基于UC3524的开关电源设计_毕业设计论文

洛阳理工学院毕业设计（论文）

题目：基于UC3524的开关电源设计

基于UC3524的开关电源设计

摘要

随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。

电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。

开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。本论文是基于芯片UC3524的开关电源系统设计。

关键词：开关电源，半桥，全桥，推挽,UC3524

Switching Power Based on UC3524 Chip

ABSTRACT

With the switch power source extensive use in the field of computer, communicate by letter, aeronautics and astronautics, instrument appearance and domestic appliances etc., people increases by gradually to whose need amounts, have brought forward higher request to aspect such as power source efficiency, bulk factor and reliability.

The electric power electronic technology development, specially high efficiency component IGBT and the MOSFET rapid development, enhances the switching power supply operating frequency to the quite high level, enable it to have the high stability and high performance-price ratio and so on the characteristic. One of switching power supply technology main uses is serves for the information industries. The information technology development also set a higher request to the power source technology, thus promoted the switching power supply technology development.

Switching power supply in the power adjustment control work in the off state, with low power consumption, high efficiency, wide voltage range, low temperature rise, and other outstanding advantages of small size, the communication equipment, CNC equipment, Instrumentation, video audio, home appliances so widely used in electronic circuits. High frequency converter switching power supply so many forms of commonly used with push-pull converter, full bridge, half bridge, single-ended forward and the form of single-ended flyback.This paper is based on UC3524 chip switching power supply system design.

KEY WORDS: Switching power supply，Half bridg e，The bridge，The push-pull，UC3524

目录

前言 (1)

第1章开关电源的基础知识 (2)

1.1 开关电源的概述 (2)

1.1.1 开关电源的组成 (2)

1.1.2 开关电源的工作原理 (3)

1.1.3 开关电源的特点 (4)

1.2 开关电源主要结构 (4)

1.2.1 串联式结构 (4)

1.2.2 并联式结构 (5)

1.3开关电源的电路 (6)

1.3.1开关电源电路 (6)

1.3.2 多电源电路的特点 (7)

1.4开关器件的选择与驱动 (7)

1.4.1电力二极管 (7)

1.4.2 电力场效应管 (9)

1.4.3绝缘栅双极晶体管 (10)

1.4.4 缓冲电路 (11)

第2章开关电源的变换电路 (13)

2.1 基本变换电路 (13)

2.1.1 自激型推挽电路 (13)

2.1.2 桥式变换电路 (17)

2.1.3 半桥变换电路 (18)

2.1.4 正激变换电路 (19)

2.1.5 反激变换电路 (20)

2.2 不同电路的特点 (21)

第3章双端输出驱动器UC3524 (23)

3.1 UC3524的简介 (23)

3.1.1 UC3524的概述 (23)

3.1.2 UC3524结构介绍 (23)

3.2 UC3524的工作原理 (26)

第4章基于UC3524的电源设计 (28)

4.1 基于UC3524的高压电源结构 (28)

4.2 各电源结构的分析 (29)

第5章开关电源技术的发展 (34)

5.1直流稳压电源市场概况 (34)

5.2开关电源的应用前景 (35)

5.2.1开关电源的发展动向 (35)

5.2.2 我国的开关电源市场 (36)

结论 (38)

谢辞 (39)

参考文献 (1)

附录 (1)

外文资料翻译 ................................................... 错误！未定义书签。

前言

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、交通运输、国防教育、能源开发、通信等领域的迅猛发展，对电源产业提出了更高、更多的要求，如：节电、节能、节材、减重、缩体、安全、可靠、环保等。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。

伴随着电力电子技术的快速发展，电力电子系统的应用领域也越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，而且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。

开关电源是一种利用现代电力电子技术，通过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。它以高效率、轻量、小型、安全可靠等特点被广泛应用于以电子控制系统为主导的各种通信设备、终端设备等几乎所有的电子设备，是当今时代电子信息产业快速发展不可或缺的一种电源形式。

主要作为高功率脉冲电源的大型军用设备和初级电源的电源系统,也能应用于大电流快速充放电系统和通信、医疗航天、电子等众多领域,其中,几十~几百千瓦的大、高功率开关电源主要应用于国防事业、大型科研项目和现代化工业中,因此开关电源具有非常广阔的应用前景。

近年来，在高压大功率的应用场合，开关电源作为一种高效好型、高性能的电源己广泛用于家用电器、电子计算机、变频器等电子设备中。采用开关电源后，可以使相关装置体积小、重量轻、功耗低、稳压范围宽，大大地改善了装置的控制可靠性及保护性能。

第1章开关电源的基础知识

1.1 开关电源的概述

1.1.1 开关电源的组成

开关电源由以下四个基本环节组成，见图1-1所示。

图1-1电源基本组成框图

（1）DC/DC变换器：用以进行功率变换，是开关电源的核心部分。DC/DC变换器有多种电路形式，其中控制波形为方波的PWM变换器以及工作波形为准正弦波的谐振变换器应用较为普遍。

（2）驱动器：开关信号的放大部分，对来自信号源的开关信号放大，整形，以适应开关管的驱动要求。

（3）信号源：产生控制信号，由它激或自激电路产生，可以是PWM 信号，也可以是PFM信号或其它信号。

（4）比较放大器：比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值，频率，波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，达到稳定输出电压值的目的。

除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动电路、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等。

线性电源相比，开关电源输入的瞬态变换表现在输出端。由于反馈放大器的频率特性得到改善，即便提高开关频率，开关电源的瞬态响应指标也能得到改善。输出端LC滤波器的特性决定着负载变换瞬态响应。所以瞬态响应特的改善方法可以通过降低输出滤波器LC、提高开关频率等方

法。

1.1.2 开关电源的工作原理

开关电源的工作原理图如图1-2所示；图中输入的直流不稳定电压U i 经开关S 加至输出端，S 为受控开关，是一个受开关脉冲控制的开关调整管。使开关S 按要求改变导通或断开时间，就能把输入的直流电压U i 变成矩形脉冲电压。这个脉冲电压经滤波电路进行平滑滤波就可得到稳定的直流输出电压U 0。

(a)原理电路图 (b)波形图

图1-2 开关电源的工作原理 为方便分析开关电路，定义脉冲占空比如下：

T

T D ON = (1-1) 式中T 表示开关S 的开关重复周期；T ON 表示开关S 在一个开关周期中的导通时间。

开关电源直流输出电压U 0与输入电压U i 之间有如下关系：

D U U i O = (1-2) 由(1-2)式可以看出，若开关周期T 一定，改变开关S 的导通时间T ON ，即可改变脉冲占空比D ，达到调节输出电压的目的。T 不变，只改变T ON 来实现占空比调节的方式叫做脉冲宽度调制(PWM)。由于PWM 式的开关频率固定，输出滤波电路比较容易设计，易实现最优化，所以PWM 式开关电源用得较多。若保持T ON 不变，利用改变开关频率f=1/T 实现脉冲占空比调节，从而实现输出直流电压U 0稳压的方法，称做脉冲频率调制(PFM)方式开关电源。由于开关频率不固定，所以输出滤波电路的设计不易实现最优化。既改变T ON ，又改变T ，实现脉冲占空比的调节的稳压方式称做脉冲调频调宽方式。在各种开关电源中，以上三种脉冲占空比调节方式均

