开关电源论文
基于小型开关电源的设计毕业论文

基于小型开关电源的设计毕业论文摘要随着全球对能源问题的重视,电子产品的耗能问题将愈来愈突出,如何降低其待机功耗,提高供电效率成为一个急待解决的问题。
传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠,但它存在着效率低、体积大、铜铁消耗量大,工作温度高及调整范围小等缺点。
为了提高效率,人们研制出了开关式稳压电源,它的效率可达85% 以上,稳压范围宽,同时还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点,是一种较理想的稳压电源。
本次开关电源的设计采用单端反激式拓扑结构,采用UC3842作为开关电源的主控芯片,逐一对开关电源的研究现状、发展前景以及本次设计的原理和电路结构进行介绍,其中高频变压器的设计和控制电路的设计是论文的主要内容,而开关电源的基本原理、特点、发展前景等内容简要介绍。
由于开关电源的可靠性和安全性是设计的基本原则,文章涉及了电路保护模块的设计和分析。
关键词:开关电源;uc3842;高频;变压;单端反激;AbstractAs the global emphasis on energy issues,electronics product of energy dissipation problem will become more and more prominent.How to reduce the standby power consumption, improving the efficiency of power supply become a presses for solution of the problem.Although the traditional linear regulated power supply circuit has simple structure, reliable operation, but it there is a low efficiency, large volume, copper iron consumption big, the high working temperature and the adjusting range is small. In order to improve the efficiency, people developed a switch regulated power supply, its efficiency can reach more than 85%, wide voltage range, at the same time also has regulated characteristics such as high precision, do not use the power transformer, stabilized voltage supply is a kind of ideal. This design of switch power supply with single-ended flyback topology, using UC3842 as main control chip of switch power supply, one by one, research status and development prospects of the switch power and the design principle and circuit structure are introduced, including the design of high-frequency transformer and the design of control circuit is the main content of paper, and the basic principle of switch power supply, characteristics and development prospect are briefly introduced. Due to the switching power supply reliability and security of the basic principles of design, the article involves the design and analysis of the circuit protection module.Key words: switching power supply; Uc3842. High frequency; Transformer; Single-ended flyback;第一章开关电源概述 01.1开关电源简介1.2开关电源的原理和组成特点1.2.1开关电源的原理1.2.2开关电源组成特点 (1)1.3开关电源应用及发展前景 (2)1.3.1开关电源应用 (2)1.3.2开关电源发展前景 (4)第二章开关电源设计方案 (6)2.1变换器设计方案论证 (6)2.1.1单端反激式开关电源变换器 (6)2.1.2单端正激式开关电源变换器电路: (6)2.1.3 自激式开关电源变换器电路 (7)2.1.4 推挽式开关变换器 (8)2.1.5半桥式开关电源变换器 (9)2.2方案的设计选择 (10)2.2.1电源设计指标 (10)2.2.2电源设计方案选择 (10)第三章开关电源系统设计 (11)3.1 开关电源主电路设计 (11)3.1.1输入滤波电路的设计 (11)3.1.2输入整流滤波电路的设计 (12)3.1.3高频变压器的设计 (13)3.1.4输出整流滤波电路设计 (16)3.2 控制电路分析设计 (17)3.3 反馈电路及保护电路的设计 (19)3.3.1反馈电路的设计 (19)3.3.2保护电路的设计 (22)第四章单端反激式开关电源电路总结与研究 (28)4.1总体电路图分析 (28)4.2 单端反激式开关电源的研究 (30)附录 (33)致谢 (36)第一章开关电源概述1.1开关电源简介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。
