电子线路课程设计报告——开关电源S
课程设计--小功率开关电源--施小锋
电力电子应用课程设计报告院系电子与电气工程学院专业电气工程及其自动化班级电气1094 学号 ********** 姓名施小锋2012 年3 月课题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、又笨又重的线性电源。
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。
本次设计采用典型的反激式开关电源结构设计形式，以UC3842作为控制核心器件，运用脉宽调制的基本原理，并采用辅助电源供电方式为其供电，有利于增大主电源的输出功率。
采用场效应管作为开关器件，其导通和截止速度很快，导通损耗小，这就为开关电源的高效性提供保障。
同时，电路中辅以过压过流保护电路，为系统的安全工作提供保障，本电路注意改善负载调整率,降低了电磁串扰，达到绿色环保的目的。
输出电压可调，使其可适用于不同场合。
目录1 引言 (1)2 系统方案选择和论证 (1)2.1 设计要求 (1)2.2系统基本方案 (1)2.3方案选择和论证 (2)2.3.1 主电路方案 (2)2.3.2 主电路功率模块 (6)2.3.3 控制电路的选择 (8)2.3.3 系统方案确定 (9)3 系统设计与实现 (9)3.1系统硬件的基本组成 (9)3.2 主要单元的电路设计 (9)3.2.1 主要电路部分电路设计 (9)3.2.2 控制回路单元的设计 (14)4 主要元件介绍 (16)4.1 光电耦合器 (16)4.2肖特基二极管 (17)4.3 基准电压 (18)4.4 UC3842介绍 (19)结论............................................................................................ 错误!未定义书签。
开关电源课程设计报告书
12八、心得体会14、引言 1.1设计背景 1.2设计基本要求二、 功率开关管的选择 误!未定义书签。
三、 U C3842简介••… 错误!未定义书签。
3.1 UC3842的结构 3.2 UC3842的功能 四、变压器设计.五、光耦信号传输电路5.1保护采样电路 5.2微机处理芯片电路 5.3变频器的控制方式选择 六、输出滤波电路目录4.1 估算输入和输出功率 4.2 计算最小和最大输入电流 4.3 计算脉冲信号最大占空比4.4 磁芯参数确定方法 错误!未定义书签。
错误!未定义书签。
1110一、引言1.1设计背景开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关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MOSFE构成。
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。
目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
单管的DC/DC转换器有正激式(Forward)和反激式(Flyback )两种。
双管DC/DC转换器有双管正激式(DoubleTransistor Forward Converter)，双管反激式(Double Transistr Flyback Converter )、推挽式(Push-Pull Converter) 和半桥式(Half-Bridge Converter )四种。
四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器(Full-Bridge Converter )。
开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWMf关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小) /功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
开关电源课程设计报告
电力电子课程设计报告题目：开关电源课程设计专业：电气自动化班级：电气1012学号:日期：2011 年11月16日一、设计要求（1）输入电压：AC220±10%V（2）输出电压: 12V（3）输出功率:12W（4）开关频率: 80kHz二、反激稳压电源的工作原理图2-1 反激稳压电源的电路图三、反激电路主电路设计(1)(1)Np-=+（3-1）Vdc Ton Vo TrNsm1.反激变压器主电路工作原理反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别适合小功率电源以及各种电源适配器.但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式(CCM),而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式(DCM);另外关于CCM模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计.1）工作过程：S 开通后，VD 处于断态，W1绕组的电流线性增长，电感储能增加； S 关断后，W1绕组的电流被切断，变压器中的磁场能量通过W2绕组和VD 向输出端释放。
