基于 pi expert 的单片开关电源设计

《基于 pi expert 的单片开关电源设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、精品论文大集合基于PIExpert的单片开关电源设计郁磊，安宝冉，冯岩中国矿业大学信电学院，江苏徐州(221008)E-mail:yuthreestone@163.com摘要：PI公司推出的TOPSwitch系列单片开关电源芯片具有高集成度、高性价比、最简外围电路等特点。与之配套的PIExpert软件，功能强大、使用方便，用户可以快速准确地设计优化开关电源。本文基于PIExpert设计了一款+12V、2.5A开关电源，结果表明该电源简单可靠、输出稳定。关键词：开关电源；变压器；PIExpert1.引言开

2、关电源具有功耗小、体积小和效率高等特点，其在计算机、通信、航天、彩色电视等方面都得到了越来越广泛的应用[1]。尤其是单片开关电源的问世，为实现开关电源设计的标准化和规范化创造了有利条件。但设计一个具有高性价比的开关电源，所涉及的知识面很广，难度较大。设计人员不仅要掌握各种单片开关电源的工作原理和应用电路，还必须积累丰富的实践经验。按照传统的设计方法，开关电源要全部靠人工设计，不仅工作量大，效率低，而且因设计时的变量多，难于准确估算，使得设计结果与实际情况相差较大，需要多次修正。目前，利用计算机设计开关电

3、源已成为国际上电源领域的一项新技术。PI公司推出的PIExpert专家系统，可以实现开关电源的最优化设计，极大地减轻设计人员的工作量，使开关电源的设计不再是专家的任务，任何参与系统设计的人员都能设计出自己的开关电源[2]。2.PIExpert简介2.1PIExpert的主要特点及辅助软件PIExpert主要有以下特点：1)采用交互式设计模式，具有直观的图形界面，引导用户完成设计。它可帮助用户设置PI器件所能提供的先进电源特性，例如过电压和欠电压保护、过热保护、外部电流限制等。在设计结果中，还包含各种电路

4、的示意图。2)具有优化设计功能，选择低成本优化设计或高效率优化设计。优化设计的过程是首先生成多种设计方案，然后与PI公司编译专家设计的规范数据库进行比较，并给每种设计方案打分，最后以分数最高的作为最佳设计方案。3)自动生成开关电源的结构框图、部分单元电路和数据结构[2]。由PI公司提供的PIExpert设计软件包，除PIExpert专家系统外，还包括辅助软件PITransformerDesign和PIXlsDesigner。PITransformerDesign是一种新的工具软件，可根据变压器供应商的要

5、求生成详细的设计说明，并基于PIExpert和PIXlsDesigner设计软件完成的设计构建出一种变压器。PIXlsDesigner设计软件为最新推出的PowerIntegrations芯片组提供设计电子数据表支持，未包括在PIExpert设计软件工具之内，同时还提供了PI其它产品的简化电子数据表，以方便喜欢电子数据表界面的高级用户。2.2PIExpert专家系统的设计步骤利用PIExpert专家系统，可使单片开关电源的设计变得非常容易。PIExpert6.0专家系统的设计可分成以下5个步骤：-5-精

6、品论文大集合第1步：创建一个新文件。第2步：定义开关电源的设计选项。设计选项（DesingOption）包括拓扑结构、PI器件系列、封装形式、开关频率和优化类型。第3步：输入开关电源的输入类型和输出规格。在输入类型（AC/DCInputType）选项卡中，由用户指定开关电源工作时的输入电压类型、电压范围和电网频率。在输出规格（DCOutputs）选项卡中，由用户指定开关电源的输出路数、工作模式及每路输出需要提供的电压和电流值。第4步：定义设计设置。设计设置（DesignSettings）选项卡包括文件名

7、、高频变压器的默认值、优化起点、显示结果时所采用的单位、在新设计中是否显示设置（DesignSettings）面板、以及在完成设计时究竟是先显示设计结果表格还是先显示结构框图。第5步：完成设计。单击完成（Finish）按钮，查看为新设计生成的结构框图和完整的设计结果表格。3.设计实例本文基于PIExpert设计了一款+12V、2.5A开关电源，其输入电压为交流85～265V，并要求整个电路结构简单、工作可靠。3.1电路设计按照PIExpert专家系统的设计流程，采用自动优化设计，只需几十秒钟即可获得设计

8、结果。设计完成后的开关电源电路结构框图如图1所示。EEL22-5-精品论文大集合CLAMP56T6TVout1:12.00V,2.50ARTN-5-精品论文大集合-5-精品论文大集合Vin85-265VACEMI&Cin6TTOP244YDLVbias:12.0V,0.006AFromVout1-5-精品论文大集合RectifierUV/OVILimCONTROLCFeedbackSecondaryTL431-5-精品论