众文网1.电源开关设计论文怎么写
一种USB电源开关的设计 摘要： 设计了一种低导通损耗的USB电源开关电路。
该电路采用自举电荷泵为N型功率管 提供足够高的栅压，以降低USB开关的导通损耗。在过载情况下，过流保护电路能将输出电流限 制在0.3 A。
关键词： USB开关；自举电荷泵； N型功率管；过流保护 1引言 通用串行总线（Universal Serial Bus）使PC机 与外部设备的连接变得简单而迅速，随着计算机以 及与USB相关便携式设备的发展，USB必将获得 更广泛的应用。由于USB具有即插即用的特点，在 负载出现异常的瞬间，电源开关会流过数安培的电 流，从而对电路造成损坏。
本文设计的USB电源开关采用自举电荷泵，为 N型功率管提供2倍于电源的栅驱动电压。在负载 出现异常时，过流保护电路能迅速限制功率管电流， 以避免热插拔对电路造成损坏。
2 USB开关电路的整体设计思路 图1为USB电源开关的整体设计。其中，VIN 为电源输入，VOUT为USB的输出。
在负载正常的情 况下，由电荷泵产生足够高的栅驱动电压，使 NHV1工作在深线性区，以降低从输入电源（VIN 到负载电压（VOUT）的导通损耗。当功率管电流高于 1 A时，Current-sense输出高电平给过流保护电路 （Current-limit）；过流保护电路通过反馈负载电压 给电荷泵，调节电荷泵输出（VPUMP），从而使功率管 的工作状态由线性区变为饱和区，限制功率管电流， 达到保护功率管的目的。
当负载恢复正常后，Cur- rent-sense输出低电平，电荷泵正常工作。 3 电荷泵设计 图2为一种自举型（Self-Boost）电荷泵的电路 原理图。
图中，Φ为时钟信号，控制电荷泵工作。初 始阶段电容，C1和功率管栅电容CGATE上的电荷均 为零。
当Φ为低电平时，MP1导通，为C1充电，V1 电位升至电源电位，V2电位增加，MP2管导通。假 设栅电容远大于电容C1,V2上的电荷全部转移到 栅电容CGATE上。
当Φ为高电平时，MN1导通，为 C1左极板放电，V1电位下降至地电位，V2电位下 降，MP2管截止，MN2管导通，给电容C1右极板充 电至VIN。在Φ的下个低电平时，V1电位升至电源 电位，V2电位增加至2VIN,MP2管导通，VPUMP电 位升至2VIN-VT。
自举电荷泵不需要为MN2和MP2提供栅驱 动电压，控制简单[1]，但输出电压会有一个阈值损 失。图3是改进后的电荷泵电路图，Φ1和Φ2为互 补无交叠时钟。
由MN2、MN5、MP3、MP2和电容 C2组成的次电荷泵为MN4、MP4提供栅压，以保证 其完全关断和开启。当Φ1为低电平时，MP1导通， 电位增加，此时，V3电位为零，MP4导通，V2上的电 荷转移到栅电容CGATE上，VPUMP电位升高。
当Φ1为 高电平时，MP2导通，为C2充电，V4电位上升至电 源电位，V3电位随之上升，MP3导通，VPUMP电位继 续升高。MN3相当于二极管，起单向导电的作用。
在VPUMP电压升高到VIN+VT以后，MN3隔离V3 到电源的通路，保证V3的电荷由MP3全部充入栅 电容。这样，C1和C2相互给栅电容充电，若干个时 钟周期后，电荷泵输出电压接近两倍电源电压[2]。
在电荷泵输出电压升高的过程中，功率管提供的负 载电流逐渐上升，避免在容性负载上引起浪涌电流 4 过流保护电路设计 当出现过载和短路故障时，负载电流达到数安 培，需要精确的限流电路为功率管和输入电源提供保 护。对于MOS器件，只有工作在饱和区时的电流容 易控制。
限流就是通过反馈负载电压，调节电荷泵输 出电压来实现的。图4是限流电路的原理图。
N型功率管NHV的源与P型限流管MP6的 栅相接，N型功率管NHV的栅与P型限流管MP6 的源相接。从而达到控制功率管栅源压降的目的。
当负载电流超过1 A时，电流限信号（VLIMIT）为高 电平，MN7导通，栅电荷经MP6流向地，栅电压减 小，功率管工作在饱和区。C1、C2为电荷泵电容值， 在一个时钟周期T内，由电荷泵充入的栅电荷为： Q=VIN*C1+VIN*C2(1) 当功率管栅压稳定时，电荷泵充入的栅电荷等 于限流管放掉的栅电荷。
限流管泄放电流为： IL=QT=VIN*C1+VIN*C2T(2) 由VGS(NHV)=VSG(MP6)(3) 得功率管和限流管的电流关系： 5 仿真结果与讨论 图5为负载正常情况下负载输出电压和功率管 电流的仿真波形。电源电压为5 V,C1、C2电容值为 1 pF，时钟周期为40μs,NHV和MP6宽长比的比值 为300，功率管的并联个数为1*103。
采用0.6μm 30 V BCD工艺，在典型条件下，用HSPICE对整体电 路仿真。由波形可以看出，在1 ms内，负载输出电压 逐渐上升，功率管电流没有过冲，启动时间为1.7 ms。
3 ms后，功率管完全开启，为负载提供电源。 表1为限流电路工作时功率管的平均栅电压和 平均电流。
图6为USB开关启动8 ms后负载短路 到恢复正常的仿真结果。USB开关在负载正常情 况下启动，8 ms后负载短路，负载电流过冲到3.1 A。
当过流保护电路工作后，过流保护电路将电流 限制在0.3 A，保护了USB端口。16 ms后，负载恢 复正常，电源开关重新启动. 图6 USB开关在启动、限流和恢复正常过程中，电荷泵 输出电压、负载输出电压和功率管电流的仿真波形 Fig.6 Simulation waveforms of charge pump output volt- age,power switch output voltage and p。
2.电气专业的毕业论文设计
1、高压软开关充电电源硬件设计2、自动售货机控制系统的设计3、PLC控制电磁阀耐久试验系统设计4、永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究5、PLC在热交换控制系统设计中的应用6、颗粒包装机的PLC控制设计7、输油泵站机泵控制系统设计8、基于单片机的万年历硬件设计 9、550KV GIS中隔离开关操作产生的过电压计算10、时滞网络化控制系统鲁棒控制器设计11、多路压力变送器采集系统设计12、直流电机双闭环系统硬件设计 13、漏磁无损检测磁路优化设计14、光伏逆变电源设计15、胶布烘干温度控制系统的设计16、基于MATLAB的数字滤波器设计与仿真17、电镀生产线中PLC的应用18、万年历的程序设计19、变压器设计20、步进电机运动控制系统的硬件设计21、比例电磁阀驱动性能比较。
3.求开关电源的毕业设计或者论文
1、[电子信息工程]开关电源及其噪声来源和抑制方法的研究 2、[电气工程]风电机组开关电源设计及最大功率跟踪 3、开关电源实用设计与应用 4、用Protel99设计开关电源 5、开关电源的设计开发 6、48V25A直流高频开关电源设计 7、开关电源设计（Adapter） 8 摘 要：在某些家用电器的控制电源以及智能化电能表、住宅供热控制器中，允许使用非隔离电源。
介绍了一种LinkSwitch-TN系列单片开关电源，可取代传统的阻容降压式线性电源，为实现高效节能型小功率开关电源的优化设计创造了有利条件。 关键词：节能；单片开关电源；Buck电路；BuckزBoost电路；设计 引 言 某些电子设备和家用电器并不需要使用输入与输出完全隔离的开关电源。
