基于单管正激式的高效率开关电源的设计大学论文.docx

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基于单管正激式的高效率开关电源的设计大学论文

南京信息职业技术学院

毕业设计（论文）

作者学号

系部

专业计算机控制技术（电力控制技术）

题目基于单管正激式的高效率开关电源的设计

指导教师

评阅教师

完成时间：

2015年4月20日

毕业设计（论文）中文摘要

（题目）：

基于单管正激式的高效率开关电源的设计

摘要：

单管正激式开关电源设计的主要问题是如何保持变压器的复位电压值，如何保证磁通复位和变压器磁路不能进入饱和状态，同时也要注意耐压800V的开关管的性能如何，最后就是挑选便宜合适的控制芯片。

这篇文章争对相应的问题做出的解决方案：

零气系变压器的单管正激式开关电源的电路拓扑可以有效降低变压器一次侧励磁电感储能，降低变压器复位对复位电容器的要求。

使得开关电源的最大占空比不大于0.5可以使得变压器的磁通复位不进入饱和状态。

对于主回路结构可选择带有去磁绕组的电路结构，选择COOLMOS作为开关管，选择UC3844作为开关电源的控制芯片。

关键词：

稳压电源单管正激式变压器设计整流滤波电路

毕业设计（论文）外文摘要

Title：

Basedonthesinglepipeisshocktypehighefficiencyswitchingpowersupplydesign

Abstract：

Thisarticleexpoundstheprospectsofthedevelopmentofswitchpowersupplyfrommultipleanglesandinfluenceonpeople'slivescannotbeignored.Inturnfromitshistory,classificationofpreviousapplication,designandotheraspects.

Singletubeconverteristhemostsimpleswitchpowersupplycircuitstructure,theswitchingloss.And,asaresultoftheswitchtubepressureincreases,increasetheconductionloss,singletubeconvertercanworknormallyoneofthemostimportantproblemisthetransformermagneticfluxreset,changesinbridgetype,push-pullconverterinthemagneticfluxisresetcircuititselfcanmeet,andinthedesignofthesingletubeconvertermustconsiderhowtoresetthetransformermagneticflux,otherwisethetransformermagneticcircuitsaturationofseriousproblemmaycomeup.

Keywords:

RegulatedpowersupplySinglepipeisshockrectifierfiltercircuittransformerdesign

目录

1引言4

2开关电源的概述5

2.1开关电源的定义5

2.2开关电源的分类5

2.3常规开关电源的损耗分析7

2.4开关电源技术的发展动向8

2.5开关电源的工作原理和特点9

3本设计方案思路10

3.1稳压源的技术指标与要求10

3.2各电路内部细节10

3.3基于方案思路的细节讲述11

4系统设计13

4.1主变换器设计13

4.2变压器设计14

4.3输出整流滤波电路15

4.4PCB及工艺设计16

结论17

致谢17

参考文献18

附录A总原理图19

1引言

电子线路包含模拟电路，数字电路，信息电子电路等.多是需要直流电供电。

同样电子线路对电源有着多种要求，因此我们必须应对不同的场合设计出不一样的电源。

时代进步的同时，我们的产品也必须适应它的变化。

电子线路发展至今约有100多年的历史。

最初的电源既不需要稳压也不需要严格的滤波，最初的真空管时代，电子线路并不需要稳定的供电电源，仅需要整流，滤波。

电子的线路要求多种电源供电，最初的真空管电子线路往往有电源变压器当时用不同的绕组得到不同电压，晶体管的发明，使得脉冲电路，数字电路运用于微型计算机，功效远优于真空管计算机，电子线路得体积变化缩后对电源的要求，由于体积的减小导致线性稳压电源的不适应，此时出现了开关型稳压电源，开关型的稳压电源，使计算机微型化不在只是想像。

电源自身损耗的影响非常大，争对微型计算机和电视机工作以及待机状态、同时较于电子设备体积减小电源体积也要减小同时面临着散热功能的改善。

所以提高电源效率刻不容缓。

如何降低开关电源的损耗同时也是人们关注的问题之一。

开关和线性，成本与输出功率有关，二者增长速率不同。

线性的成本在某一输出功率点上，insteadhigherthan开关电源.Withthepowerelectronictechnologytochange，使得开关电源的技术在不断地变化，这种cost反转点日益向低输出的电力端转向，此举为Switchingpowersupply提供了广泛得发展空间。

Switchingpowersupply得高频化是它以后发展的trend，高频化使Switchingpowersupply变得小型化，并使之进入更大的领域，Especiallyinthefieldofhighnewtechnology推动了高新技术发展的小型，轻便的改变。

