开关电源设计与实现

Xx大学机电工程学院

Mechanical ＆Electronic Engineering Department

开关电源技术原理及应用设计报告

说明书

设计题目：开关电源的设计与实现

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开关电源的设计与实现

摘要：

本文通过对日常生活中用到的开关电源，进行了比较详细的描述和说明，也就相关制作问题进行了描述。再根据开关电源的理论、电路分析、及变压器的基础，从电路工作的角度分析了开关电源的工作原理，制作了一种比较简单，工作可靠，且适用于目前生活中常用的开关电源。这个设计的主要特点是稳压开关电源，设计中运用了开关电源中的整流、滤波、变压、过压保护等设计。最后按照电路图焊接元件，当接入220V的交流电时，负载所接的灯泡亮。

关键字：开关电源脉宽调制变压器

Design and Realization of Switching Power Supply Abstract:

Based on the switching power supply used in daily life, for a more detailed description and explanation, also making the problem is described. According to the theory of switching power supply, circuit analysis, and the transformer, the-working principle of switching power supply circuit from the angle of the work,making a relatively simple, reliable, and suitable for the switch power supply in life. This design is the main characteristics of switching power supply, use in the design of rectifier, filter, transformer, overvoltage protection design of switch power supply. The final element welding according to the circuit diagram, when the access 220V alternating current, load the light bulb.

Key words：switching power supply PWM transformer

目录

一、开关电源介绍 (1)

1.开关电源的发展 (1)

2.基本工作原理 (1)

3.关键技术 (2)

3.1功率因数校正技术 (2)

3.2软件开关技术 (2)

4.开关电源基本构成 (2)

4.1输入电路 (3)

4.2变换电 (3)

4.3控制电路 (4)

4.4输出电路 (4)

二、开关电源制作 (4)

1.桥式整流 (4)

2.滤波器 (5)

2.1滤波器的作用 (5)

2.2滤波器的工作原理 (5)

3.双向触发二极管 (5)

4.变压器的构造和原理 (6)

5.三极管开关管 (7)

6.开关电源电路图制作 (8)

6.1主电路 (8)

6.2控制电路 (8)

6.3检测电路 (8)

三、结论 (9)

四、遇到的问题和困难 (9)

一、开关电源介绍

1.开关电源的发展

开关电源的发展目前是具有小型化、高智能化、电池管理、多功能性和软开关变换电路。

小型化，随着小型化开关电源的市场迅速扩大，一些小功率模块插件形式的开关电源将应运而生，大有蓬勃发展之势。如中兴通讯公司的ZXDU45嵌入式电源，功能齐全，使用起来极为安全方便。

高智能化，开关电源在通信领域多方面的广泛使用，需要在原有监控功能的基础上增加诊断功能（即故障诊断专家系统），这是一个具有专家的知识和经验水平、能指导维护人员处理问题的系统，它可以使维护人员及时发现、诊断和处理电源故障。

电池管理，开关电源应具备完善的电池管理功能，不仅要对电池的均/浮充、温度补偿、电池保护等方面进行管理，还要在电池的充放电曲线、容量测试、容量恢复等方面进行高层次的管理。

多功能性，开关电源的设计应具有更大的灵活性和自由度，功能强大，以满足不同设备、用户和环境对供电的要求。而实现某一功能是通过安装电路板（或功能块）来完成的，类似于计算机的硬件扩充，如需要上网，只要安装网卡即可完成。

软开关变换电路，在软开关变换电路中，开关器件在理论上开关损耗为零，不受频率升高的限制，但到目前为止，软开关变换电路仍存在一些有待解决的问题，如电路工作在高频下，开关管需要更高的耐压和更大的散耗功率。因此，软开关变换电路仍是新一代变换电路的发展主流。软开关变换电路的最新发展是零开关变换和零转换变换等。

开关电源体积小、重量轻、变换效率高,因此广泛应用于各种电子设备中.目前,各国正在努力开发新器件、新材料以及改进装连方法,进一步提高效率,缩小体积,降低价格,以解决开关电源面临的新课题,即环境适配性包括噪声与谐波等的电磁适配性,以及同人类之间的安全适配性等。

2.基本工作原理

开关电源种类较多，虽然其原理有所不同，但基本工作原理是相似的。图1-1所示为一

种开关电源的原理，开关S周期性地通断。在开关S接通时。输入电源U

i 供给负载R

L

功率；

开关S断开时，输入电源停止向负载供电。因此，输入电源间断向负载供电，为使负载能够