开关电源设计与制作
《开关电源电路设计》课件
目录
• 开关电源概述 • 开关电源电路设计基础 • 开关电源性能分析与优化 • 开关电源的故障诊断与维护 • 开关电源的未来发展与挑战
01
开关电源概述
开关电源的定义与特点
总结词
开关电源是一种将电能进行转换的装置，通过控制开关管的工作状态，将电能 从一种形式转换为另一种形式。
开关电源的基本原理是通过控制开关管的工作状态， 将输入的直流电压转换成高频脉冲电压，再通过滤波 和稳压电路转换成稳定的直流电压输出。开关电源主 要由输入电路、控制电路、输出电路和开关管组成。Fra bibliotek详细描述
开关电源的基本原理是通过控制开关管的工作状态， 将输入的直流电压转换成高频脉冲电压，再通过滤波 和稳压电路转换成稳定的直流电压输出。开关电源主 要由输入电路、控制电路、输出电路和开关管组成。 输入电路的作用是滤除噪声并保护电路；控制电路则 负责调节和稳定输出电压；输出电路则起到滤波和稳 压的作用；而开关管则是实现电能转换的核心元件。
03
开关电源性能分析与优化
效率与热设计
效率分析
分析开关电源的效率，探究效率 与电路参数、工作状态的关系， 提出提高效率的方法。
热设计
研究开关电源的发热问题，分析 热源分布、散热方式，提出有效 的散热方案。
电磁兼容性分析
电磁干扰源
识别开关电源中的电磁干扰源，分析其产生机理和传播途径 。
电磁兼容标准
整流电路设计
整流电路的作用
将交流电转换为直流电，为开关电源提供直流输入。
整流电路的组成
由整流二极管或整流桥堆等整流元件组成。
整流电路的设计要点
根据输入电压的波形和大小，选择合适的整流元件，确定整流电路 的输出电压和电流。
电路设计中的开关电源设计开关电源设计的基本原理和技术
电路设计中的开关电源设计开关电源设计的基本原理和技术电路设计中的开关电源设计开关电源作为一种新型的高效节能电源，已经在很多领域得到了广泛应用。
在电路设计中，如何进行开关电源的设计是一个关键问题。
本文将介绍开关电源设计的基本原理和技术，以及一些常见问题的解决方案。
一、开关电源的基本原理开关电源的基本结构由四个部分组成：变压器、整流器、滤波器和开关管。
其中变压器是核心部件，用于提高或降低电压。
整流器将交流电转化为直流电，滤波器则用于平滑输出的脉冲电流，使之稳定可靠。
开关管则起到控制电流的作用，提高了电路效率和稳定性。
二、开关电源的设计技术1.开关管的选取由于开关电源需要频繁地开关，因此需要使用具有较高响应速度和较小反转电容的开关管。
一般常用的开关管有MOSFET和IGBT，MOSFET由于其响应速度较快，耗散功率较小，可使用在较小功率输出应用；而IGBT的耗散功率较大，适用于较大功率输出应用。
2.变压器的设计与制作变压器的设计需要考虑到供电负载的参数，输出电压大小和电流大小，进行匹配设计。
变压器的制作则需要根据设计图纸进行卷绕、绕组间的绝缘、并用绝缘漆包线进行整体绝缘，使其能承受相应的电压。
在变压器的制作过程中，需要注意其匝间电阻和绝缘强度，确保整个电路的稳定性和安全性。
3.滤波器的设计滤波器是开关电源的重要组成部分，其作用是将开关电源输出的脉冲电流平滑处理，避免出现波动，提高输出电压的稳定性。
滤波器的设计需要考虑到其不同的滤波方式，如LC滤波器、RC滤波器、LCL滤波器等，以适应不同的安装和使用环境。
三、开关电源常见问题的解决方案1.过压保护在开关电源工作过程中，如果输出电压超过额定值，就需要采取措施避免危险情况的发生。
可以采用过压保护芯片、可控恒流源、跨接二极管等方案。
2.过流保护开关电源在长期工作中可能会出现过流的情况，这时需要进行过流保护。
可以采用限流电阻、电流保护芯片、负载电流感知元件等方案解决。
《开关电源设计》
《开关电源设计》开关电源设计是一项重要的电子工程设计任务。
开关电源是一种将输入电源电压通过开关管的开关动作进行调节的电源，它具有高效率、小体积、轻量级等特点，因此在电子设备中得到广泛应用。
本文将介绍开关电源设计的基本原理以及设计步骤。
开关电源设计的基本原理是利用开关管来控制输入电源电压，使其经过变压和整流后得到所需的电压输出。
开关电源设计有两种基本结构：离散型开关电源和集成开关电源。
离散型开关电源的设计需要选取合适的开关管、变压器、滤波电容和整流二极管等元器件，并进行组装和调试。
这种设计方法的优点是灵活性高，可以根据具体需求进行选择和调整，但需要对电路设计和元器件选型有较高的要求。
