开关电源论文资料-最终
开关电源的设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文开关电源是一种高效率、小体积、轻质化的电源,随着现代电子设备的发展,应用越来越广泛。
开关电源的设计是电子工程专业毕业设计中的一个热门方向,本文将介绍开关电源的基本工作原理及设计方法,并以一个实际开关电源的设计为例,进行详细说明。
一、开关电源的基本工作原理开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为直流电源,其核心部分是开关管。
开关管工作时,会在电路中产生一个高频矩形波形。
再经过滤波电路、输出稳压电路等处理后,最终输出所需要的稳定直流电源。
在开关电源中,开关管的切换是关键,它的导通和截止决定程序的整个运行。
开关管的导通与截止又是由控制器控制的,所以控制器设计是非常重要的。
二、开关电源的设计方法1.功率计算开关电源的功率计算是设计的第一步。
功率 = 电流×电压,在设计前应要明确设备所需的电流和电压值并通过功率计算公式计算得出所需的功率。
2.电路设计电路设计是开关电源设计中较为复杂的一步。
主要包括直流输入电路、开关管、反馈电路、滤波电容、输出稳压电路等部分。
这些部分需要合理的组合和设计,并应通过电路仿真进行验证。
3.控制器设计在控制器设计中,主要有PWM控制器和开环控制器。
PWM控制器通常采用电流反馈控制方式,能够减少在输出处的纹波电压,提高稳定性。
开环控制器的设计要更为复杂,但是更容易实现。
4.保护电路设计保护电路是开关电源中非常重要的一部分,保护电路通常包括电流限制保护、过压保护、过载保护,以及温度保护等。
这些保护电路能够提高开关电源的使用寿命,避免因电路故障引起的安全事故。
三、开关电源设计实例以12V60W的开关电源设计为实例。
1.功率计算P = U × I = 12V × 5A = 60W。
2.电路设计直流输入电路:直流输入电路主要包括整流桥、电容滤波器和保险丝等。
整流桥需要选择合适的电流、电压值,电容滤波器应该选择合适的容量,保险丝则是起到安全保障作用。
毕业论文 开关电源设计
摘要开关电源因其具有稳压输入范围宽、效率高、功耗低、体积小、重量轻等显著特点而得到了越来越广泛的应用,从家用电器设备到通信设施、数据处理设备、交通设施、仪器仪表以及工业设备等都有较多应用,尤其是作为便携式产品的电池提供高性能电源输出,比其他结构具有不可超越的优势.开关电源的稳定性直接影响着电子产品的工作性能,误差放大器是直流开关电源系统中电压控制环路的核心部分,其性能优劣直接影响着整个直流开关电源系统的稳定性,因而对高性能误差放大器的分析是本论文的主要研究目标。
本文误差放大器的分析基于Buck型DC-DC转换器,从系统稳定性、负载调整率及响应速度要求的角度出发,首先对该款Buck型DC-DC转换器的系统电压控制环路进行小信号分析,并对控制环路进行了零极点分布分析,确定环路补偿策略。
最后基于系统级来分析误差放大器.关键词:开关电源;Buck型DC—DC转换器;误差放大器。
AbstractDue to their merits of wide input range,high efficiency, small in size and light in weight ect, switching power supplies are gaining more and more application areas in today’s modern world,ranging from domestic equipments to sophisticated communication and data handling systems,especially in portable devices, they have unsurpassable advantages。
The rapid development of products in corresponding application areas requires the power supplies to have better performances. The robustness of switch—mode power supplies directly affect the performance of electronic devices。
电子设计毕业设计-开关电源论文资料-
目录1 前言 (1)2.总体方案设计 (2)** 方案一 (2)** 方案二 (3)**方案选择 (4)3.单元模块设计 5**单元模块功能介绍 (5)**辅助电源部分设计 (5)**主要电源部分设计 (6)**保护电路部分设计 (7)**继电器驱动部分设计 (7)**输出电压比较部分设计 (8)**编码译码部分设计 (9)**电路设计及参数计算 (10)**特殊器件介绍: (11)**各单元模块连接 (16)4.系统调试及结果分析175.设计总结 (17)【参考文献】 (18)6 系统原理图 (19)1前言可以说,有电器的地方就有电源。
所有的电子设备都离不开可靠的电源为其供电。
现代电子设备中的电路使用了大量的半导体器件,这些半导体需要几伏到几十伏的直流供电,以便得到正常工作所必需的能源。
这些直流电源有的属于化学电源,如采用干电池和蓄电池,但这些不能持久性的供电。
大多数电子设备的直流供电方法都是将交流电源经过变压、整流、滤波、稳压等变换为所需的直流电压。
完成这种变换任务的电源成为直流稳压电源。
现代电子设备中使用的直流稳压电源有两大类:线性稳压电源和开关性稳压电源。
所谓线性稳压电源就是其调整管工作在线性放大区,这种稳压电源的最主要的缺点是变换效率低,一般只有35%~60%左右。
开关稳压电源的开关管工作在开关状态,其主要的优越性就是变换效率高,可高达70%~95%。
目前,计算机、通信设备、雷达、电视及家用电器等现代电子设备中的稳压电源已基本采用了开关稳压电源,因此,下面将介绍开关稳压电源的设计。
2.总体方案设计** 方案一该方案是通过变压器变压,再经过整流电路、滤波电路进而将交流电变为直流电,在通过稳压器的稳压得到较稳定的电压,由于稳压器当输入电压固定时只能在它的电压差范围内调节输出电压,、所以要在调出电压差的范围时自动调档,这是通过两个比较器将输出电压和基准电压进行比较,再通过计数器的计数功能控制继电器控制器的输入情况来判断输出电压的大小在哪个范围,然后进行自动调档。