有应用。

1.1.3 开关电源的特点

(1)效率高：开关电源的功率开关调整管工作在开关状态，所以调整管的功耗小，效率高，一般在80%~90%，高的可达90%以上。

(2)重量轻：由于开关电源省掉了笨重的电源变压器，节省了大量的漆包线和硅钢片，电源的重量只有同容量线性电源的1/5，体积也大大缩小。

(3)可靠安全：在开关电源中，由于可以方便的设置各种形式的保护电路，所以当电源负载出现故障时，能自动切断电源，保护功能可靠。稳压范围宽：开关电源的交流输入电压在90~270V范围变化时，输出电压的变化在±2%以下。合理设计电路，还可使稳压范围更宽，并保证开关电源的高效率。

(4)稳压范围宽：开关电源的交流输入电压在90~270V范围变化时，输出电压的变化在±2%以下。合理设计电路，还可使稳压范围更宽，并保证开关电源的高效率。

(5)功耗小：由于功率开关管工作在开关状态，损耗小，不需要采用大面积散热器，电源温升低，周围元件不致因长期工作在高温环境而损坏，所以采用开关电源可以提高整机的可靠性和稳定性。

(6)元件数值小：由于开关电源的工作频率高，一般在20kHz以上，所以滤波元件的数值可以大大减小。[1]

1.2 开关电源主要结构

1.2.1 串联式结构

串联开关电源工作原理的方框图如图1-3所示；功率开关晶体管VT 串联在输入与输出之间。正常工作时，功率开关晶体管VT在开关驱动控制脉冲的作用下周期性地在导通、截止之间交替转换，使输入与输出之间周期性的闭合与断开。输入不稳定的直流电压通过功率开关晶体管VT后输出为周期性脉冲电压，再经滤波后，就可得到平滑直流输出电压U0。U0和功率开关晶体管VT的脉冲占空比D有关，见式(1－2)。

图1-3 串联开关电源原理图

输入交流电压或负载电流的变化，会引起输出直流电压的变化，通过输出取样电路将取样电压与基准电压相比较，误差电压通过误差放大器放大，控制脉冲调宽电路的脉冲占空比D ，达到稳定直流输出电压U 0的目的。

1.2.2 并联式结构

并联开关电源工作原理方框图如图1-4所示。

图1-4 并联开关电源原理图

功率开关晶体管VT 与输入电压、输出负载并联，输出电压为：

D

U U i -=110 (1-3) 图1-4为一种输出升压型开关电源，电路中有一个储能电感，适当利用这个储能电感，可将并联开关电源转变为广泛使用的变压器耦合并联开关电源。

变压器耦合并联开关电源工作框图如图1-5所示。

图1-5 变压器耦合并联开关电源原理图

功率开关晶体管VT与开关变压器初级线圈相串联接在电源供电输入端，功率开关晶体管VT在开关脉冲信号的控制下，周期性地导通与截止，集电极输出的脉冲电压通过变压器耦合在次级得到脉冲电压，这个脉冲电压经整流滤波后得到直流输出电压U0。同样经过取样电路将取样电压与基准电压U E进行比较被误差放大器放大，由误差放大器输出至功率开关晶体管VT，通过控制功率开关晶体管VT的导通、截止达到控制脉冲占空比的目的，从而稳定直流输出电压。由于采用变压器耦合，所以变压器的初、次级侧可以相互隔离，从而使初级侧电路地与次级侧电路地分开，做到次级侧电路地不带电，使用安全。同时由于变压器耦合，可以使用多组次级线圈，在次级得到多组直流输出电压。[1]

1.3开关电源的电路

1.3.1开关电源电路

1.主开关电源

主开关电源的输出功率较副电源、行输出级二次电源的输出功率要大。它将输入220V交流输入直接整流、滤波为300V左右的直流电压，再经过开关稳压调整环节中的开关调整管、开关变压器、稳压控制电路、激励脉冲产生电路对300V左右的直流电压进行DC-DC开关变换，产生各种所需的稳定直流电压输出。主开关电源主要为主负载电路提供110～145V的直流电压。遥控待机功能是通过对主开关电源的控制实现的，主开关电源一旦停止工作，则相应的功率放大级也将停止工作，于是主负载失去了直流

供电。

2. 副电源

副电源的主要作用是为微处理器控制电路提供＋5V的供电电压，副电源电路一般较简单，既可采用简易开关电源也可以采用传统的线性稳压电路，无论负载处于正常工作状态还是待机状态，副电源都必须正常工作。

3.辅助电路

将行输出变压器中产生的行扫描脉冲进行整流与滤波，就可以得到各种所需的直流电压。由于它是由行输出级经直流-交流-直流的两次变换，所以又称为二次电源。行输出级产生的各种直流电压主要给显像管各电极供电，同时也可以为视频输出板尾板、场扫描，图像和伴音通道供电。

1.3.2 多电源电路的特点

（1）负载均要求具有高可靠性，对电源的要求除了提供较大功率，还要求有较高的效率。

（2）电源输入能适应110V或220V交流供电的需求。一般要求电源对交流输入电压的适应范围为90-245V，并对50Hz及60Hz输入频率均能适应。

（3）输出端与输入端隔离。输出取样反馈贿赂必须采用隔离元件进行电源初、次级的隔离，以提高设备的抗干扰性和安全性。

（4）电源电路有良好的的过压、过流、输出短路及复位功能

（5）可实现遥控待机功能，设计有负电源电路（待机电源）。

1.4开关器件的选择与驱动

1.4.1电力二极管

电力二极管的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管一样，是以PN结为基础，由PN结和两端引线以及封装组成。主要有以下三种特性：

（1）静态特性：电力二极管的静态特性指其伏安特性，当电力二极管承受的正向电压达到一定值，即门槛电压U TO时，正向电流才开始明显增

加，处于稳定导通状态。与正向电流I F对应的二极管两端的电压U F即为其正向电压降。当电力二极管承受反向电压时，只有微小而数值恒定的反向漏电流。

（2）开通过程：电力二极管的正向压降先出现一个过冲U FP，经一段时间才接近稳态压降，如图1-6所示。其中，u F表示二极管压降，i F表示二极管正向电流，t fr为正向恢复时间。电流上升率越大，U FP越高。

