址（拼多多砍价，ks/qq/dy赞等业务）：点我进入

电子设备的正常运行需要良好稳定的直流电源。 现在外接电源多为交流电，通常取自火电、水电、核电和风电。 得到的交流电通过直流稳压器转换成电子设备所需的各种直流电供其使用。 当电网或负载发生变化时，直流稳压电源能保持稳定的输出电压，纹波小。 稳压电源经过半个多世纪的发展，技术日趋成熟。 近20年来，集成开关电源沿着两个方向发展； 第一个方向是实现开关电源控制电路的集成化。

第二个方向是实现中小功率开关电源的单片集成。 市场上的稳压电源产品种类繁多，大部分都具备高效率、输出稳定、可靠性高等特点。 大多采用高频变压器，成本较高。 直流稳压器采用Sepic和Buck电路为主电路，辅助电源采用高频变压器。 它充分利用现代电力电子技术，在满足可靠性和稳定性的前提下，在大范围输入交流电时，能输出稳定的直流电压。 ，且成本相对较低，易于调试和维护。

一、系统原理设计

交流输入电压在输入保护电路中进行整流滤波，产生的高压直流既作为辅助电源的输入电压，又提供芯片的工作电压； 也是DC-DC/DC-DC转换器的输入电压，DC-DC/DC-DC转换器是一种进行功率转换的设备，是开关电源的端口2。 DC-DC/DC-DC转换器的输出电压通过反馈电路采样并与设定的参考电压进行比较，调整PWM占空比。 调节输出电压以保持其稳定。 输出有过压过流保护电路。 当电压和电流过大时，PWM信号关闭，没有电压输出。 其系统原理框图如图1所示。

2、输入保护电路设计

输入保护部分主要由压敏电阻RV、热敏电阻RT、熔断器、滤波线圈L0、整流桥和滤波电容C16组成。 压敏电阻RV用于交流输入过压保护，即浪涌吸收。 滤波线圈LO和电容CO构成EMI，滤除噪声干扰。 选择整流桥器件时应考虑其能承受足够的反向耐压，冲击电流应大于额定整流电流的7~10倍。 热敏电阻RT是负温度特性（NTC）的电阻，在启动时限制C16的峰值充电电流。 启动后，电阻的阻值会降到一个很小的值，其功耗基本可以忽略不计。 其电路图如图2所示。

3、辅助电源设计

设计的Sepic直流稳压器在正常工作时，需要为PWM控制芯片和隔离驱动提供两路独立的电源。 辅助电源采用单端反激式电路，其控制芯片采用PI公司的TOPSwitch II系列。 该器件集成了各种控制功能、保护功能和耐压700V的功率开关MOSFET。 显着特点包括重启功能、低电磁干扰 (EMI)、电压型控制模式和逐周期峰值电流限制。 考虑到PWM控制芯片和隔离芯片的低功耗，选用了TOP221Y，其在宽输入电源电压范围下的功率输出为7W，足以满足要求。 辅助电源电路图如图2所示，原理分析如下：

交流电经全桥整流，电容滤波作为辅助电源的供电，CT1用于滤除干扰。 在MOSFET关断期间，由于高频变压器漏感的存在，漏感电压很高。 为了保护变压器不受损坏，这里选用快恢复二极管VD1和瞬变抑制器TVS组成钳位电路吸收漏电。 感性电压，保护原理分析如下：MOSFET导通时，此时VD1两端电压为正负，VD1截止，钳位电路不工作； 当MOSFET关断时，由于漏感的存在，VD1两端的电压变为上负下正。 此时VD1导通，钳位保护电路工作，限压。 反馈回路主要由光电耦合器PC817、三端稳压器TL431和若干电阻电容组成。 线性光耦合器PC817的电流传输比(CTR)范围为80%-160%，可以更好地满足反馈回路的需要。 要求。 电阻Rao.R3分压作为TL431的参考电压。 通过设置R3O和R4的阻值，即可得到所需的输出稳压值。 GZ用作TL431的频率补偿电容，可以改善TL431的瞬态频率响应。 RSO是PC817的LED限流电阻，起到限流保护的作用。 反馈回路实现输出稳压的原理如下：当输出电压波动时，通过R3O和R43分压得到的采样电压U10改变TL431的输出电压UK，进而控制TL431的光强PC817的发光二极管(LED)，引起光敏三极管发射极电流成正比变化，占空比由TOP221Y控制端的电流变化调节，使其反向变化，从而达到稳定的目的输出电压，为电路提供稳定的辅助电源。

