开关电源论文
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。
毕业设计论文(开关电源)
6 结论................................................................. 28 谢辞 .................................................................... 29 参考文献 ............................................................... 30 附录 .................................................................... 31
3.2.2 四位数码显示电路设计 ............................................... 18 3.2.3 单片机与键盘接口电路设计 ........................................... 18
4 软件设计 ............................................................ 19
目
录
引言 ..................................................................... 1 1 概述.................................................................. 2
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
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。
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。
西南科技大学DC-DC开关电源毕业设计(论文)
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。
《开关电源在通信系统中的应用》范文
《开关电源在通信系统中的应用》篇一一、引言随着科技的不断发展,通信系统的运行对电力供应的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
作为提供稳定电源的重要设备,开关电源在通信系统中的应用越来越广泛。
本文将详细探讨开关电源在通信系统中的应用及其重要性。
二、开关电源的基本原理与特点开关电源是一种利用高频化技术实现电能转换的电源设备。
其基本原理是通过高频开关管将直流电压转换为高频交流电压,再通过整流滤波等环节得到所需的直流电压。
开关电源具有以下特点:1. 高效率:开关电源的转换效率高,能够减少能源浪费。
2. 稳定性好:由于采用高频化技术,开关电源的输出电压稳定性较高。
3. 体积小:开关电源的体积相对较小,便于在通信系统中安装和布局。
4. 可靠性高:开关电源具有较高的可靠性和较长的使用寿命。
三、开关电源在通信系统中的应用1. 基站供电系统:在通信系统中,基站是关键的设备之一。
开关电源为基站提供稳定可靠的电力供应,确保基站的正常运行。
此外,开关电源的模块化设计便于维护和扩展,能够满足基站供电系统的不同需求。
2. 数据中心:数据中心是信息存储和处理的中心,对电力供应的稳定性要求极高。
开关电源为数据中心提供高效、稳定的电力供应,保障数据中心的正常运行和数据安全。
3. 传输设备:在通信传输过程中,传输设备的电力供应稳定性直接影响到通信质量。
开关电源的高稳定性和高可靠性使得其在传输设备中得到了广泛应用。
4. 交换设备:交换设备是通信系统中的核心设备之一,需要稳定可靠的电力供应以保障其正常运行。
开关电源的高效能和高稳定性为交换设备提供了可靠的电力保障。
四、开关电源在通信系统中的优势1. 提高系统可靠性:开关电源的高稳定性和高可靠性有助于提高通信系统的整体可靠性,降低故障率。
2. 节能环保:开关电源的高效能有助于减少能源浪费,符合节能环保的要求。
3. 维护方便:开关电源的模块化设计使得其在维护和扩展时更加方便快捷。
4. 适应性强:开关电源可适应不同功率和电压的需求,满足通信系统中各种设备的电力供应需求。
开关稳压电源论文1
开关稳压电源摘要采用TL494作为开关稳压电源的核心控制芯片,以BOOST DC-DC变换器作为开关电源的主电路,以C8051F040单片机D/A的输出电压作为基准,实现开关稳压电源输出电压的程控调节。
应用了LM2596降压给单片机和电路供电,充分运用了有效的资源,达到了可观的性价比。
关键字:DC-DC变换器;BOOST升压;PWM;TL4开关稳压电源摘要采用TL494作为开关稳压电源的核心控制芯片,以BOOST DC-DC变换器作为开关电源的主电路,以C8051F040单片机D/A的输出电压作为基准,实现开关稳压电源输出电压的程控调节。
应用了LM2596降压给单片机和电路供电,充分运用了有效的资源,达到了可观的性价比。
关键字:DC-DC变压器、BOOST升压、PWM、TL494、液晶12864、C8051F040。
1.引言开关稳压电源简称开关电源(Switching Power Supply),通过控制开关管的导通比来维持输出电压的稳定,体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20~30%)、效率高(一般为60~70%,而线性电源只有30~40%)、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
