开关稳压电源-电力电子毕业设计论文资料
开关电源的设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文开关电源是一种高效率、小体积、轻质化的电源，随着现代电子设备的发展，应用越来越广泛。
开关电源的设计是电子工程专业毕业设计中的一个热门方向，本文将介绍开关电源的基本工作原理及设计方法，并以一个实际开关电源的设计为例，进行详细说明。
一、开关电源的基本工作原理开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为直流电源，其核心部分是开关管。
开关管工作时，会在电路中产生一个高频矩形波形。
再经过滤波电路、输出稳压电路等处理后，最终输出所需要的稳定直流电源。
在开关电源中，开关管的切换是关键，它的导通和截止决定程序的整个运行。
开关管的导通与截止又是由控制器控制的，所以控制器设计是非常重要的。
二、开关电源的设计方法1.功率计算开关电源的功率计算是设计的第一步。
功率 = 电流×电压，在设计前应要明确设备所需的电流和电压值并通过功率计算公式计算得出所需的功率。
2.电路设计电路设计是开关电源设计中较为复杂的一步。
主要包括直流输入电路、开关管、反馈电路、滤波电容、输出稳压电路等部分。
这些部分需要合理的组合和设计，并应通过电路仿真进行验证。
3.控制器设计在控制器设计中，主要有PWM控制器和开环控制器。
PWM控制器通常采用电流反馈控制方式，能够减少在输出处的纹波电压，提高稳定性。
开环控制器的设计要更为复杂，但是更容易实现。
4.保护电路设计保护电路是开关电源中非常重要的一部分，保护电路通常包括电流限制保护、过压保护、过载保护，以及温度保护等。
这些保护电路能够提高开关电源的使用寿命，避免因电路故障引起的安全事故。
三、开关电源设计实例以12V60W的开关电源设计为实例。
1.功率计算P = U × I = 12V × 5A = 60W。
2.电路设计直流输入电路：直流输入电路主要包括整流桥、电容滤波器和保险丝等。
整流桥需要选择合适的电流、电压值，电容滤波器应该选择合适的容量，保险丝则是起到安全保障作用。
开关稳压电源-电力电子毕业设计论文
开关稳压电源-电力电子毕业设计论文开关稳压电源摘要：本设计应用隔离型回扫式DC-DC电源变换技术完成开关稳压电源的设计及制作。
系统主要由整流滤波电路，DC-DC变换电路，单片机显示与控制电路三部分组成。
开关电源的集成控制由脉宽调制控制芯片UC3843及相关电路完成，利用单片机进行D/A转换，完成对输出电压的键盘设定和步进调整，同时由单片机A/D采集数据利用数码管显示出输出电压和电流。
系统具有输出电压可调范围宽、噪声纹波电压低和DC-DC变换效率高等特点。
此外，该系统还具有过流保护功能，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态。
关键字：DC- DC，整流滤波，脉宽调制，A/D采集，D/A转换Abstract：The stabilized voltage switching supply is designed and manufactured by DC-DC power transfer with isolation and feedback. The supply includes rectification and filtering circuit, DC-DC transfer unit, controller controlling circuit and liquid crystal display module. The swiching supply is controlled by pulse width modulation IC UC3843. The output voltage can be regulated step by step by a microcontroller, a key and a D/A converter. The output voltage and current of the switching supply are collected by a A/D converter and displayed in Nixie tubes. The switching supply have some advantage such as wide output voltage, low noise ripple, high transfer efficiency. In addition, the swiching supply can realize current foldback.Keyword：DC-DC transfer, rectification and filtering, , microcontroller,A/D collecting data，D/A converting一、方案论证图1为开关电源系统的结构图，从图中可以看出，系统分为三个部分：电路电源、控制回路和显示设定部分。
基于UC3842的单端反激式开关稳压电源的设计毕业设计论文1
1 引言电源，即提供电能的设备，主要分三类：一次电源（将其它能量转换为电能），二次电源和蓄电池。
其中，二次电源指的是把输入电源（由电网供电）转换为电压、电流、频率、波形及在稳定性、可靠性（含电磁兼容，绝缘散热，不间断电源，智能控制）等方面符合要求的电能供给负载。
高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。
开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高的线形调整率精度，后者，较电压控制型有不可比拟的优点。
UC3842是由Unitrode公司开发的新型控制器件，是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。
