(完整版)高频开关电源设计毕业设计
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。
高频开关电源的设计与制作(论文)
高频开关电源的设计与制作(论文)《高频开关电源的设计与制作》论文版本,是提取了重点来简单论述的。
这也是在毕业设计最后学校要求进行缩减后拿去参评校级优秀毕业设计的,当然这是获奖的啦!欢迎下载参考!高频开关电源的设计与制作洛阳理工学院电气工程与自动化系黄贝利指导老师杨文方2011摘要: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。
我们设计了以MOSFET作为功率开关器件采用脉宽调制(PWM)技术,输出实时采样电压反馈信号,来控制输出电压变化的。
本文具体介绍了其系统构成,工作原理,基本控制器结构、功能和特点。
关键词:高频开关电源变换器SG3525 过流保护0. 前言随着电力电子技术的高速发展,开关电源不断向高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化方向发展。
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。
现在迫切需要物美价廉,能满足多种不同工况要求的多规格、多品种、系列化的高质量、高性能的高频高压开关电源。
虽国内已有少数厂家生产高频高压开关电源,但价格昂贵。
因此设计开发价格低廉的高频高压开关电压是大势所趋,具有良好的市场。
[1] [2]1. 系统设计原理及其框图开关电源采用功率半导体器件作为开关器件,通过周期性间断工作,控制开关器件的占空比来调整输出电压。
其中DC/DC变换器进行功率转换,它是开关电源的核心部分,此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。
输出采样电路检测输出电压变化,与基准电压研比较,误差电压经过放大及脉宽调制(PWM)电路,再经过驱动电路控制功率器件的占空比,从而达到调整输出电压大小的目的。
开关电源结构框图如图1所示:图1 开关电源结构框图2. 高频开关电源的电路设计2.1 电源输入滤波及桥式整流电源输入滤波又称电磁干扰(EMI),主要用于抑制电气噪声和消除电磁干扰。
经滤波后送入桥式整流电路,将其整流得到所需的300V高压直流电,然后再送入功率变换器。
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
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。
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。
48V25A直流高频开关电源设计_1
摘要目前开关电源向着高频、高可靠性、低功耗、低噪声、抗干扰和模块化方向发展,本论文设计了一种通信系统常采用的48V/25A直流高频开关电源。
本论文首先对高频开关电源的主电路进行了设计,分析了零电压软开关技术在移相全桥电路中的应用,开关电源的软开关技术采用移相PWM控制,通过相移芯片UC3875产生具有一定相序的脉冲去触发MOSFET管。
在主电路设计中,进行了高频变压器的设计,并对输出整流电路进行了分析、研究与设计。
其次,对开关通信电源的控制电路进行了设计。
控制电路以UC3875芯片为控制核心,采用闭环控制模式,实现系统的稳压和限流。
另外,对控制系统的过电流保护、过压保护、过热保护电路等保护电路进行了设计。
最后,用SABER仿真软件对电路进行了系统仿真与验证,仿真结果表明了设计的正确性。
关键词:软开关,UC3875,移相控制AbstractAt present, the switching power supply developed high frequency, high reliability, low energy consumption, low noise, interference and modular direction. That is to develop the inverter power source controlled by microcomputer which adopts soft-switches .This researching task is put forward on the base of discussing the characteristics and virtues of the welding inverter. The phase-shift chip UC3875 is adopted phase-shift pulse width modulate. The design about high frequency transformer is given .The amplified circuit and the commuted circuit are designed. The paper mostly researches and designs the soft-switch control system.Secondly, the control circuit, the protect circuit of the power supply are analyzed and designed. Its control circuit is centered on UC3875, uses a control that based regulation to realize the function is composed of analog of voltage-stabilization and current-limited.In addition, the safeguard circuit that mainly consists of over current, over heat, over voltage and circuit are studied and designed in the paper.And the circuit is simulated by the SABER, Simulation results show that the design is correct.Key words: soft-switch, UC3875, phase-shift目录摘要 (I)Abstract (II)目录.......................................................................................................................... I II 第一章引言.. (1)1.1开关通信电源系统的介绍 (1)1.1.1通信设备对开关通信电源的要求 (1)1.1.2通信电源系统的组成 (2)1.2通信直流开关电源的发展现状和发展方向 (2)1.2.1开关电源的发展和趋势 (2)1.2.2软开关技术的发展 (3)1.3本文的主要工作 (4)第二章高频开关电源主电路的设计与实现 (6)2.1高频开关电源的技术指标 (6)2.2高频开关电源主电路的硬件设计 (6)2.2.1输入整流电路的设计 (6)2.2.2直流变换器的设计 (7)2.2.3输出整流电路的设计 (8)2.3移相全桥谐振软开关电路[2][3][7] (9)2.3.1移相全桥零电压PWM软开关电路的工作原理 (9)2.3.2移相零电压软开关电路存在问题的解决 (11)2.3.3 ZVS的实现及副边占空比丢失 (12)2.3.4 结论 (13)2.4主电路元件参数的选择 (14)2.4.1 输入电路参数的选择[8] (14)2.4.2高频变压器的设计[1] (15)2.4.3输出滤波电感的设计 (17)2.4.4输出滤波电容的选择 (17)2.4.5 吸收电路器件的选择 (18)2.4.6功率器件的选择 (19)2.5本章小结 (19)第三章高频开关电源控制电路的硬件设计与实现 (21)3.1移相控制芯片UC3875的概述 (21)3.3.1 UC3875电气特性 (21)3.1.2 UC3875外围电路的设计 (22)3.1.3 UC3875输出波形的分析 (25)3.1.4 光电耦合器 (26)3.2保护电路的设计 (26)3.2.1电压与电流的保护 (27)3.2.2过热保护电路 (28)3.3 辅助电源设计 (28)3.4 本章小结 (29)第四章电路的仿真及分析 (30)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录 (37)第一章引言1.1开关通信电源系统的介绍开关通信电源是通信设备的重要组成部分之一,因此也被称为通信设备的“心脏”。
高频开关电源毕业设计论文
摘要通信电源是电信网的能源,其供电质量的好坏直接关系到整个电信网的畅通,本设计分析了国内外高频开关电源的发展和现状,研究了高频开关电源的基本原理以及高频开关电源在电力直流操作电源系统中的应用,设计出一种实用于电力系统的高频开关电源,以替代传统的相控电源。
该系统以MOSFET作为功率开关器件,构成带隔离变压器的推挽式直流斩波开关变换器,采用脉宽调制PWM技术,从输出实时采样电压反馈信号,以控制输出电压的变化,控制电路和主电路之间通过变压器或光电耦合器进行隔离,并设计了软启动和过流保护电路。
关键词高频开关电源推挽式变换器MOSFETAbstractThe correspondence power switch is the telecommunication network energy, its power supply quality quality relates directly to the entire telecommunication network unimpededness, The Paper analyze the Present situation and development of h1gh_frequency Switching power supply(HF SPS) domestically and overseas,study and research the basal principle of HF SPS and its application in electric power system,then design HF SPS applied in e1eetric power system in order to replace the old supply controlled by phase angle. The feedback voltage achieved from output is used to control the change of the output.The primary circuit and the control circuit are insulated by transformer or photo coupler. The Soft_Start and the Over Current Self_protection are also designed.Keywords HF Switch power Supply Push-pull Converter MOSFET目录摘要 (I)Abstract................................................................................................................. I I第1章绪论 (1)1.1 本设计研究的意义 (1)1.2国内外的研究现状 (2)1.3通信高频开关电源的发展 (4)1.4 设计内容 (8)第2章主电路的设计 (9)2.1 高频开关电源的基本原理 (9)2.2 滤波电路的设计 (11)2.3 整流电路的设计 (14)2.4 变换电路的设计 (15)2.4.1 变换器中的开关元件 (20)2.4.2 功率开关管的选择 (25)2.4.3 变压器的设计 (27)第3章控制电路设计 (34)3.1 控制芯片 (34)3.2 触发脉冲生成电路 (38)第4章驱动电路的设计 (42)第5章保护电路的设计 (47)5.1 谐振软开关电路 (47)5.2 MOSFET管保护电路 (50)5.2.1 门极过电压保护 (50)5.2.2 漏源过电压保护 (51)5.2.3 负载过压保护 (52)第6章辅助电源 (54)经济与社会效益分析 (56)结论 (57)致谢 (58)参考文献 (59)附录1 (61)CONTENTS Abstract (I)Chapter 1Introduction (1)1.1 The significance of this research (1)1.2The current research at home and abroad (2)1.3The development of the communication frequency switching powersupply (4)1.4 Design content (8)Chapter 2The design of the main circuit (9)2.1 The basic principles of high-frequency switching power supply (9)2.2 The design of the filter circuit (11)2.3 The design of the rectifier circuit (14)2.4 Input devices to protect (15)2.4.1 Surge current suppression (20)2.4.2 Thermistor technical analysis (25)2.4.3 The design of the transformer (27)Chapter 3 The control circuit design (34)3.1 Control chip (34)3.2 Trigger pulse generating circuit (38)Chapter 