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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。

开关电源毕业设计

开关电源毕业设计

开关电源毕业设计开关电源毕业设计引言开关电源是现代电子设备中常见的一种电源供应方式。

它具有高效率、小体积、轻重量等优点,因此被广泛应用于各个领域。

作为一名电子工程专业的毕业生,我选择了开关电源作为我的毕业设计课题。

在这篇文章中,我将分享我在开关电源毕业设计过程中的学习和经验。

理论基础在开始设计之前,我首先深入研究了开关电源的理论基础。

开关电源的核心是开关器件,如MOSFET和二极管。

了解它们的工作原理和特性对于设计一个稳定和高效的开关电源至关重要。

此外,我还学习了开关电源的拓扑结构,如Buck、Boost和Buck-Boost等。

每种拓扑结构都有其适用的场景和特点,因此选择适合项目需求的拓扑结构也是一个重要的决策。

电路设计在理论基础的基础上,我开始进行电路设计。

首先,我绘制了整个开关电源的框图,明确了各个模块之间的关系和功能。

然后,我进行了详细的元器件选型和电路设计。

在选型过程中,我考虑了功率需求、效率要求、可靠性等因素。

在电路设计中,我注意到了一些关键问题,如输出滤波电容的选择、反馈控制电路的设计等。

通过仔细的设计和仿真,我确保了电路的稳定性和性能。

PCB设计完成电路设计后,我转向了PCB(Printed Circuit Board)设计。

PCB设计是将电路设计转化为实际的电路板的过程。

我使用专业的PCB设计软件,将电路布局在电路板上,并进行布线。

在布局过程中,我注意到了信号和功率之间的隔离,以及元器件之间的距离和位置。

在布线过程中,我遵循了最佳实践,如减少信号线的长度、避免信号线的交叉等。

通过精心的PCB设计,我确保了电路的可靠性和稳定性。

实验验证完成PCB设计后,我开始进行实验验证。

我首先搭建了实验平台,将开关电源连接到负载上,并通过示波器和多用表等仪器进行测量和分析。

我测试了开关电源的输出电压、输出电流、效率等参数,并与设计要求进行对比。

在实验过程中,我遇到了一些问题,如电磁干扰、温升等。

毕业设计工作总结(开关电源)

毕业设计工作总结(开关电源)

毕业设计工作总结(开关电源)毕业设计工作总结(开关电源)毕业设计工作总结工作任务完成情况(包括任务书中规定的工作内容、研究目标等,如未能完成须说明原因):在整个毕业设计过程中,根据课题要求,按时独立地完成老师布置的工作任务,及时提交相关的资料和规定的报告。

本课题是设计多路输出单端反激式开关稳压电源。

主电路采用多路输出单端反激式变换器结构,采用控制芯片UC3844实现电压电流双闭环控制,系统工作频率在50kHZ,输出+/-5V/0.5A(共4路),+/-12V/1A,,24V/1A共7路隔离的电压。

设计目标:1.开关电源的输入电压:AC185~250V2.开关电源输出电压及电流:+/-5V/0.5A(共4路),+/-12V/1A,,24V/1.5A3.开关电源的开关频率:50kHZ4.开关电源的效率:≥80%其中,主电路原理图、高频变压器、UC3844外围电路、输入整流滤波电路、输出整流滤波电路、电源保护电路都顺利完成。

但是因为无法制作PCB印制电路板,焊接调试,因此PCB的设计部分没有进行。

主要创新点:1.采用了专用芯片UC3844作为主控芯片,外围电路简单,元器件少,成本低。

2.输入AC185~250V适用范围广。

3.采用三路输出反馈,输出文波低,精度高。

工作状况(包括工作态度、刻苦精神、协作精神、个人精力投入、出勤等情况):毕业设计前期,通过老师的通知及自己了解,就对毕业设计的重要性和规范性有了基本的了解:毕业设计不仅是对我们现有的知识积累、学习能力的运用,同时也是对我们学习态度的一次检验,也是对大学期间知识积累的升华。

