半桥式4-16V开关电源详解与设计要点

本篇教程详细介绍了4～16V开关稳压电源的设计，旨在为初级电源设计人员提供入门指导。电源的核心设计采用了半桥电路，能处理交流220V±20%的输入电压，输出电压范围为4～16V，最大电流可达40A，工作频率设定在50kHz。设计的关键在于脉宽调制技术和半桥变换器的应用。 1. 电源需求与目标： 针对科研、生产等领域对高电流（5～40A）低电压（4～16V）电源的需求，这款电源特别设计，以满足实际应用中的电力供给。通过半桥电路结构和功率MOS管的选择，电源具备轻便、小巧和低成本的特点。 2. 技术规格： - 输入电压：AC220V±20% - 输出电压：4～16V可调 - 最大输出电流：40A - 调整率：≤1% - 纹波电压：Upp≤50mV - 功能特性：包括电流/电压显示以及故障报警功能。 3. 工作原理： 电源首先通过EMI滤波器和整流滤波器处理交流输入，然后利用半桥变换器进行电压转换。脉宽调制电路驱动MOS管，形成双列脉冲，经过功率变压器耦合和隔离，最终通过反馈控制实现稳定的直流输出。 4. 关键电路部分： - 交流EMI滤波与整流滤波：通过电网滤波器和PCB电源滤波器减少电磁干扰，保护电源系统免受外部干扰。同时，为防止接通电源时的大浪涌电流，引入了输入软启动电路，保护元器件不受损害。 - 半桥式功率变换器：半桥电路在电源中起到核心转换作用，通过控制MOS管的开关，实现电压的高效转换。 综上，本教程不仅涵盖了电源设计的基本概念，还深入解析了半桥电路的工作原理及其在电源设计中的实际应用，对于初学者理解和实践电源设计具有重要的参考价值。