最新版开关电源设计毕业设计.docx

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最新版开关电源设计毕业设计

毕业论文（设计）

题目开关电源设计

英文题目switchsourcedesign

院系

专业

姓名

年级

指导教师

2015年4月

摘要

摘要内容：

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。

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。

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：

Abstractcontent:

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。

Thetopicofthisthesisisdesignedaccordingtotheactualsituationoftheschoolandprofessionalschoolstudentswhichreflectstheeffectsofschoolstudentstheoreticalknowledgeandpracticalability,andletthestudentsgivefulllaytotheirownknowledge.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。

Withtherapiddevelopmentoflarge-scaleandultralargescaleintegratedcircuit,especiallythemicroprocessorandasemconductormemoryutilization,gavebirthtotheelectronicsystemofanewgenerationofproducts.Obviously,thevolumeisbigand,lightweight,circuit.ItmakestheACpowerefficientgeneratesoneormoreadjustedstableDCvoltage.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。

Thispaperisdividedintosevenchapters,including:

inputswitchingpowersupplycircuit,anoverview,isolationofsingleendflybackconvertercircuit,principleandtechnicalparametersofUC3842,UC3842commonvoltagefeedbackcircuitselection,applicationofUC3842inswitchingpowersupplycircuit,powermarketoverview.

【关键词】：

KeyWords：

变压器Transformer；滤波Wavefiltering；过载，，Overload

第1章开关电源概述

1.1开关电源的产生与发展……………………………………………………………5

1.2隔离式高频开关电源………………………………………………………………5

1.3开关电源所用的术语………………………………………………………………6

第2章输入电路

2.1电压倍压整流技术…………………………………………………………………9

2.2输入保护器件………………………………………………………………………9

2.3输入阳间电压保护…………………………………………………………………10

第3章隔离单端反激式变换器电路

3.1单端反激式变换器电路中的开关晶体管…………………………………………12

3.2单端反激式变换器电路中的变压器绕组…………………………………………13

第4章UC3842的原理及技术参数

4.1原理与特点…………………………………………………………………………15

4.2工作描述……………………………………………………………………………16

4.3技术参数……………………………………………………………………………19

第5章UC3842常用的电压反馈电路的选用

5.1概述…………………………………………………………………………………23

5.2UC3842常用的电压反馈电路………………………………………………………23

5.2.1输出电压直接分压作为误差放大器的输入…………………………………23

5.2.2辅助电源输出电压分压作为误差放大器的输入……………………………24

5.2.3采用线性光偶改变误差放大器的输入误差电压……………………………25

5.2.4结语……………………………………………………………………………………27

第6章UC3842在开关电源电路的应用

6.1UC3842 组成的开关电源电路……………………………………………………28

6.1.1 启动过程……………………………………………………………………29

6.1.2稳压过程………………………………………………………………………29

6.1.3过流保护原理…………………………………………………………………30

6.1.4 过压保护原理………………………………………………………………31

6.1.5 开关保护电路………………………………………………………………31

6.1.6 起动电路的设计……………………………………………………………31

6.1.7 反馈绕组的设计………………………………………………………………31

6.2显示器开关电源电路………………………………………………………………32

6.2.1特点……………………………………………………………………………32

6.2.2采用开关稳压电源激励行输出的优缺点如下……………………………32

6.2.3UC3842在显示器电路的应用………………………………………………33

第7章电源市场的概述

7.1直流稳压电源（出口）购市场概况…………………………………………………34

7.2开关电源的市场概况………………………………………………………………35

7．2．1开关电源的市场规模…………………………………………………………35

7.2.2开关电源的生产倾向…………………………………………………………36

致谢…………………………………………………………………………………………37

参考文献…………………………………………………………………………………………38

第1章开关电源概述

1.1开关电源的产生与发展

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。

早在70年代，随着电子技术的不断发展，集成化的开关电源就已被广泛地应用于电子计算机、彩色电视机、卫星通信设备、程控交换机、精密仪表等电子设备。

这是由于开关电源能够满足现代电子设备对多种电压和电流的需求。

随着半导体技术的高度发展，高反压快速开关晶体管使无工频变压器的开关电源迅速实用化。

而半导体集成电路技术的迅速发展又为开关电源控制电路的集成化奠定了基础，适应各类开关电源控制要求的集成开关稳压器应运而生，其功能不断完善，集成化水平也不断提高，外接元件越来越少，使得开关电源的设计、生产和调整工作日益简化，成本也不断下降。

目前己形成了各类功能完善的集成开关稳压器系列。

近年来高反压MOS大功率管的迅速发展，又将开关电源的工作频率从20kHz提高到150一200kHz，其结果是使整个开关电源的体积更小，重量更轻，效率更高。

开关电源的性能价格比达到了前所未有的水平，使它在与线性电源的竞争中具有先导之势。

当然开关电源能被工业所接受，首先是它在体积、重量和效率上的优势。

在70年代后期，功率在100w以上的开关电源是有竞争力的。

到1980年，功率在50w以上就具有竞争力了。

随着开关电源性能的改善，到80年代后期，电子设备的消耗功率在20w以上，就要考虑使用开关电源了。

过去，开关电源在小功率范围内成本较高，但进入90年代后，其成本下降非常显著，当然这包括了功率元件，控制元件和磁性元件成本的大幅度下降。

此外，能源成本的提高也是促进开关电源发展的因素之一。

1.2隔离式高频开关电源

隔离式开关电源的变换器具有多种形式。

主要分为半桥式、全桥式、推挽式、单端反激式、单端正激式等等。

在设计电源时，设计者采取那种变换器电路形式，主要根据成本、要达到的性能指标等因素来决定。

各种形式的电源电路的基本功能块是相同的，只是完成这些功能的技术手段有所不同。

隔离式高频开关电源电路的共同特点就是具有高频变压器，直流稳压是从变压器次级绕组约脉冲电压整流滤波而来。

开关电源的基本功能方框如图1—1所示。

在图1—l中，交流线路电压无论是来自电网的，还是经过变压器降压的．首先要经过整流、滤波电路变成含有定脉动电压成分的直流电压，然后进入高频变换部分。

高频变换部分的核心是有一个高频功率开关元件，比如开关晶体管、场效应管（MOSFE）等元件，高频变换部分产生高频（20kHz以上）高压方波，所得到的高压方波送给高频隔离降压变压器的初级，在变压器的次级感应出的电压被整流、滤波后就产生了低压直流。

为了调节输出电压，使得在输入交流和输出负载发生变化时，输出电压能保持稳定，在这里采用一个叫做脉冲宽度调制器（FWM）的电路，通过对输出电压采样，并把采样的结果反馈给控制电路，控制电路把它与基准电压进行比较，根据比较结果来控制高频功率开关元件的开关时间比例（占空比），达到调整输出电压的目的。

在方波的上升沿和下降沿．有很多高次谐波，如果这些高次TB波反馈到输入交流线，就会对其它电子设备产生干扰。

因此，在交流输入端，必须要设置无线频率干扰（RFI）滤波器，把高频干扰减少到可接收的范围。

此外，为了