开关电源设计与实现毕业设计(论文)

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5.装订顺序
1)设计(论文)
本论文共分七章,内容包括:开关电源概述,输入电路,隔离单端反激式变换器电路,UC3842的原理及技术参数,UC3842常用的电压反馈电路的选用,UC3842在开关电源电路的应用,电源市场的概况。
【关键词】:
变压器
滤波
过载
SwitchSourceDesign
Abstract
摘要内容:
Abstract content:
毕 业 论文(设 计)
题 目开关电源设计
英文题目switch source design
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
本论文题目是学校根据学生的实际情况和所学的专业而设计的,它体现了学校对学生的理论知识和实践动手能力的考察,并且让学生充分的发挥自己所学的知识。
The topic of thisthesis is designed according to the actual situation of the school and professionalschoolstudents which reflects the effects of school students theoretical knowledge and practical ability, and let the students givefulllay to their own knowledge.随着大规模和超大规模集成电路的快速发展,特别是微处理器和半导体存储器的开发利用,孕育了电子系统的新一代产品。显然,那种体积大而笨重的使用工频变压器的线性调节稳压电源已经过时。取而代之的是小型化、重量轻、效率高的隔离式开关电源。隔离式开关电源的核心是一种高频电源变换电路。它使交流电源高效率地产生一路或多路经调整的稳定直流电压。
开关电源常见故障的分析及维修论文

3842开关电源常见故障的分析及维修3842开关电源是以美国Unitorde公司生产的一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片UC3842(KA3842)为主控芯片,IGBT(绝缘栅双极场效应晶体管)为“开”“关”器件,配合LM324(四运放)或LM358(双运放)及光电耦合器(PC817)作为输出负载反馈器件,以及TL431(高精密并联稳压器),高频变压器为主要元件所组成的脉冲宽度调制(PulseWidthModulation,缩写为PWM)式开关电源。
3842各脚功能:1. 误差放大输出(输出补偿)3.4伏2. 误差放大器反相输入端(电压反馈)2.4伏3. 电流感应放大器同相输入端(电流检测)0.1伏4. 内接振荡器外接rc(定时)元件1.9伏5. 接地0伏6. 驱动信号输出端 2伏7. 电源供电端、欠压保护端17伏8. 5伏基准电压输出5伏1.2开关电源的工作原理220V的交流电经交流滤波电路滤除外来的杂波信号,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网的干扰。
再经二极管桥式整流电路和滤波电路,整流滤波后得到约300V的直流电,送给功率变换电路进行功率转换。
功率变换电路中的开关功率管(IGBT)就在脉冲宽度调制(PWM)控制器(UC3842)输出的脉冲控制信号和驱动下,工作在“开”“关”状态,从而将300V直流电切换成宽度可变的高频脉冲电压。
把高频脉冲电压送给高频变压器,高频变压器的次级(二次侧)就会感应出一定的高频脉冲交流电,并送给高频整流滤波电路进行整流,滤波。
经高频整流滤波后便可得到我们所需的各种直流电压。
输出电压下降或上升时,由取样电路将取样信号通过光电耦合器(PC817),送入控制电路,经过其内部调制,由控制电路的输出端将变宽的或变窄的驱动脉冲送到开关功率管的栅极(G极),使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或变窄,由此改变输出电压平均值的大小,从而使直流电压基本稳定在所须的电压值上。
《开关电源在通信系统中的应用》范文

《开关电源在通信系统中的应用》篇一一、引言在现今的信息时代,通信系统的稳定运行至关重要。
作为通信系统的核心组件之一,开关电源的作用不可忽视。
开关电源因其高效率、小体积以及良好的适应性,在通信系统中扮演着不可或缺的角色。
本文将探讨开关电源在通信系统中的应用,并分析其重要性及优势。
二、开关电源的基本原理与特点开关电源是一种利用高频开关技术实现电能转换的电源设备。
其基本原理是通过高频开关管将直流电压转换为高频脉冲电压,再经过变压器进行电压变换,最后通过整流滤波得到所需的直流电压。
开关电源具有以下特点:1. 高效率:开关电源的转换效率高,能够有效地降低能源消耗。
2. 小型化:采用高频开关技术,使得电源设备体积得以缩小,便于集成。
3. 稳定性好:具有优良的过载、短路保护功能,能确保电源的稳定输出。
4. 适应性广:可适应不同电压、电流的输出需求,满足不同设备的供电要求。
三、开关电源在通信系统中的应用1. 基站供电系统在通信基站中,开关电源为基站设备提供稳定可靠的直流电源。
通过模块化设计,多个开关电源模块可以并联工作,提高系统的供电可靠性和冗余性。
此外,开关电源的智能管理功能能够实现远程监控和自动调节,确保基站的正常运行。