因此,我首先从思想上提高了认识,端正了态度,不仅仅把它作为一项任务来对待,更重要的是培养、锻炼自己踏踏实实、认真负责的学习和工作态度。

同时,在毕业设计过程中,虽然自始至终强调要独立完成,但我也非常重视与指导教师之间的交流。

我们经常沟通,共同研究设计中遇到的问题,在存在分歧的问题上加强讨论。

毕业设计论文(开关电源)

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


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

毕业设计开关电源

毕业设计开关电源

毕业设计开关电源毕业设计开关电源随着科技的不断发展,电子产品已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

而这些电子产品的正常运行离不开电源的供应。

在电源中,开关电源作为一种高效、稳定的供电方式,被广泛应用于各类电子设备中。

本文将从开关电源的原理、设计要点以及应用领域等方面进行论述。

一、开关电源的原理开关电源是一种将交流电转换为直流电供应给电子设备的电源。

其工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出电压。

开关电源的核心部件是开关管和变压器。

当交流电输入时,变压器将交流电转换为一定频率的高频交流电。

随后,开关管通过不断地开关动作,将高频交流电转换为直流电输出。

通过这样的方式,开关电源能够提供稳定且高效的电源供应。

二、开关电源的设计要点1. 输入电压范围:开关电源的输入电压范围是设计时需要考虑的重要因素。

一般来说,输入电压范围越宽,适用性就越广。

因此,在设计开关电源时,需要选择合适的电压范围,并采取相应的电路设计措施,以确保电源能够在不同电压条件下正常工作。

2. 输出电压稳定性:开关电源的输出电压稳定性是影响其性能的重要指标之一。

在设计过程中,需要通过合理的电路设计和控制手段,保证输出电压的稳定性。

常见的控制手段包括反馈控制和电压调节电路等。

3. 效率和功率因数:开关电源的效率和功率因数也是设计过程中需要考虑的重要因素。

高效率的开关电源能够减少能量的损耗,提高能源利用率。

而高功率因数则能够减少对电网的污染。

因此,在设计开关电源时,需要采取相应的措施,提高其效率和功率因数。

4. 过载和短路保护:开关电源在使用过程中,可能会遇到过载和短路等异常情况。

为了保护电源和电子设备的安全,需要在设计中考虑相应的过载和短路保护措施。

常见的保护措施包括过载保护、短路保护和过压保护等。

三、开关电源的应用领域开关电源由于其高效、稳定的特点,被广泛应用于各类电子设备中。

其中,常见的应用领域包括计算机、通信设备、工业自动化设备等。

毕业设计任务书(开关电源)

毕业设计任务书(开关电源)
4.开关电源的效率:≥80%
五、分阶段指导性进度计划:
1.第1、2周:搜集资料,熟悉毕业设计的任务,完成开题报告。
2.第3、4周:掌握反激式开关电源的原理。
3.第5、6周:掌握UC3844的原理。
4.第7、8周:掌握高频开关变压器的原理及制作方法。
5.第9-12周:设计开关电源,绘制原理图,元器件选型。
本课题是设计多路输出单端反激式开关稳压电源。主电路采用多路输出单端反激变换器结构,采用控制芯片UC3844实现电压电流双闭环控制,系统工作频率在50kHZ,输出+/-5V/0.5A(共4路),+/-12V/1A,,24V/1A共7路隔离的电压。
三、主要设计内容:
1.多路输出高频开关变压器设计;
2.UC3844外围电路设计;
6.第13周:科技论文翻译。
7.第14、15周:毕业论文写作。
8.第16、17周:修改和装订论文,准备答辩。
六、主要参考文献资料:
1.张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计[M],北京:电子工业出版社,2004.
2.周志敏,周纪海,纪爱华.开关电源实用电路[M],北京:中国电力出版社,2006.
3.黄继昌.电源专用集成电路及其应用[M],北京:人民邮电出版社,2006.
主电路采用多路输出单端反激变换器主电路采用多路输出单端反激变换器主电路采用多路输出单端反激变换器结构采用控制芯片结构采用控制芯片结构采用控制芯片uc3844uc3844uc3844实现电压电流双闭环控制系统工作频率在实现电压电流双闭环控制系统工作频率在实现电压电流双闭环控制系统工作频率在50khz50khz50khz输出输出输出5v05a5v05a5v05a共12v1a12v1a12v1a24v1a24v1a24v1a路隔离的电压

