开关电源课程设计
开关电源设计方案
开关电源设计方案1. 导言开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备。
它具有高转换效率、小体积、轻重量等特点，被广泛应用于电子设备中。
本文将介绍开关电源的基本工作原理、设计流程以及几个常见的开关电源设计方案。
2. 开关电源的工作原理开关电源的工作原理包括输入滤波、整流、能量存储、调节和输出等步骤。
以下是一个典型的开关电源的工作原理图：开关电源工作原理图开关电源工作原理图1.输入滤波：交流电通过电源的输入端，首先经过输入滤波电路。
该电路使用电容和电感元件，去除交流电中的高频噪声和干扰，使得电源输入的电流更加稳定。
2.整流：经过滤波的交流电信号，经过整流桥或整流管，被转换为一个较高的直流电压。
整流桥通常由4个二极管组成，它们交替导通，使得输入交流电的正半周和负半周都能够被转换为正向的直流电。
3.能量存储：整流后的直流电压通过电容器进行存储。
电容器的作用是储存电荷以平滑输出电压，防止输出电压的波动。
4.调节：开关电源通常具有可调节输出电压的功能。
这是通过调整开关管的导通和截止时间来实现的。
调节电路通常由一片PWM控制芯片和电路反馈元件（如电感、变压器等）组成，以控制开关频率和占空比。
5.输出：经过调节后的直流电压，通过输出滤波电路去除残余的高频噪声，然后供给电子设备的负载。
3. 开关电源设计流程设计一个功能稳定、安全可靠的开关电源需要经过以下几个步骤：3.1 确定设计规格在开始设计之前，需要明确电源的输入和输出要求。
输入要求包括交流电的电压范围、频率、输入的稳定性等；输出要求包括直流电的电压、电流、纹波与噪声等。
3.2 选择拓扑结构常见的开关电源拓扑结构有多种，如Boost、Buck、Buck-Boost、Flyback等。
根据实际需求选择最适合的拓扑结构。
3.3 确定主要元件参数根据设计规格和拓扑结构，确定主要元件的参数，如开关管、变压器、电感、电容等。
3.4 确定控制策略根据实际需求，选择合适的控制策略，如PWM控制、电流模式控制等。
开关电源技术课程设计
一、总体设计思路及框图1.1设计总体思路输入——EMC等滤波——整流（也就一般的AC/DC类似全桥整流模块）——DC/DC模块（全桥式DC—AC—高频变压器—高频滤波器—DC,）——输出。
系统可以划分为变压器部分、整流滤波部分和DC-DC变换部分，以及负载部分，其中整流滤波和DC-DC变换器构成开关稳压电源。
整流电路是直流稳压电路电源的组成部分。
整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。
直流/直流转换电路,是整个开关稳压电源的核心部分。
1.2开关稳压电源的基本原理框图如图1-1所示：二、电路设计及原理分析2.1单元电路设计2.1.1整流滤波电路图2-1 输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。
IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。
PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。
交流输入220V时，整流采用桥式整流电路。
如果将JTI跳线短连时，则适用于110V交流输入电压。
由于输入电压高，电容器容量大，因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。
这可能造成整流桥和输入保险丝的损坏，也可能造成高频变压器磁芯饱和损坏功率器件，造成高压电解电容使用寿命降低等。
所以在整流桥前加入由电阻R1和继电器K1组成的输入软启动电路。
电路如图2-1所示：2.1.2反激式变换器根据电路的结构形式的不同，脉宽式变换器可分为：正激式、反激式、半桥式、全桥式、推挽式和阻塞式。
所谓反激式是指变压器的初级极性与次级极性相反。
反激式变换效率较高，线路简单，能多路输出。
当开关管VT截止时，变压器初级所积蓄的电能向次级传送，这时变压器的次级绕组下端为负，上端为正，二极管VD正向导通，导通电压经过电容C滤波后向负载RL供给电能。
《开关电源教案》课件
《开关电源教案》课件一、教学目标1. 让学生了解开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。
2. 使学生掌握开关电源的接线方式、使用注意事项和故障处理方法。
3. 培养学生动手操作开关电源设备的能力，提高学生的实际应用技能。
二、教学内容1. 开关电源的基本概念介绍开关电源的定义、特点和应用领域。
2. 开关电源的工作原理讲解开关电源的工作原理，包括输入滤波、开关变换、输出滤波和保护电路等。
3. 开关电源的主要组成部分介绍开关电源的主要组成部分，如输入端、输出端、开关元件、滤波元件和保护元件等。
4. 开关电源的接线方式讲解开关电源的接线方式，包括串联接线、并联接线和混联接线等。
5. 使用注意事项强调开关电源使用过程中的安全注意事项，如正确接线、避免过载使用、防止短路等。
三、教学方法1. 采用讲授法，讲解开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。