所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。
在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。
由于结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是比较理想的新型的控制器闭。
2 开关电源概述2.1 开关电源的分类开关型稳压电源的电路结构一般分类如下：（1）按驱动方式分，有自激式和他激式。
（2）按DC/DC变换器的工作方式分：①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等；②降压型、升压型和升降压型等。
（3）按电路组成分，有谐振型和非谐振型。
（4）按控制方式分：①脉冲宽度调制(PWM)式；②脉冲频率调制(PFM)式；③PWM 与PFM混合式。
2.2 开关电源的控制原理开关电源是指电路中的电力电子器件工作在开关状态的稳压电源，是一种高频电源变换电路,采用直-交-直变换,能够高效率地产生一路或多路可调整的高品质的直流电压。
开关电源采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。
开关电源的基本构成如图2.1所示，其中DC/DC变换器进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。
毕业论文 开关电源设计
摘要开关电源因其具有稳压输入范围宽、效率高、功耗低、体积小、重量轻等显著特点而得到了越来越广泛的应用，从家用电器设备到通信设施、数据处理设备、交通设施、仪器仪表以及工业设备等都有较多应用，尤其是作为便携式产品的电池提供高性能电源输出，比其他结构具有不可超越的优势.开关电源的稳定性直接影响着电子产品的工作性能,误差放大器是直流开关电源系统中电压控制环路的核心部分，其性能优劣直接影响着整个直流开关电源系统的稳定性，因而对高性能误差放大器的分析是本论文的主要研究目标。
本文误差放大器的分析基于Buck型DC-DC转换器,从系统稳定性、负载调整率及响应速度要求的角度出发，首先对该款Buck型DC-DC转换器的系统电压控制环路进行小信号分析，并对控制环路进行了零极点分布分析，确定环路补偿策略。
最后基于系统级来分析误差放大器.关键词：开关电源；Buck型DC—DC转换器；误差放大器。
AbstractDue to their merits of wide input range，high efficiency, small in size and light in weight ect, switching power supplies are gaining more and more application areas in today’s modern world，ranging from domestic equipments to sophisticated communication and data handling systems，especially in portable devices, they have unsurpassable advantages。
The rapid development of products in corresponding application areas requires the power supplies to have better performances. The robustness of switch—mode power supplies directly affect the performance of electronic devices。
电子设计毕业设计-开关电源论文资料-
目录1 前言 (1)2．总体方案设计 (2)** 方案一 (2)** 方案二 (3)**方案选择 (4)3．单元模块设计 5**单元模块功能介绍 (5)**辅助电源部分设计 (5)**主要电源部分设计 (6)**保护电路部分设计 (7)**继电器驱动部分设计 (7)**输出电压比较部分设计 (8)**编码译码部分设计 (9)**电路设计及参数计算 (10)**特殊器件介绍： (11)**各单元模块连接 (16)4．系统调试及结果分析175．设计总结 (17)【参考文献】 (18)6 系统原理图 (19)1前言可以说，有电器的地方就有电源。
所有的电子设备都离不开可靠的电源为其供电。
现代电子设备中的电路使用了大量的半导体器件，这些半导体需要几伏到几十伏的直流供电，以便得到正常工作所必需的能源。
这些直流电源有的属于化学电源，如采用干电池和蓄电池，但这些不能持久性的供电。
大多数电子设备的直流供电方法都是将交流电源经过变压、整流、滤波、稳压等变换为所需的直流电压。
完成这种变换任务的电源成为直流稳压电源。
现代电子设备中使用的直流稳压电源有两大类：线性稳压电源和开关性稳压电源。
所谓线性稳压电源就是其调整管工作在线性放大区，这种稳压电源的最主要的缺点是变换效率低，一般只有35%~60%左右。
开关稳压电源的开关管工作在开关状态，其主要的优越性就是变换效率高，可高达70%~95%。
目前，计算机、通信设备、雷达、电视及家用电器等现代电子设备中的稳压电源已基本采用了开关稳压电源，因此，下面将介绍开关稳压电源的设计。
2．总体方案设计** 方案一该方案是通过变压器变压，再经过整流电路、滤波电路进而将交流电变为直流电，在通过稳压器的稳压得到较稳定的电压，由于稳压器当输入电压固定时只能在它的电压差范围内调节输出电压，、所以要在调出电压差的范围时自动调档，这是通过两个比较器将输出电压和基准电压进行比较，再通过计数器的计数功能控制继电器控制器的输入情况来判断输出电压的大小在哪个范围，然后进行自动调档。
毕业设计论文(开关电源)