图1-6 开通过程

（3）关断过程：电力二极管经过一段短暂的时间才能重新获得反向阻断能力，进入截止状态。在关断之前有较大的反向电流出现，并伴随有明显的反向电压过冲。如图1-7所示，U RP为最大反向电压，I RP为最大反向电流，t rr为反向恢复时间(t rr越小越好)。

图1-7 反向恢复过程中电流和电压波形

电力二极管有三种主要类型，分别是整流二极管、快速恢复二极管和肖特基二极管。其中整流二极管一般用于开关频率不高(1kHz以下)的整流电路，其反向恢复时间较长，一般在5s以上，正向电流额定值和反向电压额定值很高，分别可达数千安和数千伏以上。快速恢复二极管是指指恢

复过程很短，特别是反向恢复过程很短的二极管，也称快速二极管。该类二极管的反向恢复时间短(可低于50ns)，正向压降也很低(0.9V左右)，但其反向耐压多在400V以下。超快恢复二极管的快速恢复时间甚至仅为20～30ns。肖特基二极管的反向恢复时间很短(10～40ns)，正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲。在反向耐压较低的情况下，肖特基二极管的正向压降也很小，明显低于快恢复二极管。其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，故效率较高。肖特基二极管当反向耐压提高时其正向压降也会高，因此多用于低压条件下。

1.4.2 电力场效应管

电力场效应晶体管简称电力MOSFET，其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性好。但由于该管的电流容量小，耐压低，因此它一般用于功率不超过10kW的电源电子装置。

电力MOSFET的种类按导电沟道可分为P沟道和N沟道，图1-8(a)所示为N沟道电力MOSFET的结构，图(b)为电力MOSFET的电气图形符号。

电力MOSFET的工作原理是：在截止状态，漏、源极间加正电源，栅、源极间电压为零，P基区与N漂移区之间形成的PN结反偏，漏、源极之间无电流流过；在导通状态，即当UGS大于开启电压或阈值电压UT时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，使P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结消失，漏极和源极

导电。

MOSFET开关时间在10～100ns之间，工作频率可达100kHz以上，是电力电子器件中最高的。由于是场控器件，静态时几乎不需输入电流。但在开关过程中需对输入电容充放电，仍需一定的驱动功率。开关频率越高，所需要的驱动功率越大。

（a）内部结构断面示意图(b)电气图形符号图

图1-8 电力MOSFET的结构和电气图形符号

因为电力MOSFET开关频率可达到100kHz，采用专用驱动芯片最为理想。IR2011、IR221×系列均可工作在100kHz以上。同类型的高压板桥驱动IC有很完善的保护机制，可以很好地应用于半桥、全桥、三相全桥等拓扑结构。

1.4.3绝缘栅双极晶体管

IGBT为三端器件，分别为栅极G、集电极C和发射极E，如图1-9所示。IGBT的驱动原理与电力MOSFET基本相同，是场控器件，通断由栅、射极电压UGE决定。导通状态：UGE大于开启电压，MOSFET内形成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通；关断状态：栅、射极间施加反压或不加信号，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT 关断。

(a)内部结构断面示意图 (b)电气图形符号

图1-9 IGBT的结构和电气图形符号

IGBT有如下特性

(1) 开关速度高，开关损耗小。

(2) 相同电压和电流时，安全工作区大，且具有耐脉冲电流冲击的能力。

(3) 通态压降比MOSFET低，特别是在电流较大的区域。

(4) 输入阻抗高，输入特性与MOSFET类似。

(5) 与MOSFET和GTR相比，耐压和通流能力进一步提高，同时保持开关频率高的特点。[5]

1.4.4 缓冲电路

1.缓冲电路的作用

缓冲电路也叫吸收电路，其作用就是抑制电子元器件的内部过电流和di /dt、过电压和du /dt，减小器件的开关损耗。

（1）开通缓冲电路，也称di /dt抑制电路，其作用是抑制di /dt、抑制器件开通时的电流过冲，减小器件的开通损耗。

（2）关断缓冲电路，也称du/dt抑制电路，其作用是抑制du/dt、吸收电子元器件的换相过电压和关断过电压、减小器件的关断损耗。

将开通缓冲电路和关断缓冲电路结合在一起就可形成复合缓冲电路，如图1-10所示。

图1-10 缓冲电路

2.缓冲电路中的元件设计

电容C2和电阻R2的取值可参考工程手册或通过实验确定，VD2必须选用快恢复二极管，二极管的额定电流必须于主电路元器件的1/10，选用内部电感小的吸收电容，尽量减小线路电感，在一些中小容量场合可只在

直流侧设一个du/dt抑制电路，对IGBT甚至可以仅并联一个吸收电容。在实用中晶闸管一般没有关断过电压只承受换相过电压，关断时也没有较大的du/dt，一般采用RC吸收电路即可解决。

第2章开关电源的变换电路

由开关电源结构可知，开关稳压器无论何种形式(自激或它激),实际上都是由开关电路和稳压控制电路两大系统组成。常见的电源变换电路可以分为单端和双端电路两大类。单端电路包括正激和反激两类；双端电路包括全桥、半桥和推挽三类。每一类电路都可能有多种不同的拓扑形式或控制方法。单端开关电路受开关器件做大动作电流的限制以及变换电路的影响，其输出功率一般在200W左右。若需要大功率电源，必须采用新的电路结构。推挽式、半桥式、桥式开关电路可以输出大功率，成为开关电源的主要电路形式。

2.1 基本变换电路

推挽式、半桥式、桥式等变换电路由于其特殊结构，可以输出大功率，是目前开关电源的基础电路形式。本节对基础变换原理及结构分析，介绍其电路主要参数的计算方法。

2.1.1 自激型推挽电路

如图2-1所示为推挽式开关电路的示意图。

图2-1 推挽式开关电路

脉冲变压器TC初、次级都有两组对称的绕组，其相位关系如图所示，开关管用开关S代替。如果使S1、S2交替导通，通过变压器将能量传到次级电路，使V1、V2轮流导通，向负载提供能量。由于S1、S2导通时脉冲变压器TC电流方向不同，形成的磁通方向相反，因此推挽电路提高了磁芯的利用率。在四个象限内，磁芯的磁化曲线都被利用，在输出功率一定时，磁芯的有效截面积可以小于同功率的单端开关电路。此外当驱动脉冲

频率恒定时，纹波率也相对较小。

推挽式开关电路中，能量转换由两管交替控制，当输出相同功率时，电流仅是单端开关电源管的一半，因此开关损耗随之减小，效率提高。如果用同规格的开关管组成单端变换电路，输出最大功率为150W 。若使用2只同规格开关管组成推挽电路，输出功率可以达到400～500W 。所以输出功率200W 以上的开关电源均宜采用推挽电路。

