开关电源课程设计
开关电源技术课程设计教案大
《开关电源技术》课程设计教学大纲英文名称：Switching Power Supply Technology适用专业：电气工程及其自动化设计周数：2学分：2讲授学时：4学时实验（上机）学时：16学时一、课程设计的性质、目的和任务：本课程设计是在学习完《开关电源技术》课程之后进行的一个重要的实践性教学环节，是工程技术应用型人才培养目标的重要组成部分。
在教师指导下让学生独立完成，一方面巩固课程知识，加深对理论知识的理解，一方面训练学生综合运作所学的理论知识，掌握一定的设计方法和设计思想，能初步解决一些实际问题；培养学生查阅资料，独立获取新知识、新信息的能力。
课程性质：《开关电源技术课程设计》是一门综合运用电子技术、微机原理、自动控制原理、电力电子技术及仿真技术等课程知识，进行开关电源电路和系统设计的课程，是本专业的一门重要的专业实践课。
目的：培养学生以下几个方面的能力：1．综合运用所学知识，进行开关电源电路和系统设计的能力。
2．了解与熟悉常用的电力电子电路的电路拓扑、控制方法。
3．理解和掌握常用的开关电源电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。
4．具有一定的开关电源电路及系统仿真实验和调试的能力。
二、课程的教学基本要求依据以上的教学内容和教学环节，在本课程设计的实施过程中应遵循以下的基本要求：（一）题目布置和人员配置依据实验条件，选取合适的课程设计题目，根据学生数量，选取适当的题目数量，以使学生能够得到充分的训练和提高。
（二）学生设计和实验过程中的指导在设计和实验过程中，教师既不能包办代替，也不能放任自流。
重点解决学生的疑难问题，重点在于指导。
（三）考核考核形式采用设计报告、实验和答辩三方面综合评定成绩的方式，重点考核学生的设计态度，综合运用所学的能力和创新的能力，以及实际动手、文字表达和表述能力等。
三、课程内容与要求教学内容本课程设计既要立足实验室现有条件，充分挖掘潜力，又要达到综合运用所学，培养和提高学生的分析问题和解决问题的能力的设计目的。
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。
开关电源课程设计报告
电力电子课程设计报告题目：开关电源课程设计专业：电气自动化班级：电气1012学号:日期：2011 年11月16日一、设计要求（1）输入电压：AC220±10%V（2）输出电压: 12V（3）输出功率:12W（4）开关频率: 80kHz二、反激稳压电源的工作原理图2-1 反激稳压电源的电路图三、反激电路主电路设计(1)(1)Np-=+（3-1）Vdc Ton Vo TrNsm1.反激变压器主电路工作原理反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别适合小功率电源以及各种电源适配器.但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式(CCM),而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式(DCM);另外关于CCM模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计.1）工作过程：S 开通后，VD 处于断态，W1绕组的电流线性增长，电感储能增加； S 关断后，W1绕组的电流被切断，变压器中的磁场能量通过W2绕组和VD 向输出端释放。
反激电路的工作模式：反激电路的理想化波形S i S i V D t ot o fft t t tO OO O 反激电路原理图电流连续模式：当S 开通时，W2绕组中的电流尚未下降到零。
输出电压关系： 电流断续模式：S 开通前，W2绕组中的电流已经下降到零。
输出电压高于式（8-3）的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下，….因此反激电路不应工作于负载开路状态。
B B SBH图 8-18 磁心复位过2. 设计原则和设计步骤变压器设计步骤：1）计算原边绕组流过的峰值电流。
开关电源课程设计
西安石油大学课程设计电子工程学院自动化专业班题目开关电源课程设计学生指导老师二○一三年五月目录1.1任务书．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.1设计思想及内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.2主电路原理设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.1开关变压器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.2主要元器件选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44.1主电路原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64.2元器件清单．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65.1设计总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 5.2参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6《电力电子技术》《电力电子技术》课程设计任务书2.1设计内容及思想 ：（1）内容：1)输入电压：交流三相380V(1±10%)，50Hz ；2)输出电压：额定直流220V ，调节范围为160—280V ；3)输出电流：最大10A ；4)输出纹波：纹波系数不大于0.5%。
（2）思想：采用“交—直—交—直”的思想来达到设计要求2.2主电路原理设计（方案框图）对于整流滤波环节采用三相不可控整流滤波电路，考虑到输出功率比较大在DC-AC 变换环节采用全桥逆变电路。
《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。
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
广东白云学院开关电源课程设计报告名称：开关电源课程设计学生姓名：张培胜杨发导学号：21 10班级: B08自动化2班(数控技术)专业：自动化系别: 电气与信息工程学院自动化系成绩：指导教师：黎建华2011年10月20日一、开关电源概述随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体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。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
二、设计任务本设计要完成的任务为：设计一个开关稳压电源，要求市电输入（220VAC,50Hz）；输出电压为16V恒定，输出电流为5A。