毕业设计论文(开关电源)
1.1 课题来源及意义 ........................................................ 2 1.2 课题基本要求 .......................................................... 2 1.3 课题相关背景 .......................................................... 2
2 开关电源方案设计.................................................... 3
2.1 开关电源工作原理 ...................................................... 3 2.2 开关电源与线性电源的比较 .............................................. 4 2.3 方案论证 .............................................................. 4 2.3.1 方案 1 ............................................................... 4 2.3.2 方案 2 ............................................................... 5 2.3.3 方案 3 ............................................................... 5 2.3.4 方案分析 ............................................................ 5 2.3.5 总体结构设计 ........................................................ 5 2.4 难点分析 .............................................................. 6 2.4.1 如何提高电源工作频率 ................................................ 6 2.4.2 储能电感的绕制 ...................................................... 7 2.4.3 标度转换技术 ........................................................ 7 2.5 控制技术选择 .......................................................... 8 2.6 开关变换器结构分析与选择 .............................................. 9 2.7 开关电路器件参数选择 ................................................. 12 2.7.1 功率开关管的选择 ................................................... 12 2.7.2 滤波电容的选择 ..................................................... 12 2.7.3 储能电感的选择 ..................................................... 13 2.7.4 续流二极管的选择 ................................................... 13
UC3842开关电源毕业论文
UC3842开关电源毕业论文目录第一章开关电源概述第一节开关电源的产生与发展第二节隔离式高频开关电源第三节开关电源所用的术语第二章输入电路第一节电压倍压整流技术第二节输入保护器件第三节输入阳间电压保护第三章隔离单端反激式变换器电路第一节单端反激式变换器电路中的开关晶体管第二节单端反激式变换器电路中的变压器绕组第四章 UC3842的原理及技术参数第一节原理与特点第二节工作描述第三节技术参数第五章 UC3842常用的电压反馈电路的选用第一节概述第二节 UC3842常用的电压反馈电路2.1 输出电压直接分压作为误差放大器的输入2.2 辅助电源输出电压分压作为误差放大器的输入2.3 采用线性光偶改变误差放大器的输入误差电压2.4 结语第六章UC3842在开关电源电路的应用第一节UC3842 组成的开关电源电路1.1 启动过程1.2 稳压过程1.3 过流保护原理1.4 过压保护原理1.5 开关管保护电路1.6 设计中的注意事项第二节显示器开关电源电路2.1 特点2.2 采用开关稳压电源激励行输出的优缺点如下:2.3 UC3842在显示器电路的应用第七章电源市场的概况第一节直流稳压电源(出口)购市场概况第二节开关电源的市场概况参考文献开关电源概述第一节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。
开关电源毕业论文
开关电源毕业论文开关电源毕业论文一、引言近年来,由于电子产品的广泛应用,稳定的电源变得非常重要。
目前,开关电源已成为电子产品中最常用的电源之一。
开关电源具有体积小、重量轻、效率高、可靠性高等优点,是电子产品中广泛应用的电源。
本文旨在探讨开关电源的原理、特点、设计方法以及研究现状。
二、开关电源的原理开关电源是一种将直流电转换为稳定的直流电的电源。
一般情况下,开关电源由三个部分组成:变压器、整流电路和滤波电路。
1.变压器开关电源中的变压器是一个关键部件,它可以将输入电压变高或变低。
变压器通过变换输入电压的信号频率而实现电压变换。
交流输入电压经过变压器的初级线圈,进入变压器的磁性芯,再经过变压器的次级线圈输出。
因为变压器是通过变换输入电压的频率来实现电压变换的,所以变压器的次级电压可以高于或低于初级电压。
变压器的设计需要根据电源输入电压和输出电压来进行。
2.整流电路整流电路主要用于将变压器的次级电压转换为直流电压。
整流电路一般有半波整流电路或全波整流电路两种方式。
半波整流电路只对电压正半周期进行整流,而全波整流电路对整个电压周期进行整流。