当滤波电感L 电流连续时，输出电压表达式为： T

t N N U U on i 2120 （2-1） 式中：N 1、N 2分别为变压器N 1绕组和N 2绕组的匝数；t on 为导通时间；T 为VT 的关断时间。

图2-1所示的对称推挽电路也有其不足之处：

1、开关管承受反压较高。当开关管截止时，电源电压和脉冲变压器初级二分之一的感应电压相串联，加到开关管集电极和发射极，因而要求开关管V ECO ＞2V CC 。

2、推挽电路相当于单端开关电路的对称组合，只有当开关管特性、脉冲变压器初、次级绕组均完全对称，脉冲变压器磁心的磁化曲线在直角坐标第Ⅰ、Ⅱ象限内所包括的面积，才和第Ⅲ、Ⅳ象限曲线内面积相等，正负磁通相抵消。否则磁感应强度+B 和-B 的差值形成剩余磁通量，使一个开关管磁化电流增大，同时次级V 1、V 2加到负载上的输出电压也不相等，从而增大纹波，推挽电路的优势尽失。

因此，这种推挽电路目前仅用于自激或它激式低压输入的稳压变换器中。因为低压供电，N 1、N 2匝数少，且两绕组间电压差也小，一般采用双线并绕的方式来保证其对称性

图2-2为饱和型推挽式自激变换器的基本电路。所谓饱和式，是指脉冲变压器工作在磁化曲线的饱和状态。电路通电以后，电流经电阻R 1到正反馈绕组N 3～N 4的中点，同时向VT 1、VT 2基极提供启动偏置。由于VT 2的基极电路附加了R 2，因此I B2、I C2小于I C1、I B1。启动状态，I C1>I C2的结果，使脉冲变压器中形成的磁通φN1>φN2，合成总磁通量为φN1-φN2，使VT 1的导通电流起主导作用。因此，φN1在各绕组中产生感应电势，正反

馈绕组N3的感应电势形成对VT1的正反馈，使VT1集电极电流迅速增大。

I C1的增大使N1激磁电流增大，磁场强度(H)的增加，使磁感应强度(B)磁化曲线增大，当到达磁心饱和点时，即使磁化电流再增大，也无法再使磁感应强度增大，即磁通量的变化为零。磁通量饱和的结果，使其无变量，各绕组感应电压为零，VT1的正反馈消失，集电极电流I C1＞I B1*β，并迅速减小。此过程中，正反馈绕组感应电压反向，使VT2导通，且I C2迅速增大，VT1截止。此过程中，由于磁心的饱和周而复始地进行，VT1、VT2轮流导通，初始电流方向随之不断改变，因而在次级感应出双向矩形脉冲。因此推挽变换器次级可以通过全波或桥式整流向负载供电。

图2-2饱和式推挽变换器基本电路

饱和型推挽变换器中，开关管VT1、VT2必须选择较大的I CM。因为当磁通量开始饱和时，脉冲变压器等效电感也开始减小，磁通量完全饱和时等效电感为零，开关管集电极电流剧增。在I c剧增至I c>I B*β时，I c才开始减小。一般饱和型变换器只用在低压变换器中，即使如此也必须严格设计脉冲变压器饱和点的激磁电流，不能大于开关管最大允许电流。这种变换器的优点是频率比较稳定，其翻转过程只取决于脉冲变压器和负载电流。

自激推挽式变换器也有不足。首先是自激推挽式开关电路的驱动脉冲是双向的。在图5-2中，当VT1导通期间，N3的感应脉冲是以正脉冲形式加到VT1的基极，此时VT2处于截止状态，N4的感应脉冲以负脉冲形式加到VT2基极。当开关管或脉冲变压器进入饱和状态时，首先是正反馈脉冲减小，随βI B < I C而使正反馈脉冲反相。由于双极型开关管有少数载流子的存储效应，IB的减小，甚至IB = 0时，其I C不会立即截止，而正反馈脉冲的反相却可以使另一只开关管立即导通，因此，在VT1、VT2交替

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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 工业微波磁控管开关电源系统设计(1) 研究了磁控管驱动电源的设计方法。主电路采用谐振拓扑结构，易于实现软开关，利用升压高频变压器的漏感作为谐振电路的一部分，简化了主电路设计。采用磁控管阳极高压和灯丝供电电压分开方案，实现灯丝电流随功率变化，来提高磁控管的使用寿命。使用PWM 芯片设计了主控制电路，通过外部给定信号实现电源功率调节。设计的电源具有灯丝电流过小、高压过压、过功率、高压短路和过温等多重保护。在1500W 的样机上进行了实验，对设计方法的有效性进行了验证。 磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上它是一个置于恒定 磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从电场中获得能量转变成微波能量。微波加热具有加热均匀、速度快、热效率高、容易实现自动控制等优点。与传统的加热技术相比，微波加热无疑具有极大的吸引力和广阔的工业应用前景，并将逐步取代传统的加热技术。因此设计一种性能稳定、高效节能的磁控管驱动电源具有极高的科研价值和商业价值。 传统的磁控管驱动电源采用工频变压器升压、二极管、电容组成的倍压 电路产生阳极高压，输出的阳极电压是周期为20ms，占空比近似50%的类方波信号。该结构体积大、笨重、损耗大，对电网谐波污染严重，功率因数低。同时目前市场上的微波电源不管磁控管是否工作，灯丝长期处于较大的电流下，寿命会受到影响。本文设计的电源适合不同磁控管的驱动要求，采用磁控管阳极高压和灯丝供电电压分开方案。电源的灯丝电流随微波输出功率变化，可以提高磁控管的使用寿命。为了合理地利用高压变压器的漏感和分布电容，确定

基于单片机开关电源及PCB设计毕业论文

基于单片机开关电源及PCB设计毕业论文 目录 摘要................................................................................................I Abstract.............................................................................................II 第 1 章绪论 (1) 1．1 概述 (1) 1．2 开关电源的发展简况 (1) 1．3 开关电源的发展趋势 (2) 第2章方案论证 (3) 2．1 概述 (3) 2．2 系统总体框图 (3) 2．3 工作原理 (3) 2．3．1 TOPSwitch-II的结构及工作原理……………………………………… 3 2．3．2 单片开关电源电路基本原理 (5) 第3章单片开关电源的设计 (7) 3．1 概述 (7) 3．2 单片开关电源参数的设计 (7) 3．3 单片开关电源中电子元器件的选择 (15) 3．3．1 选择钳位二极管和阻塞二极管 (15) 3．3．2 输出整流管的选取 (18)