2. 数据中心供电系统数据中心是存储和处理海量数据的关键设施。
开关电源在数据中心供电系统中的应用,可以保证服务器等设备的稳定供电。
通过集中供电和智能管理,开关电源能够实现对数据中心供电系统的集中监控和智能调节,提高供电系统的可靠性和效率。
3. 传输设备供电系统在通信传输过程中,开关电源为光缆、电缆等传输设备提供稳定的直流电源。
其高效、稳定的性能确保了传输设备的正常运行,从而保障了通信信号的稳定传输。
四、开关电源的优势分析1. 提高系统可靠性:开关电源具有高稳定性和冗余性,能够提高通信系统的供电可靠性,降低故障率。
2. 节能环保:开关电源的高效率特性有助于降低能源消耗,减少碳排放,符合绿色环保的要求。
毕业设计(论文)-一种新型开关电源的设计

华东交通大学理工学院本科生毕业设计(论文)资料袋华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业设计(论文)Graduation Design (Thesis)(20 —20 年)题目一种新型开关电源的设计分院:电信分院专业:电气工程及其自动化班级:05电气(4)班学号:学生姓名:指导教师:起讫日期:华东交通大学理工学院毕业设计(论文)原创性申明本人郑重申明:所呈交的毕业设计(论文)是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。
设计(论文)中引用他人的文献、数据、图件、资料,均已在设计(论文)中特别加以标注引用,除此之外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
毕业设计(论文)作者签名:日期:年月日毕业设计(论文)版权使用授权书本毕业设计(论文)作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计(论文)的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计(论文)的复印件和电子版,允许设计(论文)被查阅和借阅。
本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计(论文)。
(保密的毕业设计(论文)在解密后适用本授权书)毕业设计(论文)作者签名:指导教师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日华东交通大学理工学院毕业设计(论文)摘要随着电子技术的高速发展,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,电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛,也要求能够提供稳定的电源,以满足小型电子设备的用电需要。
开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。
反激式开关电源毕业论文

摘要电力电子技术的发展与小型电子设备的广泛应用,使得小功率电源的需求逐渐增加,反激式开关电源因其结构与成本方面的优势在小功率电源领域有着不可替代的作用,是小功率供电电源的首选。
本设计是储能逆变项目的一个小部分,目的是设计一个输出总功率达到14.5W 的多路输出反激式开关电源。
本论文从反激式开关电源的原理、整体结构设计、关键电路设计及电路仿真等方面进行了介绍。
在反激式开关电源的原理方面,介绍了几种基本电路与拓扑结构的选择;在整体结构设计方面,主要分析了开关电源的组成电路;在关键电路设计方面,进行了输入电路、变压器、控制电路与RCD吸收回路的设计;在电路仿真方面,搭建了仿真电路图、分析了仿真结果。
通过具体设计及仿真软件的验证,证明了设计的正确性,为后期的实际工程设计提供的指导意义。
关键词:反激式开关电源;PWM;电压反馈;变压器ABSTRACTWith the development of power electronics technology and the widely use of small electronic equipment, the needs of low power source is gradually increasing. Fly back type switch power supply plays a role that cannot be replaced because of its structure and low cost, it can be the best choice for low power source.This design is a small part of about Power Conversion System. My purpose is to design a fly back type switch power supply, and its output is 14.5W.This paper makes a clearly introduction of the theory of fly back type switch power supply, the design of the whole structure, the key circuit design and the simulation, etc. The theory of fly back type switch power supply contains several basic circuits and the way to choose an appropriate topological structure of power electronic circuits. The design of the whole structure