开关稳压电源设计报告

开关稳压电源设计报告

成员名字：方愿岭段洁斐梅二召

摘要：为提高电源的利用效率和缩小设计电源的尺寸，本文介绍一种含有MC3406集成芯片的开关稳压电源，并对成芯片内部结构和外部电路作简要介绍，最终给出一个完整的开关稳压电路设计电路并对电路作具体论证最终完成开关稳压电源的实物制作。

A switching power supply design report Abstract:In order to improve the efficiency in the use of the power supply and reduce the size of the power source design, this paper introduces a kind of contains MC34063 integrated chips of a switching power supply, and the integrated chip internal structure and external circuit is briefly introduced, finally give a complete a switching circuit design circuit to make concrete demonstration and circuit switching power supply finally complete the making of objects.

关键词：开关稳压电源；整流滤波电路；PWM控制电路；MC34063

引言

电源是各种电子设备的核心，因此电源的优劣直接关系到电子设计的好坏。另外电子设计者不得不考虑的一个问题就是效率问题，所

以一个好的电源不仅要工作可靠还应该有较高的效率，而开关电源正是正好符合以上两点。

自开关稳压电源(以下简称开关电源)问世后，在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。早期出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态。随着脉宽调制(PWM)技术的发展，PWM 开关电源问世，它的特点是用20kHz 的载波进行脉冲宽度调制，电源的效率可达70%~90%，而线性电源的效率只有30％~40％。随着超大规模集成芯片尺寸的不断减小，电源的尺寸也越来越小；而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如手提计算机、移动电话等)更需要小型化、轻量化的电源。因此，对开关电源提出了小型轻量要求。这一切高新要求便促进了开关电源的不断发展和进步。 一．方案论证

开关电源的组成部分：

U O R L

U 1=220V AC U 2=18VAC

隔离

变压器

DC-DC 变换器

I O

整流滤波

U IN

I IN

开关稳压电源

1.1整流电路方案论证 方案一：半波整流 1.1.1电路的组成

单相板波整流电路是最简单的一种整流电路，有二极管的单向导电性可知，经过一个二极管以后完整的正弦波被过滤掉一半，如上图所示。 1.1.2参数分析

对于整流电路我们应该考虑的三个重要指标是整流电路输出电压平均值、输

输出电压平均值：()()wt wtd o AV sin 22120

⎰

=π

π

解得：() 245.0≈o AV 负载电流的平均值：)

L

L

O

AV AV O R R I 2

)

(45.0≈

=

脉动系数S: S=(

)

O

AV M O 1=

π

2

2

22

57.1≈

根据以上参数的要求且考虑电网电压的波动，二极管的选择应满足：L

AV O F R U I I π2

)(21

.11.1=> 221.1U U RM >

方案二：全波整流

全波整流电路中采用最常用的桥式整流电路,如下所示： 1.2.1电路的组成

1.2.2参数分析 输出电压平均值：22

)(9.022)(sin 21

U U wt wtd U AV O ≈=

=⎰

π

π

π

输出电流平均值：L

L AV O AV O R U R U I 2

)()(9.0≈=

脉动系数：S=67

.032

)(1≈=AV UO M UO

根据以上参数的要求且考虑电网电压的波动，二极管的选择应满足：L

AV O F R U I I π2

)(21

.121.1=>

221.1U U RM >

单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二级管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动系数小等优点，因此得到相当广泛的应用。 2.1 滤波电路方案论证 方案一电容滤波 2.1.1电容滤波电路

输出电压平均值：22)(2.1)41(2U C

R T

U U L AV O ≈-= 脉动系数：141

-=

T

C

R S L

根据以上参数的要求且考虑电网电压的波动，电容的选择应满足：221.1U U > 方案二：电感滤波 2.2.1电感滤波电路

输出电压平均值：2)()(9.0U R R R U R R R U L

L

AV D L L AV O +≈+=

在这里虽然电感滤波电路中二极管的导通角比电容滤波电路中二极管的导通角大，但因电感没有现成的需要自己缠制，所以制作麻烦且体积较大，所以在这里我们选择电容滤波电路进行滤波。 3.1 DC-DC 变换电路论证

方案一：TL494DC-DC 变换器控制电路 3.1.1 TL494的功能简介

TL494是美国德州仪器公司生产的电压驱动型脉宽调制器，可在显示器、计算机等系统电路中作为开关电源电路，TL494的输出三极管可接成共发射极及射极跟随器两种方式，因而可以选择双端推挽输出或单端输出方式，在推挽输出方式时，它的两路驱动脉冲相差180度，而在单端方式时，其两路驱动脉冲为同频同相。 3.1.2 TL494的内部功能框图如图1所示。