毕业设计100开关电源的应用——液晶显示器电源的设计

毕业设计100开关电源的应用——液晶显示器电源的设计

第一章绪论1.1 国内外开关电源的发展与趋势电源是电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响着电子设备的可靠性,而且电子设备的故障60%来自电源,因此,电源越来越受人们的重视。

现代电子设备使用的电源大致有线性稳压电源和开关电源两大类。

所谓线性稳压电源,就是其调整工作在线性放大区。

这种稳压电源的主要缺点是变换效率低,一般只有35%-60%;开关稳压电源的调整工作在开关状态,主要的优越性就是变换效率高,可达70%-95%。

因此目前空间技术、计算机、通信、雷达、电视及家用电器中的稳压电源逐步被开关电源所取代[1]。

目前,国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家,形成规模的有十多家。

国产开关电源已占据了相当市场,一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列产品已获得广泛认同,在电源市场竞争中颇具优势,并有少量开始出口。

他们已经逐步做到功能齐全,质量稳定,并能实行全智能,无人值守,基本上接近国际先进水平的产品。

但由于我国配套工业落后,有些元器件还得依赖进口。

目前国外电信电源中实际应用最多的开关整流器是采用PWM技术的MOSFET开关整流器,开关整流器的发展趋势是向高频大功率智能化发展,现在澳大利亚,加拿大,日本等国家可生产200A的MOSFET开关整流器(模块)。

此外采用谐振变换技术的48V/200A开关整流器也是目前典型的新一代大功率开关整流器产品[2]。

开关电源产品的技术发展动向是高可靠、高稳定、低噪声、抗干扰和实现模块化。

国外目前都在致力于同步开发新型高智能元器件,特别是改善二次整流管的损耗、变压器电容器小型化,并同时采用SMT技术在电路板两面布置元件以确保开关电源的轻、小、薄。

高效率。

为了使开关电源较、小、薄,高频化是必然发展趋势。

而高频化又必然使传统的PWM开关功耗加大,效率降低,噪声也提高了,达不到高频、高效的预期效益,因此实现零电压导通、本电流关断的软开关技术将成为开关电源产品未来的主流。

采用软开关技术可使效率达到85~88%。

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)

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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。

毕业设计 开关电源

毕业设计 开关电源

2007届毕业生机电工程系应用电子技术毕业设计姓名:学号: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。

开关电源的设计毕业论文

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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。

单端反激式开关电源(毕业设计).

单端反激式开关电源(毕业设计).

单端反激式开关电源(毕业设计).二、单端反激式开关电源的工作原理单端反激式开关电源的工作原理依靠开关管的开关动作来实现交流电到直流电的转换。

其基本原理如下:1、输入电压滤波单端反激式开关电源在工作之前,必须对输入电压进行滤波,以保证输入电压的平稳、稳定。

2、交流电输入输入电压通过电容滤波后,在交流电路中形成一定的电压波形,交流电通过变压器的原、次绕组的磁耦合作用,将输入电压变换成所需要的电压等级。

本设计选择220V交流电输入,变压器原、次绕组变比为1:26。

3、整流滤波变压器将220V交流电转换成24V直流电,然后通过扁平电容进行电压滤波,使直流电平滑化,得到更加稳定的直流电。

4、开关转换在直流电经过扁平电容滤波后,进入开关电路,在开关电路中,开关管CD4049B作为单向触发器,通过555定时器形成一定的工作周期,改变开关管的通断状态,使得直流电在开关管通断状态变化的控制下,进行输出电流的调整。

