开关直流稳压电源设计
课程设计 直流稳压电源设计
课程设计直流稳压电源设计
直流稳压电源的设计是电子技术领域的重要内容。
由于它在家庭、工厂及其他环境中
的广泛使用，所以设计稳压电源具有重要的意义，从而确保电源正常的工作。
设计直流稳压电源的基本原则是确保输出电压的稳定性，即改变输入电源电压时输出
电压也不会有太大变化。
传统的直流稳压电源是由稳压接收器、整流器、变压器组成，通
过调节稳压接收器的工作状态来提供稳定的输出电压。
当前直流稳压电源的一项最新的技术就是开关稳压供电技术，这是基于脉宽调制技术
的改进和发展，使用此技术可以实现输出电压和电流相对稳定，同时对输出参数调节具有
良好的动态响应性。
开关稳压供电技术能够比传统的模拟电子技术实现更低的噪声，更高
的效率和低成本，适用于需要较大功率和稳定电流源的设备。
此外，还可以使用控制电路技术来设计直流稳压电源。
它使用一些控制电路，如放大器、多晶硅滤波电路等器件，实现输入电压和输出电压的高稳定性以及调节输出电压的范
围是更广。
对于直流电源发展到今天，采用器件的稳压技术是更为安全、可靠的电源规范。
总的来说，设计稳压电源需要考虑多种因素，其中包括分析多种方案，进行选择和比较，以便最后确定最适合自己的电源系统设计方案，确保安全、稳定、低成本和高效率。
此外，还必须考虑电压调节的精度和响应时间，以及使用的主要元器件等，确保系统的可
靠性。
直流开关稳压电源设计
直流开关稳压电源设计一、设计背景及意义随着电子技术的飞速发展，各类电子设备对电源的需求日益增长。
直流开关稳压电源以其高效、稳定、体积小、重量轻等优点，在通信、计算机、家用电器等领域得到了广泛应用。
设计一款性能优越、可靠性高的直流开关稳压电源，对于提高电子设备的整体性能具有重要意义。
二、设计目标1. 输出电压范围：12V±1V；2. 输出电流：2A；3. 转换效率：≥85%；4. 工作温度范围：25℃~+85℃；5. 具有过压、过流、短路保护功能；6. 体积小，便于安装。
三、设计方案1. 电路拓扑选择本设计采用开关电源的主流拓扑——反激式变换器。
反激式变换器具有电路简单、体积小、效率高等优点，适用于中小功率电源设计。
2. 主控芯片选型选用ST公司的STM32F103系列微控制器作为主控芯片，该芯片具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点，能够满足开关电源的设计需求。
3. 功率开关管选型功率开关管是开关电源的核心元件，本设计选用N沟道MOSFET作为功率开关管。
根据设计指标，选用IRF530N型号MOSFET，其导通电阻低，可降低开关损耗，提高转换效率。
4. 输出整流滤波电路设计输出整流滤波电路采用肖特基二极管和LC滤波电路。
肖特基二极管具有正向压降低、开关速度快的特点，适用于开关电源整流。
LC滤波电路能有效抑制输出电压纹波，提高输出电压稳定性。
5. 保护电路设计为实现过压、过流、短路保护功能，设计如下保护电路：（1）过压保护：在输出端设置一个电压比较器，当输出电压超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
（2）过流保护：在功率开关管源极串联一个取样电阻，实时监测电流值。
当电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
（3）短路保护：在输出端设置一个电流比较器，当输出电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
四、实验验证与优化1. 搭建实验平台，对设计的直流开关稳压电源进行测试，观察输出电压、电流、效率等参数是否符合设计要求。
直流稳压电源的研究与设计
图2 分立元件Βιβλιοθήκη 成的串联型稳压电源电路是由运放组成的串联型稳压电源的电路图， 图3是由运放组成的串联型稳压电源的电路图，其工 是由运放组成的串联型稳压电源的电路图 作原理同图2的工作原理类似 的工作原理类似。 作原理同图 的工作原理类似。 可见，稳压过程实质上是一个闭环的电压负反馈过程。 可见，稳压过程实质上是一个闭环的电压负反馈过程。 目前已广泛采用集成电路稳压器来完成稳压过程，使直流 目前已广泛采用集成电路稳压器来完成稳压过程， 稳压电源的设计、安装和调试变得简单、易于实现。 稳压电源的设计、安装和调试变得简单、易于实现。
直流稳压电源的研究与设计
一、实验目的
1. 学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳 学会选择变压器、整流二极管、 器来设计直流稳压电源。 压 器来设计直流稳压电源。 2. 掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法。 掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法。
二、实验原理
电子设备一般都需要直流电源供电。 电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电 除了少数直接利用干电池和直流发电机外， 除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是 采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。 采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