例如，直流电机的驱动电源，空调、无霜冰箱和微波炉中的稳压电源，它们本身就属于隔离系统，因此可由非隔离式开关电源供电，但要求这种开关电源的电路简单、电源效率高。 PI公司于2004年1月最新推出LinkSwitch—TN系列四端非隔离式、节能型单片开关电源专用IC，它是专门为取代家用电器及工业领域所用小功率线性电源而设计的，不仅能去掉笨重的电源变压器，还克服了阻容降压式线性电源负载特性差的缺陷。
LinkSwitch—TN系列包含LNK304P/G、LNK305P/G、LNK306P/G共6种型号，最大输出电流为360mA，适用于家用电器中的控制电源以及LED驱动器。 1 LinkSwitch—TN系列单片开关电源的性能特点 1)LinkSwitch—TN系列产品能以最少数量的外围元器件，构成非隔离式、节能型开关电源。
与传统的“无源（靠电容降压）”解决方案相比，LinkSwitch-TN采用了EcoSmart节能技术，不仅能达到比电容降。
8.求开关电源设计论文
开关电源的PCB设计规范 在任何开关电源设计中，PCB板的物理设计都是最后一个环节，如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，造成电源工作不稳定，以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析： 一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数->输入原理网表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计->复查->CAM输出。
二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距，一般情况下将走线间距设为8mil。
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。
三、元器件布局实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声；由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。
每一个开关电源都有四个电流回路： （1）.电源开关交流回路 （2）.输出整流交流回路 （3）.输入信号源电流回路 （4）.输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电，滤波电容主要起到一个宽带储能作用；类似地，输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量，同时消除输出负载回路的直流能量。所以，输入和输出滤波电容的接线端十分重要，输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源；如果在输入/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连，交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。
电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流，这些电流中谐波成分很高，其频率远大于开关基频，峰值幅度可高达持续输入/输出直流电流幅度的5倍，过渡时间通常约为50ns。这两个回路最容易产生电磁干扰，因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路，每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置，调整元件位置使它们之间的电流路径尽可能短。
建立开关电源布局的最好方法与其电气设计相似，最佳设计流程如下： ·放置变压器 ·设计电源开关电流回路 ·设计输出整流器电流回路 ·连接到交流电源电路的控制电路 ·设计输入电流源回路和输入滤波器设计输出负载回路和输出滤波器根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则： （1）首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小则散热不好，且邻近线条易受干扰。
电路板的最佳形状矩形，长宽比为3:2或4:3，位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。 (2)放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集. （3）以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。
元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接，去耦电容尽量靠近器件的VCC。 (4)在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。
一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。
（5）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。 （6）布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起。
（7）尽可能地减小环路面积，以抑制开关电源的辐射干扰。 四、布线开关电源中包含有高频信号，PCB上任何印制线都可以起到天线的作用，印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗，从而影响频率响应。
即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题（甚至再次辐射出干扰信号）。因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽，这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。
印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比，而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。长度反映出印制线响应的波长，长度越长，印制线能发送和接收电磁波的频率越低，它就能辐射出更多的射频能量。
根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和电流的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。
接地是开关电源四个电流回路的底层支路，作为电路的公共参考点起着很重要的作用，它是控制干扰的重要方法。因此，在布局中应仔细考虑接地线的放置，将各种接地混合会造成电源工作不稳定。
在地线设计中应注意以下几点： 1.正确选择单点接地通常，滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点，同一级电路的接地点应尽量靠近，并且本级。
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