3．3．3 输出滤波电容的选取 (19) 3．3．4 反馈电路中整流管的选取 (20) 3．3．5 反馈滤波电容的选取 (20) 3．3．6 控制端电容及串联电阻的选择 (20) 3．3．7 TL431型可调式精密并联稳压器的选择 (20) 3．3．8 光耦合器的选择 (21) 3．3．9 自恢复保险丝的选择 (23) 3．4 单片开关电源保护电路的设计 (24) 3．4．1 输出过电压保护电路的设计 (24) 3．4．2 输入欠电压保护电路的设计 (25) 3．4．3 软启动电路的设计 (26) 3．4．4 电压及电流控制环电路的设计 (26) 3．4．5 无损缓冲电路 (28) 3．4．6 采用继电器保护的限流保护电路 (28) 3．4．7 IGBT驱动电路 (29) 3．5 电磁干扰滤波器的设计 (29) 3．5．1 开关电源电磁干扰产生的机理 (30) 3．5．2 开关电源EMI的特点 (30) 3．5．3 EMI测试技术 (30) 3．5．4 抑制干扰的措施 (31) 3．5．5 电磁干扰滤波器的构造原理 (33) 3．5．6 电磁干扰滤波器的基本电路及典型应用 (33) 3．5．7 EMI滤波器在开关电源中的应用 (34) 第4章 PCB电磁兼容性设计 (36) 4．1 概述 (36)

开关电源设计论文

开关电源设计论文.txt鲜花往往不属于赏花的人，而属于牛粪。。。道德常常能弥补智慧的缺陷，然而智慧却永远填补不了道德空白人生有三样东西无法掩盖：咳嗽贫穷和爱，越隐瞒，就越欲盖弥彰。本文由图个鸟贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 开关电源的基本原理及发展趋势 常州信息职业技术学院 学生毕业设计（论文）报告 系专班 别：业：号： 机电工程学院机电一体化 学生姓名：学生学号： * * * 设（文题：开关电源的基本原理及发展趋势计论）目指导教师：设计地点：起迄日期： * * * 常州信息职业技术学院 10.7.2～ 10.8.20 1 开关电源的基本原理及发展趋势 毕业设计（论文）任务书 专业 一、课题名称： 班级 姓名 开关电源的基本原理及发展趋势 二、课题应达到的要求： (1) 通过本次的毕业设计，阐述开关电源的一些基本知识以及它们在日常生活中的应用 (2) 开关电源的基本原理和它的发展趋势，以及它们在日常生活中的应用 (3) 高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化三、主要工作内容 (1) 阐述开关电源的一些基本知识以及它们在日常生活中的应用 (2) 以具体的实例和图表等来阐述开关电源的原理、高频化以及怎样解决在日常生活中出现的问题 四、主要参考文献： [1] [2 ] [3 ] [4] [5] [6] 叶慧贞，开关稳压电源.[M]北京：国防工业出版社，1993 杨志民，杜文广,董银虎.开关电源的尖峰干扰及其抑制.电源技术应用[M]，20008 钱照明，开关电源的 EMC 设计[J].电源世界，2002 (3):46~50 张占松，蔡宣三编著.开关电源的原理与设计[M].北京:电子工业出版社，1998 王淑兰，开关电源的噪声抑制[J].电子技术，1991 朱文立，开关电源的电磁骚扰抑制技术[J].电子质量，2002 学 生（签名） * * * 年年年年 月月月月 日日日日 指导教师（签名） * * * 教研室主任（签名）系主任（签名） 2 开关电源的基本原理及发展趋势 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

开关电源电路图及原理设计

开关电源电路图及原理设计-论文 开关电源电路图及原理设计 目录 集成开关稳压电源系统设计(摘要) (3) 第一章集成开关稳压电源的发展概况及主要特点 (4) 第二章集成开关稳压电源的设计要点 (9) 第三章集成开关稳压电源外围器件的选择 (18) 第四章 TOPSwitch-GX系列的典型应用 (27) 结束语 (34) 参考文献 (35) 集成开关稳压电源的系统设计 【摘要】开关电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS)被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。目前，开关电源正进入一个蓬勃发展的新时期，各种新技术不断涌现，新工艺被普遍采用，新产品层出不穷。突出表现在以下几个方面：开关电源正朝着短、小、轻、薄、单片集成化、智能化、高效节能、绿色环保的方向发展，开关电源的保护电路日趋完善，其电磁兼容性设计也取得了突破性进展，专用计算机软件的问世为开关电源的优化设计提供了便利条件，而开关电源的计算机仿真技术也取得了进展。所有这些，都为新型开关电源的推广与普及创造了有利条件。 【关键字】EMI滤波电路软启动电路连续模式CUM(Continuous Mode) 不连续模式DUM(Discontinuous Mode) 保护电路反馈电路输出电路 第一章集成开关稳压电源的发展概况及主要特点 一集成开关电源的发展概况 近20多年来，集成开关电源沿着下述两个方向不断发展。第一个发展方向是对开关电源的核心单元——控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成功PWM（脉冲宽度调制）控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General公司、Unitrode公司等相继推出一批PWM芯片，其典型产品有 MC3520、SG3524、UC3842。在此基础上，国外又研制出开关频率达1MHz的高速PWM、 PFM芯片，典型产品如UC1825。

基于UC3842的恒压源的设计_毕业设计

基于UC3842的恒压源的设计 毕业设计(论文)的主要内容及要求： 1、学习并了解开关电源的相关概念和原理； 2、熟悉UC3842芯片的使用； 3、构建基于UC3842的恒压源； 4、收集在完成课题过程中遇到的问题和对问题的解决方法以及新的心得体会；要求参考资料不少于10篇；要求英译汉一篇相关的文章（3~5千字）。 指导教师签字：

摘要 开关电源常被誉为高效节能电源，它是利用现代电力电子技术，通过控制开关通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源，具有体积小、重量轻、效率高、功率小、纹波小、噪音低、易扩容、智能化程度高等优良特性。反激式开关电源作为开关电源的一种，具有结构简单，成本较低等优点，其拓扑结构在输出功率为5W至150W的电源中应用非常广泛。 本文阐述了一种基于UC3842PWM控制器的多路输出开关电源电路设计，首先分析确定了单端反激结构来作为多路输出开关电源的主功率拓扑，然后通过整流过的交流输入电压以及占空比控制信号，实现在次级的输出稳定，该设计详细给出了变压器、漏感消除电路、启动电路以及电压电流反馈电路的设计过程。关键词：电流型PWM；UC3842；开关电源