集成开关电源是将开关管、变压器、滤波电容和整流二极管等元器件集成在一起，形成一个完整的开关电源模块。
这种设计方法的优点是结构紧凑，安装方便，不需要进行组装和调试，适用于大批量生产。
但由于元器件固定，对于特殊需求可能不那么灵活。
开关电源设计的步骤如下：1.需求分析：根据实际需求确定开关电源的输入电压范围、输出电压和输出功率等参数，并考虑到其它特殊要求，如电源稳定性和电磁兼容性等。
2.选型和安排：根据需求选取合适的开关管、变压器、滤波电容和整流二极管等元器件。
安排这些元器件的位置，考虑到散热和布线的需求。
3.设计电路：根据选定的元器件和需求进行电路设计，包括开关管驱动电路、变压器设计以及滤波和保护电路的设计等。
4.模拟仿真：使用电子设计自动化（EDA）软件对电路进行模拟仿真，验证电路的性能和可靠性。
5.原型制作：根据电路设计结果制作原型。
对于离散型开关电源，需要进行元器件的布线和焊接。
对于集成开关电源，则需要组装完整的开关电源模块。
6.测试和调试：对制作的原型进行测试，包括输出电压、输出功率、效率和稳定性等方面。
根据测试结果进行调试，优化电路性能。
7.优化和改进：根据测试结果和用户反馈，不断优化和改进电路设计，提高开关电源的性能和可靠性。
小型开关电源设计与制作解析
小型开关电源设计ABSTRACTThis paper mostly describes the whole design and debugging of the minitype switched voltage regulator power, which is composed of six parts. The second part wrote about the element and the third part wrote about the design step of minitipe switched power. The model includes import loop, output loop, feedback loop, control loop and the design of transformer. The latter includes hardware debugging and experiment results analyzing. After experimentation, I think out the relations among output voltage, import voltage, duty ratio and switched frequency and also the relations of import current, transformer coil ratio and the output current. In addition, I put forward relevant methods by myself for many problems which are met with during the course of the experimentation.Keywords: switched power 、regulated power、transformer摘要本设计主要描述小型开关电源的整个设计和调试过程，本文包括六个主要部分，第一部分介绍开关电源的发展状况。
开关电源制作设计(电路原理图+PCB)
一、工作原理我们先熟悉一款开关电源的工作原理，该电源可输出5V电压，如图1所示。
1. 抗干扰电路在电网输入端首先设置一个NTC5D-9负温度系数热敏电阻，作用是保护后面的整流桥，刚开机时热敏电阻处于冷态，阻值比较大，可以限制输入电流，正常工作时，电阻比较小。
这样对开机时的浪涌电流起到有效的缓冲作用。
电容CY1、CY2、CY3、CY4用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的不对称杂散信号，电容CX1、CX2用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的对称杂散信号，用电感L1抑制从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的频率相同、相位相反的杂散干扰电流信号。