设计中要考虑的问题有电路拓扑结构的选择，这将决定电源设计是否适合设计要求。
电路拓扑结构确定之后需要选择控制IC，根据控制IC搭建周边电路，选择合适的反馈元件，以保证输出电压的恒定。
最基本的整流滤波电路，钳位电路等也需要根据要求设计。
其中还应该包含必要的保护电路，防止过流、过压、欠压对电路的损害。
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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论文先介绍了开关电源及反激式开关电源，然后介绍器件选型，再分部分介绍主电路、控制电路和保护电路，最后附表为选择时参数参考表和总电路图。
前言
第一章开关电源概述………………………………………………………………1
4.3反激型电路………………………………………………………………………22
4.4反馈电路…………………………………………………………………………23
4.5总电路……………………………………………………………………………24
心得体会……………………………………………………………………………25
参考文献……………………………………………………………………………26
反激型开关电源电路设计
第一章 开关电源概述
1.1开关电源综述
电源是各种电子设备不可缺少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠的工作。目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类。由于开关电源有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽、滤波效率高、滤波电容的容量和体积小的优点，目前已成为稳压电源主流产品。
本论文根据输入电压经EMI滤波设计整流桥，再与直流变压器开关管构成反激电路。通过输出反馈经UC3842控制占空比，从而使输出电压稳定。反激电路中开关管开通原边线圈储存能量，副边不导通。原边关断时，线圈储存的能量通过互感向负载提供能量。输出电压反馈由TL431和光耦构成，当输出稳定时，有一个稳定的电流；当输出电压增大时，TL431分流增加，发光二极管亮度改变，使三级管电流改变，致使开关管控制导通占空比改变，从而使输出电压减小。另外，芯片UC3842引脚接一电流反馈，通过控制分压值实现截流保护，防止输出过电流。
3.5保护电路的设计…………………………………………………………………17
3.6输出侧滤波电路设计……………………………………………………………18
第四章电路仿真与结果……………………………………………………………19
4.1 EMI滤波电路……………………………………………………………………19
4.2整流电路…………………………………………………………………………21
根据开关器件在电路中连接的方式，目前比较广泛使用的开关电源，大体上可分为：串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。其中，变压器式开关电源（后面简称变压器开关电源）还可以进一步分成：推挽式、半桥式、全桥式等多种；根据变压器的激励和输出电压的相位，又可以分成：正激式、反激式、单激式和双激式等多种；
太原理工大学课程设计任务书
学生姓名
课程名称
开关电源技术
设计名称
反激型开关电源电路设计
设计周数
2
指导教师
设计
任务
主要
设计
参数
1、交流输入电压单相AC380V，电压波动±50%；
2、直流输出电压15V，6A；
3、输出纹波电压≤0.2V；
4、输入电压在190~570V之间波动时，输出电压误差≤0.02V；
5、开关频率100kHz。
设计内容
设计要求
开关电源主电路的设计和参数选择
IGBT电流、电压额定的选择
开关电源驱动电路的设计
开关变压器设计
画出完整的主电路原理图和控制电路原理图
电路仿真分析和仿真结果
主要参考
资料
1.杨旭等，开关电源技术，机械工业出版社2004年3月
2.张占松，蔡宣三。开关电源的原理与设计，电子工业出版社，1998
开关电源是由全波整流器，开关管Vi，激励信号，续流二极管VD，储能电感和滤波电容组成。其核心部分是一个直流变压器。直流变换器是把直流转换成交流，然后又把交流转换成直流的装置。采用直流变换器可以把一种直流供电电压变换成极性、数值各不相同的多种直流供电电压。
开关电源的缺点是存在较严重的开关干扰。开关电源中，功率调整开关晶体管V工作在开关状态，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元件产生尖峰干扰和谐振干扰，这些干扰如果不采取一定措施进行抑制、消除和屏蔽，就会严重的影响整机的正常工作。此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器隔离，这些干扰就会串入工频电网，使附近的其他电子设备、仪器和家用电器受到严重干扰。
图1.1开关电源典型结构
当交流输入电压、负载等变化时，直流输出电压也会变化。这是可以调节逆变器输出的方波脉冲电压的宽度，使直流输入电压保持稳定。
1.2反激式开关电源介绍
反激式开关电源的典型电路如下图所示。反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1整流和电容C滤波后向负载输出。反激式开关电源以主开关管的周期性导通和关断为主要特征。开关管导通时，变压器一次侧线圈内不断储存能量；而开关管关断时，变压器将一次侧线圈内储存的电感能量通过整流二极管给负载供电，直到下一个脉冲到来，开始新的周期。
1.1开关电源综述……………………………………………………………………1
1.2反激式开关电源介绍……………………………………………………………2
第二章总体方案的确定……………………………………………………………2
2.1总体设计思Biblioteka 及框图……………………………………………………………2
2.2仿真原理图………………………………………………………………………3
学生提交
归档文件
课程设计说明书一份
指导教师签名：日期：
前言
随着电力电子技术的发展，开关电源的应用越来越广泛。反激式开关电源以其设计简单，体积小巧等优势，广泛应用于小功率场合。开关电源以其小型、轻量和高效率的特点，被广泛地应用于各种电气设备和系统中，其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。开关稳压电源有多种类型，其中单端反激式开关电源由于具有线路简单，所需要的元器件少，能够提供多路隔离输出等优点而广泛应用于小功率电源领域。
第三章具体电路设计………………………………………………………………5
3.1EMI滤波电路……………………………………………………………………5
3.2整流滤波电路设计………………………………………………………………6
3.3高频变压器的设计………………………………………………………………7
3.4控制反馈电路的设计……………………………………………………………15