3.滤波电路滤波电路用于削减整流电路输出的脉动电压,使输出电压更加稳定。
滤波电路通常使用电容和电感。
电容作为一个储存电荷的器件,在高频信号中可以起到滤波的作用。
电感则被用来解决低频噪声问题。
三、开关电源的特点1.高效由于开关电源是通过高速开关开关电流来控制输出电压的,所以开关电源具有高效率的特点。
开关电源通常可达到90%以上的效率,而传统的直接变压器、整流储能电源则只能达到60%-70%的效率。
2.体积小由于开关电源是由半导体元件构成的,体积小而轻便,而传统的直接变压器、整流储能电源体积大且重。
3.可靠性高由于开关电源采用了电子元件,其寿命长,故可靠性高。
4.成本低开关电源是用半导体元件制成的,故其成本低于其他电源。
四、开关电源的设计方法1.需求分析在设计开关电源之前,首先需要明确电源的工作电压、额定负载电流、输出电压波动率、输出电压纹波幅度和效率等需求。
开关电源本科毕业论文
开关电源本科毕业论文摘要该文叙述了单管反激式开关电源的设计制作过程。
设计采用了适合中小功率降压式变化器的单管反激式结构,充分地考虑的设计成本和电路效率。
该设计了UC3842作驱动芯片,配合场效应管和高频变压器,这种工作在高频状态下的开关电源变换器具有体积小重量轻等显著特点。
同时,该单管反激开关电源输出部分采用了TL431加光耦的高精度快速取样反馈电路,使输出精度和稳压性能大大超越一般的取样反馈形式。
关键词开关电源;反激;场效应晶体管;光耦。
1. 引言 ..................................................................... .. (1)2. 设计方案思路 ..................................................................... . (3)3. 总体设计 ..................................................................... (4)4. 元件选择及其参数计算 ..................................................................... ........................... 4 4.1 主要元件选择 ..................................................................... .. (4)4.1.1 脉宽调制芯片的选择 ..................................................................... . (4)4.1.2 选择变压器磁芯 ..................................................................... (6)4.1.3 选择开关管 ..................................................................... .. (6)4.1.4 选择输出整流管和滤波电感磁芯 ....................................................................64.1.5 取样和反馈器件的选择 ..................................................................... ............... 7 4.2 关键参数计算 ..................................................................... (8)4.2.1 UC4842A振荡频率 ..................................................................... . (8)4.2.2 变压器线圈匝数 ..................................................................... (9)4.2.3 电流取样电阻和输出取样电阻计算 (9)5. 电路设计 ..................................................................... . (10)5.1 电路原理图设计 ..................................................................... .. (10)5.1.1 UC3842A周边相关电路 ..................................................................... (10)5.1.2 变压器周边电路 ..................................................................... .. (10)5.1.3 输出滤波整流电路 ..................................................................... (11)5.1.3 取样和管够反馈电路 ..................................................................... ............... 11 5.2 特殊元件布局规划 ................................................................................................. 12 5.3 电路PCB布线设计 ..................................................................... .......................... 12 6. 制作与调试 ..................................................................... (13)6.1 硬件电路的布线与焊接 ..................................................................... .................... 