2. 采用演示法，展示开关电源的接线方式和实际操作过程。
3. 采用案例分析法，分析开关电源在使用过程中可能出现的故障和解决方法。
4. 采用小组讨论法，让学生分组讨论开关电源的故障处理技巧。
四、教学准备1. 准备开关电源设备，用于实际操作演示。
2. 准备相关教材、图片和案例资料。
3. 准备投影仪、电脑等教学辅助设备。
五、教学评价1. 课堂问答：评估学生对开关电源基本概念、工作原理和接线方式的掌握程度。
2. 实操考核：检查学生动手操作开关电源设备的能力。
3. 小组讨论：评估学生在故障处理方面的分析和解决问题的能力。
4. 期末考试：全面测试学生对开关电源知识的掌握情况。
六、教学活动1. 引入新课：通过提问方式引导学生思考开关电源在日常生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解开关电源的基本概念，让学生了解开关电源的定义、特点和应用领域。
3. 讲解开关电源的工作原理，包括输入滤波、开关变换、输出滤波和保护电路等。
4. 讲解开关电源的接线方式，包括串联接线、并联接线和混联接线等。
《开关电源教案》课件
《开关电源教案》课件一、教学目标1. 了解开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。
2. 掌握开关电源的优缺点以及应用领域。
3. 学会开关电源的设计与选型方法。
4. 了解开关电源的故障诊断与维护技巧。
二、教学内容1. 开关电源概述定义分类应用领域2. 开关电源工作原理开关电源的基本电路开关元件脉宽调制（PWM）技术3. 开关电源主要组成部分输入滤波器整流器开关变换器输出滤波器保护电路4. 开关电源的优缺点优点缺点5. 开关电源的设计与选型设计考虑因素选型依据三、教学方法1. 讲授法：讲解开关电源的基本概念、工作原理、主要组成部分、优缺点等知识点。
2. 案例分析法：分析实际应用中的开关电源案例，加深学生对知识点的理解。
3. 互动教学法：提问、讨论，激发学生思考，提高课堂参与度。
4. 实践操作法：安排课后实践，让学生动手设计简单的开关电源电路，巩固所学知识。
四、教学资源1. PPT课件：展示开关电源的相关图片、电路图、原理图等。
2. 教材或参考资料：提供详细的开关电源理论知识。
3. 实验设备：用于实践操作，加深对知识的理解。
五、教学评价1. 课堂问答：评估学生对开关电源基本概念、工作原理等的掌握程度。
2. 课后作业：检查学生对开关电源设计与选型的理解与应用能力。
3. 实验报告：评价学生在实践操作中的表现，包括故障诊断与维护技巧。
4. 综合考试：全面测试学生对开关电源知识的掌握。
六、教学安排1. 课时：本教案共需10课时，每课时45分钟。
2. 课程安排：第1课时：开关电源概述第2课时：开关电源工作原理第3课时：开关电源主要组成部分第4课时：开关电源的优缺点第5课时：开关电源的设计与选型第6课时：开关电源案例分析第7课时：开关电源故障诊断与维护第8课时：实验一：简单开关电源设计第9课时：实验二：开关电源故障诊断与维修七、教学重点与难点1. 教学重点：开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。
开关电源的优缺点以及应用领域。
开关电源设计(精通型)
开关电源设计（精通型）一、开关电源基本原理及分类1. 基本原理开关电源的工作原理是通过控制开关器件的导通与关断，实现电能的高效转换。
它主要由输入整流滤波电路、开关变压器、输出整流滤波电路和控制电路组成。
在开关电源中，开关器件将输入的交流电压转换为高频脉冲电压，通过开关变压器实现电压的升降，经过输出整流滤波电路，得到稳定的直流电压。
2. 分类（1）PWM（脉冲宽度调制）型开关电源：通过调节脉冲宽度来控制输出电压，具有高效、高精度等特点。
（2）PFM（脉冲频率调制）型开关电源：通过调节脉冲频率来控制输出电压，适用于负载变化较大的场合。
二、开关电源关键技术与设计要点1. 高频变压器设计（1）选用合适的磁芯材料，保证变压器在高频工作时的磁通密度不超过饱和磁通密度。
（2）合理设计变压器的绕组匝数比，以满足输出电压和电流的要求。
（3）考虑变压器损耗，包括铜损、铁损和杂散损耗，确保变压器具有较高的效率。
2. 开关器件的选择与应用（1）开关频率：根据开关电源的设计要求，选择合适的开关频率。
（2）电压和电流等级：确保开关器件能承受最大电压和电流。
（3）功率损耗：选择低损耗的开关器件，提高开关电源的效率。
（4）驱动方式：根据开关器件的特点，选择合适的驱动电路。
3. 控制电路设计（1）稳定性：确保控制电路在各种工况下都能稳定工作。
（2）精度：提高控制电路的采样精度，降低输出电压的波动。
（3）保护功能：设置过压、过流、短路等保护功能，提高开关电源的可靠性。
三、开关电源设计实例分析1. 确定设计指标输入电压：AC 85265V输出电压：DC 24V输出电流：4.17A效率：≥90%2. 高频变压器设计选用EE型磁芯，计算磁芯尺寸、绕组匝数和线径。
3. 开关器件选择根据设计指标，选择一款适合的MOSFET作为开关器件。
4. 控制电路设计采用UC3842作为控制芯片，设计控制电路，实现开关电源的稳压输出。
5. 实验验证搭建实验平台，对设计的开关电源进行测试，验证其性能指标是否符合要求。