intends to make an analysis of the construction of switch power supply. For the key circuit, input circuit, transformer, control circuit and RCD absorption circuit are designed. Simulation of the whole circuit contains circuit construction and the result analysis. Through specific design and simulation, the result is proved to be right. Accordingly this design provides a perfect guidance for the latter actual project design.Key words: Fly back type Switch Power Source, Pulse Width Modulation, Voltage feedback, Transformer目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 课题背景及选题意义 (1)1.2 反激式开关电源国内外发展现状 (2)1.3 本课题的主要研究内容 (4)第二章反激式开关电源的理论基础 (5)2.1 开关电源基本知识 (5)2.2 开关电源的几种基础结构 (6)2.2.1 boost电路 (6)2.2.2 buck电路 (8)2.2.3 buck-boost电路 (10)2.3 电路拓扑结构的选择 (12)2.3.1 电路拓扑结构选择要注意的问题 (12)2.3.2 拓扑结构的对比分析 (13)2.3.3 拓扑结构选择 (13)2.4 反激电路 (14)2.5 本章小结 (16)第三章反激式开关电源整体设计 (16)3.1 反激式开关电源的框图设计 (16)3.2 反激式开关电源子电路的设计 (18)3.2.1 输入电路的设计 (18)3.2.2反激式变换器电路中的开关晶体管 (21)3.2.3反激开关电源变压器的设计 (22)3.3 本章小结 (27)第四章反激式开关电源控制电路和辅助电路设计 (28)4.1 反激式开关电源RCD吸收电路的设计 (28)4.2 UC3842的原理及技术参数 (30)4.2.1 原理及特点参数 (30)4.2.2 工作描述 (31)4.3 UC3842常用的电压反馈电路的选用 (33)4.3.1 输出电压直接分压作为误差放大器的输入 (33)4.3.2 辅助电源输出电压分压作为误差放大器的输入 (34)4.3.3 采用线性光耦改变误差放大器的输入误差电压 (35)4.4 本章小结 (37)第五章仿真电路的搭建和分析 (38)5.1 saber软件介绍 (38)5.2 仿真电路图及参数的计算 (39)5.2.1 仿真电路图 (39)5.2.2 电路参数的计算 (40)5.2.3 仿真参数设置 (41)5.3 波形分析 (41)5.4 本章小结 (43)第六章总结与展望 (44)参考文献 (45)致谢 (47)附录电路图 (48)外文翻译 (49)原文: (49)译文: (52)第一章绪论1.1 课题背景及选题意义开关电源的前身是线性稳压电源。
基于TL431的反激式开关电源设计学士毕业论文
基于TL431的反激式开关电源设计摘要本设计是基于TL431设计反馈电路的一种反激式开关电源。
反激式开关电源的优点是其电路简单、体积小便于携带、输出电压稳定性高。
随着信息技术的迅速发展,反激式开关电源适用于小功率场合且易于推广使用。
本电源设计主要讲述了开关电源的基础知识和反激式开关电源的基本原理设计、集成芯片的使用和外围电阻的确定、由TL431和PC817构成的反馈电路与课题研究得出的结果。
文讲述了利用反激式开关电源的基本原理设计出了供非常规用电设备使用的非常规开关电源,课题研究结果得出它的输出电压稳定性高,且输出电流大,具有实用性。
同时,我们还可以根据本论文的设计原理通过改变占空比和芯片外围电阻值制作不同输出的开关电源(输出功率要在100W以),供应日常生活的小功率电器使用。
关键词开关电源;反激式;TL431;UC3842;反馈电路The flyback type switch power supply design based onTL431Zhang MingzhiSchool of Physics and Electronic Information, Huai Bei Normal University, AnhuiHuaibei, 235000Abstract A high precise and reliable single-ended flyback switching power supply was designed and made in this paper,whose current controller consisted of alinear photoelectric couple. The closed-loop feedback ofTL431 was used to realize switching power supply’s stable equilibrium pared with general switching power supply, the power’s had beenwith the advantages of high switch frequency,small switch loss, high reliability and so on.With the rapid development of Information Technology,the