采用高频特性好的瓷片电容和铁芯电感，实现开关稳压电源电路中的高频辐射不污染工频电网和工频电网上的杂散电磁波不会窜入开关稳压电源电路中而干扰和影响其工作，对高频分量或工频的谐波分量具有急剧阻止通过功能，而对于几百赫兹以下的低频分量近似一条短路线。
图1 开关电源的工作原理图2. 整流滤波电路在电路中D1、D2、D3、D4组成全桥整流电路，把输入的交流电压进行全波整流，然后用C1进行滤波，最后变成直流输出供电电压，为后级的功率变换器供电，整流滤波后的电压约为300V。
3. UC3842供电与振荡300V的脉动直流电压，此电压经R12降压后给C4充电，供电UC3842的7脚，当C4的电压达到UC3842的启动电压门槛值时，UC3842开始工作并提供驱动脉冲，由6脚输出推动开关管工作。
一旦开关管工作，反馈绕组的能量经过D6整流，C4滤波，又供电到UC3842的7脚，这时可以不需要R12的启动了。
C9、R11接UC3842的定时端，和内部电路构成振荡电路，振荡的工作频率计算为：f=1.8/（Rt*Ct）代入数据可计算工作频率：f=68.18K4. 稳压电路该电路主要由精密稳压源T L 4 3 1 和线性光耦P C 8 1 7 组成，假设输出电压↑→经过R 1 6 、R 1 9 、R20、RES3的取样电压↑→TL431的1脚电压↑，当该脚电压大于TL431的基准电压2.5V时，TL431的2、3脚导通，→通过光电耦合到UC3842的2脚，于是UC3842的6脚驱动脉冲的占空比↓→开关变压器T1绕组上的能量↓→输出电压↓，达到稳压作用；反之，假设输出电压下降，则稳压过程与上相反。
大功率开关电源设计
大功率开关电源设计1. 引言大功率开关电源是一种能够稳定输出高功率电能的电源系统。
它在工业、通信、医疗等领域得到广泛应用。
本文将介绍大功率开关电源的设计原理、关键性能指标和具体设计步骤。
2. 设计原理大功率开关电源的设计原理基于切换电路的工作方式。
开关电源通过快速开关电路的状态，控制输入电压在输出端之间的传递。
这种工作方式能够实现高效能的电能转换和稳定的输出。
3. 关键性能指标大功率开关电源的性能主要体现在以下几个关键指标上：3.1 输出功率输出功率指的是开关电源可以稳定输出的最大功率。
设计大功率开关电源时，需要根据具体应用需求确定所需的输出功率。
3.2 效率效率是指输入功率与输出功率之间的比值。
大功率开关电源的设计需考虑如何提高电能的转化效率，以达到节能的目的。
3.3 稳定性稳定性是指开关电源在不同输入电压、负载变化等工况下输出电压的波动程度。
大功率开关电源应具备良好的稳定性，以确保输出电压的可靠性和稳定性。
3.4 输出电压纹波输出电压纹波是指输出电压在工作周期内的变化量。
较小的输出电压纹波意味着电源输出更加稳定，能够满足特定应用的要求。
3.5 开关频率开关频率是指开关电源进行切换的速率。
高频开关电源具有更高的效率和较小的元件体积，但也带来了更大的电磁干扰和更高的开关成本。
4. 设计步骤设计大功率开关电源的步骤如下：4.1 确定输出功率和电压根据实际应用需求，确定所需的输出功率和电压。
4.2 选择变换器拓扑结构根据设计要求和特定应用，选择合适的变换器拓扑结构，如Boost、Buck、Buck-Boost等。
4.3 计算元件参数根据选定的拓扑结构和设计要求，计算出所需的元件参数，包括电感、电容、开关管等。
4.4 电路仿真与验证使用相关电路仿真软件对设计的电路进行验证和优化，确保其满足设计要求和性能指标。
4.5 PCB布局和布线将设计好的电路布局在PCB上，并进行合理的布线，避免信号干扰和功率损耗。
开关电源设计报告
1开关电源主电路设计1.1主电路拓扑结构选择由于本设计的要求为输入电压176-264V交流电，输出为24V直流电，因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电，考虑采用两级电路。
前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换，后级由隔离型全桥Buck电路构成。
总体要求是先将AC176-264V整流滤波，然后再经过BUCK电路稳压到24V。
考虑到变换器最大负输出功率为1000W，因此需采用功率级较高的Buck电路类型，且必须保证工作在CCM工作状态下，因此综合考虑,本文采用全桥隔离型Buck变换器。