6 结论................................................................. 28 谢辞 .................................................................... 29 参考文献 ............................................................... 30 附录 .................................................................... 31
3.2.2 四位数码显示电路设计 ............................................... 18 3.2.3 单片机与键盘接口电路设计 ........................................... 18
4 软件设计 ............................................................ 19
目
录
引言 ..................................................................... 1 1 概述.................................................................. 2
1.1 课题来源及意义 ........................................................ 2 1.2 课题基本要求 .......................................................... 2 1.3 课题相关背景 .......................................................... 2
电子设计-开关稳压电源
大学生电子毕业生设计论文开关稳压电源院校：湄洲湾职业技术学院系部：电子工程系姓名：学号：指导老师：2012年8月25摘要：本系统从使用简单、测试方便、功能完备、成本低廉，用户界面友好出发，以Boost DC/DC变换器作为主要功能模块，通过电压反馈实现电压的稳定输出。
采用Atmaga16单片机，开发了全程中文菜单操作环境，具有全中文提示和电压电流显示，通过键盘实现输出电压的步进调整，并且有时间和温度显示。
输出电压30-36V可调，最大输出电流达2A，并且具有过流保护和自动恢复的功能。
输出噪声纹波电压峰-峰值小于1V，变换器效率超过85%。
关键词：开关电源，电压可调，过流保护，高效率。
Abstract：We design our system at the standing point of the use of simple, convenient testing, a fully functioning, low-cost and user-friendly. The key function module of our system is a Boost DC / DC converter, and it achieved stable output voltage through voltage feedback. We developed a wholly Chinese developing and operating environment using a ATmaga16 MCU. The system can display the value of output current and voltage, and the output voltage can be adjusted from 30V to 36V through the keyboard, and the maximum output current is 2A. The system has a function of over-current protection, and it can return to the normal state automatically when the current is under the threshold value. The output-voltage ripple noise of the system is lower than 1V, and the converter efficiency of over 85%.Keywords：Switching Power Supply, Voltage adjustable, Over-current protection, High efficiency1. 方案论证根据设计要求，本系统主要由前级滤波部分、交流降压部分、整流滤波部分、DC/DC 转换部分、PWM产生及输出反馈部分、控制部分、保护部分等组成。
稳压电源论文
摘要：介绍了稳压电源的具体分类和稳压电源中的开关稳压电源电路各组成部分的工作原理。
关键词：开关稳压电源的结构、设计开关管滤波电容储能电感一、引言稳压电源就是其输出电压相对稳定，它与人们的日常生活密切相关, 也称为稳定电源、稳压器等。
随着电子技术发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，对稳压电源的要求更加灵活多样。
电子设备的小型化和低成本化，使稳压电源朝轻、薄、小和高效率的方向发展。
设计上，稳压电源也从传统的晶体管串联调整稳压电源向高效率、体积小、重量轻的开关型稳压电源迅速发展。
日常工作中，电子工程师通常根据稳压电源中稳压器的稳定对象，把稳压器分为直流稳压器和交流稳压器两种，并且直流稳压器输出电压是直流，交流稳压器输出电压是交流，两者一般都用市电供电。
因此，就可以把稳压电源按稳压器的类型可分为直流稳压电源和交流稳压电源两大类。
以下是对这两大类稳压电源进行简要的介绍（见表 1 ）。
见表 1二、交流稳压电源分类和特点能够提供一个稳定的交流电压和频率的电源称为交流稳压电源，市面上的交流稳压电源大致分为以下几种：2.1参数调整（谐振）型这类稳压电源，稳压的基本原理是LC 串联谐振，早期出现的含有磁饱和型稳压器的稳压电源就属于这一类。