flyback switching power supply was used widely in low power application.The design and application of a new single-output single flyback switching power supply was proposed in this paper.The paper had been analyzed flyback switching power supply of their working principle and the basic knowledge ,and introduced a few major chip functions and the use of thepin and the research results.Of course,the realization of the feedback circuit based on TL431 and PC817 was presented in the paper.An unconventional-output and single-ended flyback switching power supply was designed and made in this paper,whose the basic principle consists of the flyback type switch power supply.The article had been introduced an unconventional flyback power supply.The flyback power supply had been with the advantage of output current large and stable voltage.Concurrently, we can also use the small power electrical appliances in the daily life,which we will make according to the principle of the flyback switching power supply in this power.Keywords Switching power supply;Flyback;TL431;UC3842;feedback circuit目次1 绪论 (1)1.1 开关电源简介 (1)1.2 开关电源基本原理 (2)2 基于TL431的反激式开关电源设计 (4)2.1 TL431简介 (4)2.2 PC817简介 (6)3 反激式开关电源设计 (8)3.1 反激式开关电源主电路 (8)3.2 反馈电路 (11)3.3 电路检测 (14)3.4 辅助电源 (20)4 测试方法与数据 (21)4.1 测试方法与数据 (21)结论 (23)参考文献 (24)致 (25)1 绪论1.1 开关电源简介整个通信系统的动力源是开关电源系统,开关电源系统也被称为通信系统的“心脏”,可见他占有极其重要的地位。
12V10A开关电源设计论文
12V10A开关电源设计论文开关电源是一种能够将电能转化为可用于电子设备的稳定而高效的直流电源的设备。
它具有高效率、体积小、重量轻和可靠性高等优点,被广泛应用于计算机、通信设备、家用电器等领域。
本文将介绍一种12V10A开关电源的设计方案。
该电源具有输出电压为12V、输出电流为10A的特点,适用于较大功率需求的电子设备。
设计思路主要包括输入和输出的电路设计、开关电源主控电路设计以及保护电路的设计。
首先,输入电路的设计是为了满足开关电源的供电要求。
一般来说,开关电源的输入电压范围较广,设计时需要考虑到输入电压的波动范围。
在本设计中,我们选择了输入电压范围为AC220V的家用电源。
接下来是输出电路的设计。
在输出电路设计中,我们需要考虑到电流的稳定性和负载适应性。
为了确保输出电流的稳定性,我们采用了稳压器作为输出电路的核心元件。
同时,为了满足不同负载条件下的输出要求,我们设计了电流调节器,可以根据负载的不同自动调节电流输出。
除了输入和输出电路的设计,开关电源还需要有一个主控电路来控制开关管的开关状态。
在本设计中,我们采用了PWM控制器作为主控芯片,通过调节PWM的占空比来控制开关管的导通时间。
同时,为了提高电源的效率,我们还引入了反馈电路,通过测量输出电压与设定值之间的差异,实现对开关管的控制。
最后是保护电路的设计。
为了确保开关电源的稳定和安全运行,我们设计了过压保护、过流保护、过载保护等多重保护电路。
在过压和过流的情况下,保护电路会及时切断开关管的导通,避免电流过大造成设备损坏。
综上所述,本文针对12V10A开关电源设计方案进行了详细的介绍。
通过输入和输出电路、主控电路以及保护电路的设计,可以保证电源的稳定性和可靠性,满足较大功率需求的电子设备的供电要求。
推挽式开关电源设计_毕业设计论文
毕业设计(论文)题目_推挽式开关电源的设计推挽式直流电源开关的设计摘要电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。
在信息时代,农业、能源、交通运输、信息、国防、教育等领域的迅猛发展,对电源产业提出了更多、更高的要求、如节能、节电、节材、缩体、减重、环保、可靠、安全等。
这就迫使电源工作者在电源研发过程中不断探索,寻求各种相关技术,做出最好的电源产品,以满足各行各业的要求。
开关电源是一种新型电源设备,较之于传统的线性电源,其技术含量高,耗能低,使用方便,并取得了较好的经济效益。
开关电源具有功耗小、效率高、稳压范围宽、体积小、等突出优点,在通信设备、数控装置、仪器仪表、影音设备、家用电器等电子电路中得到了广泛应用。