质量指标1稳压系数sr负载电流io和环境温度不变的情况下输入电压的相对变化和输出电压的相对变化之比2电流调整率si3输出电阻ro当电压和温度不变时因rl变化导致负载电流变化了io相应的输出电压变化了uo两者比值的绝对值为输出电阻ro4温度系数st5纹波电压和纹波抑制比1集成稳压器的选择选择集成稳压器主要依据输出电压负载电流等性能指标
直流稳压电源由电源变压器T、整流、滤波和稳压电路四 部分组成，其原理框图如图1 所示。电网供给的交流电压 u1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的 交流电压u2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间 变化的脉动电压u3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到 比较平直的直流电压uI。但这样的直流输出电压，还会随交 流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求 较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更 加稳定。
开关式直流稳压电源的设计
开关式直流稳压电源的设计开关式直流稳压电源（Switched-mode DC power supply）是一种通过开关器件的开关操作进行高效转换的电源，用于将输入电压转换为稳定的直流输出电压。
它具有体积小、效率高、负载能力强等优点，因此被广泛应用于电子设备、通信设备、仪器仪表等领域。
下面将详细介绍开关式直流稳压电源的设计。
一、设计需求分析在设计开关式直流稳压电源之前，首先需要进行需求分析。
根据设计的具体应用场景和输出要求，确定以下参数：1.输入电压范围：根据使用环境的电源电压情况，确定输入电压的最大和最小值。
2.输出电压范围：根据应用需求，确定输出电压的稳定范围。
3.输出电流能力：根据应用的负载特性和输出功率需求，确定电源的输出电流能力。
4.整体体积和成本：根据实际需求，确定电源的体积和成本预算。
二、主要电路设计1.输入电路设计：输入电路主要包括滤波电容和输入电源保护电路。
滤波电容用于平滑输入电压，减少输入电压的纹波；输入电源保护电路用于保护电源免受输入过压、过流等异常情况的影响。
2.控制电路设计：控制电路主要包括开关器件的控制电路、反馈电路等。
开关器件的控制电路用于控制开关器件的开关频率和占空比，以实现输出电压稳定；反馈电路用于监测输出电压并通过反馈控制回路调节开关器件的工作状态，以保持输出电压的稳定。
3.输出电路设计：输出电路主要包括输出电感和输出滤波电容。
输出电感用于平滑输出电流，减少输出电流的纹波；输出滤波电容用于平滑输出电压，减少输出电压的纹波。
4.保护电路设计：保护电路主要包括过压保护、过流保护和过温保护等功能，用于保护电源和负载免受异常情况的伤害。
三、PCB设计与布局在设计电路板（PCB）时，需要考虑以下几个方面：1.合理布局：根据电路的功能和特性，合理布局各个模块和元件，尽量缩短信号传输距离，降低电磁干扰。
2.良好接地：保证电路板的接地良好，并根据需要进行分区接地，避免信号之间的干扰。
直流稳压电源设计方案.d
直流稳压电源设计方案2篇【直流稳压电源设计方案（一）】随着电子设备的广泛应用，直流稳压电源的需求在不断增加。
直流稳压电源能够将交流电转换为稳定的直流电，并根据需要提供不同电压和电流的输出。
本篇将介绍直流稳压电源的设计方案以及其应用。
直流稳压电源的设计方案首先需要确定电源输出的电压和电流。
根据实际需求，我们选择了输出电压为12V，电流为3A的直流稳压电源。
为了确保输出电压的稳定性，我们选择采用稳压模块进行电压调节。
稳压模块是一种能够实现电压稳定输出的电子元件。
常见的稳压模块有线性稳压模块和开关稳压模块。
线性稳压模块成本低、实现简单，但效率较低；开关稳压模块效率高，但成本相对较高。
根据需求和经济性，我们选择了线性稳压模块。
接下来，我们需要选取适当的稳压模块以及其他所需的电子元件。
首先，选择一款符合要求的线性稳压模块。
通过对市面上的产品进行比较和测试，我们选择了一款额定输入电压为24V的线性稳压模块，该模块具有良好的稳定性和可靠性。
其次，我们还需要选择输入电压为24V的电源适配器，用于提供输入电源。
适配器的选取需要考虑电源输出电压的稳定性和适配器的质量可靠性。
我们选择了一款质量可靠、输入电压稳定的适配器。
除了稳压模块和电源适配器外，我们还需要选择其他电子元件，如滤波电容、电位器等。
这些元件的选择需要根据实际需求和设计要求来确定。
设计好电路原理图后，我们还需要进行模拟仿真和实际测试，以验证电路的稳定性和性能。
在模拟仿真中，我们可以通过电路仿真软件进行电路分析，并对电路进行优化。
在实际测试中，我们可以通过连接实际元件并进行电路调试来验证电路的性能。
最后，我们需要对电路进行封装和外壳设计，以保护电路和电子元件。
电路封装的设计需要考虑元件布局的合理性和电路的散热性能。
外壳设计则需要考虑美观性和产品的使用便捷性。
【直流稳压电源设计方案（二）】直流稳压电源广泛应用于各类电子设备和实验设备中，其设计方案多样化。
本篇将继续介绍直流稳压电源的设计方案以及其应用。
直流稳压电源的设计与制作
仿真一：电源变压器的基本特性
1、要求：电源变压器：10：1，200V/50Hz
负载电阻：100欧，示波器