Abstract Switching power supply is often called the high efficiency and energy saving power. It can keep the output voltage stable by controlling the switch-off time ratio and has many excellent features, such as small volume, light weight, low power, small ripple, low noise, easy expansion, high degree of intelligence. As one kind of switching power supply, the flyback switching power supply has the advantages of simple structure and low cost. The topology of flyback is widely used in the output power between 5W and 150W. The design of a new multi -output switching power supply based on UC3842 is proposed in this paper. First of all , choosing switching structure as power topology of the new multiple output switch power supply after analysis. Then with stable bus DC input voltage and fixed high duty control signal , each output can be stabilized just using the advantage of the topology.The design oftransformer, leakage inductance elimination circuit, start circuit and voltage and current feedback circuit is introduced in detail. Key words: current PWM; UC3842; switch power

基于UC3524的开关电源设计_毕业设计论文

洛阳理工学院毕业设计（论文） 题目：基于UC3524的开关电源设计

基于UC3524的开关电源设计 摘要 随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。 电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。 开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。本论文是基于芯片UC3524的开关电源系统设计。 关键词：开关电源，半桥，全桥，推挽,UC3524

Switching Power Based on UC3524 Chip ABSTRACT With the switch power source extensive use in the field of computer, communicate by letter, aeronautics and astronautics, instrument appearance and domestic appliances etc., people increases by gradually to whose need amounts, have brought forward higher request to aspect such as power source efficiency, bulk factor and reliability. The electric power electronic technology development, specially high efficiency component IGBT and the MOSFET rapid development, enhances the switching power supply operating frequency to the quite high level, enable it to have the high stability and high performance-price ratio and so on the characteristic. One of switching power supply technology main uses is serves for the information industries. The information technology development also set a higher request to the power source technology, thus promoted the switching power supply technology development. Switching power supply in the power adjustment control work in the off state, with low power consumption, high efficiency, wide voltage range, low temperature rise, and other outstanding advantages of small size, the communication equipment, CNC equipment, Instrumentation, video audio, home appliances so widely used in electronic circuits. High frequency converter switching power supply so many forms of commonly used with push-pull converter, full bridge, half bridge, single-ended forward and the form of single-ended flyback.This paper is based on UC3524 chip switching power supply system design. KEY WORDS: Switching power supply，Half bridg e，The bridge，The push-pull，UC3524

开关电源设计论文

1 绪论 1 绪论 1.1 前言 电力电子学是综合应用电工理论、电子技术及控制理论等，利用电力电子(功率半导体)器件控制或变换电能，以达到合理而高效率地使用能源。它是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。 电力电子技术是近年来最活跃的研究领域之一。作为联系弱电与强电的纽带，电力电子技术提供了控制电功率流动与改变电能形态的有力手段，在小至数瓦，大至数千千瓦乃至数十兆瓦的范围内都得到了广泛应用。随着功率半导体制造技术、微电子技术、计算机技术，以及控制理论的不断进步，电力电子技术向着大功率、高频化及智能化方向发展，应用的领域将更加广阔。 1.2国内外电源技术发展概况 电力电子技术与装置的市场需求与日俱增，其中电源是电力电子技术的主要应用领域之一。随着微电子制造技术的进步，计算机、通信设备、家用电器得到飞速发展，这些设备内部往往需要采用直流稳压电源供电。很多关键的设备还需要不间断电源，以确保市电停电时设备仍能工作。 近年来，随着电力电子技术的迅猛发展，新的电子元器件、新电磁材料、新变换技术、新控制理论及新的软件不断的出现并应用到开关电源，使开关电源达到了频率高、效率高、功率密度高、功率因数高、可靠性高。因此，许多领域，例如邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等都越来越多的应用开关电源，并取得了显著效益。 随着芯片集成度的不断提高，电子设备内功能部件的体积不断减小，因而要求设备内部电源的体积和重量不断减小。提高开关频率是减小开关电源体积和重量的基本措施，因为变压器和电感电容等滤波元件的体积和重量随频率的提高而减小。高频化、小型化、模块化和智能化是直流开关电源的发展方向。高频化是小型化和模块化的基础，目前开关频率为数百kHZ至数MHz的开关电源已有使用。功率重量比或功率体积比是表征电源小型化的重要指标，50w/in的开关电源早已上市，目前己向120W/in 发展。模块化与小型化分不开，同时模块化可提高电源的可靠性，简化生产与使用。模块电源的并联串联和级联既便于用户使用，也便于生产。智能化是便于使用和维修的基础，无人值守的电源机房、航空和航天器电源系统等都要求高度智能化，以实现正常、故障应急和危急情况下对电源的自动管理。 现代越来越复杂的电子设备对电源提出了各种各样的负载需求。一个特定用途的电源装置，应当具有符合负载要求的性能参数和外特性，这是基本的要求。安全可靠

开关电源设计

1 绪论 开关电源(Switching Mode Power Supply，英文缩写为SMPS)又称为开关稳压电源，问世后在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。随着全球对能源问题的越来越重视，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力结构简单、工作可靠，但它存在着效率低(只有40%～50%)、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，人们研究出了开关式稳压电源，它的效率可达85%以上，稳压范围宽；除此之外，还具有稳压精度高的特点，是一种较理想的稳压电源。开关电源具有效率高、体积小、重量轻、应用广泛等优点，现已成为稳压电源的主流产品。正因为如此，开关电源被誉为高效、节能型电源，代表着稳压电源的发展方向，并已广泛应用于各种电子设备中[1]。 1.1 开关电源的特点 1.1.1 开关电源的优点 (1) 功耗小，效率高。晶体管V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。这使得开关晶体管V的功耗很小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可达到80%。 (2) 体积小，重量轻。采用高频技术，省掉了体积笨重的工频变压器。由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了较大的散热片。由于这两方面原因，所以开关稳压电源的体积小，重量轻。 (3) 稳压范围宽。从开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的，输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿。这样，在工频电网电压变化较大时，它仍能够保证有较稳定的输出电压。所以开关电源的稳压范围很宽，稳压效果很好。此外，改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。开关稳压电源不仅具有稳压范围宽的优点，而且实现稳压的方法也较多，设计人员可以根据实际应用的要求，灵活地选用各种类型的开关稳压电源。 (4) 滤波的效率大为提高，使滤波电容的容量和体积大为减少。开关稳压电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz，是线性稳压电源的1000倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍；即使采用半波整流后加电容滤波，效率也提高了500

