最新毕业设计开关稳压电源.docx

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最新毕业设计开关稳压电源

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【答案】B

【答案】SELECT*FROMRSGLINNERJOINRSGZONRSGL.编号=RSGZ.编号

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29.在VisualFoxPro中进行参照完整性设置时，要想设置成：

当更改父表中的主关键字段或候选关键字段时，自动更改所有相关子表记录中的对应值。

应选择________。

B、它既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号

numspace=numspace+1

C.返回不大于数值表达式值的最大整数

C.主索引和候选索引D.主索引、候选索引和惟一索引

C.事件代码也可以像方法一样被显式调用

摘要1

关键词1

第一章即本工作原理及原理框图

1.1电气安全要求3

1.2元器件布局3

1.3高频处理5

第二章开关电源技术发展过程中的存在的问题及其分析

2.1：

电源'>开关电源功率密度7

2.2：

高频磁与同步整流技术7

2.3：

分布电源结构7

2.4：

PFC变换器8

2.5：

电压调节器模块VRM8

2.6：

全数字化控制8

2.7：

电磁兼容性9

2.8：

设计和测试技术9

2.9：

系统集成技术10

第三章各主要功能描述

3.1交流EMI滤波及整流滤波电路10

3.2半桥式功率变换器11

3.3功率变压器的设计11

3.4辅助电源的设计15

3.5驱动电路16

3.6风扇风速控制电路16

3.7PWM控制电路17

3.8过流保护电路17

3.9正确选择单点接地19

第四章尽量加粗接地线

4.1全局布线的考虑19

4.2检查与复查20

第五章结语20

参考文献21

稳压电源的问题21

致谢21

开关稳压电源

【摘要】介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V±20％，输出电压为直流30~60v，最大电流2A，工作频率50kHz。

重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。

【Summary】introducetheswitchpowersupplyofakindofadoptionhalfbridgeelectriccircuit,itsimportationelectricvoltageforcommunicate220Vthe±be20%,outputtheelectricvoltageasthedirectcurrent4~16Vs,thebiggestelectriccurrent40As,workfrequency50kHzs.Thepointintroducedthedesignthoughtofthatpowersupply,workprincipleandcharacteristics.

【关键词】脉宽调制；半桥变换器；电源

【Keyword】theveinbreadthmake;Thehalfbridgetransformationmachine;Powersupply

引言

在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在30～60V，电流在2A的电源。

而一般实验用电源最大电流只有2A。

为此专门开发了电压30V～60V连续可调，输出电流最大2A的开关电源。

它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率MOS管，开关工作频率为50kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。

（一） 电源，即提供电能的设备，主要分三类：

一次电源（将其它能量转换为电能），二次电源和蓄电池。

其中，二次电源指的是把输入电源（由电网供电）转换为电压、电流、频率、波形及在稳定性、可靠性（含电磁兼容，绝缘散热，不间断电源，智能控制）等方面符合要求的电能供给负载。

电子设备都离不开可靠的电源。

开关电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点，近年来获得了飞速发展。

开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。

另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

1.1开关电源

开关电源是指电路中的电力电子器件工作在开关状态的稳压电源。

如图1-1所示。

开关电源的电路结构比较复杂，但是和线性电源相比有如下几个突出的优点：

1基本工作原理及原理框图

   该电源的原理框图如图1所示。

   220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。

从原理图到PCB的设计流程为：

建立元件参数→输入原理网表→设计参数设置→手工布局→手工布线→验证设计→复查→CAM输出。

图1 布局设计流程

1.1电气安全要求

相邻导线的间距必须能满足电气安全要求，最小间距至少要能适合承受的电压，而且为了便于操作和生产，间距要尽量地宽。

在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大。

对高、低电平悬殊的信号线则要尽可能地加大间距，一般为8mil。

焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时的焊盘缺损。

当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而且走线与焊盘不易断开。

1.2元器件布局

元器件布局实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。

例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会造成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。

因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。

每一个开关电源都有四个电流回路：

电源开关交流回路，输出整流交流回路，输入信号源电流回路，输出负载电流回路。

输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电，滤波电容主要起到一个宽带储能作用；类似地，输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量，同时消除输出负载回路的直流能量。