5、输出变压器通过输出变压器,将捕获后的直流电变压,以输出需要的电压级别。

三、单端反激式开关电源的电路设计本电路设计基于CD4049B和555定时器,整体电路如下所示。

(注:图中VCC为12V直流电源)1、输入电压滤波电路输入电压滤波电路通过电容电感联合滤波,能够有效抑制交流电中杂波的干扰,提高了直流电的稳定性和可靠性。

本设计采用C1、L1、C2的电容电感联合滤波电路。

2、交流电输入电路交流电输入电路采用变压器进行变压,将220V交流电输入变成24V交流电。

3、整流滤波电路整流滤波电路主要由二极管D1、扁平电容C3组成,二极管和扁平电容组合起来,实现对变压器的24V直流电进行滤波工作。

四、单端反激式开关电源的实验结果本设计所设计并实验验证的单端反激式开关电源,输出电压稳定在12V左右,基本符合设计要求,并成功实现正常工作。

实验中,对于开关管的选择,采用MOS管比较理想,名称为FDPF33N25B。

五、结论本文基于CD4049B和555定时器,设计了一种单端反激式开关电源方案,并在实验中验证了该设计方案的可行性,证明该方案具有开发简单、可靠的特点,可以用于一些小功率电子设备的电源供应。

毕业设计6超声波用开关电源的设计

毕业设计6超声波用开关电源的设计

毕业设计6超声波用开关电源的设计引言:随着科技的不断发展,超声波技术在各个领域都得到了广泛的应用。

而超声波设备的供电则对于其正常运行起到了关键的作用。

开关电源是一种能够将交流电转换为直流电的电源设备,具有稳定性高、效率高、占空比可调等特点,因此被广泛应用于各种电子设备中。

本文将以设计超声波用开关电源为内容,介绍该设计的步骤和关键技术要点。

一、设计流程:1.确定需求:首先需要明确超声波设备的电源需求,包括工作电压、电流等参数。

2.选择开关电源拓扑结构:根据电源需求,选择合适的开关电源拓扑结构,如单端供电结构、双端供电结构等。

3.选择元件:根据选择的拓扑结构,选取合适的电容、电感、二极管、开关管等元件,并进行参数计算。

4.控制电路设计:根据开关电源拓扑结构的特点,设计合适的控制电路,实现稳定的开关动作。

5.PCB设计:将电源电路的原理图转化为PCB布局,保证电路中元件的合理布局和导线的优化布局。

6.电路调试和测试:完成电路的组装和焊接后,进行电路的调试和测试,包括输出电压、电流的稳定性等指标的测试。

二、关键技术要点:1.选择合适的开关管:开关电源的开关管负责将输入的交流电转换为直流电,因此对于超声波设备来说,要选择具有低开通电阻、高导通电流、低开通电压且耐受电压高的开关管。

2.控制电路的设计:控制电路的设计对于开关电源的稳定性和效率有着重要的影响,需要合理选择驱动电路和反馈电路的设计方案。

3.PCB布局设计:合理的PCB布局可以降低开关电源的噪声和干扰,提高整体的性能。

需要注意分离高压和低压区域,减少干扰的传导路径。

4.过渡和短路保护:为了保护超声波设备和开关电源本身的安全,需要设计过渡和短路保护电路,当出现异常情况时及时切断输入电源。

结论:本文以设计超声波用开关电源为目标,介绍了设计流程和关键技术要点。

通过选择合适的开关电源拓扑结构、元件和合理的控制电路设计,以及优化的PCB布局,可以设计出稳定高效的超声波用开关电源。

西南科技大学DC-DC开关电源毕业设计(论文)