直流开关电源设计课设
直流开关电源设计课设
直流开关电源是一种将交流电转换为直流电的电路，其具有工作效率高、体积小、重量轻等优点，广泛应用于电子设备、工业控制、通信等领域。
以下是一些关于直流开关电源设计课程设计的建议：
1. 设计任务和要求：在开始课程设计之前，需要明确设计任务和要求，如设计一个降压型直流开关电源，输入电压为220V交流电，输出电压为12V直流电，输出电流为5A等。
2. 电路原理图设计：根据设计任务和要求，设计电路原理图，包括主电路、控制电路、保护电路等。
在设计过程中，需要考虑电路的稳定性、可靠性和安全性。
3. 元器件选型：根据电路原理图，选择合适的元器件，如开关管、电感、电容、二极管等。
需要注意元器件的规格参数、性能指标和可靠性。
4. 计算和优化：根据设计任务和要求，进行电路参数的计算和优化，如开关频率、占空比、电感值等。
可以通过模拟仿真软件对计算结果进行验证和优化。
5. 实验调试：根据设计任务和要求，进行实验调试，包括电路板的制作、元器件的安装和调试、实际运行效果的测试等。
6. 报告撰写：在完成实验调试后，撰写课程设计报告，包括设计任务和要求、设计思路和方案、实验结果和分析等。
7. 答辩和评估：在完成课程设计报告后，进行答辩和评估，包括回答问题、展示成果、接受评估和改进建议等。
通过以上的课程设计过程，可以帮助学生深入了解直流开关电源的原理和设计方法，提高实际操作能力和解决问题的能力，同时也可以为学生的后续学习和职业发展提供支持和帮助。
开关电源设计步骤
开关电源设计步骤
1.需求分析（100字）
在设计开关电源之前，首先需要明确设计的目标和需求。
这包括输出电压、输出电流、输入电压范围、效率要求、输出电流稳定性等。
根据不同的需求，确定开关电源的拓扑和参数。
2.电路设计（300字）
在进行电路设计之前，需要选择开关电源的拓扑结构。
常见的拓扑结构有Buck、Boost、Buck-Boost、Sepic等。
根据需求和所选拓扑结构，设计主要电路模块包括开关管、滤波电感、修正电容、输出滤波电容等。
3.电路实现（300字）
根据电路设计确定的电路参数，在电路板上布线，连接各个器件和元件。
布线时需考虑到电路的稳定性和抗干扰能力。
注意分离高压和低压区域，减少互相干扰。
4.性能评估（200字）
完成电路实现后，需要进行性能评估，检验设计是否满足预期需求。
主要评估指标包括输出电压稳定性、负载调整能力、效率、开关频率、静态功耗、温度等。
通过测试数据和实际情况进行比较，查找问题和优化空间。
5.优化（200字）
根据性能评估的结果和问题分析，进行电路的优化。
优化可以包括改进布线、更换元器件、调整控制策略等。
目的是提高电路的性能，使其更加稳定、高效和可靠。
总结：
开关电源设计步骤包括需求分析、电路设计、电路实现、性能评估和优化。
通过明确需求，选择合适的拓扑结构，并根据电路设计参数进行电路实现，然后进行性能评估和优化。
这些步骤相互关联，需要不断地调整和优化，以得到满足需求的高性能开关电源设计。
dsp课程设计直流开关电源设计
dsp课程设计直流开关电源设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解直流开关电源的基本原理，掌握其电路组成及工作过程。
2. 学生能掌握开关电源中关键元器件的作用，如开关器件、滤波器、稳压器等。
3. 学生能了解开关电源设计的基本方法和步骤。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的直流开关电源电路。
2. 学生能运用仿真软件对开关电源电路进行仿真测试，分析并解决常见问题。
3. 学生能通过实际操作，搭建并调试开关电源电路。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电力电子技术的兴趣，增强对开关电源技术在实际应用中的认识。
2. 学生在团队协作中提高沟通与表达能力，培养合作精神。
3. 学生在学习过程中，培养解决问题的能力，增强自信心和自主学习意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程为电子技术专业课程，强调实践性与应用性。
2. 学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，具有较强的动手能力和求知欲。
3. 教学要求：注重理论联系实际，以学生为中心，引导学生主动探究，培养实践能力。
二、教学内容1. 开关电源基本原理：讲解开关电源的工作原理，对比线性电源与开关电源的优缺点，介绍开关电源的转换效率及电磁干扰问题。
教材章节：第一章 开关电源概述2. 开关电源电路组成：分析开关电源的主要电路组成部分，包括开关器件、驱动电路、反馈环路、滤波器等。
教材章节：第二章 开关电源电路组成及工作原理3. 开关电源设计方法：讲解开关电源设计的基本步骤，如确定电源需求、选择开关器件、设计控制环路等。
教材章节：第三章 开关电源设计方法4. 仿真与实际操作：运用仿真软件进行开关电源电路设计、仿真测试及优化，实际操作中搭建并调试开关电源电路。
教材章节：第四章 开关电源仿真与实验5. 常见问题分析：分析开关电源设计中可能遇到的问题，如开关噪声、电压波动、稳定性等，并提出解决方案。