其主电路拓扑结构如下图所示：下面将对全桥隔离型BUCK变换器进行稳态分析，主要是推导前级输出电压V与后级输g 出电压V之间的关系，为主电路参数的设计提供参考。
将前级输出电压V代替前级电路，作g 为后级电路的输入，且后级BUCK变换器工作在CCM模式，BUCK电路中的变压器可以用等效电路代替。
由于全桥隔离型BUCK变换器中变压器二次侧存在两个引出端，使得后级BUCK电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率，如图1-1所示。
在2T的工作时间内，总共可分为四种S 开关阶段，其具体分析过程如下：1）当0<t<DT时，此时Q、Q和D导通，其等效电路图如图1-2所示。
S145/?1-1) 1-2) 1-3)3) du.•川L i (t )m 严+仃(t )c 二二v (t )R图1-3在DT<t<T 时等效电路SSv=0sv=-v Li=i -v /R C当TS <t<a+D )TS 时，此时Q2、1-4) 1-5)1-6)Q 和D 导通，其等效电路图如图1-2所示。
36图1-2在0<t<DT 时等效电路Sv=nvs gv=nv -vL gi=i -v /RC2)当DT<t<T 时，此时Q ~Q 全部关断，D 和D 导通，其等效电路图如图1-3SS 1465所示。
开关电源设计报告
开关电源设计报告目录•引言•开关电源基本原理•开关电源设计流程•开关电源关键技术•开关电源设计实例•开关电源发展趋势与展望01引言Part报告目的和背景目的本报告旨在介绍开关电源的基本原理、设计方法、性能指标以及应用领域，为读者提供关于开关电源的全面了解和指导。
背景随着电子设备的快速发展，开关电源作为一种高效、可靠的电源供应方式，在各个领域得到了广泛应用。
了解和掌握开关电源的相关知识对于电子工程师和相关从业人员具有重要意义。
开关电源简介定义开关电源是一种通过控制开关管开通和关断的时间比率，将输入电压转换成稳定输出电压的电源供应方式。
工作原理开关电源通过将输入电压整流成直流电压，然后通过开关管和高频变压器进行能量转换，最终输出稳定的直流电压。
特点开关电源具有效率高、体积小、重量轻、稳定性好等优点，广泛应用于计算机、通信、工业控制等领域。
02开关电源基本原理Part开关电源工作原理开关电源的基本原理是通过控制开关管的工作状态，将输入的直流电压转换成高频的矩形波电压，再通过整流滤波电路将高频的矩形波电压转换成直流电压输出。
开关电源主要由输入电路、输出电路、控制电路和开关管组成。
输入电路的作用是隔离和保护输入电压，输出电路的作用是稳定输出电压和滤波，控制电路的作用是调节开关管的工作状态，开关管的作用是控制能量转换。
根据输出电压是否可调，开关电源可分为定压式和稳压式。
定压式开关电源的输出电压是固定的，而稳压式开关电源的输出电压可以通过调节控制电路来改变。
根据输入电压是否可变，开关电源可分为单输入式和多输入式。
单输入式开关电源只能接收一种输入电压，而多输入式开关电源可以接收多种输入电压。
效率高开关电源的效率一般可达到80%以上，比传统的线性电源高出很多。
可靠性高开关电源的电路设计简单，元器件数量少，因此其可靠性相对较高。
体积小由于采用了高频变压器，开关电源的体积可以做得非常小，有利于设备的紧凑设计。
重量轻由于体积小，重量也相对较轻，便于携带和移动。
开关电源设计全过程资料
开关电源设计全过程资料一、开关电源的基本原理开关电源是一种利用电子技术将交流电转换为直流电的电源装置。
其基本原理是通过对交流电进行整流、滤波、转换和稳压等处理，得到稳定的直流电输出。
二、开关电源的设计步骤1.确定电源的输入和输出要求首先确定所需电源的输入电压范围、输出电压和电流要求。
根据具体应用需求，选择合适的输入电压范围，确定输出电压和电流的设计值。
2.选择开关电源拓扑结构常见的开关电源拓扑结构有单端式、双端式、反激式、谐振式等。
根据实际需求，选择适合的拓扑结构。
3.开关电源原件的选取与设计根据拓扑结构的选择，选取合适的元件，如开关管、二极管、电感、电容等。
根据电流和功率的要求，计算电感和电容的数值。
同时，设计控制电路，包括开关频率、占空比等参数的确定。
4.稳压控制电路设计开关电源中稳压控制电路起到保持输出电压稳定的作用。
根据选择的拓扑结构和需求，设计合适的稳压控制电路，如比例积分稳压控制电路、反馈稳压控制电路等。