西南科技大学DC-DC开关电源毕业设计(论文)
dcdcconversion西南科技大学本科生毕业论文iii目录第1章绪论111概述112开关电源与线性电源的区别1121线性电源概述1122开关电源与线性电源的对比2123开关电源的发展趋势213开关电源需求分析4131国内外研究现状4132开关电源市场需求4第2章开关电源的基本原理及电路拓扑621开关电源的基本原理6211降压型dcdc开关电源工作原理622开关电源的电路拓扑结构8221buck变换器8222boost变换器9223buckboost变换器9224cuk变换器10第3章dcdc降压型开关电源设计1131方案选择1131开关电源整体设计方案1132整流滤波电路设计1233降压电路主电路设计13西南科技大学本科生毕业论文iv331lm2596adj芯片介绍13332输出电压值计算14333电感的选择l114334输出电容的选择cout14335吸纳二极管的选择d115336输入电容的选择cin1534显示电路设计15341显示电路芯片介绍15342icl7107的工作原理16343关于多量程电路部分18344显示电路设计与仿真19345稳压电路19第4章单相交流调压电路仿真与实物制作2241单相交流调压电路仿真22411simulink的应用及系统建模23412单相交流调压电路模型23413matlab建模仿真及参数设置26414晶闸管单相交流调压器电路的仿真结果2742实物制作及调试28421实物制作28422实物调试29总结31致谢32参考文献33西南科技大学本科生毕业论文v附录1整体电路图34附录2电路pcb图35附录3腐蚀版底层直观图36附录4开关电源成品37西南科技大学本科生毕业论文第章绪论111概述开关电源就是利用电子开关器件如晶体管场效应管可控硅闸流管等通过控制电路使电子开关器件不停地接通和关断让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制从而实现dcacdcdc电压变换以及输出电压可调和自动稳压

开关电源硬件设计毕业设计

开关电源硬件设计毕业设计

开关电源硬件设计毕业设计开关电源硬件设计毕业设计引言:开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源供应方式。

其具有高效率、小体积、轻重量等优点,被广泛应用于计算机、通信、工业控制等领域。

本篇文章将探讨开关电源硬件设计的相关内容,包括设计原理、关键参数、设计流程以及一些常见问题和解决方法。

一、设计原理开关电源的设计原理基于电能的转换和调节。

其基本工作原理是通过开关管的开关动作,将输入电能转换为高频脉冲信号,再经过整流、滤波、稳压等环节,最终得到稳定的直流输出电压。

开关电源的核心是开关管,其开关频率和占空比的控制决定了输出电压的稳定性和效率。

二、关键参数在开关电源硬件设计中,有几个关键参数需要考虑和优化。

首先是输出电压的稳定性,即输出电压的波动范围。

稳定的输出电压是保证电子设备正常工作的基础。

其次是效率,开关电源的高效率能够减少能量损耗,提高整体能源利用率。

此外,还需要考虑输出电流的能力、开关频率、过载保护等参数。

三、设计流程开关电源硬件设计的流程一般包括以下几个步骤:1. 确定需求:根据应用场景和电子设备的需求,确定输出电压、电流、工作温度等参数。

2. 选取拓扑结构:根据需求和设计目标,选取合适的开关电源拓扑结构,如Buck、Boost、Buck-Boost等。

3. 选择元器件:根据选定的拓扑结构,选择合适的开关管、二极管、电感、电容等元器件。

4. 进行仿真:利用电路仿真软件,对设计的电路进行仿真,验证电路的性能和参数。

5. PCB设计:根据仿真结果,进行PCB布局和走线设计,保证电路的稳定性和可靠性。

6. 原型制作:根据PCB设计文件,制作开关电源的实际样品。

7. 调试和测试:对制作好的开关电源进行调试和测试,验证其性能和稳定性。

8. 优化和改进:根据测试结果,对设计进行优化和改进,提高电路的性能和可靠性。

四、常见问题与解决方法在开关电源硬件设计过程中,常会遇到一些问题,下面介绍几个常见问题及其解决方法:1. 电磁干扰:开关电源的高频脉冲信号可能会对周围的电子设备产生电磁干扰。