反激电路的工作模式：反激电路的理想化波形S i S i V D t ot o fft t t tO OO O 反激电路原理图电流连续模式：当S 开通时，W2绕组中的电流尚未下降到零。
输出电压关系： 电流断续模式：S 开通前，W2绕组中的电流已经下降到零。
输出电压高于式（8-3）的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下，….因此反激电路不应工作于负载开路状态。
B B SBH图 8-18 磁心复位过2. 设计原则和设计步骤变压器设计步骤：1）计算原边绕组流过的峰值电流。
小功率开关电源课程设计报告
1.2整流滤波电路………………………………………………………………11
2控制电路设计……………………………………………………………………12
2.1 UC3842的特点………………………………………………………………12
2.2UC3842的引脚排列及内部框图…………………………………………13
《电力电子技术》
课程设计报告
题目：小功率开关电源的设计
华中科技大学
第1章课程设计目的……………………………………………………………………4
第2章课程设计题目描述与要求……………………………………………………4
1题目描述……………………………………………………………………4
2设计要求………………………………………………………………………5
(3)稳压范围宽。开关电源的交流输入电压在90~270 V内变化时，输出电压的变化在±2%以下。合理设计开关电源电路，还可使稳压范围更宽并保证开关电源的高效率；
（4）安全可靠，具有各种保护功能。在开关电源中，由于可以方便地设置各种形式的保护电路，因此当电源负载出现故障时，能自动切断电源，保障其功能可靠；
本次课程设计的安排旨在提升学生的动手能力，加强大家对专业理论知识的理解和实际运用，通过团队成员之间的密切配合，加强团员的合作协调能力。通过本次课程的历练，加强大家的自学能力，为大家做毕业设计做很好的铺垫。
第2章课程设计题目描述与要求
1题目描述
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
图2.2开关电源的工作原理
上图中，a图为电路图，b图为波形图。
开关电源课程设计报告
太原理工大学课程设计任务书指导教师签名：日期：前言随着电力电子技术的发展，开关电源的应用越来越广泛。
反激式开关电源以其设计简单，体积小巧等优势，广泛应用于小功率场合。
开关电源以其小型、轻量和高效率的特点，被广泛地应用于各种电气设备和系统中，其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。
开关稳压电源有多种类型，其中单端反激式开关电源由于具有线路简单，所需要的元器件少，能够提供多路隔离输出等优点而广泛应用于小功率电源领域。
本论文根据输入电压经EMI滤波设计整流桥，再与直流变压器开关管构成反激电路。
通过输出反馈经UC3842控制占空比，从而使输出电压稳定。
反激电路中开关管开通原边线圈储存能量，副边不导通。
原边关断时，线圈储存的能量通过互感向负载提供能量。
输出电压反馈由TL431和光耦构成，当输出稳定时，有一个稳定的电流；当输出电压增大时，TL431分流增加，发光二极管亮度改变，使三级管电流改变，致使开关管控制导通占空比改变，从而使输出电压减小。
另外，芯片UC3842引脚接一电流反馈，通过控制分压值实现截流保护，防止输出过电流。
设计中，直流变压器的设计是重点，需要计算其原边电感，原副边匝数，铁芯的选择，根据这些参数构造电路图，计算各电容电阻值及二极管承受的反压，选择合适的型号。
论文先介绍了开关电源及反激式开关电源，然后介绍器件选型，再分部分介绍主电路、控制电路和保护电路，最后附表为选择时参数参考表和总电路图。
目录前言第一章开关电源概述 (1)1.1开关电源综述 (1)1.2反激式开关电源介绍 (2)第二章总体方案的确定 (2)2.1总体设计思路及框图 (2)2.2仿真原理图 (3)第三章具体电路设计 (5)3.1EMI滤波电路 (5)3.2整流滤波电路设计 (6)3.3 高频变压器的设计 (7)3.4控制反馈电路的设计 (15)3.5保护电路的设计 (17)3.6输出侧滤波电路设计 (18)第四章电路仿真与结果 (19)4.1 EMI滤波电路 (19)4.2整流电路 (21)4.3反激型电路 (22)4.4反馈电路 (23)4.5总电路 (24)心得体会 (25)参考文献 (26)反激型开关电源电路设计第一章开关电源概述1.1开关电源综述电源是各种电子设备不可缺少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠的工作。
