畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-小功率開關(guān)電源技術(shù)的設(shè)計(jì)

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)題題：小功率開關(guān)電源技術(shù)的設(shè)計(jì)學(xué)校：煙臺(tái)汽車工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院系別：電子工程系專業(yè)：生產(chǎn)過程自動(dòng)化班級(jí)：08341學(xué)號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)老師：2011年4月課題摘要隨著開關(guān)電源在計(jì)算機(jī)、通信、航空航天、儀器儀表及家用電器等方面的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)其需求量日益增長(zhǎng),并且對(duì)電源的效率、體積、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。開關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的線性電源。電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速發(fā)展，將開關(guān)電源的工作頻率提高到相當(dāng)高的水平，使其具有高穩(wěn)定性和高性價(jià)比等特性

2、。開關(guān)電源技術(shù)的主要用途之一是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)，信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)電源技術(shù)又提出了更高的要求，從而促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展。本次設(shè)計(jì)采用典型的反激式開關(guān)電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，以UC3842作為控制核心器件，運(yùn)用脈寬調(diào)制的基本原理，并采用輔助電源供電方式為其供電，有利于增大主電源的輸出功率。采用場(chǎng)效應(yīng)管作為開關(guān)器件，其導(dǎo)通和截止速度很快，導(dǎo)通損耗小，這就為開關(guān)電源的高效性提供保障。同時(shí)，電路中輔以過壓過流保護(hù)電路，為系統(tǒng)的安全工作提供保障，本電路注意改善負(fù)載調(diào)整率,降低了電磁串?dāng)_，達(dá)到綠色環(huán)保的目的。輸出電壓可調(diào)，使其可適用于不同場(chǎng)合。目次1引言12系統(tǒng)方

3、案選擇和論證22.1設(shè)計(jì)要求22.2系統(tǒng)基本方案22.3方案選擇和論證32.3.1主電路方案32.3.2主電路功率模塊62.3.3控制電路的選擇82.3.3系統(tǒng)方案確定93系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)103.1系統(tǒng)硬件的基本組成103.2主要單元的電路設(shè)計(jì)103.2.1主要電路部分電路設(shè)計(jì)103.2.2控制回路單元的設(shè)計(jì)154主要元件介紹174.1光電耦合器174.2肖特基二極管184.3基準(zhǔn)電壓194.4UC3842介紹20結(jié)論22參考文獻(xiàn)24附錄一元器件清單25附錄二總原理圖261引言電是工業(yè)的動(dòng)力，是人類生活的源泉。電源是生產(chǎn)電的裝置，表示電源特性的參數(shù)

4、有功率、電壓、電流、頻率等；在同一參數(shù)要求下，又有重量、體積、效率和可靠性等指標(biāo)。我們用的電，一般都需經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能適合使用的需要，例如交流轉(zhuǎn)換成直流，高電壓變成低電壓，大功率變換為小功率等。按照電子理論，所謂AC/DC就是交流轉(zhuǎn)化為直流；AC/AC稱為交流變交流，即為改變頻率；DC/AC稱為逆變；DC/DC為直流變交流后再變?yōu)橹绷?。為了達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的，電源變換的方法是多樣的。自20世紀(jì)60年代，人們研發(fā)出了二極管、三極管半導(dǎo)體器件后，就用半導(dǎo)體器件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所以，凡是用半導(dǎo)體功率器件作開關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的電路，叫做開關(guān)變換電路。

5、在轉(zhuǎn)換時(shí)，以自動(dòng)控制穩(wěn)壓輸出并有各種保護(hù)環(huán)節(jié)的電路，稱為開關(guān)電源（SwitchingPowerSupply）。252系統(tǒng)方案選擇和論證2.1設(shè)計(jì)要求在電壓220V、50HZ，電壓變化范圍+15%~-20%條件下：（1）輸出電壓可調(diào)范圍：+12V（2）最大輸出電流：10A2.2系統(tǒng)基本方案開關(guān)電源通常由：輸入電路、功率轉(zhuǎn)換、輸出電路、控制電路、頻率振蕩發(fā)生器五大部分組成。如下圖所示：正激式變換器低通濾波一次整流電子開關(guān)高頻變壓器二次整流平滑濾波采樣輸出基準(zhǔn)電壓比較器放大誤差脈沖驅(qū)動(dòng)脈沖調(diào)制直流輸出V0功率轉(zhuǎn)換輸入電路輸出電路控制電路頻率振動(dòng)發(fā)聲器圖

6、2-1開關(guān)電源系統(tǒng)框架圖252.3方案選擇和論證2.3.1主電路方案根據(jù)高頻變換器的工作方式，可分為正激式和反激式等多種。高頻變換器工作時(shí)是利用一功率開關(guān)器件的高速通斷，從而使變換器進(jìn)行能量傳輸。當(dāng)功率開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)，變換器進(jìn)行能量傳輸，稱為正激式；反之，即電子開關(guān)截止時(shí)，變換器進(jìn)行能量傳輸，稱為反激式。方案一：采用正激式變換器開關(guān)電源正激式變換器開關(guān)電源輸出電壓的瞬態(tài)控制特性和輸出電壓負(fù)載特性，相對(duì)來說比較好，因此，工作比較穩(wěn)定，輸出電壓不容易產(chǎn)生抖動(dòng)，在一些對(duì)輸出電壓參數(shù)要求比較高的場(chǎng)合，經(jīng)常使用。圖2-2正激式變換器工作原理圖正激式變換器開

7、關(guān)電源工作原理：所謂正激式變換器開關(guān)電源，是指當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈正在被直流電壓激勵(lì)時(shí)，變壓器的次級(jí)線圈正好有功率輸出。圖2-2是正激式變換器開關(guān)電源的簡(jiǎn)單工作原理圖，圖2-2中Ui是開關(guān)電源的輸入電壓，T是高頻變壓器，K是控制開關(guān)，L是儲(chǔ)能濾波電感，C是儲(chǔ)能濾波電容，D2是續(xù)流二極管，D3是削反峰二極管，R是負(fù)載電阻。需要特別注意的是高頻變壓器初、次級(jí)線圈的同名端。如果把高頻變壓器初線圈或次級(jí)線圈的同名端弄反，圖2-2就不再是正激式變換器開關(guān)電源了。25正激式變換器開關(guān)電源有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，就是在控制開關(guān)K關(guān)斷的瞬間開關(guān)高頻變壓器的初、次線圈繞組

8、都會(huì)產(chǎn)生很高的反電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)反電動(dòng)勢(shì)是由流過變壓器初線圈繞組的勵(lì)磁電流存儲(chǔ)的磁能量產(chǎn)生的。因此，在圖2-2中，為了防止在控制開關(guān)K關(guān)斷瞬