毕业设计9DC直流开关电源

毕业设计9DC直流开关电源

摘要本设计是DC/DC直流开关电源设计,首先将开关电源与线性电源进行对比,总结了开关电源的优点,并对其当前的发展以及在发展中存在的问题进行了描述,然后在对开关电源的整体结构进行了介绍的基础上,对开关电源的主回路和控制回路进行设计:在主回路中整流电路采用单相桥式、功率转换电路采用单端正激功率转换电路、采用增加副边绕组的方法实现多路输出,其中功率转换电路(DC/DC变换器)是开关电源的核心部分,对此部分进行了重点设计;控制电路采用PWM控制,控制器采用开关电源集成控制器GW1524、设计了过压保护电路、电压检测电路和电流检测电路,对各个部分的参数进行了计算并进行了元器件的选型。

【关键词】DC/DC变换器、PWM控制、整流、滤波。

AbstractIn this paper,I designed a switch power supply system with three outputs: Compare the switch power with linear power at first , has summarized the advantage of the switch power ,have described its present development and there are natural questions in development. On the basis of the thing that the whole structure to the switch power has made an introduction, to the main return circuit and controlling the return circuit to design of the switch power: The rectification circuit adopts the single-phase bridge type in the main return circuit, the power changes the circuit and adopts and defies the power to change the circuit , realize by increasing the winding of one pair of sides single and well that many ways are exported, it is a key part of the switch power supply that the power changes circuit (DC/DC transformer ), have designed this part especially ; The control circuit adopts PWM to control, the controller adopts the switch power integrated controller GW1524, design the circuit to measure voltage and the circuit to el measure ectric current, selecting type of calculating and carrying on the components and parts the parameter of each part.Keyword:DC/DC transformer , PWM control , rectification , straining waves.目录1 概述 ------------------------------------------------------- 11.1开关电源的基本原理-------------------------------------------------------- 11.2开关电源与线性电源的比较----------------------------------------------- 21.3开关电源的发展与应用----------------------------------------------------- 21.4 开关电源当前存在的问题 ------------------------------------------------- 32 整流电路的设计 --------------------------------------------- 52.1整流电路的选择 -------------------------------------------------------------- 52.1.1单相半波整流电路 (6)2.1.2单相桥式整流电路 (7)2.2 防止电流冲击的设计 ------------------------------------------------------- 72.3 参数计算以及元器件的选型 ---------------------------------------------- 82.3.1整流管参数计算 (9)2.3.2 变压器参数 (9)2.3.3 电容参数计算 (10)3 DC/DC变换器的设计----------------------------------------- 113.1控制方式的选择 ------------------------------------------------------------- 113.2 功率转换电路的选择 ------------------------------------------------------ 123.2.1 推挽式功率转换电路 (12)3.2.2 全桥式功率转换电路 (13)3.2.3 半桥式功率转换电路 (13)3.2.4 正向激励功率转换电路 (14)3.2.5 反向激励功率转换电路 (15)3.3单端正激变换器的设计---------------------------------------------------- 153.3.1工作原理 (16)3.3.2能量再生线圈P2的工作原理 (17)3.3.3 多路输出的设计 (17)3.3.4 变压器设计 (17)3.3.5电感的参数计算 (19)3.3.6 二极管和电容器的选择 (21)3.3.7 开关管的选择 (21)4 控制电路的设计 -------------------------------------------- 224.1控制模式的选择 ------------------------------------------------------------- 224.1.1电压模式控制 (22)4.1.2平均电流模式控制 (23)4.1.3 峰值电流模式控制 (24)4.1.4滞环电流模式控制 (25)4.1.5相加模式控制 (26)4.2 开关电源集成控制器 ------------------------------------------------------ 264.2.1 GWl524的特点 (27)4.2.2 1524 的极限使用值和主要电性能 (27)4.2.3 GW1524的内部结构 (27)4.2.4 GW1524工作过程 (30)4.3电压检测电路 ---------------------------------------------------------------- 314.4电流检测电路 ---------------------------------------------------------------- 324.4.1电阻检测 (32)4.4.2电流互感器检测 (33)4.5 启动和集成电路供电电路设计 ------------------------------------------ 344.6 保护电路的设计 ------------------------------------------------------------ 355 结论及设想 ------------------------------------------------ 37致谢 -------------------------------------------------------- 38参考文献 ---------------------------------------------------- 39附录1:开关电源原理图--------------------------------------- 40附录2:元器件清单------------------------------------------- 411 概述电子设备都离不开可靠的电源,进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代,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、电子检测设备电源、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。

