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

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1、畢業(yè)設(shè)計題題：小功率開關(guān)電源技術(shù)的設(shè)計學(xué)校：煙臺汽車工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院系別：電子工程系專業(yè)：生產(chǎn)過程自動化班級：08341學(xué)號：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,人們對其需求量日益增長,并且對電源的效率、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)計采用典型的反激式開關(guān)電源結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，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，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合。目次1引言12系統(tǒng)方

3、案選擇和論證22.1設(shè)計要求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)計與實現(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103.2.1主要電路部分電路設(shè)計103.2.2控制回路單元的設(shè)計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，以自動控制穩(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，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，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，在一些對輸出電壓參數(shù)要求比較高的場合，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)變壓器的初級線圈正在被直流電壓激勵時，變壓器的次級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是儲能濾波電感，C是儲能濾波電容，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、次級線圈的同名端。如果把高頻變壓器初線圈或次級線圈的同名端弄反，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)電源有一個最大的缺點，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、都會產(chǎn)生很高的反電動勢，這個反電動勢是由流過變壓器初線圈繞組的勵磁電流存儲的磁能量產(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