13 6.2 调试 ..................................................................... . (13)7. 结论 ..................................................................... (14)参考文献 ..................................................................... .. (15)谢辞 ..................................................................... (16)1. 引言开关稳压电源(以下简称开关电源)取代晶体管线性稳压电源(以下简称线性电源)已有30多年历史,最早出现的是串联型开关电源,其主电路拓扑与线性电源相仿。
开关电源设计毕业论文
开关电源设计毕业论文一、内容综述随着科技的飞速发展,开关电源设计已成为现代电子设备不可或缺的一环。
本文将带你走进开关电源设计的世界,一探其奥妙和实用之处。
在这里我们不仅仅是研究技术,更是在寻找实用性和性能之间的平衡。
我们所关心的不仅是理论数据,更是其在现实应用中的表现。
首先我们要了解开关电源设计的基本概念和原理,了解电源在电子设备中的角色和功能后,我们就会知道电源不仅仅是设备运行的能源供应者,更是整个设备稳定性的关键。
开关电源设计就是在这个基础上,通过技术和创新来提升电源的性能和效率。
1. 开关电源的背景和意义开关电源在我们的日常生活中可以说是无处不在,从家庭电器的使用到工业设备的运行,再到数据中心的高效运作,开关电源都是不可或缺的重要角色。
为什么我们会对开关电源的研究这么重视呢?这里面可是有深意的,听我慢慢道来。
2. 开关电源设计的研究现状和发展趋势开关电源设计在现代电子领域可是风头正劲的话题,大家都知道,开关电源是我们生活中电子产品的心脏,它不断地为我们身边的电子设备输送“能量”。
那么现在开关电源设计的研究现状是怎样的呢?随着科技的飞速发展,开关电源设计技术也在不断进步。
虽然传统的开关电源设计已经能满足一些基本需求,但随着人们对电子设备性能要求的提高,新的技术和方法也在不断涌现。
例如智能化、小型化、高效化已成为当下开关电源设计的重要方向。
3. 论文研究的目的、内容和方法首先写这篇论文的目的,就是想通过研究和设计开关电源,解决现实中遇到的一些问题,比如电源效率不高、稳定性不好等等。
毕竟开关电源在我们的日常生活中应用广泛,涉及到很多领域,比如计算机、通信、家电等等。
所以研究开关电源设计,不仅具有理论价值,还有很大的实际意义。
那么我们研究的内容是什么呢?简单来说就是分析开关电源的工作原理,研究其设计过程,然后设计出一个既实用又高效的开关电源。
在这个过程中,我们还要研究不同材料的选用、电路设计、散热方案等等。
开关电源设计相关毕业设计(论文)
目录一、摘要1、开关电源概述2、开关电源的发展3、开关电源的基本构成及分类4、开关电源的电路组成及功能二、开关电源的PWM1、开关电源PWM的五种反馈控制模式2、三种经典型号控制集成芯片:UC3842、TL494、SG3525三、开关电源的电磁兼容性与可靠性1、开关电源的电磁电磁兼容技术2、开关电源的噪声3、开关电源的EMC设计四、开关电源的计算机辅助分析与计算五、直流开关电源设计1、直流开关电源原理及特点2、直流开关电源的保护六、参考文献开关电源设计相关电源,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。
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。
开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。
它们的功能是:1.输入电网滤波器:消除来自电网,如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰,同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。
2.输入整流滤波器:将电网输入电压进行整流滤波,为变换器提供直流电压。
开关电源的设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文开关电源的设计一、引言开关电源是现代电子设备中常用的电源供应方式之一,其具有高效率、小体积和稳定性好等优点,在各个领域得到广泛应用。
本文将探讨开关电源的设计方法和关键技术,以及其在毕业论文中的应用。
二、开关电源的基本原理开关电源的基本原理是利用开关管(MOSFET)的开关特性,通过周期性开关和关闭来调整输入电压,从而实现对输出电压的稳定控制。
其主要由输入滤波电路、整流电路、功率变换电路、输出滤波电路和控制电路等组成。
三、开关电源设计的关键技术1. 开关管的选型开关管是开关电源中最关键的元件之一,其性能直接影响到整个电源的效率和稳定性。
在选型时需要考虑开关管的导通电阻、开关速度和耐压能力等因素,以满足设计要求。
2. 控制电路的设计控制电路是开关电源中的核心部分,其主要功能是对开关管的开关频率和占空比进行控制。
常用的控制方法有脉宽调制(PWM)和频率调制(FM)等。
在设计过程中需要考虑控制电路的稳定性和抗干扰能力。
3. 输出滤波电路的设计输出滤波电路主要用于滤除开关电源输出端的高频噪声和纹波,以保证输出电压的稳定性和纹波系数的要求。
常用的滤波电路包括LC滤波电路和Pi型滤波电路等,设计时需要根据具体应用场景选择合适的滤波电路结构。
四、开关电源在毕业论文中的应用开关电源在毕业论文中的应用非常广泛,可以用于各种电子设备的电源供应,如无线通信设备、嵌入式系统和工业自动化设备等。
在毕业论文中,可以通过对开关电源的设计和优化,提高电源的效率和稳定性,从而为论文的研究成果提供可靠的电源支持。
五、开关电源设计的挑战和发展趋势开关电源设计面临着一些挑战,如电磁干扰、温升和成本等问题。
为了应对这些挑战,研究人员正在不断提出新的设计方法和技术,如谐振开关电源、多电平开关电源和混合开关电源等。
未来,开关电源设计将更加注重节能、高效和可靠性,以满足不断发展的电子设备需求。
六、结论开关电源是一种高效、小体积和稳定性好的电源供应方式,在毕业论文中具有重要的应用价值。
开关电源设计毕业论文