基于UC3842的反激式开关电源设计

基于UC3842的反激式开关电源设计 摘要：采用安森美公司的电流控制型脉宽调制芯片UC3842 为一款1 kW 铅酸蓄电池充电器控制电路设计了输出功率为25 W 的辅助电源。根据文献[ 5] 设计了UC3842 的外围电路，分析了输出反馈控制回路用元器件参数的计算方法，并结合给定功率场效应管最大耐压值设计了反激式高频变压器，最后将按照设计参数制作的样机安装到充电器控制板上，充电器在满载状态下工作稳定。实验结果表明：样机工作稳定可靠，具有良好的静态特性和动态特性。 高频开关稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻等突出优点而得到了广泛应用。传统的开关电源控制电路普遍为电压型拓扑，只有输出电压单闭控制环路，系统响应慢，线性调整率精度偏低。随着PWM 技术的飞速发展产生的电流型模式拓扑很快被大家认同和广泛应用。电流型控制系统是电压电流双闭环系统，一个是检测输出电压的电压外环，一个是检测开关管电流且具有逐周期限流功能的电流内环，具有更好的电压调整率和负载调整率，稳定性和动态特性也得到明显改善。UC3842是一款单电源供电，带电流正向补偿，单路调制输出的高性能固定频率电流型控制集成芯片。本设计采用UC3842 制作一款1 kW 铅酸电池充电器控制板用的辅助电源样机，并对其进行工作环境下的测试。 1 UC384 2 的工作原理 UC3842 内部组成框图如图1所示。其中： 1 脚是内部误差放大器的输出端，通常此脚与2 脚之间接有反馈网络，以确定误差放大器的增益和频响。2 脚是反馈电压输入端，将取样电压加到误差放大器的反相输入端，再与同相输入端的基准电压( 一般为2.5 V) 进行比较，产生误差电压。3 脚是电流检测输入端，与取样电阻配合，构成过流保护电路。当电源电压异常时，功率开关管的电流增大，当取样电阻上的电压超过1 V时， U C3842 就停止输出，可以有效地保护功率开关管。4 脚外接锯齿波振荡器外部定时电阻与定时电

基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现共3篇

基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现共3篇 基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现1 多端反激式开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源，其特点是功率密度高、效率高、成本低，且能够适应多种电压等级的电子元器件。本文将介绍基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现。 开关电源的基本原理是将来自市电的交流电转化为直流电，并通过电感和电容构成的滤波电路，提供带有稳定直流电压和电流的电源。反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，它通过电容和电感构成的反激电路来实现AC/DC转换。 UC3842是一款常用的控制集成电路，它能够对开关管的开关频率、占空比、电压反馈等进行精确控制，以保证反激式开关电源的工作稳定性和高效性。该芯片还具备过流保护、过温保护等功能，非常适合用于电源控制电路中。 设计多端反激式开关电源的第一步是确定电路的架构和元器件。通常根据输出功率、输出电流、转换效率等因素综合考虑，选择合适的电容、电感、二极管、开关管等元器件。在此基础上，根据UC3842的控制信号要求，设计控制电路和反馈回路。 控制电路的设计是多端反激式开关电源设计的关键之一。UC3842需要提供稳定的控制信号，以保证开关管工作的可靠性和高效性。控制电路包括电流采样电路、电压采样电路等，可通过适当的电路参数设计和优化，提高控制系统的响应速度和稳定性。 反馈回路是另一重要的电路模块，它通过采集输出电压和电流信息，

实现对开关管的控制。反馈回路需要满足精度高、响应速度快的要求，以提高多端反激式开关电源的工作效率和准确性。 在确定电路架构和元器件之后，多端反激式开关电源的实现需要进行 优化和验证。这包括元器件的选型和参数设计、电路板的布局和线路 走线、电磁兼容（EMC）测试等。在实现过程中，还需要对反馈回路和 控制电路进行修整和验证，并对开关电源的电源输出特性进行测试和 分析。 总的来说，基于UC3842的多端反激式开关电源的设计和实现需要综合 考虑多种因素，包括稳定性、效率、成本等。通过合理的电路设计、 元器件选型和优化，以及反馈回路和控制电路的精细调整，可以获得 高效、稳定、成本低的多端反激式开关电源。 基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现2 多端反激式开关电源是一种常见的电源类型，它能够将高电压转换为 低电压，在许多应用中都有广泛的使用。其中，UC3842是一款常见的 控制器芯片，它能够提供电源开关控制和反馈信号的处理等功能，因 此成为了多端反激式开关电源设计中的首选芯片之一。 设计过程中需要考虑的主要参数有输出电压、输出电流和电源效率等。具体的设计步骤如下： 第一步，确定输出电压和输出电流。这取决于应用的需求，需要根据 实际的使用情况来确定具体的参数。例如，对于某个应用，需要输出 12V的电压和1A的电流，那么我们就可以将这些参数作为设计的指导。 第二步，确定控制器芯片和主电路的各个元件。对于多端反激式开关 电源，需要使用开关管、变压器、大电容等元件，这些元件的选择需 要根据输出电压和电流等参数来决定。一般来说，开关管是MOSFET或IGBT，大电容则是电解电容或铝电解电容，变压器的参数需要根据输

开关电源毕业论文

开关电源毕业论文 开关电源毕业论文 一、引言 近年来，由于电子产品的广泛应用，稳定的电源变得非常重要。目前，开关电源已成为电子产品中最常用的电源之一。开关电源具有体积小、重量轻、效率高、可靠性高等优点，是电子产品中广泛应用的电源。本文旨在探讨开关电源的原理、特点、设计方法以及研究现状。 二、开关电源的原理 开关电源是一种将直流电转换为稳定的直流电的电源。一般情况下，开关电源由三个部分组成：变压器、整流电路和滤波电路。 1.变压器 开关电源中的变压器是一个关键部件，它可以将输入电压变高或变低。变压器通过变换输入电压的信号频率而实现电压变换。交流输入电压经过变压器的初级线圈，进入变压器的磁性芯，再经过变压器的次级线圈输出。因为变压器是通过变换输入电压的频率来实现电压变换的，所以变压器的次级电压可以高于或低于初级电压。变压器的设计需要根据电源输入电压和输出电压来进行。

2.整流电路 整流电路主要用于将变压器的次级电压转换为直流电压。整流电路一般有半波整流电路或全波整流电路两种方式。半波整流电路只对电压正半周期进行整流，而全波整流电路对整个电压周期进行整流。 3.滤波电路 滤波电路用于削减整流电路输出的脉动电压，使输出电压更加稳定。滤波电路通常使用电容和电感。电容作为一个储存电荷的器件，在高频信号中可以起到滤波的作用。电感则被用来解决低频噪声问题。 三、开关电源的特点 1.高效 由于开关电源是通过高速开关开关电流来控制输出电压的，所以开关电源具有高效率的特点。开关电源通常可达到90%以上的效率，而传统的直接变压器、整流储能电源则只能达到60%-70%的效率。 2.体积小 由于开关电源是由半导体元件构成的，体积小而轻便，而传统的直接变压器、整流储能电源体积大且重。 3.可靠性高 由于开关电源采用了电子元件，其寿命长，故可靠性高。