本文首先介绍开关电源的基本原理,而后介绍广泛应用于开关电源的双端输出驱动器UC3524,并以驱动器UC3524为基础,通过打印机电源电路,讲述推挽式开关电源工作原理。
关键词:电能变换,开关电源,UC3524,推挽式开关电源Design of a push-pull DC switching power supplyABSTRACTPower is to achieve power conversion and power transmission major equipment. In the information age, the rapid development of agriculture, energy, transportation, information, national defense, education and other fields, for the power industry made more, higher requirements, such as energy saving, energy saving, material saving, reduced body weight loss, environmental protection, reliable, safety etc.. This has forced the power workers continue to explore in the power development process, to seek a variety of related technology, the power to make the best products, to meet the requirements of all walks of life. Switching power supply is a new type of power supply equipment, compared to traditional linear power supply, high technological content, low energy consumption, easy to use, and has achieved good economic benefit. Switching power supply with low power consumption, high efficiency, wide voltage range, small size, and other advantages, is widely used in communication equipment, numerical control equipment, instrumentation, audio and video equipment, household appliances and other electronic circuits. This paper first introduces the basic principle of switching power supply, then introduce dual output driver UC3524 is widely used in switching power supply, and to drive UC3524 as the foundation, through the printer power supply circuit, on the working principle of push-pull switching power supply.KEY WORDS: transformation of electrical energy,transformation of electrical energy,UC3524, transformation of electrical energy目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1开关电源的发展历程 (2)1.2开关电源的分类 (3)1.2.1按电路的输出稳压控制方式分类 (3)1.2.2按开关电源的触发方式分类 (3)1.2.3按输入与输出是否隔离分类 (3)1.2.4按功率开关管关断和开通工作条件分类 (4)1.3开关电源的主要技术指标 (4)1.4开关电源电路组成 (5)1.5电源电路的主要特点 (5)1.6开关电源的特点 (6)第2章开关器件 (7)2.1开关器件的特征 (7)2.2开关器件的分类 (7)2.3常见开关器件介绍 (8)第3章开关电源的基本原理 (10)3.1开关电源拓扑结构 (10)3.1.1非隔离式开关电源拓扑结构 (10)3.1.2隔离式电源开关拓扑结构 (12)3.2 推挽式开关变换电路基本原理 (14)3.3各种不同开关变换电路的比较 (16)第4章 UC3524介绍 (17)4.1 UC3524介绍 (17)4.2 UC3524的内部结构及其原理 (17)第5章 UC3524组成的高压开关电源分析与设计 (20)5.1基于UC3524的高压开关电源原理分析 (20)5.2变压器绕制步骤 (22)5.3开关电源的电磁兼容性问题 (23)5.3.1电磁兼容性 (23)5.3.2电磁兼容问题要素 (23)5.3.3解决开关电源的电磁兼容性 (24)结论 (25)谢辞 (26)参考文献 (1)前言电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。
开关电源设计相关毕业设计(论文)