开关电源设计毕业论文开关电源设计毕业论文开关电源是一种常见的电源转换装置,其具有高效率、小体积、轻重量等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
本篇文章将从开关电源的基本原理、设计流程和优化方法等方面,探讨开关电源设计的关键要点。
一、开关电源的基本原理开关电源的基本原理是通过开关器件(如MOSFET、IGBT等)的开关操作,将输入电源的直流电压转换为需要的输出电压。
其核心是开关元件的开关频率和占空比控制。
二、开关电源的设计流程1. 确定设计需求:根据实际应用需求,确定输出电压、电流、稳定性等参数。
2. 选择开关元件:根据设计需求和预算,选择合适的开关元件,考虑其导通电阻、开关速度等指标。
3. 控制电路设计:设计反馈回路和控制电路,实现对开关元件的开关频率和占空比的精确控制。
4. 输入输出滤波电路设计:设计输入和输出滤波电路,提高开关电源的稳定性和抗干扰能力。
5. 保护电路设计:设计过压、过流、过温等保护电路,保证开关电源的安全可靠性。
6. PCB设计:将以上设计内容转化为实际的PCB布局和线路连接,注意电路的分布和布线的合理性。
7. 调试和优化:根据实际情况,对开关电源进行调试和优化,提高其性能和效率。
三、开关电源设计的优化方法1. 提高开关元件的效率:选择低导通电阻、低开关损耗的开关元件,如采用硅碳化物(SiC)材料的MOSFET。
2. 优化控制电路:采用先进的控制算法,如PID控制算法,提高开关电源的稳定性和响应速度。
3. 降低开关电源的噪声和干扰:合理设计输入输出滤波电路,加入滤波电容和电感等元件,减少电源的纹波和噪声。
4. 优化保护电路:设计精确的保护电路,确保开关电源在故障情况下能够及时切断输出,避免对设备和用户的损害。
5. 优化PCB布局和线路连接:合理布置电路元件,减少线路的长度和阻抗,提高开关电源的工作效率和稳定性。
总结:开关电源设计是电子工程师在实际工作中常常遇到的问题之一。
本文从开关电源的基本原理、设计流程和优化方法等方面进行了探讨。
毕业论文 开关电源
毕业论文开关电源开关电源是一种常见的电源供应器件,其主要功能是将交流电转换为直流电,为各种电子设备提供稳定的电源。
在现代科技快速发展的背景下,开关电源的应用范围越来越广泛。
本文将从开关电源的原理、特点、应用以及未来发展等方面进行探讨。
一、开关电源的原理开关电源的工作原理主要是通过开关管的开关动作来控制输入电源与输出负载之间的连接和断开,从而实现电源的转换。
开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、功率变换电路和输出滤波电路等组成。
其中,输入滤波电路用于滤除输入电源中的杂波,整流电路将交流电转换为直流电,功率变换电路通过开关管的开关动作来控制电源的输出,输出滤波电路用于滤除输出电源中的杂波,从而提供稳定的直流电源。
二、开关电源的特点1. 高效率:开关电源具有较高的能量转换效率,通常可以达到90%以上,相比于传统的线性电源,能够更好地节约能源。
2. 小体积:开关电源采用了高频开关技术,使得整个电源的尺寸更小,适合应用于体积有限的场合。
3. 轻量化:由于开关电源采用了高频变压器,使得整个电源的重量更轻,便于携带和安装。
4. 稳定性好:开关电源具有较好的稳定性,能够在较大负载变化范围内保持输出电压的稳定。
5. 多功能:开关电源具有多种保护功能,如过载保护、过压保护、短路保护等,能够有效保护电子设备的安全运行。
三、开关电源的应用开关电源广泛应用于各种电子设备中,如计算机、通信设备、工控设备、医疗设备、汽车电子等。
在计算机领域,开关电源能够为主机、显示器、硬盘等提供稳定的电源;在通信设备领域,开关电源能够为交换机、路由器、无线基站等提供稳定的电源;在工控设备领域,开关电源能够为PLC、变频器等提供稳定的电源;在医疗设备领域,开关电源能够为医疗器械、医疗监护设备等提供稳定的电源;在汽车电子领域,开关电源能够为车载音响、导航系统等提供稳定的电源。
四、开关电源的未来发展随着科技的不断进步,开关电源在未来的发展中也将迎来更多的机遇和挑战。
开关电源论文
摘要:本文介绍一种以KA3525作为控制核心,根据KA3525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:KA3525、开关电源、PWM目录绪论---------------------------------------------------------------------------------------------第一章开关电源介绍--------------------------------------------------------1.1 开关电源发展---------------------------------------------1.1.1 国际发展状况----------------------------------------------1.1.2 国内发展情况----------------------------------------------1.1.3 开关电源优点-----------------------------------------------第二章开关电源种类------------------------------------------------------------2. 1 按激励方式划分-------------------------------------------------------2. 