教材章节：第五章 开关电源设计与测试中的问题及解决方法教学进度安排：1. 第1周：开关电源基本原理及优缺点分析2. 第2周：开关电源电路组成及工作原理3. 第3周：开关电源设计方法及步骤4. 第4周：仿真软件操作与实践5. 第5周：实际操作——搭建并调试开关电源电路6. 第6周：常见问题分析及解决方案讨论教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
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得分评卷教师哈尔滨远东理工学院开关电源课程设计题目：惠普笔记本电脑电源适配器姓名：谢树升分院：机电工程学院专业：电气工程及其自化学号：14160228二〇一七年九月八日摘要本文介绍了惠普笔记本电脑电源适配器的一系列工作原理、程序流程、元器件的选择等。
随着开关电源在计算机、仪器通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用，人们对其需求日益增长，并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。
开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐渐取代了效率低、又笨重的线性电源。
电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。
开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。
信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。
开关电源的高频变换电路形式很多，常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文是基于芯片UC3842的小功率高频开关电源系统的设计关键词：开关电源半桥全桥推挽高频变压器AbstractThis paper describes a series of working principles of HP notebook power adapter, Program flow, component selection, etc. With the switching power supply in computers, instruments, communications, aerospace,Wide range of equipment, such as instrumentation and household appliances .Demand for people is growing. And the power efficiency, volume, weight and reliability of the higher requirements. Switching power supply has the advantages of high efficiency, small size, light weight ,In many ways, the inefficient and cumbersome linear power source is being replaced gradually. Development of power electronic technology. Especially the rapid development of high-power devices IGBT and MOSFET, Increase the operating frequency of the switching power supply to a fairly high level, It has the characteristics of high stability and high performance price ratio. One of the main uses of switching power supply technology is to serve the information industry. The development of information technology has put forward higher requirements for power supply tec. Thus promoting the development of switching power supply technology. There are many high frequency conversion circuits in switching power supply, The common conversion circuits include push-pull, full bridge, half bridge, single ended forward and single ended flyback. This thesis is based on chip UC3842 design of small power high-frequency