4 The design of the drive circuit (42)Chapter 5 The design of the protection circuit (47)5.1 Resonant soft-switching circuit (47)5.2 MOSFET protection circuit (50)5.2.1 Gate over-voltage protection (50)5.2.2 Drain-source voltage protection (51)5.2.3 Load over-voltage protection (52)Chapter 6Auxiliary power supply (54)The economic and social bencfit and analysis (56)Conclusion (57)Acknowledgements (58)Reference (59)Appendix 1 (61)第1章绪论通信用高频开关电源,英文译为Communication with the high-frequency switching power supply)是指用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止。
(完整版)开关电源毕业设计论文
设计题目:12V5A直流开关电源姓名:专业:班级:学号:系部:同组人:指导教师:年月日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。
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。
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。
本科毕业设计(论文)_基于芯片UC3842的高频开关电源
摘要随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。
开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨重的线性电源。
电力电子技术的发展,特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展,将开关电源的工作频率提高到相当高的水平,使其具有高稳定性和高性价比等特性。
开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。
信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求,从而促进了开关电源技术的发展。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文是基于芯片UC3842的小功率高频开关电源系统设计。
关键词:开关电源;半桥;全桥;推挽;高频变压器ABSTRACTWith the switch power source extensive use in the field of computer, communicate by letter, aeronautics and astronautics, instrument appearance and domestic appliances etc., people increases by gradually to whose need amounts, have brought forward higher request to aspect such as power source efficiency, bulk factor and reliability. The switch power source is small with it’s effi ciency height volume, weight makes light of to wait for advantage to have substituted the inefficient , both stupid and serious linearity power source in many aspects step by step. The electric power electronic technology development, specially high efficiency component IGBT and the MOSFET rapid development, enhances the switching power supply operating frequency to the quite high level, enable it to have the high stability and GaoXingjia compares and so on the characteristic. One of switching power supply technology main uses is serves for the information industries. The information technology development also set a higher request to the power source technology, thus promoted the switching power supply technology development. Switch power source high frequency alternation circuit form many, forms such as alternation circuit in common use having the push-pull , entire bridge , the bridge , only upright exciting and single end exciting partly on the contrary. This paper is based on UC3842 chip of low power frequency switching power supply system design.Keywords: Switching power supply;Half bridge;The bridge;The push-pull;High-frequency transformer目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 研究的目的及意义 (2)1.2.1 课题研究的目的 (2)1.2.2 课题研究的意义 (2)1.3 高频开关电源的发展情况 (2)1.3.1开关电源的发展情况 (2)1.3.2 高频开关电源的主要新技术标志 (3)1.4 隔离式高频开关电源简介 (5)2 高频开关电源的总体设计 (6)2.1 主电路的选择 (6)2.2 控制电路的选择 (7)2.2.1单片机控制电路分析 (7)2.2.2 芯片控制电路分析 (7)2.3 电流工作模式的方案选择 (7)2.3.1 电流连续模式分析 (7)2.3.2 电流断续模式分析 (7)2.4 综合结构电路图 (8)3 开关电源输入电路设计 (9)3.1 电压倍压整流技术 (9)3.1.1 交流输入整流滤波电路原理 (9)3.1.2 倍压整流技术 (9)3.2 输入保护器件保护 (10)3.2.1 浪涌电流的抑制 (10)3.2.2 热敏电阻技术分析 (11)4 开关电源主电路设计 (12)4.1 单端反激式变换器电路的工作原理 (12)4.2 开关晶体管的设计 (13)4.3 变压器绕组的设计 (15)4.4 输入整流器的选择 (17)4.5 输出滤波电容器的选择 (18)5 开关电源控制电路设计 (18)5.1 芯片简介 (18)5.1.1芯片原理 (18)5.1.2 UC3842 内部工作原理简介 (19)5.2 工作描述 (20)5.3 UC3842常用的电压反馈电路 (23)6 结论 (26)6.1 成果与结论 (26)6.1.1开关变换器的设计 (26)6.1.2 PWM集成控制器的设计 (26)6.1.3电压电流反馈闭环电路的设计 (26)6.2 进一步工作设想 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 绪论1.1 课题研究的背景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。
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。
毕业设计-开关电源
本科毕业论文(设计) 题目:多路输出开关电源的设计学院:自动化工程学院专业:电气工程及其自动化姓名:刘明锋指导教师:王忻2006年5 月30 日Multi-output Switching Power Supply摘要本文比较全面地阐明了开关电源的基本原理。
首先介绍了开关电源的发展趋势,然后介绍了电路拓扑结构,并分析它们的优缺点。
再后介绍了开关电源的控制原理,并简单介绍了隔离技术。
当然也介绍了有关软开关的技术。
在此基础上,设计了一个计算机用多路数出开关电源。
这个开关电源为220V交流输入,±5V,±12V输出,频率为50kHz。
首先对主电路进行了设计,即设计了一个半桥型电路。
其次,对开关电源的控制电路、驱动电路、保护电路进行设计,控制电路以SG3525为核心。
关键词开关电源多路输出SG3525 电压型控制AbstractThe fundamental of the switching power supply is illustrated in this paper. Firstly, the development tendency is introduced. And then the main circuit of the power supply is introduced, and the comparison between them is given. Last, introduce the control theory and also introduce the isolation technology. Of course the soft switching technique is also introduced. And then the Multi-output Switching Power Supply was designed. The switching power supply is AC220V input and ±5V, ±12V output, the frequency is 50kHz.Firstly, the main circuit of the power supply is designed, the half-bridge circuit. Secondly, the control circuit, the driver circuit, the protect circuit of the power supply are analyzed and designed, control circuit is centered on SG3525.Keywords switching power Multi-output SG3525 voltage control目录第1章引言 (1)1.1 电源技术的发展及方向 (1)1.1.1 线性电源 (1)1.1.2 开关电源 (2)1.2 开关电源技术的分类 (3)1.3 开关电源的应用及发展趋势 (3)1.4 本文的工作 (4)第2章开关电源电路原理与方案论证 (5)2.1 DC/DC变换器拓扑 (5)2.1.1 基本DC/DC变换器拓扑 (5)2.1.2 正激变换器(Forward Converter) (6)2.1.3 反激变换器(Flyback Converter) (6)2.1.4 推挽变换器(Push-Pull Converter) (7)2.1.5 半桥变换器(Half-bridge Converter) (7)2.1.6 全桥变换器(Full-Bridge Converter) (8)2.2 软开关的选用 (9)2.2.1 软开关技术的发展 (9)2.3 控制电路 (10)2.3.1 开关电源控制方式 (10)2.3.2 脉宽调制式开关电源的基本原理 (11)2.3.3 脉宽调制式开关电源控制方法的选择 (11)2.4 开关电源电路的隔离技术 (13)第3章电路设计 (14)3.1 具体指标及电路结构形式的选择 (14)3.2 主电路的设计 (14)3.2.1 主变压器的设计 (14)3.2.2 输出滤波电路的设计 (15)3.2.3 开关器件及二极管的设计 (16)3.3 控制电路的设计 (18)3.3.1 总体控制方案 (18)3.3.2 PWM控制器的设计 (18)3.3.3 驱动电路的设计 (22)3.3.4 保护电路的设计 (23)3.3.5 小结 (24)结束语 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)第1章引言随着电力电子技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而任何电子设备都离不开可靠的电源。
高频开关电源的设计
学校代码10126学号00812032分类号密级本科学期论文(设计)学院、系电子信息工程学院电子工程系专业名称电子信息科学与技术年级2008级学生姓名孙哲琦指导教师窦海峰2010年9 月28 日高频开关电源的设计摘要:通信电源是电信网的能源,其供电质量的好坏直接关系到整个电信网的畅通,本课题首先分析了近年来国内外高频通信开关电源的发展状况,在理论分析和电路实验的基础上,开发出了一种新型的高频通信开关电源(交流配电模块、直流配电模块、4只高频开关整流模块和监控模块置于同一机架内),该电源优化了电路的主要参数,设计了相移脉宽调制零电压开关谐振(PS-ZVS PWM)全桥变换器电路和以集成控制器UC3875芯片为核心的控制电路,实现了功率开关管的零电压开通和近似零电压关断,研制出高效率(达93%)、高稳定度(±0.5%)、高可靠性、低电磁干扰的高频开关整流模块。