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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. As one of the most important parts of switched mode DC to DC converters, error amplifier has significant influences on the voltage control loop’s stability. Thus this paper focuses on the design of high performance error amplifier for DC-DC converters based on system requirements analysis. A buck DC-DC converter was concerned, an error amplifier for the buck converter was designed from the points of view of system stability, load regulation and response speed requirements. At the first place, the Buck DC-DC converter’s voltage control loop stability and pole-zero analysis was done based on a small signal model of the voltage control loop, the compensation scheme was proposed. At last, according to the system level to analysis the error amplifier.Key words:Switching power; Buck DC-DC Converter; Error Amplifier.目录1. 诸论1.1 引言随着电力电子及电子技术的迅猛发展,开关电源在计算机、通信、工业自动化、电子和电工仪器等领域的应用更加广泛。

不同的电子设备对电源参数诸如效率、电压、电流能力、噪声、纹波等的要求以及对电源体积、可靠性等的要求各不相同,这就对开关电源的管理电路提出了很高的要求。

本论文主要针对目前常用于便携式设备、分布式电源系统的Buck型DC-DC开关转换器,其输出电压的精度、电源抑制比等都直接取决于误差放大器的相关参数,因而,在对其系统工作原理分析的基础上,主要从系统控制环路稳定性、负载调整率及响应速度方面来分析研究误差放大电路。

1.2 本文研究的目的与意义误差放大电路作为电源管理电路中的关键模块,其性能优劣与整个电源系统的稳定性能密切相关。

误差放大器主要用于对输出端的反馈电压与基准电压的差值进行放大,并产生与电流比较器正向输入端信号进行比较的误差放大信号,误差放大器的核心结构一般采用跨导运算放大器结构,它的差模直流小信号增益、跨导、补偿方式等都将作为误差放大器研究的重要方面。

开关电源控制模式分为两种:电压控制模式和电流控制模式。

这两种模式,虽然采样的方式各不相同,但是都需要误差放大器将输出采样电压与预设基准电压进行差分运算并放大生成误差放大信号反馈给系统控制电路,所以误差放大器对开关变换电路系统的稳定性、负载调整率以及响应速度有着决定性作用,它的性能好坏直接影响到开关变换器系统的性能,因而对开关电源管理电路中误差放大器的分析与研究具有重要的意义。

本文从最基本的开关电源工作原理及其控制方式入手,从Buck型DC-DC转换器系统稳定性、负载调整率及响应速度要求的角度出发来分析,研究管理电路中误差放大模块对电源系统的影响。

1.3 本论文主要研究内容本论文主要工作是开关电源控制电路误差放大的分析与研究,首先对开关电源的基本原理进行了介绍,接着在峰值电流模式下对控制模块Buck型DC-DC转换器进行了小信号分析,最后,在前几章分析的基础上,对闭环控制电路进行了误差放大分析,还着重研究了误差放大器在闭环设计中的应用。

2. 开关电源基础及其类型2.1 开关电源基础理论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,它使用电感,变压器,电容等贮能元件从输入端向输出端传送能量。

开关晶体管的控制电路调节着能量传输过程,使输出信号保持恒定。

开关电源内部功率管工作在高频开关状态,其等效电阻很小,当流过大的电流时,消耗在功率管上的能量很小,所以电源效率可以达到70%~90%,比普通线性稳压电源提高近一倍。