目录一、摘要1、开关电源概述2、开关电源的发展3、开关电源的基本构成及分类4、开关电源的电路组成及功能二、开关电源的PWM1、开关电源PWM的五种反馈控制模式2、三种经典型号控制集成芯片:UC3842、TL494、SG3525三、开关电源的电磁兼容性与可靠性1、开关电源的电磁电磁兼容技术2、开关电源的噪声3、开关电源的EMC设计四、开关电源的计算机辅助分析与计算五、直流开关电源设计1、直流开关电源原理及特点2、直流开关电源的保护六、参考文献开关电源设计相关电源,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。
电子设备都离不开可靠的电源。
开关电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点,近年来获得了飞速发展。
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。
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和功率开关器件(如MOS-FET)等构成。
简单的说:就是开关型直流稳压电源。
开关电源把直流电源或交流电源通过它可以获得一个稳定的直流电压源。
它具有效率高,输出电压稳定,交流纹波小,体积小和重量轻的许多优点。
开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。
它们的功能是:1.输入电网滤波器:消除来自电网,如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰,同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。
2.输入整流滤波器:将电网输入电压进行整流滤波,为变换器提供直流电压。
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摘 要:本文介绍一种以KA3525作为控制核心,根据KA3525的应用特点,设计了一种基于该电流型PWM控制芯片、实现输出电压可调的开关稳压电源电路。开关电源是利用现代电子技术,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)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。开关电源比普通的线性电源效率高,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。 关键词:KA3525、开关电源、PWM
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绪论--------------------------------------------------------------------------------------------- 第一章 开关电源介绍-------------------------------------------------------- 1.1 开关电源发展--------------------------------------------- 1.1.1 国际发展状况---------------------------------------------- 1.1.2 国内发展情况---------------------------------------------- 1.1.3 开关电源优点----------------------------------------------- 第二章 开关电源种类------------------------------------------------------------ 2. 1 按激励方式划分------------------------------------------------------- 2. 2 按调制方式划分----------------------------------------------- 2.3 按功率开关的类型划分---------------------------------- 2.4 按功率开关的连接方式划分-------------------------------- 2.5 按输入和输出电压的大小划分----------------------------- 2.6 按工作方式划分------------------------------------------------- 第三章 系统设计------------------------------------------------------------------------ 3.1 主电路的整体简介---------------------------------------- 3.1.1 它激型推挽式电路工作原理--------------------------------- 3.1.2 驱动电路--------------------------------------------------- 3.1.3 KA3525工作原理--------------------------------------------- 3.1.4 死区时间设置-------------------------------------------------- 3.1.5 检测电路-------------------------------------------------------- 3.2 参数设计------------------------------------- 3.2.1 输入滤波电容-------------------------------- 3.2.2 原副边变比----------------------------------- 3.2.3 