电 2、仿真电路： 源 变 压 器
3、回答问题：
• 变压器初级输出电压幅值约为 V 电 • 变压器次级输出电压幅值约为 V 源 • 初级绕组输入电压与次级绕组输出电
变 压之比 约为 ： 。
压
器 注：理想变压器满足：
v1
整 D1导通、D2管截止，
v2
流
负载中有电流流过； v2
D2
电
在U2负半周：
0
D1截止、D2管导通，
2
3 4
t
路
负载中有电流流过。 vo
0
t
仿真三：单相全波整流电路 1、要求：二极管（理想）2只 2、仿真电路：
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖全波整流电路的输出电压波形并记
录。
整 ❖输出电压是
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖桥式整流电路的输出电压波形并记
录。
整 流 电 路
❖输出电压是
性）
（双极性/单极
❖输出电压是
（全波/半波）
❖输出电压与输入电压的幅值相比是
（基本相等/相差很大）
❖如何用次级带中心抽头变压器输出
正、负两种极性的电压？
整流电路
3 桥式整流电路：
4、参数计算：
（1）输出的直流电压值为:
5、整流二极管的选择：
整
（1）D管的最大整流电流IF必须大于
流 电
实际流过二极管的平均电流IDO ： IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL （2）D管的最大反向工作电压UR必须
直流稳压电源的设计与制作
直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源是一种用于给电子设备提供稳定直流电压的电源设备。
在电子制作、实验以及工业控制系统中广泛应用。
下面将介绍如何设计和制作一个简单的直流稳压电源。
首先，设计一个电源电路。
直流稳压电源的核心是一个稳压器件，常用的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器的原理是通过调节电源电压上端的电阻来控制输出电压，其优点是稳压性好，但效率较低。
开关稳压器的原理是通过开关控制元件来调节输出电压，其优点是效率较高，但稳压性较差。
根据自己的需求选择适合的稳压器件。
接下来，根据选定的稳压器件制作电路板。
首先，在电路板上布置稳压器件和其他必要的元器件，如滤波电容、限流电阻等。
然后，连接电路板上的各个元器件，使用焊锡将其固定在电路板上。
注意保持电路的紧凑和结构的稳定，防止元器件之间短路或松动。
接着，搭建电源电路的输入和输出端。
将输入端与市电或其他电源连接，确保输入电压和电流在稳定范围内。
将输出端与需要供电的设备连接，确保输出电压和电流符合设备的要求。
最后，进行电源的测试和调试。
将电源接通电源，通过电压表和电流表测量稳压电源的输出电压和电流，确保其在稳定范围内。
根据需要，可以使用可调电阻来调节输出电压，以确保满足设备的电源要求。
需要注意的是，直流稳压电源设计和制作过程中要保证安全。
如需接通电源泄漏和短路保护装置，注意绝缘和接地，避免触电和设备损坏。
总之，设计和制作直流稳压电源需要根据自己的需求选择稳压器件，设计电路图，制作电路板，搭建输入输出端，进行测试和调试。
通过这些步骤，一个简单的直流稳压电源就可以制作完成。
在直流稳压电源设计和制作的过程中，还需要考虑一些其他要素，如过流保护、过压保护和温度保护等。
这些保护措施可以提高电源的可靠性和安全性。
过流保护是指在输出端口控制电流的大小，防止电流超过设定值而损坏设备或电源本身。
常用的过流保护电路有两种：电阻式和电子式。
电阻式过流保护是通过在输出回路中串联一定大小的电阻，当电流超过设定值时，电阻将发热并触发保险丝或继电器断开电路，实现过流保护。
开关直流稳压电源设计
开关直流稳压电源设计设计原理：关键参数：开关直流稳压电源的关键参数包括输出电压精度、输出电流、纹波电压和负载调节率等。
输出电压精度表示开关直流稳压电源输出的电压与设定值之间的偏差。
输出电流表示电源能够提供的最大负载电流。
纹波电压表示输出电压的波动情况，是由开关器件的开关操作引起的。
负载调节率表示在负载变化时，输出电压的变化程度。
主要组成部分：一个典型的开关直流稳压电源由以下几个主要组成部分构成：1.输入端：输入端通常有一个交流电源或者一个整流电路，将交流电转换为直流电。
在输入端还可能包含一些滤波电容和短路保护电路。
2.开关电路：开关电路由各种开关器件组成，包括晶体管、场效应管和硅控整流元件等。
开关周期性地打开和关闭，调节输入电压的占空比，从而调节输出电压。
在开关电路中，还可能包含一些保护电路，如过流保护和过压保护等。
3.控制电路：控制电路是开关直流稳压电源中的重要组成部分。
它根据输出电压与设定值之间的偏差，生成控制信号，控制开关器件的开关操作。
控制电路通常由一个误差放大器、一个比较器和一个参考电压源组成。
4.输出端：输出端是开关直流稳压电源输出电压的终点。
它通常由一个输出电感、一个输出滤波电容和一个负载组成。
输出电感和输出电容起到滤波作用，减小输出电压的纹波。
负载则是电源供电的目标设备。
5.反馈回路：反馈回路起到监测输出电压并调整开关操作的作用。
它通常由一个反馈电阻和一个反馈电压比较器组成。
反馈电阻将输出电压分压为反馈电压，反馈电压比较器将反馈电压与设定值进行比较，生成控制信号。
总结：开关直流稳压电源是一种常用的电源设计，用于提供稳定的直流电压输出。