开关电源 实验报告
开关电源实验报告开关电源实验报告引言：开关电源是一种常见的电源供应器件，其工作原理是通过开关管的开关动作，将输入电压转换为高频脉冲信号，再经过滤波和稳压电路得到稳定的输出电压。
本实验旨在通过搭建开关电源电路并进行测试，探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的本实验旨在：1. 理解开关电源的工作原理；2. 掌握开关电源电路的搭建方法；3. 测试开关电源的输出电压、效率等性能指标。
二、实验器材与原理1. 实验器材：- 开关电源模块- 电压表- 电流表- 变压器- 电阻、电容等元件2. 实验原理：开关电源的核心是开关管，其工作原理是通过开关管的开关动作，将输入电压转换为高频脉冲信号，再经过滤波和稳压电路得到稳定的输出电压。
开关电源的主要特点是高效率、体积小、重量轻、稳定性好等。
三、实验步骤与结果1. 搭建开关电源电路：根据实验器材提供的原理图，搭建开关电源电路。
连接好输入电源和输出负载后，确保电路连接正确。
2. 测试输出电压：将电压表接在开关电源的输出端，调节输入电压，记录不同输入电压下的输出电压。
根据记录的数据，绘制输入电压与输出电压的关系曲线。
3. 测试效率：将电流表接在开关电源的输入端，记录输入电压和输入电流。
根据输入功率和输出功率的关系，计算开关电源的效率。
通过多次测试，得出不同输入电压下的效率曲线。
4. 分析实验结果：根据实验数据和曲线图，分析开关电源的输出电压与输入电压的关系，以及效率与输入电压的关系。
讨论开关电源的性能特点和应用范围。
四、实验结论通过本实验，我们得出以下结论：1. 开关电源能够将输入电压转换为稳定的输出电压，具有较高的效率和稳定性；2. 开关电源的输出电压与输入电压呈线性关系，可以通过调节输入电压来控制输出电压；3. 开关电源的效率随着输入电压的增加而增加，但过高的输入电压可能导致效率下降。
五、实验总结通过本实验，我们深入了解了开关电源的工作原理和性能特点。
开关电源作为一种常见的电源供应器件，在电子设备中得到广泛应用。
开关电源设计报告
1开关电源主电路设计1.1主电路拓扑结构选择由于本设计的要求为输入电压176-264V交流电，输出为24V直流电，因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电，考虑采用两级电路。
前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换，后级由隔离型全桥Buck电路构成。
总体要求是先将AC176-264V整流滤波，然后再经过BUCK电路稳压到24V。
考虑到变换器最大负输出功率为1000W，因此需采用功率级较高的Buck电路类型，且必须保证工作在CCM工作状态下，因此综合考虑,本文采用全桥隔离型Buck变换器。
其主电路拓扑结构如下图所示：下面将对全桥隔离型BUCK变换器进行稳态分析，主要是推导前级输出电压V与后级输g 出电压V之间的关系，为主电路参数的设计提供参考。
将前级输出电压V代替前级电路，作g 为后级电路的输入，且后级BUCK变换器工作在CCM模式，BUCK电路中的变压器可以用等效电路代替。
由于全桥隔离型BUCK变换器中变压器二次侧存在两个引出端，使得后级BUCK电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率，如图1-1所示。
在2T的工作时间内，总共可分为四种S 开关阶段，其具体分析过程如下：1）当0<t<DT时，此时Q、Q和D导通，其等效电路图如图1-2所示。
S145/?1-1) 1-2) 1-3)3) du.•川L i (t )m 严+仃(t )c 二二v (t )R图1-3在DT<t<T 时等效电路SSv=0sv=-v Li=i -v /R C当TS <t<a+D )TS 时，此时Q2、1-4) 1-5)1-6)Q 和D 导通，其等效电路图如图1-2所示。
36图1-2在0<t<DT 时等效电路Sv=nvs gv=nv -vL gi=i -v /RC2)当DT<t<T 时，此时Q ~Q 全部关断，D 和D 导通，其等效电路图如图1-3SS 1465所示。
开关电源课程设计报告
摘要本次电力电子装置设计与制作，利用BUCK型转换器来实现16V-8V的开关直流降压电源的设计。
使用TL494作为控制芯片输出脉冲信号从而控制MOS管的开通与关断。
为了将MOS管G极和S极隔离，本设计采用了推挽式放大电路。
另外本设计还加入了反馈环节，利用芯片自身的基准电压与反馈信号进行比较来调节输出脉冲的占空比，进而调整主电路的输出电压维持在一个稳定的电压状态。