它的优点是结构简单，所需元器件较少，稳压范围相当宽，可靠性高，抗干扰和抗过载能力强。
缺点是能耗大、噪声大、笨重且造价高。
2.2自耦（变比）调整型2.2.1机械调压型以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的的绕组滑动面上移动，改变输出电压(Vo) 对输入电压(Vi) 的比值，以实现稳压电源输出电压的调整和稳定。
它的特点是结构简单，造价低，输出波形失真小。
但由于炭刷滑动，接点易产生电火花，造成电刷损坏以至烧毁而失效，且电压调整速度慢。
2.2.2改变抽头型将自耦变压器做成多个固定抽头，通过继电器或可控硅（固态继电器）做为开关器控件，自动改变抽头位置，从而实现输出电压的稳定。
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开关稳压电源摘要：本设计应用隔离型回扫式DC-DC电源变换技术完成开关稳压电源的设计及制作。
系统主要由整流滤波电路，DC-DC变换电路，单片机显示与控制电路三部分组成。
开关电源的集成控制由脉宽调制控制芯片UC3843及相关电路完成，利用单片机进行D/A转换，完成对输出电压的键盘设定和步进调整，同时由单片机A/D采集数据利用数码管显示出输出电压和电流。
系统具有输出电压可调范围宽、噪声纹波电压低和DC-DC变换效率高等特点。
此外，该系统还具有过流保护功能，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态。
关键字：DC- DC，整流滤波，脉宽调制，A/D采集，D/A转换Abstract：The stabilized voltage switching supply is designed and manufactured by DC-DC power transfer with isolation and feedback. The supply includes rectification and filtering circuit, DC-DC transfer unit, controller controlling circuit and liquid crystal display module. The swiching supply is controlled by pulse width modulation IC UC3843. The output voltage can be regulated step by step by a microcontroller, a key and a D/A converter. The output voltage and current of the switching supply are collected by a A/D converter and displayed in Nixie tubes. The switching supply have some advantage such as wide output voltage, low noise ripple, high transfer efficiency. In addition, the swiching supply can realize current foldback.Keyword：DC-DC transfer, rectification and filtering, , microcontroller, A/D collecting dat a，D/A converting一、方案论证图1为开关电源系统的结构图，从图中可以看出，系统分为三个部分：电路电源、控制回路和显示设定部分。
图1 开关电源系统结构图1. DC-DC主回路拓扑结构主回路拓扑结构分为隔离式和非隔离式两种。
非隔离式拓扑结构(图2所示)，只能获得低于输入电压的输出电压，而隔离式单端反激式拓朴结构(图3所示)的输入端与输出端电气不相通，通过脉冲变压器的磁偶合方式传递能量，确保当开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器付边不对负载供电，即原/付边交错通断。
其优点就是路电结构简单，适用于200W以下的电源且多路输出交调特性相对较好。
故我们讯用隔离式的拓扑结构。
L++__++__Uo图2非隔离式拓扑结构图3 隔离式单端反激式拓朴结构2. 控制方法及实现方案方案一：采用脉冲频率调制PFM (Pulse Frequency Modulation)的控制方式，其特征是固定脉冲宽度，利用改变开关频率的方法来调节占空比。
输出电压的调整范围大，但要求滤波电路必须在宽频带下工作。
方案二：采用脉冲宽度调制PWM (Pulse Wildth Modulation)的控制方式，其特征是固定开关的频率，通过改变脉冲宽度改变占空比,控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。
基于上述考虑及题目的具体要求，我们选用PWM调制方式。
3．提高效率的方法及实现方案针对于提高效率的问题，我们想出了两种方案。
方案一：降低开关变压器次级的输出整流管VD2的损耗，进而提高变换效率。
可以选择肖特基二极管，其正向传输损耗低，而且不存在快回复整流管的反向回复损耗。
方案二：使震荡器频率与开关变压器的频率相匹配，可以提高效率。
采用RC震荡电路可以改变震荡频率，使之与开关变压器的频率相匹配，达到提高变换效率的目的。
二、电路设计与参数计算1. 主回路器件的选择及参数计算(1) 开关电源集成控制器相比于其他芯片，UC3843外电路接线简单，所用元器件少，且性能优越，成本低，驱动电平非常适合于MOS 场效应管。
(2) 推动功率管选择推动电路选择功率MOSFET 场效应管，因为功率晶体管是电流驱动，场效应管是电压驱动，而且开关速度快，对温度不敏感。