同时文中还提到了以MCS-51单片机电路为核心的的电源监控模块与监控设计思路。
保证了整机能够安全可靠工作。
关键词:高频开关电源,相移脉宽调制,模块High Frequency Switching Power Supply's DesignAuthor: Sun zhe qi Tutor: Dou hai fengABSTRACT:The correspondence power switch is the telecommunication network energy, its power supply quality relates directly to the entire telecommunication network unimpededness, this topic has first analyzed the recent years domestic and foreign communications switching power supply development condition, tests in the theoretical analysis and the electric circuit in the foundation, developed one kind of new communication switching power supply (alternating-current distribution module, direct current power distribution module, 4 high frequency switches rectification module and monitoring module puts in identical rack), this power source optimized the electric circuit main parameter, has designed the phase-shift pulse-duration modulation zero potential switch resonance (PS-ZVS PWM) the entire bridge converter electric circuit and take integrates the controller UC3875 chip as the core control circuit, Realized the power switching valve zero potential to clear with the approximate zero potential shuts off, develops the high efficiency (to reach 93%), the high stability (±0.5%), redundant reliable, the low electronmagetic interference high frequency switch rectification module. At the same time in the article also proposed based on MCS-51 is the core power source monitoring module and monitoring design mentality. It has guaranteed entire machine safe reliable work.Keywords: High frequency switching power, Phase-Shifting PWM ZVS, Modules目录1 绪论 (1)1.1开关电源的发展及国外现状 (1)1.2国内通信电源的发展及现状 (2)1.3研究内容 (3)2 电路原理方案分析和选择 (5)2.1高频开关整流模块 (5)2.2直流配电模块 (8)2.3监控模块 (9)3 主要电路设计 (12)3.1高频开关整流模块主电路的设计 (12)结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)1 绪论1.1 开关电源的发展及国外现状开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的导通与截止.将直流电变为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压的电源。
高频开关电源设计
毕业论文(设计)题目:高频开关电源设计(英文):High Frequency Switching PowerSupply院别:自动化学院专业:电气工程及其自动化姓名:学号:指导教师:日期:摘要本文分析了国内外高频开关电源的发展和现状,研究了高频开关电源的基本原理以及高频开关电源在电力直流操作电源系统中的应用,设计出一种实用于电力系统的高频开关电源,以替代传统的相控电源。
该系统以MOSFET作为功率开关器件,构成桥式BACK开关变换器,采用脉宽调制PWM技术,PWM控制信号由集成控制器UC3825产生,从输出实时采样电压反馈信号,以控制输出电压的变化,控制电路和主电路之间通过变压器或光电藕合器进行隔离,并设计了软启动和过流保护电路。
通过实验证明该系统能安全、可靠运行,达到了设计要求。
【关键词】:高频开关电源,Buck变换器,PWM,MOSFETAbstraCtThe PaPer analyze the Present situation and development o f h1gh_frequeney Switehing power supply(HF SPS) domestieally and overseas,study and researeh the basal prineiple of HF SPS and its applieation in electric power system,then design HF SPS applied in e1eetric power system in order to replace the old supply controlled by phase angle。
The buek full_brige converter is made of four MOSFET,and the theory of PWM is used。
The signal of PWM is offered by controller UC3825. The feedbaek voltage achieved from output is used to control the change of the output.The primary circuit and the control cireuit are insulated by transformer or photocoupler. The Soft_Start and the Over Current Self_protcetion are also designed。