5.保护电路设计6.电路板设计根据电路设计完成电路板的布局设计和走线设计。
保证电路板的贴片电容、电感等元件的布局合理，走线紧凑，避免干扰和散热问题。
7.原型机制作与测试根据设计的电路板完成原型机的组装与焊接。
进行相应的测试：包括电源输出电压、电流的测量，以及各项保护功能的测试。
8.优化与调整测试后，根据测试结果进行相应的优化与调整工作，包括稳压性能的调整，保护功能的完善等。
三、常见问题及解决方案1.输出电压波动过大：可以通过增加滤波电容、提高稳压控制电路的准确度等方法来降低输出电压波动。
2.开关管损坏：可以通过增加过流保护电路、过压保护电路等来提高开关管的可靠性。
3.效率低：可以通过优化开关频率、增加反馈环路稳定电路等方法来提高开关电源的效率。
四、开关电源设计的一般流程1.确定输入输出电压和电流；2.选择拓扑结构；3.选取合适的原件并进行设计；4.设计稳压控制电路；5.设计保护电路；6.进行电路板设计；7.制作原型机并测试；8.优化与调整。
开关电源设计
开关电源设计
开关电源是一种能将交流电变换成直流电的电源设备，具有较高的转换效率和稳定性。
本文将探讨开关电源设计的一般原则和步骤。
开关电源设计的一般原则是确保高效转换和稳定输出。
以下是一般的开关电源设计步骤：
1. 确定输出电压和电流要求：需要根据应用需求确定输出电压和电流，以便选择合适的电源芯片和元件。
2. 选择开关电源IC：根据输出电压和电流要求，选择适当的开关电源芯片。
一般来说，选择具有高转换效率、稳定性和保护功能的芯片。
3. 设计输入电路：设计输入电路以满足电源IC的输入电压要求。
一般来说，输入电路需要包括稳压器、滤波电容和过流过压保护电路。
4. 设计变换电路：设计变换电路以将输入电压转换为所需输出电压。
这个步骤包括选择合适的电感和电容元件，以及确定开关频率和占空比。
5. 设计输出电路：设计输出电路以满足输出电压和电流要求。
输出电路需要包括滤波电容和稳压器，以确保输出电压的稳定性。
6. 进行稳定性和保护性设计：根据应用需求，设计稳定性和保护性电路，如过热保护、过载保护和短路保护。
7. 进行性能测试和调整：制作样机后，进行性能测试和调整，以确保设计满足要求。
开关电源设计不仅需要掌握电路原理和元件特性，还需要了解开关电源芯片的使用和调整方法。
因此，设计师需要具备电子电路设计的基础知识和经验。
开关电源设计的关键在于坚持高效转换和稳定输出的原则，通过合理选择元件和调整参数，确保设计的开关电源满足应用需求。
同时，还需要注意保护设计和电磁兼容性的考虑，确保开关电源的稳定性和可靠性。
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《自动化专业综合课程设计2》 课程设计报告
题 目： 开关电源设计与制作 院 （系）： 机电与自动化学院 专业班级： 自动化0803 学生姓名： 程杰 学 号： 20081184111 指导教师： 雷丹
2011年11月14日至2011年12月2日 华中科技大学武昌分校制 1
目 录 1．开关电源简介………………………………………………………………2 1.1开关电源概述………………………………………………………………2 1.2开关电源的分类………………………………………………………………3
1.3开关电源特点………………………………………………………………4 1.4开关电源的条件………………………………………………………………4 1.5开关电源发展趋势………………………………………………………………4 2．课程设计目的……………………………………………………………………5 3．课程设计题目描述和要求…………………………………………………………5 4．