输出滤波电容的选择--------------------------- 第四章 实际工作中遇到的问题及解决方法------------------------------------------------------ 总结------------------------------------------ ---------------------------------------------------- 参考文献 绪论 电子技术的高速发展,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、电力检测设备电源、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)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。开关电源比普通的线性电源效率高,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。 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,开关电源比普通线性电源体积小,轻便化,更便于携带。 第一章 开关电源介绍 1.1 开关电源发展 1.1.1 国际发展历史 1955年,美国的科学家罗耶首先研制成功了利用磁心的磁饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。20世纪60年代末,由于微电子技术的快速发展,高反压、大电流的功率开关晶体管出现,从此,直流变换器就可以直接由工频电网电压经整流、滤波后输入供电,终于将体积大、重量重、效率低的工频降压变压器甩掉了,从而迅速地扩大了它的应用范围,在此基础上诞生了无工频变压器的开关稳压电源。 目前面临四个困难: (1)随着电力电子技术和微电子技术的高速发展以及集成度高、功能强的大规模集成电路的不断出现,电子设备的体积在不断地缩小,重量在不断地减轻,内部功率损耗在不断地减小。因此开关电源的小型化、微型化、模块化就成了技术人员研究和探讨的核心。 (2)开关电源的效率与功率开关的变换速度成正比,要进一步提高开关电源的转换效率,就必须提高其工作频率。但是,当工作频率提高以后,对整个电路中的元器件又有了新的要求。例如,高频电容、储能电感等新问题。 (3)开关电源电路中的功率开关工作在频率较高的开关状态,其高频电压和电流就会产生较强的尖峰干扰和谐振噪声。随着开关电源的发展,虽然这些缺点得以改进,但是在一些对输出稳定度和输出纹波要求较高的精密电子测量仪器和仪表中,却不能得到使用。所以,克服开关电源的这一缺点,进一步提高它的输出稳定度和降低它的输出纹波电压,扩大它的适用范围,就成了第三个困难。 (4)寻求新的驱动方式和新的功率开关去解决驱动导通的上升时间内损耗、驱动关断的下降时间内的损耗、导通后由于管压降不能为零而产生的损耗和关断后由于漏电流不能为零而引起的损耗这将成为第四个困难。 随着科技人员不断努力探索,终于研制出了具有零流关断和零压开通的复合功率开关IGBT(芯片:IXDN404、SIE20031),综合性能优势在门极驱动与保护。这种复合功率开关IGBT把晶体管和MOSFET管的优点集于一体,既具有MOSFET管的输入驱动所需功率非常小的输入特性,又具有晶体管的导通后管压降非常小的输出特性。解决如上不少的难题,实现了突破性的进展。 1.1.2 国内发展情况 我国的开关电源设计、研制和生产开始于20世纪60年代初期,到60年代中期进入了实用阶段。70年代初期开始设计、研制和生产无工频降压变压器的开关电源。1974年研制成功了我国第一台工作频率为10kHZ、输出直流电压为5V的无工频降压变压器的开关电源。虽然这些年取得了进步但和发达国家相比我们的技术还很落后。由于我国的半导体技术与工艺跟不上时代发展,导致我们自己研制和生产的无工频降压变压器的开关电源关键器件,如开关晶体管,高频开关变压器磁性材料都是国外的。因此,我们最根本的问题是要提高我国的半导体技术和工艺。 1.1.3 开关电源优点 (1) 内部功率损耗小,转换效率高。 (2) 体积小,重量轻。 (3) 稳压范围宽,线性调整率高。 (4) 滤波效率大为提高,滤波电容的容量和体积大为减小。 (5) 电路形式灵活多样。 与线性稳压电源相比,其工作频率比线性电源工频高了几个数量级, 开关电源比普通的线性电源效率高。由于线性电源功率管工作在线性区,由P=UI 得,随着I越来越大功率就越大。而开关电源工作在开、关两种状态,当电阻很小时为开,当电阻很大时为关。当开关断开时,电流很小;当开关闭合时,电压很小,所以发热功率U×I就会很小。这就是开关电源效率高的原因。 第二章 开关电源种类 2.1 按激励方式划分 (1) 它激式开关电源电路。这种形式电路具有工作稳定、可靠和便于控制的优点。一般应用于大功率和超大功率输出场合。
图2-1 (2) 自激式开关电源电路。该电路中的功率开关管既作功率开关,又作PWM驱动信号产生的振荡管。具有内部损耗小,转换效率高,成本低等优点。应用于小功率和中功率输出场合。
图2-2 2.2 按调制方式划分 (1) 脉宽调制型开关电源 (2) 频率调制型开关电源 (3) 混合型开关电源 2.3 按功率开关的类型划分 (1) 晶体管型开关电源。优点是功率开关饱和导通后,管子开关损耗较小。缺点是驱动功率与输出功率成正比,不宜用在大功率场合。
图2-3 (2) 可控硅型开关电源。优点是可直接输入工频电网电压,成本低;缺点:电磁辐射污染较大。 (3) MOSFET型开关电源。该电路用MOSFET作为功率开关,其特点是驱动功率小,可以输出大功率和超大功率。
图2-4 (4) IGBT型开关电源。该电路采用IGBT复合功率模块作为功率开关,把晶体管型和MOSFET型开关电源优点集于一身。 2.4 按功率开关的连接方式划分 (1) 单端正激式开关电源。