功耗低、纹波小、噪音低、易扩容等特点,使得开关电源具有高的稳定性和性价比,在仪器、仪表、工业自动化等领域得到广泛应用。
2.方案的选择与论证2.1 系统方案的设计系统设计框图如图 2.1所示,输入为 220V,50Hz交流电压,经电压变换,整流滤波后得到约23V的直流电压,送入Boost 电路,经滤波输出直流。
CPLD 与单片机组成的数字控制模块输脉宽调制信号(PWM),由按键控制改变PWM占空比,从而控制Boost电路的输出电压。
该输出电压可在25—45V范围内步进调节,实现多路电压输出。
最大输出电流高达2A。
输出电压经电阻采样,送至控制模块,通过PID算法计算调整下一次传送的控制信号,形成反馈回路,实现宽电压输入,稳压输出的功能。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
烟台工程职业技术学院机电工程系电子专业 11 级毕业论文题目:一个开关电源姓名:奚文龙学号:2011100015 指导老师(签名): 蒋家响二〇一三年六月十二号摘要:本系统以Buck-Boost复合型降压电路为核心,采用主从设置法并联两个DC/DC模块,其中一个为主模块提供稳定电压,作为电压源。
另一个模块作为从模块提供可变电压以改变电流比。
以DSP为主控制器,输出两路占空比可变的PWM信号。
通过电压采样,根据反馈信号对主模块PWM信号做出调整,进而实现对主模块的电压外环控制。
通过电流采样,根据反馈信号对从模块PWM信号做出调整,进而实现对从模块的电流内环控制。
使整个模块实现输出直流电压稳定在8V,根据题目要求自动分配电流。
同时系统具有输出过流保护和输入欠压保护功能,且可以实现对输出电压和输出电流的测量和检测。
关键词:Buck-Boost复合降压电路主从模式 DSP IR2110Abstract:This system is based on the Buck circuit ,Master-slave method set two parallel DC / DC modules,One of the main module as to provide a stable voltage, as a voltage source. Another module provides a constant current from the module as a current source. The system is based on DSP controller, The DSP to output PWM signal. By sampling the voltage,according to the feedback signal to the PWM signal to adjust the main module. Through the current sampling, according to the feedback signal to adjust the PWM signal from the module, Conduct ing reliable closed-loop control, thus achieving control from the module. So that the whole module output DC voltage from 8V.Based questions requirement that the current automatic distribution.At the same time the system has output current protection and input undervoltage protection, and can achieve the output voltage and output current measurement and testing.目录1系统方案论证。
42系统设计。
83软件设计。
12 4系统测试及结果分析。
15 5 结论。
161 系统方案论证1.1 开关电源并联均流方案论证方案一:输出阻抗法调节开关变换器的外特性倾斜度,改变阻抗值,以达到并联模块接近均流的目的。
由图1可见,当负载电流为0102L I I I =+时,负载电压为0V ,按两个模块的外特性倾斜率(极电压调整率)分配负载电流L I ,斜率不相等,电流分配也不相等;当负载电流增大到'''0102L I I I =+时,负载电压为'0V 。
显见,模块1外特性斜率小(即输出阻抗小),分配电流的增长量比外特性斜率的大的模块2增长量更大。
如果能设法将模块1的外特性斜率(即输出阻抗增大),接近模块2,则可使两个模块的电流分配接近均流。
改变模块1和模块2中的1R 和2R 即可实现模块1和模块2电流的分配。
这个方法看似简单,但很难实现,而且电压调整率较低。
图1 两台并联的开关变换器的外特性图2 两台并联的开关变换器方案二:主从设置法这种方法适用于有电流型控制的并联开关电源系统中。
图3所示2个 DC-DC 变换器模块并联的主从控制原理示意图。
图中主模块按电压控制规律工作,从模块按电流型控制方式工作。
r V 为主模块的基准电压,f V 为输出电压反馈信号。
经过电压误差放大器,得到误差电压e V ,它是主模块的电流基准,与1I V (反应主电路模块电流1I 大小)比较后,产生控制电压c V ,控制脉宽调制器和驱动器(图中未画出驱动器)工作。
于是主模块电流将按电流基准e V 调制,即模块电流近似与e V 成正比。
从模块的电压误差放大器接成跟随器的形式,主模块的电压误差e V 输入跟随器,于是跟随器输出为e V ,它即是从模块的电流基准,因此从模块的电流都按同一e V 值调制,与主模块电流基本一致,从而实现均流。