课程设计报告内容………………………………………………………………5 4.1开关电源基本结构………………………………………………………………5 4.2系统总体电路框架………………………………………………………………6 4.3变换电路的选择………………………………………………………………6 4.4控制方案………………………………………………………………………7 4.5 控制器的选择………………………………………………………8 4.5.1 C8051F020的内核………………………………………………………8 4.5.2 片内存储器…………………………………………………8 4.5.3 12位模/数转换器………………………………………………9 4.5.4 单片机初始化程序……………………………………………………………9 4.6 输出采样电路…………………………………………………………………10 4.6.1 信号调节电路………………………………………………………………10 4.6.2 信号的采样…………………………………………………………………11 4.6.3 ADC 的工作方式……………………………………………………………11 4.6.4 ADC的程序…………………………………………………………………12 4.7 显示电路…………………………………………………………………13 4.7.1 显示方案…………………………………………………………………13 4.7.2 显示程序…………………………………………………………………14 5．总结……………………………………………………………………………16 参考文献 ……………………………………………………………………………17 2
1．开关电源简介 1.1开关电源概述 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。它运用功率变换器进行电能变换，经过变换电能，可以满足各种对参数的要求。这些变换包括交流到直流(AC-DC，即整流)，直流到交流(DC-AC，即逆变)，交流到交流(AC-AC，即变压)，直流到直流(DC-DC)。广义地说，利用半导体功率器件作为开关，将一种电源形式转变为另一种电源形式的主电路都叫做开关变换器电路；转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称为开关电源（SwitchingPower Supply)。 将一种直流电压变换成另一种固定的或可调的直流电压的过程称为DC-DC交换完成这一变幻的电路称为DC-DC转换器。根据输入电路与输出电路的关系，DC-DC 转换器可分为非隔离式DC-DC转换器和隔离式DC-DC转换器。降压型DC-DC 开关电源属于非隔离式的。降压型DC-DC转换器主电路图如1：
图1 降压型DC-DC转换器主电路
其中，功率IGBT为开关调整元件，它的导通与关断由控制电路决定；L和C为滤波元件。驱动VT导通时，负载电压Uo=Uin，负载电流Io按指数上升；控制VT关断时，二极管VD可保持输出电流连续，所以通常称为 续流二极管。负载电流经二极管VD续流，负载电压Uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常串联L值较大的电感。至一个周期T结束，在驱动VT导通，重复上一周期过程。当电路工作于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等。负载电压的平均值为： 3
（1）
式中，ton为VT处于导通的时间，toff为VT处于关断的时间；T为开关管控制信号的周期，即ton+toff；α为开关管导通时间与控制信号周期之比，通常称为控制信号的占空比。从该式可以看出，，占空比最大为1，若减小占空比，该电路输出电压总是低于输入电压，因此将其称为降压型DC-DC转换器。负载电流的平均值为（式2）：
（2） 若负载中电感值较小，则在VT管断后，负载电流会在一个周期内衰减为零，出现负载电流断续的情况。
1.2开关电源的分类 开关电源的结构形式很多，按PWM方式来分有以下几种。 （1）反激式变换器 所谓反激式是指变压器的初级极性与次级极性相反。如果变压器的初级上端为正，则次级上端为负。反激式变换器效率高，线路简单，能提供多路输出，所以得到了广泛应用。但是在次级输出的电压中，有较大的纹波电压。为了解决这一问题，只有加大输出虑波电容和电感，但这样做的结果是增大了电源的体积。 （2）反激式双晶体管变换器 开关电源的功率在200W以上，不宜采用单管反激式电路，这时可以利用反激式双晶体管结构，两管可用双极型晶体管或长效应管。其中场效应管特别适用，无论是固定频率，可变频率，完全和不完全能量传递方式，用场效应管代替双极型晶体管是首选方案。 （3）正激式变换器 正激式变换器纯粹是个隔离元件，它是利用电感L储能及传递电能的。变压器的初级和次级线圈是相同的同名端，由于电感L的存在，它的电感折算到初级，使初级电感增大，而电流却减小。正激式变换器的优点是铜耗低，因为使用无气隙磁芯，电感量较高，变压器的峰值电流比较小，输出电压纹波低；缺点是电路较为复杂，所用元器件多，如果有假负载存在，效率较低。它适用于低电压，大电流的开关电源，多用于150W以下的小功率场合。它还具有多台电源并联使用而互不影响的特点，而且可以自动均很，而反激式却做不到这点。