开关电源的高频变压器设计毕业论文
开关电源的高频变压器设计毕业论文目录摘要 (2)Abstract (2)前言 (3)1.国外研究现状...........................................................................4 2.高频变压器的基本原理及其作用 (4)3.常见的带隔离的开关电源中变压器的作用 (5)3.1正激电路 (6)3.2反激电路 (7)3.3半桥电路 (8)3.4全桥电路 (9)3.5推挽电路 (10)4.开关电源的高频变压器设计 (11)4.1高频变压器的设计原则与设计要求 (11)4.2高频变压器的设计方法 (11)4.3一种实际高频变压器的设计过程 (15)4.4 30KHZ高频开关电源变压器设计 (15)结束语 (18)参考文献 (19)致谢 (20)摘要随着电源技术的不断发展,高频化和高功率密度化已经成为开关电源的研究方向和发展趋势,变压器是开关电源的核心部件,并且随着频率和功率的不断提高,其对电源系统的性能产生影响也日益重要,因此高频开关电源的变压器设计是实现开关电源发展目标的关键。
本文主要研究高频变压器的工作原理,作用和分类。
高频变压器和低频变压器的工作原理一样.就是频率不同所用的铁芯材料不同.低频变压器一般用铁芯,高频变压器用铁氧体磁芯或空芯。
变压器的工作原理是用电磁感应原理工作的。
常见的带隔离开关电源按按电路的拓扑结构:正激式、反激式、推挽式、半桥式和全桥式,本人简单介绍其工作原理,了解变压器在开关电源中的作用。
变压器设计其实就是实现开关电源发展目标的关键,高频变压器的设计要求包括:使用条件,完成功能,提高效率,降低成本。
关键字:开关电源,高频变压器设计High-frequency switching power transformer designWith the continuous development of power technology, high-frequency and high power density switching power supply technology has become the research and development trend, switching power supply transformer is the core component, and with increasing frequency and power, its power supply system increasingly important impact on performance, so high-frequency switching power supply switching power supply transformer design is to achieve development goals.This paper studies the working principle of high-frequency transformer, function and classification. With the isolation of several commonly used in switching power supply transformer switch roles and work. And design a 30KHZ frequency switching power supply transformers.Keywords: switching power supply design of high-frequency transformer前言随着电子信息技术的不断发展,各类电子设备的电源系统在客观上要求小化、轻量化和高可靠性,制约这个目标实现的根本技术就是开关电源高频化技术。
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目录引言......................................................... 1本文概述 .................................................1.1选题背景............................................................................................................................1.2本课题主要特点和设计目标 ...........................................................................................1.3课题设计思路.................................................................................................................... 2SABER软件................................................2.1SABER简介 .....................................................................................................................2.2SABER仿真流程 .............................................................................................................2.3本章小结............................................................................................................................ 3三相桥式全控整流器的设计..................................3.1工作原理............................................................................................................................3.1.1 三相桥式全控整流电路的特点......................................................................................3.2保护电路............................................................................................................................3.2.1 