开关电源的设计毕业论文

开关电源的设计毕业论文 开关电源的设计 一、引言 开关电源是现代电子设备中常用的电源供应方式之一，其具有高效率、小体积和稳定性好等优点，在各个领域得到广泛应用。本文将探讨开关电源的设计方法和关键技术，以及其在毕业论文中的应用。 二、开关电源的基本原理 开关电源的基本原理是利用开关管（MOSFET）的开关特性，通过周期性开关和关闭来调整输入电压，从而实现对输出电压的稳定控制。其主要由输入滤波电路、整流电路、功率变换电路、输出滤波电路和控制电路等组成。 三、开关电源设计的关键技术 1. 开关管的选型 开关管是开关电源中最关键的元件之一，其性能直接影响到整个电源的效率和稳定性。在选型时需要考虑开关管的导通电阻、开关速度和耐压能力等因素，以满足设计要求。 2. 控制电路的设计 控制电路是开关电源中的核心部分，其主要功能是对开关管的开关频率和占空比进行控制。常用的控制方法有脉宽调制（PWM）和频率调制（FM）等。在设计过程中需要考虑控制电路的稳定性和抗干扰能力。 3. 输出滤波电路的设计 输出滤波电路主要用于滤除开关电源输出端的高频噪声和纹波，以保证输出电压的稳定性和纹波系数的要求。常用的滤波电路包括LC滤波电路和Pi型滤波

电路等，设计时需要根据具体应用场景选择合适的滤波电路结构。 四、开关电源在毕业论文中的应用 开关电源在毕业论文中的应用非常广泛，可以用于各种电子设备的电源供应，如无线通信设备、嵌入式系统和工业自动化设备等。在毕业论文中，可以通过对开关电源的设计和优化，提高电源的效率和稳定性，从而为论文的研究成果提供可靠的电源支持。 五、开关电源设计的挑战和发展趋势 开关电源设计面临着一些挑战，如电磁干扰、温升和成本等问题。为了应对这些挑战，研究人员正在不断提出新的设计方法和技术，如谐振开关电源、多电平开关电源和混合开关电源等。未来，开关电源设计将更加注重节能、高效和可靠性，以满足不断发展的电子设备需求。 六、结论 开关电源是一种高效、小体积和稳定性好的电源供应方式，在毕业论文中具有重要的应用价值。通过合理的选型和设计，可以提高电源的效率和稳定性，为论文的研究成果提供可靠的电源支持。未来，开关电源设计将面临更多挑战，但也将迎来更多发展机遇。

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：

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，比其他构造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局部，其性能优劣直接影响着整个直流开关电源系统的稳定性，因此对高性能误差放大器的分析是本论文的主要研究目的。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展小信号分析,并对控制环路进展了零极点分布分析，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。

Abstract Due 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. As one of the most important parts of switched mode DC to DC converters, error amplifier has significant influences on the voltage control loop’s stability. Thus this paper focuses on the design of high performance error amplifier for DC-DC converters based on system requirements analysis. A buck DC-DC converter was concerned, an error amplifier for the buck converter was designed from the points of view of system stability, load regulation and response speed requirements. At the first place, the Buck DC-DC converter’s voltage control loop stability and pole-zero analysis was done based on a small signal model of the voltage control loop, the compensation scheme was proposed. At last, according to the system level to analysis the error amplifier. Key words：Switching power; Buck DC-DC Converter; Error Amplifier.

15V开关电源设计毕业论文

15V开关电源设计 摘要开关电源在计算机技术、通信技术、自动化仪表以及普通家电等方面应用广泛。随着当代人们生活水平的提高，人们对开关电源的要求越来越高。开关电源因其具有效率高、体积小、重量轻、使用便当等显著优点，已经逐步取代了传统的效率低、体积大、笨重的线性电源。目前，随着电源技术的蓬勃发展，开关电源正朝着高频化、集成化等标的目的迈进。 本论文利用反激式变换器的特点，设计了一种基于UC3842芯片的开关电源系统。论文首先介绍了开关电源设计的理论知识，主要包孕开关电源基本的工作原理，几种常用的开关电源拓扑结构介绍，完成了开关电源拓扑结构的拔取。接着详细阐述了开关电源系统的整体设计方案，主要包孕主电路的设计和控制电路的设计。主电路的设计，包孕EMI滤波电路、输入输出整流滤波电路、功率开关电路、高频变压器等。控制电路的设计，完成了UC3842型电流模式PWM控制电路及其外围电路的设计。最后绘制了完整的电路原理图，并通过MATLAB的Simulink模块对所设计的开关电源电路进行了实验仿真，结果验证了本文所设计开关电源电路的正确性和可行性。 关键词开关电源，15V，UC3842，PWM

ABSTRACT In computer, communications, automation instrument and switch power supply widely used household appliances, etc. As people living standard rise, people of switch power supply put forward higher requirements. Switching power supply because of its high efficiency, small volume, light weight, easy to use and other significant advantages, has gradually replaced the previous low efficiency, big volume, heavy linear power supply. Over the years, with the vigorous development of power electronic technology, especially the great development of semiconductor technology, will be the performance of the switch power supply referred to a higher level. The core of switching power supply unit, control circuit to realize integration is one of the development direction of switching power supply, in the process, smaller volume, less electromagnetic pollution, has reliable overvoltage and overcurrent protection circuit of the technology is in rapid development. This thesis is based on the UC3842 chip 15 v low power high frequency switch power supply system design, the paper first completed the selection of switch power supply topology structure, expounds its working principle in detail, then completed the UC3842 type current mode PWM control circuit, auxiliary circuit design, as well as the high frequency transformer design work, finally draw a complete circuit schematic diagram, through MATLAB Simulink module for the design of switch power supply circuit simulation, results show the correctness and effectiveness of the design in this paper. Key Words Switch Power Supply，15V，UC3842，PWM

基于UC3842反激式开关电源的设计

基于UC3842反激式开关电源的设计制作 摘要 随着电力电子技术的飞速发展，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PWM（脉冲宽度调制）控制IC和MOSFET构成。本文利用开关电源芯片UC3842设计制作一款新颖的单端反激式、宽电压输入范围、12V8A固定电压输出的96W 开关稳压电源,适用于需要较大电流的直流场合（如对汽车电瓶充电），同时本文对电路参数计算也做了详细的讨论。 关键词：开关电源反激变换 RCD箝位 UC3842 A Flyback Converter Mode Switching Power Supply designed based on UC3842 Abstract This article amply introduced the characteristics, inner structure and working principle chip UC3842, and presented the working principle and the design method of parameters of the flyback converter, is composed using UC3842. The application of RCD circuit in converter can realize low cost. How to design that circuit is introduced. A 96Watt offline flyback switching power supply which has universal input and 12V8A fixed output voltage is designed based on UC3842. The power supply can be applied to the most field where DC voltage is provided. Key words: s witching power supply; flyback converter; RCD clamp ;UC3842