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（4）正激式双晶体管变换器 正激式双晶体管是在单管正激式的电路上再串接一只三极管而组成的，这对于高压大功率的开关电源来说更加安全可靠。安全可靠是最大的效益，所以，双管正激式变换器得到了广泛应用。 （5）半桥式变换器 为了减小开关三极管的电压应力，可以采用半桥式变换器，它是离线式开关电源较好的拓扑结构。 （6）桥式变换器 （7）推挽式变换器 推挽式变换器的电路比较复杂，尤其是变压器的初级和次级都需要两个绕组，但是它的利用率高，效率高，输出纹波电压小，适合用于百瓦级至千瓦级的开关电源中。 （8）RCC变换器 RCC变换器是节流式阻尼变换器，是一种自激式振荡电路，它的工作频率随着输入电压的高低和输出电流的大小而变化。因此，在高功率、大电流场合，它的工作不很稳定，只适用于50W以下的小功率场合。但是其电路简单，成本低，制作、调试容易，因此，有一定的应用价值。 1.3开关电源特点 （1）节能（效率一般可达85%以上）； （2）体积小，重量轻； （3）具有各种保护功能； （4）改变输出电流、电压容易，稳定，可控 1.4开关电源的条件 开关电源的条件有三个： （1）.开关：电力电子器件工作在开关状态而不是线性状； （2）.高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频； （3）.直流：开关电源输出的是直流而不是交流。 1.5技术追求和发展趋势
开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面： （1） 小型化、薄型化、轻量化、高频化——开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积。在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸，而且还能够抑制干扰，改善系统的动态性能。因此，高频化是开关电源的主要发展方向。 （2） 高可靠性——开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍，因此提高 5
了可靠性。从寿命角度出发，电解电容、光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。所以，要从设计方面着眼，尽可能使用较少的器件，提高集成度。这样不但解决了电路复杂、可靠性差的问题，也增加了保护等功能，简化了电路，提高了平均无故障时间。 （3） 低噪声——开关电源的缺点之一是噪声大。单纯地追求高频化，噪声也会随之增大，采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。所以，尽可能地降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。 （4） 采用计算机辅助设计和控制——采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数，使开关电源具有最简结构和最佳工况。在电路中引入微机检测和控制，可构成多功能监控系统，可以实时检测、记录并自动报警等。 2．课程设计目的
（1）熟练掌握选用芯片各引脚的功能及控制原理 （2）理解设计的开关电源整体工作原理 3．课程设计题目描述和要求
（1）设计和制作12V,15V,24V,36V中任一种开关电源并利用单片机检测显示电压 。 （2）采用隔离或非隔离变换电路。 （3）采用TOP或PWM芯片实现。 4．课程设计报告内容
4.1开关电源基本结构 第一类： 变换电路（图2）：含开关电路、输出隔离（变压器）电路等，是开关电源电源变换的主通道，完成对带有功率的电源波形进行斩波调制和输出。（如：正激、反激电路）
图2 变换电路
输入电路的作用： （1）线性滤波电路抑制谐波和噪声 （2）浪涌滤波电路抑制来自电网的浪涌电流