2.1.1开关电源基本工作原理开关电源的工作原理可以用图2.1进行说明。

图中输入的直流不稳定电压U i 经开关S 加至输出端,S 为受控开关,是一个受开关脉冲控制的开关调整管,若使开关S 按要求改变导通或断开时间,就能把输入的直流电压U i 变成矩形脉冲电压。

这个脉冲电压经滤波电路进行平滑滤波后就可得到稳定的直流输出电压U 0[1] 。

图2.1 开关电源的工作原理为方便分析开关电源电路,定义脉冲占空比如下:T T D ON=式(2-1)开关电源直流输出电压U 0与输入电压U i ,之间有如下关系:D U U i =0式(2-2)由式(2-1)和式2-2)可以看出,若开关周期了T 一定,改变开关S 的导通时间T ON 。

即可改变脉冲占空比D ,从而达到调节输出电压的目的。

2.1.2开关电源的组成开关电源的基本组成如图2.2所示。

其中DC-DC 变换器用以进行功率变换,它是开关电源的核心部分;驱动器是开关信号的放大部分,对来自信号源的开关信号进行放大和整形,以适应开关管的驱动要求;信号源产生控制信号,该信号由它激或自激电路产生,可以是PWM信号、PFM信号或其他信号;比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算,控制开关信号的幅值、频率、波形等,通过驱动器控制开关器件的占空比,以达到稳定输出电压值的目的。

除此之外,开关电源还有辅助电路,包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等电路[3]。

图2.2 开关电源的基本组成开关电源系统一般包括两大模块,第一个模块是功率主回路部分,完成能量的变换和传输,主回路使用的元件只有电子开关、电感和电容,但这三种元件的不同组合和连接形成不同类型的开关电源变换器。

第二个模块是控制回路,控制回路比较复杂,早期由分立器件组成,随着大规模集成电路的发展,现在集成电路芯片逐步代替了分立器件,集成电路是电源产品体积小、可靠性高,给应用带来了极大方便。

2.1.3开关电源的各种分类开关电源种类繁多,根据开关晶体管的导通与关断是否与自身电流以及两端所加电压有关分为“硬开关”和“软开关”和“硬开关”中功率开关管按外加控制脉冲而通断,控制与本身流过的电流、二端所加的电压无关。

凡用控制方法使功率开关管在其两端电压为零时导通电流,或使流过功率开关管电流为零时关断,此开关称为“软开关”。

软开关的开通、关断损耗理想值为零。

按控制方式来分又可分为占空比调制方式(主要有脉宽调制PWM式、脉频调制PFM 式和PWM/PFM混合调制式)、谐振式和它们的结合式。

凡用脉宽调制方式控制电子开关的开关变换器,称为PWM开关变换器,它是以使用“硬开关”为主要特征的。

根据DC-DC转换器从输入到输出之间是否有变压器隔离,可以分成有隔离、无隔离两类。

若按控制信号的隔离方法,则可分为直流式、光电耦合式、变压器式、磁放大器式等。

有些线路通过电子器件完成电压-频率,或者频率-电压的转换工作之后,用变压器与控制信号隔离。

若按激励形式不同,可分为自激式和他激式两种。

自激式包括单管式变换器和推挽式变换器两种。

他激式包括调频、调宽、调幅、谐振等几种。

目前应用较广的是调宽型(PWM),它包括正激式、反激式、半桥式和全桥式。

若按拓扑结构来分常见的多达十几种,最常用的有以下六种拓扑:Buck 、Boost 、Buck-Boost 、Cuk 、Sepic 和Zeta [11]。

2.2 开关电源典型结构[4]2.2.1串联开关电源结构如图2.3所示。

开关元件即功率开关晶体管VT 串联在输人与输出之间。

正常工作时,功率开关晶体管VT 在开关脉冲信号的作用下周期性地在导通、截止之问交替转换,使输入与输出之间周期性地闭合与断开。

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