关键词：DC/DC；开关电源；Buck电路；TL494AbstractThis Power electronic equipment design is used by BUCK to catch the goal of 16V-8VSwitch dc step-down power supply design. Use TL494 as control chip output pulse signal to control the opening of MOS tube and shut off. In order to make the MOS tube G pole and S pole separate, this design uses a push-pull amplifier circuit. In addition, the design also joined the feedback link to make the circuit more accurate and stable .Key word: BUCK type converter, Step-down power, TL494目录一方案论证与选择 (1)1.1基本要求 (1)1.2方案设计 (1)二BUCK电路总原理图和工作原理 (2)2.1 系统总体框图及电路原理图 (2)2.2 BUCK 主电路原理图及工作原理 (3)2.3控制电路图与工作原理 (3)三主要器件的原理和电路参数的设计 (4)3.1 电源管理芯片TL494 (4)3.1.1 TL494 芯片主要特征 (4)3.1.2 TL494 工作原理简述 (4)3.1.3 TL494脉冲控制 (4)3.2 BUCK电路电感电容值的计算和选择 (5)3.2.1 电感L的确定 (6)3.2.2 电容C的确定 (6)3.3.3 MOSFET的选择 (6)3.4输出电路 (7)四实验结果图及分析 (7)4.1实验结果图如下： (7)4.2实验结果分析 (8)设计小结 (9)参考文献 (9)一方案论证与选择开关电源是利用现代电子电力技术控制功率器件（MOSFET、三极管等）的导通和关断时间来稳定输出电压的一种稳压电源，具有转换效率高，体积小，重量轻，控制精度高等优点。
开关电源设计报告
开关电源设计报告目录•引言•开关电源基本原理•开关电源设计流程•开关电源关键技术•开关电源设计实例•开关电源发展趋势与展望01引言Part报告目的和背景目的本报告旨在介绍开关电源的基本原理、设计方法、性能指标以及应用领域，为读者提供关于开关电源的全面了解和指导。
背景随着电子设备的快速发展，开关电源作为一种高效、可靠的电源供应方式，在各个领域得到了广泛应用。
了解和掌握开关电源的相关知识对于电子工程师和相关从业人员具有重要意义。
开关电源简介定义开关电源是一种通过控制开关管开通和关断的时间比率，将输入电压转换成稳定输出电压的电源供应方式。
工作原理开关电源通过将输入电压整流成直流电压，然后通过开关管和高频变压器进行能量转换，最终输出稳定的直流电压。
特点开关电源具有效率高、体积小、重量轻、稳定性好等优点，广泛应用于计算机、通信、工业控制等领域。
02开关电源基本原理Part开关电源工作原理开关电源的基本原理是通过控制开关管的工作状态，将输入的直流电压转换成高频的矩形波电压，再通过整流滤波电路将高频的矩形波电压转换成直流电压输出。
开关电源主要由输入电路、输出电路、控制电路和开关管组成。
输入电路的作用是隔离和保护输入电压，输出电路的作用是稳定输出电压和滤波，控制电路的作用是调节开关管的工作状态，开关管的作用是控制能量转换。
根据输出电压是否可调，开关电源可分为定压式和稳压式。
定压式开关电源的输出电压是固定的，而稳压式开关电源的输出电压可以通过调节控制电路来改变。
根据输入电压是否可变，开关电源可分为单输入式和多输入式。
单输入式开关电源只能接收一种输入电压，而多输入式开关电源可以接收多种输入电压。
效率高开关电源的效率一般可达到80%以上，比传统的线性电源高出很多。
可靠性高开关电源的电路设计简单，元器件数量少，因此其可靠性相对较高。
体积小由于采用了高频变压器，开关电源的体积可以做得非常小，有利于设备的紧凑设计。
重量轻由于体积小，重量也相对较轻，便于携带和移动。
开关电源课程设计
开关电源课程设计
开关电源课程设计
开关电源是一种简单易行的供电方式，是指在电路中通过开关控制或调节电压来控制
一条线路的电路，它能够提供稳定的电源给电子设备，是日常使用的重要电气设备之一。
该课程的目的是让学生了解开关电源的基本原理，掌握开关电源设计的基本方法。
主
要内容包括：
1. 介绍开关电源的基本原理，包括对比不同开关芯片的特点、结构及工作原理；
2. 学习电路参数计算，分析电流和电压之间的关系，掌握电源设计的基本原理；
3. 学习开关电源安全设计，了解简单的开关电源系统调节电路、保护电路和遥控电
路的原理；
4. 通过实物实验，加深对电路理论的学习，熟悉开关电源系统的设计、安装、调试
和维护；
5. 介绍开关电源的应用，如太阳能系统、工控系统、汽车电子系统等，掌握节能效率。
本课程将系统地展示开关电源的相关知识，旨在提高学生对开关电源及其设计、调试、应用及维护的能力，促进对开关电源的深入学习与研究。
电力电子课程设计开关电源设计
控制电路原理图………………………………………………8