本设计需输出的最大功率为90W 左右，同时输入电压为18V 左右，故本设计采用P60NF06型MOSFET 场效应管。
(3) 开关变压器的设计开关变压器是一种以隔离方式传输能量的电抗器，和功率MOSFET 管串联而成。
电流临界连续时原边电感：ηso O N T P T U Lmin 2max2min 1min12=，其中U imino 为变压器原边输入的最小直流电压，T s 为开关周期，P 为输出功率，η为变换效率。
开关变压器磁芯气隙为：00102⨯=B S K T PC Sμδ,B 为铁芯工作磁感应强度，S C 为铁芯截面积，K 为最小输出功率与额定输出功率之比。
原边绕组匝数为CS L N 081110μδ⨯=原、副边绕组匝数比为()()D O N i O N U U T T U T N N n+-==02max min max 2112,U D 为输出整流二极管压降、U O2为副边绕组，N 2为输出电压。
同理可求得其他匝数比。
2．控制电路设计与参数计算控制部分由UC3843产生的PWM 波控制MOSFET 管的开关状态，由于MOSFET 管的开关状态使开关变压器的初级线圈产生交变电压，开关变压器的次级通过整流滤波电路输出所需的直流电压，同时通过TL431电压调整电路控制光耦回路，返回到UC3843的电压检测端，使之达到稳压。
UC3843的工作频率KHz C R fT T 2.1710110172.172.184=⨯⨯⨯=⨯=-3．效率的分析及参数计算(1) I O =2A ，当U 2从15V 到21V 时，电压调整率%10022⨯-=U U U S OU。
(2) U 2=18V ，I O 从0A 到2A 时，负载调整率%1002'⨯-=U U U S OO U(3)DC-DC 变换器效率INP P=η,其中O O O I U P =,IN IN IN I U P =。
4．保护电路设计与参数计算本设计具有两级保护功能：单片机软件控制保护和UC3843自带保护功能。
(1)在电源输出端，单片机利用电流传感器对电流进行取样，经过LM324放大器的放大作用后，被送入AD 采集芯片AD1543中，转换成数字信号，单片机进行检测，当电流大于设定值时，单片机控制继电器断开负载，以保证电源的正常工作。
(2) UC3843正常工作时，检测电阻R S 峰值电压由内部误差放大器控制，满足SC S R VU I 34.1-=,其中为U C 为误差放大器的输出电压， I S为检测电流。
UC3843的内部电流测定比较器反相输入端箝位为1V，最大限制电流I S=1V/ R S 。
在R S 和3脚之间，用R、C组成一小的滤波器，用于抑制功率管开通时产生的电流尖峰，其时间常数近似等于电流尖峰持续时间。
当动作电流超过2.5A时，电源能自动断开负载，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态。
5．数字设定及显示电路的设计如图所示，单片机检测键盘，并把键值送给DA转换芯片MAX504, 12位的数字信号被转换成模拟信号，送到电压调整部分，进而设定输出电压。
单片机实时利用TLC1543芯片进行AD采集，将采集到的电压信号转换成12位数字信号，并送到数码管进行显示。
图7.软件部分设计单片机系统流程图如图所示。
图系统流程图三、测试方法与数据1. 测试方法将各电路模块连接起来，先输入18V AC，用万用表的电压档测量输出电压的可调范围；再用电流档测试最大输出电流；使输出电流固定为2A，调整U2从15V到21V，用万用表的电压档测量出U O变化范围；使U2固定为18V，调整I O从0A到2A，用万用表的电流档测量出U O变化范围；使U2=18V，U O=36V，I O=2A,利用示波器读出纹波的峰—峰值；使U2=18V，U O=36V，I O=2A，利用万用表的电压档测量出U IN 再用电流档测量出I IN 。
2. 测试仪器 MY-65 数字万用表 DS 5062CA 示波器 负载电阻 RL=50Ω 双路可跟踪直流稳压电源3. 测试数据四、 测试结果分析(1) 输出电压可调范围。
整机的输出电压可调范围是25～37V,达到并超过了题目标准。
(2) 最大输出电流。
整机的输出电流最大达到 2.5A ，达到并超过了题目要求。
(3) 电压调整率。
整机的电压调整率是0.16%，达到了发挥要求。
实测数据计算值基本指标发挥指标说明Uo 可调范围 25V ～37V - 30V ～36V-——最大输出电流 2.5A - 2 A-——电压调整率 25.01～25.02 0.16% 2%0.2%()%100152101.2502.25⨯--负载调整率 24.90～24.95 0.27% 5%0.5%%1001890.2495.24⨯-Uopp(V) 205 mV - 1V -——变换效率5.71A, 17.95V70.2% 70%85%%10095.1771.5236⨯⨯⨯(4) 负载调整率。
整机的负载调整率是0.27%，达到了发挥要求。
(5) 纹波电压，测量值是205mV.(6) DC-DC变换效率,整机效率是70.2%，达到了基本要求，但里发挥要求有一定的距离，因为时间有限，没能来的及调整。
五．设计总结：经过这次的设计，让对三相可控整流电路更加的熟悉了，让我更加的熟悉三相可控整流的工作原理，对我的学习有很大的帮助。
而且在设计的过程中我查阅了一些其他的参考资料，让我的知识进一步的拓展了，让我对电力电子这门课程有了更深的了解。
[1] 李可斌.电力电子变流技术［M］.上海交通大学出版社，1993.[2] 丁元杰.中小型直流电机可控硅调速［M］.上海科学技术出版社，1980.[3] 坪岛茂彦.通用电机和控制电机实用手册［M］.机械工业出版社，1985.[4] 黄俊主编.半导体变流技术.北京：机械工业出版社，1986.[5] 邵群涛主编.电机及拖动基础. 北京：机械工业出版社，1999[6] 王芳主编.电子线路Protel 99 SE.实用教程.长沙：中南大学出版社，2005.[7] 郑忠杰，吴作海编.电力电子变流技术. 北京：机械工业出版社，1999。