它通过开关器件的开关操作调节输入电压，并通过反馈机制保持输出电压稳定。
设计开关直流稳压电源需要考虑关键参数，包括输出电压精度、输出电流、纹波电压和负载调节率等。
主要的组成部分包括输入端、开关电路、控制电路、输出端和反馈回路。
开关直流稳压电源的设计涉及到多个领域的知识，包括电源电路、电子器件和控制理论等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
毕业设计说明书（论文）课题名称开关直流稳压电源设计专业航空电子设备维修 081331 班学生姓名罗亨林学号 26号指导老师贺国灿技术职称______________2011年04 月05 日毕业设计（论文）任务书学生姓名：罗亨林班级：0813311.毕业设计（论文）题目：开关直流稳压电源设计2.毕业设计（论文）使用的原始资料数据及设计技术要求：（1）交流输入电压220V±20％，50Hz；（2）直流输出电压30V～36V可调；（3）直流输出电流0～2A；（4）负载调整率S I≤5%；（5）DC-DC变换器的效率 ≥70%；（6）具有过流保护功能，动作电流I O（th）=2.5±0.2A。
3.毕业设计（论文）工作内容及完成时间：本设计主要以MC34063芯片的DC-DC电源变换控制器为控制核心设计一开关直流稳压电源日期：自2010年12月01日至2011年04月05日指导老师评语：__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ____________________________________________指导老师：贺国灿系主任：姚卫华前言开关电源是一种利用开关功率器件并通过功率变换技术而制成的直流稳压电源.它具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应性强、输出电压保持时间长、有利于计算机信息保护等优点,因而广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通讯设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源.开关电源又被称为高效能节能电源,内部电路工作在高频开关状态,自身消耗的能量很低,一般电源效率可达80%左右,比普通线性稳压电源进步一倍.目前生产的无工频变压器式中,开关电源仍然采用脉冲宽调制器PWM或脉冲频率调制器PFM的原理.本文根据PWM原理,以MC34063芯片的DC-DC电源变换控制器为控制核心设计出的一开关直流稳压电源。
目录毕业设计（论文）任务书前言第一章绪论................................................................................................................................. １1.1 开关直流稳压电源概述................................................................................................ １1.1.1 开关直流稳压电源............................................................................................. １1.1.2 开关稳压电源的优点......................................................................................... １1.1.3开关稳压电源的缺点.......................................................................................... ２1.1.4引起稳定电源输出不稳的主要因素.................................................................. ３1.1.5稳定电源的技术指标.......................................................................................... ３1.1.6 描述输入电压影响输出电压的几种指标形式 ................................................ ４1.1.7 负载对输出电压影响的几种指标形式............................................................. ５1.1.8 纹波电压的几种指标形式................................................................................. ５1.1.9 漂移................................................................................................................... ６1.1.10 稳定度....................................................................................................... ６1.2 