Inaddition开关电源的development与应用在安防监控，Saveenergyandresources和保护环境方面都具有非常重要的意义

2开关电源的概述

2.1开关电源的定义

又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。

它的功能是要将一个位准的电压,通过不同的形式得形状转变为用户端所需求的那种特定的电流或电压。

开关电源中应用的电子电力的器件主要为IGBT，二极管，以及MOSFET。

开关电源的三个条件：

（1）switch：

电力电子的器件工作在开关的状态并非在Alinearstate

（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）dc：

开关电源输出的是DC而不是交流

主要特点：

（1）Lightweight,smallvolume：

由于没有工频变压器，所以体积和重量只有线性电源的20～30%。

（2）Lowconsumption,highefficiency：

功率晶体管工作在开关状态，所以晶体管上的Lowconsumptionandhighefficiency，一般为60～70%，而线性电电源只有30～40%。

2.2开关电源的分类

（1）微型低功率开关电源

开关电源逐步变得普遍，和小型便利。

显而易见，它会代替变压器在生活中的位置更加便利人们的生活，Lowpowerminiatureswitchpowersupply的应用在数显表、Smartmeters以及手机充电器上应用普遍。

如今country在大力宣传智能电网的建设，同时这样的话电能表的质量和要求也不尽相同，开关电源取代变压器的作用指日可待。

（2）反转式串联开关电源

反转式串联和串联式开关电源相比较而言，区别体现在反转式的thepowersupply输出的电压为负的，想较于串联式开关电源输出的正向电压不同；and由于EnergystorageinductorsL只在开关K关断时才会向负载输出电流，Soundertheconditionofthesame，反转式的输出的current比串联式的输出的current小了近一倍。

2.2.1DC/DC变换

Referstoafixeddcvoltagetransformintoavariabledcvoltage亦叫直流斩波器。

这样的技术被广泛的应用于类似无轨电车、电动车，地铁列车、的无级控制和变速，此外使上述控制获得快速响应，加速平稳的性能，并且能同时收到列如节约电能的效果。

用直流斩波器代替变阻器可节约电能（20~30）%。

直流斩波器能起调压的作用，此外可以有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

对于DC/DC变换，这是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。

其具体的电路由以下几类：

（1）Boost电路——升压chopper，其Averageoutputvoltage

Uo大于输入电压Ui，Polarityisthesame。

（2）Buck-Boost电路——Ascendingordescending压斩波器，其AverageoutputvoltageUo小于或大于输入电压Ui，极性相反，电感传输

（3）Cuk电路——升或降压chopper，其AverageoutputvoltageUo大于或小于输入电压UI,极性是相反的，电容传输。

（4）Buck电路——降压chopper，其AverageoutputvoltageUo小于输入电压Ui，极性相同。

先进和突越在半导体技术上显现为是DC/DC技术的变化。

（1）MOSFET的Theprogressoftechnology给DC/DC模块带来了Thebigprogressoftechnology，同步整流技术的巨大进步。

（2）SchottkyTheprogressoftechnology。

（3）控制了并带动了IC的改变和改进。

①High-pressuredirectstarting

②高压电平位移驱动取代变压器驱动

③ZVS，ZCS驱动器贡献给同步整流最佳效果

④Thelightcouplingfeedback直接接口PWMIC经历了多重变化从电压型到电流型再到电压型，同时也有硬开关一直到软开关然后到硬开关的否定之否定变化。

前提来创造出优秀的DC/DC的至关重要的点在于Firsttomastergoodcontrol

（4）技术的突破重在Microcontroller及DSP进入DC/DC。

（5）对于以后的DC/DC技术进步的要害在于Coretechnologybreakthrough，可想而知很大的困难。

2.2.2AC/DC变换

AC/DC开关电源是开关电源的其中一类。

此类电源也称一次电源——DC是直流。

AC是交流，它从电网那获得能量，然后通过高压整流滤波从而得到一个直流高压，以此供DC/DC在输出端得到多个稳定的直流电压，功率从几瓦至几千瓦都有产品，根据特性应用于不一样的地方。

要归这类产品的规格和型号众多，然后跟据用户的需要来制定通信电源中的一次电源

电源设计线路归于电源效率有密切的关系，高效率电源可以用来提高电能的实际的使用效率，在某种程度上可以用来降低电源的发热量和自身功耗。

2.3常规开关电源的损耗分析

要想设计出高效率的开关电源就一定要Clearthewastageoftheswitchingpowe