所以，输入及输出电流回路应只从滤波电容的接线端连接到电源；如果输入/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连，交流能量将经由输入或输出滤波电容而辐射到环境中去。

电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流，这些电流中谐波成分很高，其频率远大于开关基频，峰值幅度可高达持续输入/输出直流电流幅度的5倍，过渡时间通常约为50ns。

这两个回路最容易产生电磁干扰，因此必须在电源中其他印制线布线之前先布好这些交流回路。

每个回路的滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置，使它们之间的电流路径尽可能短。

建立开关电源布局的最佳设计流程如图2所示。

图2 布局设计

PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪能力下降，成本也增加；过小则散热不好，且邻近线条易受干扰。

电路板的最佳形状为矩形，长宽比为3:

2或4:

3，位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。

●放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集。

●以每个功能电路的核心元件为中心来进行布局。

元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接,去耦电容则尽量靠近器件的VCC。

●在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。

一般电路应尽可能使元器件平行排列。

这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。

●按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的传输方向。

●布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起。

●尽可能地减小环路面积，以抑制开关电源的辐射干扰

1.3高频处理

印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗，进而影响频率响应。

即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题（甚至再次辐射出干扰信号）。

因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽，这意味着必须将所有连接到印制线和其他电源线的元器件放置得很近。

根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。

同时，使电源线、地线的走向和电流的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。

接地是开关电源四个电流回路的底层支路，作为电路的公共参考点起着很重要的作用，是控制干扰的重要因素。

因此，在布局中应仔细考虑接地线的放置，将各种接地混合会造成电源工作不稳定。

在地线设计中应注意以下几点。

2开关电源技术发展过程中的存在的问题及其分析

20世纪60年代，电源'>开关电源的问世，使其逐步取代了线性稳压电源和SCR相控电源。

40多年来，电源'>开关电源技术'>电源'>开关电源技术有了飞迅发展和变化，经历了功率半导体器件、高频化和软开关技术、电源'>开关电源系统的集成技术三个发展阶段。

　　功率半导体器件从双极型器件（BPT、SCR、GTO）发展为MOS型器件（功率MOSFET、IGBT、IGCT等），使电力电子系统有可能实现高频化，并大幅度降低导通损耗，电路也更为简单。

自20世纪80年代开始，高频化和软开关技术的开发研究，使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。

高频化和软开关技术

（3）　　20世纪90年代中期，集成电力电子系统和集成电力电子模块（IPEM）技术开始发展，它是当今国际电力电子界亟待解决的新问题之一。

2.0：

功率半导体器件性能

1998年，Infineon公司推出冷MOS管，它采用“超级结”（Super-Junction）结构，故又称超结功率MOSFET。

工作电压600V～800V，通态电阻几乎降低了一个数量级，仍保持开关速度快的特点，是一种有发展前途的高频功率半导体器件。

IGBT刚出现时，电压、电流额定值只有600V、25A。

很长一段时间内，耐压水平限于1200V～1700V，经过长时间的探索研究和改进，现在IGBT的电压、电流额定值已分别达到3300V/1200A和4500V/1800A，高压IGBT单片耐压已达到6500V，一般IGBT的工作频率上限为20kHz～40kHz，基于穿通（PT）型结构应用新技术制造的IGBT，可工作于150kHz（硬开关）和300kHz（软开关）。

IGBT的技术进展实际上是通态压降，快速开关和高耐压能力三者的折中。

随着工艺和结构形式的不同，IGBT在20年历史发展进程中，有以下几种类型：

穿通（PT）型、非穿通（NPT）型、软穿通（SPT）型、沟漕型和电场截止（FS）型。

碳化硅SiC是功率半导体器件晶片的理想材料，其优点是：

禁带宽、工作温度高（可达600℃）、热稳定性好、通态电阻小、导热性能好、漏电流极小、PN结耐压高等，有利于制造出耐高温的高频大功率半导体器件。

可以预见，碳化硅将是21世纪最可能成功应用的新型功率半导体器件材料。

2.