本设计的主要任务...................................................................................................... ６第二章设计方案....................................................................................................................... ７2.1 设计要求........................................................................................................................ ７2.2 方案设计........................................................................................................................ ７2.2.1总体设计方案..................................................................................................... ７第三章系统的硬件设计与实现........................................................................................... １０3．1系统硬件的基本组成............................................................................................... １０3．2电路的设计............................................................................................................... １１3.2.1 整流滤波电路的设计..................................................................................... １１3.2.2 DC/DC转换部分的单元电路的设计.............................................................. １１3.2.3 保护电路的设计............................................................................................. １２第四章系统实现的功能.................................................................................................. １２总结........................................................................................................................................... １４参考文献............................................................................................................................. １５总原理总图............................................................................................................................... １６原件清单................................................................................................................................... １７第一章绪论1.1 开关直流稳压电源概述1.1.1 开关直流稳压电源开关直流稳压电源由全波整流器，开关管，激励信号，续流二极管，储能电感和滤波电容组成。
实际上，开关稳压电源的核心部分是一个直流变压器。
这里我们对直流变换器和逆变器作如下解释。
逆变器，它是把直流转变为交流的装置。
逆变器通常被广泛地应用在采用电平或电池组成的备用电源中。
直流变换器，它是把直流转换成交流，然后又把交流转换成直流的装置。
这种装置被广泛地应用在开关稳压电源中。
采用直流变换器可以把一种直流供电电压变换成极性、数值各不同的多种直流供电电压。
1.1.2 开关稳压电源的优点[1].功耗小，效率高。
晶体管在激励信号的激励下，它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态，转换速度很快，频率一般为50kHz左右，在一些技术先进的国家，可以做到几百或者近1000kHz。