新型开关电源技术的设计与应用

开关电源技术题目一种新型开关电源的设计与应用指导教师王志娟学生姓名李香标学号201001702085专业自动化教学单位德州学院机电工程系（盖章）2013年11月6日目录摘要---------------------------------------------------------------------------------------------3 引言---------------------------------------------------------------------------------------------3 第一章开关电源概述-----------------------------------------------------------------------31.1 开关电源发展历史与应用力---------------------------------------------------31.2 开关电源所用的术语------------------------------------------------------------4 第二章输入电路-----------------------------------------------------------------------------52.1 输入保护器件---------------------------------------------------------------------52.2 输入阳间电压保护---------------------------------------------------------------52.3 输入整流滤波电路原理---------------------------------------------------------6 第三章隔离单端反激式变换器电路------------------------------------------------------73.1 单端反激式变换器电路中的开关晶体管------------------------------------73.2 单端反激式变换器电路中的变压器绕组------------------------------------8第四章 UC3842的原理及技术参数---------------------------------------------------------84.1 UC3842的原理和概述------------------------------------------------------------84.2 UC3842的技术参数--------------------------------------------------------------10第五章 12V/5A单端反激开关电源原理--------------------------------------------------115.1 12V/5A电路原理图--------------------------------------------------------------115.2 12V/5A电源 PCB板-------------------------------------------------------------125.3 12V/5A电路原理分析-----------------------------------------------------------125. 3. 1 系统原理---------------------------------------------------------------------125. 3. 2 启动电路---------------------------------------------------------------------125. 3. 3 15V/5A电路的短路过流、过压、欠压保护-------------------------135. 3. 4 反馈电路---------------------------------------------------------------------135. 3. 5 输出整流滤波电路---------------------------------------------------------14 总结----------------------------------------------------------------------------------------------15 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------15摘要本文介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于该电流型PWM控制芯片、实现输出电压可调的开关稳压电源电路。

开关电源是利用现代电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）和MOSFET构成。

开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。

开关电源比普通的线性电源效率高，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。

关键词：UC3842、开关电源、PWM引言开关电源是运用现代电力电子技术,控制开关开启和关闭的时候,这个比率的输出电压稳定的电源,电源一般由脉宽调制控制集成电路和场效应晶体管。

开关电源、线性电源,并与成本的功率输出的增加,但这两种不同的发展速度。

在某一线性功率成本的输出功率的观点,但高于开关电源,它被称为成本反转点。

随着电力电子技术的发展和创新、开关电源技术在不断的创新,这一成本更低的输出功率对于移动、开关电源提供了广阔的发展空间第一章开关电源概述1.1 开关电源发展历史与应用力开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和功率开关器件（如MOS-FET）等构成。

简单的说：就是开关型直流稳压电源。

开关电源把直流电源或交流电源通过它可以获得一个稳定的直流电压源。

它具有效率高，输出电压稳定，交流纹波小，体积小和重量轻的许多优点。

获得广泛使用。

高频开关电源的发展方向是高频开关电源、小型化、使开关电源到更广阔的应用领域,尤其是在高技术领域的应用,促进高新技术产品的小型化、光。

另一个开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源和保护环境,具有重要的意义。

对开关电源中的应用,电力电子器件IGBT模块,主要用于二极管和场效应晶体管。

可控硅整流电路的电源的输入和软启动电路在一个小的应用、GTR、开关频率低驱动,逐步取代IGBT和场效应晶体管。

1.2开关电源所用的术语下面是一些我在实际工作中所使用的开关电源术语效率：电源的输出功率与输入功率的百分比。

其测量条件是满负载，输入因为是交流电压实际电流值不好测量，可以使用200V左右的直流串联电流表进行测量输入功率。

ESR：等效串联电阻。

它表示电解电容呈现的电阻值的总合。

一般情况下，EsR值越低的电容，性能越好。

输出电压保持时间：在开关电源的输入电压撤消后，依然保持其额定输出电压的时间。

启动浪涌电流限制电路：它属于保护电路。

它对电源启动时产生的尖峰电流起限制作用。

为了防止不必要的功率损耗，在设计这一电路时，一定要保证滤波电容充满电之前，就起到限流作用。

‘隔离电压：电源电路中的任何一部分与电源基板地之间的最大电压。

或者能够加在开关电源的输入端与输出端之间的最大直流电压。

线性调整率：输出电压随输入线性电压在指定范围内变化的百分率。

条件是负载和周围的温度保持恒定。

负载调整率：输出电压随负载在指定范围内变化的百分率。

条件是线电压和环境温度保持不变。

噪音和纹波：附加在直流输出信号上的交流电压和高频尖峰信号的峰值。

用示波器测量其纹波幅值，通常是以mv度量。

输出瞬态响应时间：从输出负载电流产生变化开始，经过整个电路的调节作用，到输出电压恢复额定值所需要的时间。

过载或过流保护：防止因负载过重，使电流超过原设计的额定值而造成电源损坏的电路。

软启动：在系统启动时，一种延长开关波形的工作周期的方法。

工作用期是从零到它的正常工作点所用的时间。

电磁干扰—无线频率干扰(EMLBFl)：即那些由开关电源的开关元件引起的，不希望传按和发射的高频能量频谱。

快速短路保护电路；一种用于电源输出端的保护电路。

当出现过压现象时，保护电路启动，将电源输出端电压快速短路。

占空比；在高频开关电源中，开关元件的导通时间和变换器的工作周期之比。

第二章输入电路2.1 输入保护器件隔离式开关电源在加电时，会产生极高的浪涌电流设计者必须在电源的输入端采取一些限流措施，才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围之内。

浪涌电流主要是由滤波电容充电引起的，在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现出很低的阻抗。

如果不采取任何保护措施，浪涌电流可接近几百安培。

通常广泛采用的措施有两种，一种方法是利用电阻一双向可控硅并联网络；另一种方法是采用负温度系数(NTc)的热敏电阻。

用以增加对交流线路的阻抗，把浪涌电流减小到安全值。

电阻双向可控硅技术：采用此项浪涌电流限制技术时，将电阻与交流输入线相串联。

当输入滤波电容充满电后．由于双向可控硅和电阻是并联的，可以把电阻短路，对其进行分流。

这种电路结构需要一个触发电路，当某些预定的条件满足后，触发电路把双向可控硅触发导通。

设计时要认真地选择双向可控硅的参数，并加上足够的散热片，因为在它导通时，要流过全部的输入电流。

热敏电阻技术：这种方法是把NTc(负温度系数)的热敏电阻串联在交流输入端或者串联在经过桥式整流后的直流线上。

由于阻值较大，它就限制了浪涌电流。

当电容开始充电时，充电电流流过热敏电阻，开始对其加热。

由于热敏电阻具有负温度系数，随着电阻的加热，其电阻值开始下降，如果热敏电阻选择得合适，在负载电流达到稳定状态时，其阻值应该是最小。

这样，就不会影响整个开关电源的效率。

2.2 输入阳间电压保护在一般情况下，交流电网上的电压为115v或230v左右，但有时也会有高压的尖峰出现。

比如电网附近有电感性开关，暴风雨天气时的雷电现象，都是产生高尖峰的因素。