4、主电路模块设计

直流斩波电路具有将一种直流电变为另一种固定电压或可调电压的功能。 应用领域可分为两大类：一类是输出可变直流电压； 另一种是在电源电压或负电压变化时输出恒定的直流电压。 本次设计的电源属于后者，其原理图如图3所示：高压直流电压DCO可通过Sepic电路进行升压和降压，使变化电压DCO(183~425 V)稳定在大约DC1信号隔离器电路图，作为Buck电路的输入电压，设置合适的占空比，得到输出电压DC2（24V），斩波电路采用闭环反馈控制，当交流电源电压或输出负载电阻变化时，调节器的输出电压可以保持稳定。 两次DC-DC转换包括输入和输出滤波，电压纹波更小。 在功率管的漏极和源极两端采用无感电阻和电容组成的阻容吸收电路，吸收开关管的尖峰电压，保护功率管。

5.PWM控制电路设计

PWM控制电路与DC-DC/DC-DC变换器的性能密切相关，因此PWM控制电路的设计尤为重要。 这里的PWM控制芯片是Silicon General的SG3525，内置欠压锁定电路、软启动电路、参考电压源、误差放大器、输出限流、关断电路、图腾柱型输出级、振荡器等特性和可调死区被广泛用于开关电源的设计中。 SG3525的外围电路如图4所示，分析如下。

选用德州仪器生产的431的参考电压作为2脚的参考电压，输出的PWM控制信号稳定性高。 R4和C2在1脚和9脚之间形成反馈补偿网络，反馈电压UFB加到1脚，与2脚的参考电压U7相比较，调整占空比的大小。 14、11脚双向输出并用一个输出，使转换器的占空比可调范围扩大一倍。 CU为加速电容，加速功率管的导通。 10脚为关机信号脚，当SD为高电平时，关机脉冲输出。 将引脚 3 接地以减少干扰。

6、光耦隔离驱动电路设计

稳压器频率高达100K信号隔离器电路图，采用高速光耦6N137和三极管组成光耦隔离驱动电路，快速响应PWM信号。 隔离驱动外围电路如图5所示，6N137光耦输入输出反接，故在输出端加一个PNP管，使信号G1/G2跟随输入PWM。 C3为0.1UF去耦电容，加在耦合器电源脚旁边的6N137光电管上。 选择电容类型时，应选择陶瓷电容或钽电容等高频特性较好的电容。 6N137光耦的第6脚VO器件，输出电路为集电极开路，需上拉电阻Rz； 6N137光耦的第2脚和第3脚之间是一个LED，必须串联一个限流电阻R34O。

7、反馈回路及过压过流保护电路设计

反馈电路由磁放大隔离器和采样电阻R26、R31组成。 采样电压经DCP010505B隔离放大后，得到电压UFB。 一方面，该电压作为反馈电压加到 SG3525 的引脚 1。 与参考电压比较，确定输出比。 空载率的大小稳定了输出电压； 另一方面，作为过压保护电路，加在误差放大器的正输入端，输入电压，过压保护电路由跟随器和迟滞比较器组成。 当输出电压大于设定阈值电压为高电平时，保护电路动作，发光二极管点亮，SD为高电平，输出脉冲截止。 过流保护电路由采样电阻、隔磁放大器DCP、LM324组成。 采样电阻是阻值比较小的精密电阻。 磁隔离放大器采用DCP010512B。 放大器放大采样信号后，将其与参考电压进行比较。 后续的保护动作与过压保护原理相同。

8.实验

Sepic直流稳压器调试电路板分为辅助电源电路板和斩波主电路板。 板子的元器件是直插式的，便于及时更换元器件，纠正实验中发现的问题。 并且它的PWM信号已经过测试和记录。

9.结论

Sepic直流稳压器主电路采用非隔离设计，驱动信号可以提供足够的驱动电流快速驱动MOSFET，驱动电路结构简单可靠。 成本相对较小。