switching power supply system.Key words: witching power supply half bridge full bridge push-pullhigh frequency transformer摘要 (3)Abstract (4)目录 (5)前言 (6)第一部分设计要求 (7)一、设计目的 (7)二、系统要求 (8)三、功能描述 (8)第二部分系统设计方案 (11)第三部分开关电源主电路的设计及参数计算 (15)一、主电路的选型 (15)二、变压器设计计算 (15)三、开关器件的选择 (18)第四部分开关电源控制电路的设计 (23)一、控制电路的组成 (23)二、PWM集成控制器的选择 (23)四、控制电路的整体设计 (25)总结 (26)参考文献 (28)附录A 电路图 (29)开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。
目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。
由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。
SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。
开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。
对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。
第一部分设计要求一、设计目的适配器是将220V交流电压转变为19V的直流电压，输出电流为3A。
220V交流电压经D2整流，C1滤波得到300V直流电压。
该电压一路经开关变压器T1的1、2脚绕组加到场效应开关管Q1（K2543）的D极，另一路经R4降压后得到约17V启动电压给ICI(KA3842)⑦脚供电，并从ICl内部基准电压发生器产生5V基准电压从第⑧脚输出。
此时其内部振荡器起振，从第⑥脚输出调宽脉冲(PWM)，驱动开关管Q1，使其工作在开关状态。
Q1的D极输出电流在开关变压器Tl初级绕组上产生感应电压，经磁芯耦合到T1次级，在次级⑤、⑥脚绕组上产生的感应电压经肖特基二极管Q2、电容C4整流滤波后得到19V直流电压输出。
为保证输出电压稳定，输出端由R13、R14对19V输出电压进行误差取样，取样电压由三端可调分流基准IC3(TL431)进行比较和误差放大，再驱动光电耦合器IC2(PC817)，将误差电压耦合放大后送到IC1(KA3842)第①脚内部，通过内部PWM电路改变第⑥脚输出脉冲的宽度，使Q1的开关时间发生改变，从而达到调整输出电压的目的。
经过这样一个反馈控制过程后，最终使输出电压稳定在19V上。
该电路中还设有几路过压过流保护：开关变压器初级绕组第③、④脚的感应电压经D4、C2整流滤波后得到约17V电压送至IC1第⑦脚，用以维持ICI正常工作(300V电压经R4降压供给⑦脚的电压因电流较小只作为启动电压)。
当某种原因引起输出电压升高时，该路电压也将升高，当该电压升高至22V以上时，稳压二极管Dl将反向击穿，导致IC1第③脚过流保护端的电压升高至lV以上，此时IC内部将关断第⑥脚的脉冲输出，使电路停止工作，达到过压保护的目的。
当某种原因使开关管Q1电流过大时，Q1的S极所接过流取样电阻R8两端电压将升高，当该电压升高至使ICl第(3)脚电压高于1V时，也将切断ICl第⑥脚输出．起到过流保护作用。
开关管Q1的D极所接的R10、C8、D6组成尖峰吸收回路，对Ql截止期间T1的①、②脚绕组上产生的尖峰感应脉冲进行吸收，防止Q1被击穿。
二、系统要求设计内容：（1）开关电源主电路的设计及参数计算。
（主电路的选型、变压器设计计算、开关器件及整流二极管、滤波电容的计算等）（2）开关电源控制电路的设计。
（控制电路组成、控制模式的选择、PWM集成控制器的选择、控制电路的整体设计）（3）画出完整的主电路原理图和控制电路原理图设计要求：（1）在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力，要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。
主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。
课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。
课程设计中要不断提出问题，并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。
设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇）。
（2）在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型）。
严禁抄袭，严禁两篇设计报告基本相同，甚至完全一样。
（3）课程设计封面为学校统一要求。
要求图表规范，文字通顺，逻辑性强。
三、功能描述1：压敏电阻，其功能是当外界电压过高时，压敏电阻阻值迅速变得很小，与压敏电。