2 按调制方式划分-----------------------------------------------2.3 按功率开关的类型划分----------------------------------2.4 按功率开关的连接方式划分--------------------------------2.5 按输入和输出电压的大小划分-----------------------------2.6 按工作方式划分-------------------------------------------------第三章系统设计------------------------------------------------------------------------3.1 主电路的整体简介----------------------------------------3.1.1 它激型推挽式电路工作原理---------------------------------3.1.2 驱动电路---------------------------------------------------3.1.3 KA3525工作原理---------------------------------------------3.1.4 死区时间设置--------------------------------------------------3.1.5 检测电路--------------------------------------------------------3.2 参数设计-------------------------------------3.2.1 输入滤波电容--------------------------------3.2.2 原副边变比-----------------------------------3.2.3 输出滤波电容的选择---------------------------第四章实际工作中遇到的问题及解决方法------------------------------------------------------ 总结------------------------------------------ ----------------------------------------------------参考文献绪论电子技术的高速发展,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电力检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展。
12V10A开关电源设计论文
12V10A开关电源设计论文
标题:12V10A开关电源设计与研究
摘要:
本论文旨在设计与研究一种输出电压为12V、输出电流为10A的开关电源。
通过对开关电源的原理、构成以及设计细节的分析,我们展示了其电路设计、PCB布局和关键部件选取等关键步骤。
实验结果表明,所设计的开关电源可以有效稳定输出12V的电压和10A的电流,满足实际应用需求。
本论文对于学术研究者和工程技术人员在设计类似产品时具有一定的参考价值。
关键词:开关电源、设计、PCB布局、电路、稳定
第一章:引言
1.1研究背景
1.2研究目的
1.3研究内容
1.4研究方法
第二章:开关电源原理和构成
2.1开关电源基本原理
2.2开关电源构成要素介绍
2.3常见的开关电源拓扑结构
第三章:开关电源设计步骤
3.1输出电压和电流要求确定
3.2开关电源电路设计
3.3PCB布局设计
3.4关键部件选取
第四章:实验与结果
4.1实验设备与条件
4.2实验步骤
4.3实验结果分析
第五章:开关电源设计的改进及应用展望5.1设计改进
5.2应用展望
第六章:总结与展望
6.1总结
6.2存在问题及展望。
开关电源毕业论文
开关电源毕业论文开关电源毕业论文开关电源是一种常见的电源供应设备,其主要作用是将交流电转换为直流电,以供给各种电子设备使用。
在现代电子技术领域中,开关电源已经成为一种不可或缺的电源设备。
本篇论文将从开关电源的原理、应用领域和未来发展趋势等方面进行探讨。
一、开关电源的原理开关电源的工作原理是利用开关管的导通和截止来实现电源的开关动作。
其基本原理是通过控制开关管的导通时间和截止时间,使得输入电源的电能以一定的方式传递给输出负载。
开关电源的核心部件是开关管和控制电路,其中开关管负责控制电源的开关状态,控制电路负责控制开关管的导通和截止。
二、开关电源的应用领域开关电源广泛应用于各种电子设备中,包括计算机、通信设备、工业自动化设备等。
在计算机领域,开关电源能够为主机、显示器和外部设备等提供稳定的电源供应,保证设备的正常运行。
在通信设备领域,开关电源可为基站、无线电台等提供稳定的电源,确保通信系统的正常运行。
在工业自动化设备领域,开关电源可为各种传感器、执行器等提供所需的电源,实现自动化控制。
三、开关电源的优势和挑战相比传统的线性电源,开关电源具有多种优势。
首先,开关电源具有高效率和小体积的特点,能够更好地适应现代电子设备的需求。
其次,开关电源具有稳定的输出电压和电流,能够有效保护电子设备的稳定性和安全性。
此外,开关电源还具有可调节的输出电压和电流,能够满足不同设备的需求。
然而,开关电源也面临着一些挑战。
首先,开关电源的设计和制造需要一定的专业知识和技术,对于一些小型企业来说,可能存在一定的难度。
其次,开关电源的工作频率较高,可能会产生一些电磁干扰,对其他电子设备造成影响。
此外,开关电源的可靠性和稳定性也需要不断提高。
四、开关电源的未来发展趋势随着科技的不断进步,开关电源在未来将面临更多的发展机遇和挑战。
首先,随着新能源技术的发展,开关电源将更好地适应可再生能源的利用,为新能源设备提供稳定的电源供应。
其次,随着物联网技术的普及,开关电源将更好地适应智能家居、智能城市等领域的需求,为各种智能设备提供可靠的电源保障。
开关电源完整版毕业论文
1
1.1
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。
图1.1隔离式开关电源酌方框图
1.3
下面列出一些本书所使用的开关电源术语,并给出解释,以供读者参考。
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,输入交流电压为标准值。
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。
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,开关电源在小功率围成本较高,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。
开关电源论文最终
开关稳压电源摘要:本设计应用隔离型回扫式DC-DC电源变换技术完成开关稳压电源的设计及制作。
系统主要由整流滤波电路,DC-DC变换电路,单片机显示与控制电路三部分组成。
开关电源的集成控制由脉宽调制控制芯片UC3843及相关电路完成,利用单片机进行D/A转换,完成对输出电压的键盘设定和步进调整,同时由单片机A/D采集数据利用数码管显示出输出电压和电流。