这种方法适合简单并联个数较少的系统。
能够很好的实现电流的分配。
图3 主从模块设置法电流分配控制原理示意图通过比较方案一和方案二,基于实际可实现性本设计采用方案二。
1.2 主电路设计方案论证根据题目要求输入24V直流,输出稳定的8V直流电压,因此主电路需采用降压斩波电路,常见的降压斩波电路有:非隔离式的有buck电路和buck_boost电路,隔离式的有正激、反激等。
基于可实现性,有以下两个方案可供选择。
方案一:隔离式单端反激电路。
这种方案供电电压低、输入电流大。
功率管压降高、损耗大、效率低。
图3 单端反激电路方案二:降压buck斩波电路.如图5所示为降压buck斩波电路图。
Buck 电路结构简单易于实现降压。
动态特性好。
开关晶体管发射极不接地,使驱动电路复杂。
图4 buck斩波电路图.方案三如下图所示,Buck-Boost电路图,既可以升压,也可以降压,通过调整两个MOSFET管的导通与关断实现电压的升高与降低,使管一导通降压,管而导通升压.即为复合型.Buck-Boost复合电路因反激式电路带有变压器,电路复杂,成本提高。
基于驱动电路的要求,我们选择方案三。
1.3 PWM脉冲驱动模块方案论证方案一:光电耦合器隔离输出。
由于开关晶体管发射极不接地,buck 电路MOSFET采用脉冲变压器隔离高频率,然后接光耦TLP250进行驱动。
这种方法可使buck变换和驱动电路两个系统之间的电源地线隔离。
但脉冲变压器存在磁饱和现象,电路中光耦传感器容易被击穿,PWM波会发生畸变。
图5 光电耦合器隔离输出电路方案二:自举电路。
采用芯片IR2110.IR2110芯片既可以实现光电隔离也可实现通过比较方案一和方案二,基于可实现性考虑本次设计选择方案二。
1.4 过电流保护方案论证方案一:采用硬件控制过电流。
方案二:采用软件控制过电流。
通过DSP控制芯片采样电流值,当电流超过设定值时,DSP封锁PWM波的脉冲输出,实现过电流保护。
通过比较方案一和方案二,基于经济性和电路的效率问题等考虑,本次设计选择方案二。
2系统设计2.4 整体设计框图图5整体设计框图24V直流电压信号输入DC/DC变换电路1和DC/DC变换电路2,1作为主模块,2作为从模块。
控制器通过电压采样作为反馈信号控制输给主模块的PWM脉冲信号的占空比,从而调节输出电压稳定在8V,实现电压的外环控制。
同时DSP通过电流采样作为反馈信号控制输给从模块的PWM脉冲信号的占空比,从而提供可变电压以改变电流比,实现电流内环的控制。
在控制器对电流采样的反馈信号进行分析的同时与电流保护的设定值进行比较,若过电流,则控制器封锁以上两路的PWM脉冲信号,实现过电流保护。
控制器发出的PWM脉冲信号经由。
组成的脉冲驱动电路驱动NMOS管的开通和关断,从而控制这两个DC/DC变换电路的开通和关断。
2.2 单元电路设计及参数计算2.2.1 DC-DC变换主模块电路设计图6 DC-DC变换主模块电路如图 6所示为DC-DC变换主模块电路图。
如图所示,当Q1和MBR1导通时电路构成降压斩波电路,Q2和MBR2导通时构成升压斩波电路,通过控制Q1和Q2的导通关断时间,Q1到同时间大于Q2,整个电路为降压型。
用精密电阻采样电压,然后反馈到主模块的外环进行电压控制,同时用霍尔电流传感器,采样电流,反馈到内环路,进行电流分配。
主模块的电流基准作为从模块的基准。
主回路中主要器件及参数计算如下:开关管的选择:开关管的漏源极间的电压:D UoD ds U )1(*65.1)(-=漏极最大电流:Uin UoIo Ids 25.1=其中24in U V=8o U V=oin U D U =13D =将数值带入可得:26.40.84ds ds U VI A ==考虑到MOSFET 管易击穿以及电路的安全可靠性本次设计选用的是MOSFET 管是FS50SMJ ,其参数为:100ds U V=50ds I A=续流二极管的选择:反向耐压: Uo Ud 25.1= 正向导通电流:)1(2D IoDId -=代入数据可得:12d U V =0,5d I A =为了降低损耗,二极管采用超快恢复二极管MBR20100,耐压100V ,额定导通压降1V ,允许通过电流20A 。
电感的选择:先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量:Io f D Ui Lx *2*)1(-=其中:24in U V = A Io 2~0=1320D f KHZ==将其带入得:min 0.2x L mH =由于增加电感量可以减小磁滞损耗,另外考虑输入波动等方面影响取0.4L mH =。
电容的选择:Vpp f DIo C **=其中纹波电压 36ppV mV =计算得 926C uF =为减小纹波系数,增大效率本次设计采用35V 1000uF 的电解电容并联。
采样电阻:为减小误差实现快速稳步的反馈,本次设计采用1%精度,200K 的精密电阻作为电压采样。
电流采样:本次设计选用的是HFB05PS5霍尔电流传感器,其参数为,额定输入电流为5A ,电流测量范围016A ±2.2.2 DC-DC 变换从模块电路设计如图7 为DC-DC变换从模块的电路图。
与主模块结构基本相同。
不同之处在于进行DC-DC变换后,直接接霍尔电流传感器进行电流采样,然后反馈回输入端,进行电流的分配。
从模块的基准电流是主模块的基准电流,经过比例运算后,得到主从电流分配比例。
再经PI运算实现主从模块电流的任意比例分配。
在该电路中,采用的器件MOSFET管FS50SMJ,二极管采用快恢复MBR20100,电感L=0.4mH,电容35V 1000uF 的电解电容。