过电压产生的原因..........................................................................................................3.2.2 过压保护 (1)3.2.3 过电流产生的原因 (1)3.2.4 过流保护 (1)3.3SABER仿真 (1)3.3.1 设计规范 (1)3.3.2 建立模型 (1)3.3.3 仿真结果 (1)3.3.4 结果分析 (1)3.4本章小结 (2)4功率因素校正技术 (2)4.1谐波 (2)4.1.1 谐波的危害 (2)4.1.2 谐波补偿和功率因素校正 (2)4.2有源功率因数校正 (2)4.2.1 APFC技术分类 (2)4.2.2 临界导电模式APFC的控制原理 (2)4.2.3 功率因素校正电路的缺点及解决方法 (2)4.3本章小结 (2)5软开关功率变换技术 (2)5.1软开关技术的提出 (2)5.1.1 开关损耗的成因 (2)5.2软开关技术 (2)5.2.1 软开关技术的一般实现方法 (2)5.2.2 软开关的发展历程主要分类 (2)5.3本章小结 (3)6双管正激变换器的设计 (3)6.1工作原理 (3)6.2SG3525的功能介绍以及应用 (3)6.2.1 SG3525基本工作原理和应用特点 (3)6.2.2 SG3525在双管正激开关电源中的应用 (3)6.3启动电路的改进 (3)6.4SABER仿真 (3)6.4.1 设计步骤简介 (3)6.4.2 设计规范 (3)6.4.3 开环设计(功率电路设计) (3)6.4.4 调制器设计和闭环仿真 (4)6.5仿真结果 (4)6.6本章小结 (4)7BOOST变换器的设计 (4)7.1工作原理 (4)7.2SABER仿真 (5)7.2.1 设计规范 (5)7.2.2 参数设计 (5)7.2.3 仿真结果 (5)7.3本章小结 (5)8系统集成调试 (5)9结论与展望 (5)谢辞 (5)参考文献 (5)附录 (5)引言人类已经进入工业经济时代,并处于转入高新技术产业迅猛发展的时期。
电源是向负载提供优质电能的供电设备,是工业的基础。
电源涉及功率半导体器件,综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术等多学科的边缘交叉技术。
随着科学技术的发展,电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。
在现代通信,电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防以及某些高新技术中发挥着重要作用。
开关电源是直流电源系统的一个重要组成部分。
高频开关技术是采用高频功率半导体器件和脉宽调制(PWM)技术的功率变换技术。
其发展方向是高频,高功率因素,抗干扰和模块化,其中进一步实现高频化是开关电源的发展趋势,同时软开关技术也成为开关电源的主流技术,由于工作频率高,电路中的滤波电感和电容的体积可大大缩小;同时,高频变压器取代了工频变压器.则变压器的体积减小、重量降低;另外,由于开关管高频工作,功率损耗小,因而开关电源效率高。
开关管一般采用PWM控制方式,稳压稳流特性极佳。
现在应用于开关电源技术的仿真软件已有多种,它们有通用的软件,也有专业的软件,其中通用的最具影响的是PSPICE 和MATLAB。
PSPICE 是美国加州大学伯克利分校推出的集成电路分析软件SPICE 的微机版,广泛应用于电子电路的设计。
早期的MATLAB 主要应用于控制系统的仿真和分析,经过不断扩展已经成为包括通信、电气工程、优化控制等诸多领域的科学计算软件。
虽然上述两个软件均可用于开关电源系统的仿真,但是笔者认为开关电源技术作为一门跟实践紧密联系的课程,采用专业级的仿真软件效果将会更好,因此本次设计将采用专业级的电源仿真软件-SABER。
本文应用高频开关PWM技术,设计了一种开关频率50KHZ的高频开关电源,系统主电路包括三相桥式全控整流器、双管正激变换器、BOOST 变换器。
根据题目要求,应用SABER软件对上述几个电路进行了原理性仿真测试,并对仿真结果进行了分析。
1本文概述1.1 选题背景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。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广阔的发展空间。
从开关电源发展史来讲,如今已经走到第五代。
第一代是70年初,那时候从线性电源开始走向开关电源;第二代是1976开始取得UL安规认证;第三代从80年代中期开始,开关电源走向全球通用,因此电源的开发就不能局限在北美或者日本市场,输入电压要考虑85~265V范围内,同时欧规和其他安规都要考虑进来;第四代在90年中期,欧盟要求EMC(电磁兼容),包括PFC方面的高次谐波要求;现在进入了第五代,2006年7月,欧盟将强制执行ROHS条例,以限制有毒物质的使用,新一代的电源产品就这样诞生了。
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。
近年来,开关电源已广泛应用于电力,通信,交通等各个领域,并取得了显著的经济效益。
随着开关器件以及磁性材料性能的不断改进,开关频率逐步提高,功率逐步增大,开关电源的性能也更加优良。
相关技术的发展和开发软件的改进,也使开关电源的研发水平大大提高。
1.2 本课题主要特点和设计目标高可靠性、高电气指标等特征,使得开关电源具有更强的竞争力,应用领域不断扩大,高频开关电源向着高频、高效、高功率因素发展,必然将有更多更好的新技术出现,来不断完善它。
本文通过对开关电源的工作原理进行探究,分析了提高电源性能的新技术,设计了主体电路,分析了控制保护电路,并用SABER软件对电路进行原理性仿真模拟。
本课题所设计的开关电源,具体要求如下:(1)输入:三相交流输入380V,在±10%变化内;(2)输出:200VDC10A;(3)稳压精度0.1%,功率因数大于0.9,具有过流过压保护措施1.3 课题设计思路交流输入的开关电源的设计电路如图1.1所示。
交流电经整流和PFC 后转换成高压直流电,经DCDC变换器后转换成所需的直流电输出。
图1.1 开关电源的基本设计本文主要通过对传统开关电源的研究,针对其不足,提出了改善,运用PWM技术,使电源输出更稳定,性能更好,效率更高。
2SABER软件2.1 SABER简介SABER是由analogy公司开发、现由Synopsys公司经营的系统仿真软件,被誉为全球最先进的系统仿真软件,也是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品,现已成为混合信号、混合技术设计和验证工具的业界标准,可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真,这也是SABER的最大特点。
SABER作为混合仿真系统,可以兼容模拟、数字、控制量的混合仿真,便于在不同层面上分析和解决问题,其他仿真软件不具备这样的功能。