系统具有输出电压可调范围宽、噪声纹波电压低和DC-DC变换效率高等特点。
此外,该系统还具有过流保护功能,排除过流故障后,电源能自动恢复为正常状态。
关键字:DC- DC,整流滤波,脉宽调制,A/D采集,D/A转换Abstract:The stabilized voltage switching supply is designed and manufactured by DC-DC power transfer with isolation and feedback. The supply includes rectification and filtering circuit, DC-DC transfer unit, controller controlling circuit and liquid crystal display module. The swiching supply is controlled by pulse width modulation IC UC3843. The output voltage can be regulated step by step by a microcontroller, a key and a D/A converter. The output voltage and current of the switching supply are collected by a A/D converter and displayed in Nixie tubes. The switching supply have some advantage such as wide output voltage, low noise ripple, high transfer efficiency. In addition, the swiching supply can realize current foldback.Keyword:DC-DC transfer, rectification and filtering, , microcontroller, A/D collecting dat a,D/A converting一、方案论证图1为开关电源系统的结构图,从图中可以看出,系统分为三个部分:电路电源、控制回路和显示设定部分。
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开关稳压电源摘要:本设计应用隔离型回扫式DC-DC 电源变换技术完成开关稳压电源的设计及制作。
系统主要由整流滤波电路,DC-DC 变换电路,单片机显示与控制电路三部分组成。
开关电源的集成控制由脉宽调制控制芯片UC3843及相关电路完成,利用单片机进行D/A 转换,完成对输出电压的键盘设定和步进调整,同时由单片机A/D 采集数据利用数码管显示出输出电压和电流。
系统具有输出电压可调范围宽、噪声纹波电压低和DC-DC 变换效率高等特点。
此外,该系统还具有过流保护功能,排除过流故障后,电源能自动恢复为正常状态。
关键字:DC- DC ,整流滤波,脉宽调制,A/D 采集,D/A 转换Abstract :The stabilized voltage switching supply is designed and manufactured by DC-DC power transfer with isolation and feedback. The supply includes rectification and filtering circuit, DC-DC transfer unit, controller controlling circuit and liquid crystal display module. The swiching supply is controlled by pulse width modulation IC UC3843. The output voltage can be regulated step by step by a microcontroller, a key and a D/A converter. The output voltage and current of the switching supply are collected by a A /D converter and displayed in Nixie tubes. The switching supply have some advantage such as wide output voltage, low noise ripple, high transfer efficiency. In addition, the swiching supply can realize current foldback.Keyword :DC-DC transfer, rectification and filtering, , microcontroller, A/D collecting dat a ,D/Aconverting一、 方案论证图1为开关电源系统的结构图,从图中可以看出,系统分为三个部分:电路电源、控制回路和显示设定部分。
隔离变压器整流滤波1脉宽调制(PWM )功率推动电路(MOSFET)过流保护光电隔离电压取样及调整整流滤波2单片机LCD 键盘D/A 转换A/D 转换电流取样电流放大开关变压器电压取样直流输出-25.4V~220V~18V显示部分控制回路电路电源图1 开关电源系统结构图显示1. DC-DC 主回路拓扑结构主回路拓扑结构分为隔离式和非隔离式两种。
非隔离式拓扑结构(图2所示),只能获得低于输入电压的输出电压,而隔离式单端反激式拓朴结构(图3所示)的输入端与输出端电气不相通,通过脉冲变压器的磁偶合方式传递能量,确保当开关管导通,驱动脉冲变压器原边时,变压器付边不对负载供电,即原/付边交错通断。
其优点就是路电结构简单,适用于 200W 以下的电源且多路输出交调特性相对较好。
故我们讯用隔离式的拓扑结构。
TDC RL++__UoUiUbD1D2D3CRTLN1N2N3++__Uo UiUb图2非隔离式拓扑结构 图3 隔离式单端反激式拓朴结构2. 控制方法及实现方案方案一:采用脉冲频率调制PFM (Pulse Frequency Modulation)的控制方式,其特征是固定脉冲宽度,利用改变开关频率的方法来调节占空比。
输出电压的调整范围大,但要求滤波电路必须在宽频带下工作。
方案二:采用脉冲宽度调制PWM (Pulse Wildth Modulation)的控制方式,其特征是固定开关的频率,通过改变脉冲宽度改变占空比,控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。
基于上述考虑及题目的具体要求,我们选用PWM 调制方式。
3.提高效率的方法及实现方案针对于提高效率的问题,我们想出了两种方案。
方案一:降低开关变压器次级的输出整流管VD 2的损耗,进而提高变换效率。
可以选择肖特基二极管,其正向传输损耗低,而且不存在快回复整流管的反向回复损耗。
方案二:使震荡器频率与开关变压器的频率相匹配,可以提高效率。
采用RC 震荡电路可以改变震荡频率,使之与开关变压器的频率相匹配,达到提高变换效率的目的。
二、电路设计与参数计算1. 主回路器件的选择及参数计算 (1) 开关电源集成控制器相比于其他芯片,UC3843外电路接线简单,所用元器件少,且性能优越,成本低,驱动电平非常适合于MOS 场效应管。
(2) 推动功率管选择推动电路选择功率MOSFET 场效应管,因为功率晶体管是电流驱动,场效应管是电压驱动,而且开关速度快,对温度不敏感。
本设计需输出的最大功率为90W 左右,同时输入电压为18V 左右,故本设计采用P60NF06型MOSFET 场效应管。
(3) 开关变压器的设计开关变压器是一种以隔离方式传输能量的电抗器,和功率MOSFET 管串联而成。
电流临界连续时原边电感:ηso ON T P T U Lm in 2m ax2m in 1m in12=,其中U imino 为变压器原边输入的最小直流电压,T s 为开关周期,P 为输出功率,η为变换效率。
开关变压器磁芯气隙为:8200102-⨯=B S K T P C S ημδ,B 为铁芯工作磁感应强度,S C为铁芯截面积,K 为最小输出功率与额定输出功率之比。
原边绕组匝数为CS L N 081110μδ⨯=原、副边绕组匝数比为()()D ON i ON U U T T U T N N n+-==02m ax m in m ax 2112,U D 为输出整流二极管压降、U O2为副边绕组,N 2为输出电压。
同理可求得其他匝数比。
磁芯型号 EE12 初级电感量 **变压器气隙 .58 变压器初级匝数**变压器次级匝数 **晶体管耐压**晶体管电流**2.控制电路设计与参数计算控制部分由UC3843产生的PWM 波控制MOSFET 管的开关状态,由于MOSFET 管的开关状态使开关变压器的初级线圈产生交变电压,开关变压器的次级通过整流滤波电路输出所需的直流电压,同时通过TL431电压调整电路控制光耦回路,返回到UC3843的电压检测端,使之达到稳压。
UC3843的工作频率KHz C R f TT 2.1710110172.172.184=⨯⨯⨯=⨯=-3.效率的分析及参数计算(1) I O =2A ,当U 2从15V 到21V 时,电压调整率%10022⨯-=U U U S O U。
(2) U 2=18V ,I O 从0A 到2A 时,负载调整率%1002'⨯-=U U U S O O U(3)DC-DC 变换器效率INP P 0=η,其中O O O I U P =,IN IN IN I U P =。
4.保护电路设计与参数计算本设计具有两级保护功能:单片机软件控制保护和UC3843自带保护功能。
(1)在电源输出端,单片机利用电流传感器对电流进行取样,经过LM324放大器的放大作用后,被送入AD 采集芯片AD1543中,转换成数字信号,单片机进行检测,当电流大于设定值时,单片机控制继电器断开负载,以保证电源的正常工作。
(2) UC3843正常工作时,检测电阻R S 峰值电压由内部误差放大器控制,满足SC S R VU I 34.1-=,其中为U C 为误差放大器的输出电压, I S 为检测电流。
UC3843的内部电流测定比较器反相输入端箝位为1V ,最大限制电流I S =1V/ R S 。
在R S 和3脚之间,用R 、C 组成一小的滤波器,用于抑制功率管开通时产生的电流尖峰,其时间常数近似等于电流尖峰持续时间。
当动作电流超过2.5A 时,电源能自动断开负载,排除过流故障后,电源能自动恢复为正常状态。
5.数字设定及显示电路的设计如图所示,单片机检测键盘,并把键值送给DA 转换芯片MAX504, 12位的数字信号被转换成模拟信号,送到电压调整部分,进而设定输出电压。
单片机实时利用TLC1543芯片进行AD 采集,将采集到的电压信号转换成12位数字信号,并送到数码管进行显示。
P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST 9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND 20P2.0(A8)21P2.1(A9)22P2.2(A10)23P2.3(A11)24P2.4(A12)25P2.5(A13)26P2.6(A14)27P2.7(A15)28PSEN 29ALE/PROG30EA/VPP 31P0.7(AD7)32P0.6(AD6)33P0.5(AD5)34P0.4(AD4)35P0.3(AD3)36P0.2(AD2)37P0.1(AD1)38P0.0(AD0)39VCC 40AT89C51U112MHzY122PC122PC2+5VRSRW CS1CS2WR RD +10UC3+5V+5V CE BIPOFF 1DIN 2CLR 3SCLK 4CS 5DOUT 6DGND7AGND 8REFIN 9REFOUT 10VSS 11VOUT 12VDD13RFB 14MAX504U210uFC10OUT DIN SCLK CS504+5VS1S2S3S4CLK INCS P3.0A01A12A23A34A45A56A67A78A89GND 10A911A1012REF-13REF+14CS 15DATA OUT 16ADDRESS 17I/O CLK 18EOC 19VCC 20TLC1543U3+5VCSS DATA1ADDR CCLK CCLKADDR DATA1CSS P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6IN2RES2R6RES2R7D I A N O U TP3.4图7.软件部分设计单片机系统流程图如图所示。