PWM控制变换原理……………………………………………9
SG3525的封装图………………………………………………9
保护电路…………………………………………………………10
5设计总结…………………………………………………………………10
输出滤波整流电路设计
输出整流电路图
整流输出二极管计算
二极管的最大反向电压：
二极管平均电流：
I==
二极管的电流有效值：
IVD=ID/ 2=
二极管的额定电压：
二极管的额定电流：
A
主电路原理图
3.主电路元器件清单
元器件名称：输入整流二极管型号：1N5404规格：反向工作电压400V，电流3A
元器件名称：滤波电容规格：容量300 ，耐压值25V
由于本次设计要求DC/DC 变换器为半桥，所以属于隔离型电路。
半桥式PWM DC/DC变换器，是由半桥式逆变器、高频变压器、输出整流器和直流滤波器组成，因此属于直流-交流-直流转换器。
半桥式DC/DC典型电路
上图为输出是全波整流电路的半桥式PWM DC/DC转换器的主电路，此电路实际上是两个正激式PWM DC/DC转换器的组合，每个正激式转换器的输入电压为 ，输出电压为 。变压器初级绕组的匝数为 ，两个次级绕组的匝数相等，即 = = ，变压器初次级绕组的匝数比K = 。
6参考文献…………………………………………………………………10源自1.课题任务参数指标:
设计0~24V开关电源，原始数据及主要技术指标：
（1）输入交流电压范围：175~245V，50Hz；
开关电源设计报告
开关电源设计报告摘要:本文旨在介绍开关电源的基本概念和设计过程。
开关电源是一种高效率、轻便和可靠性较高的电源设计方案，可用于各种应用场合。
本文首先介绍了开关电源的基本工作原理，包括开关管、整流电路、滤波电路和稳压电路等重要组成部分。
然后，将详细讨论开关电源的设计过程和关键技术要点，包括输入滤波、波形整形、环路稳定和电源效率等。
最后，通过一个实际案例说明了开关电源设计的具体步骤和方法。
1.引言开关电源是一种主动电器元件控制工作周期的电源系统。
相较于传统的线性电源，开关电源具有更高的效率、更小的体积和更好的稳定性。
由于其优越性能，开关电源在电子设备、通信系统、工业自动化和医疗器械等领域得到了广泛的应用。
2.开关电源工作原理2.1开关管2.2整流电路2.3滤波电路2.4稳压电路3.开关电源设计过程3.1输入滤波3.2波形整形3.3环路稳定3.4电源效率4.开关电源设计案例以一个10W的开关电源设计为例，介绍设计步骤和方法。
4.1设计需求分析4.2电源参数选择4.3输入滤波设计4.4输出整形设计4.5稳压控制设计4.6环路稳定设计4.7效率分析和改进5.结果和讨论通过模拟和实验结果，验证开关电源设计的正确性和可行性。
6.结论本文详细介绍了开关电源的基本工作原理、设计过程和关键技术要点。
通过一个10W开关电源设计案例，验证了设计方法的可靠性和实用性。
开关电源设计是一项综合的工程技术，需要对电力、电子器件和线路特性等方面的知识进行综合应用。
开关电源设计报告
开关电源设计报告一、设计背景开关电源是一种高效率、小体积和重量轻的电源。
因此，在现代电子设备中被广泛使用。
开关电源以开关方式来传递能量，通过周期性开关的方式将直流电源转换为高频脉冲电流，然后经过二次整流滤波得到所需的直流电压。
二、设计目标本设计旨在设计出一种高效率、稳定性好、噪声低的开关电源，满足现代电子设备对电源的需求。
三、设计原理开关电源设计主要包括输入滤波、整流、滤波、功率转换等模块。
其中，输入滤波模块主要是为了滤除输入电流中的高频噪声，保证电源的输入电流纯净；整流模块主要是通过整流器将输入电压转换为脉冲电流；滤波模块则是为了过滤掉脉冲电流带来的高频噪声；功率转换模块是通过开关管和能量存储元件来实现电能的传递和转换。
四、设计步骤1.确定需求：根据电子设备的工作电压和电流要求，确定所需的输出电压和电流。
2.选择元器件：选择合适的变压器、电容、电感以及其他电子元器件，根据设计需求确定元件参数。
3. 确定拓扑结构：根据设计要求选择合适的拓扑结构，如Boost、Buck、Buck-Boost等，并进行相应的计算和仿真验证。
4.进行电路设计：根据所选拓扑结构，设计输入滤波电路、整流电路、滤波电路和功率转换电路。
根据设计要求确定元器件的电压、电流和功率等参数。
5.进行仿真验证：通过软件仿真工具，验证设计电路的性能和稳定性，分析电路设计中的问题和不足。
6.PCB设计：根据电路设计结果进行PCB布局设计和线路连接设计。
7.组装和调试：将设计好的电路进行组装，并进行电气性能的实际测试和调试。
8.优化改进：根据实际测试结果进行电路的优化改进，以提高电路的性能和稳定性。
9.总结报告：总结开关电源设计的过程和结果，分析优缺点，并提出进一步改进的建议。
五、设计结果通过以上步骤，完成了一种满足设计要求的开关电源设计。
该电源具有高效率、稳定性好、噪声低等特点，能够满足电子设备对电源的要求。
六、设计总结本设计通过选择合适的拓扑结构和元器件，经过仿真验证和实际调试，成功设计了一款高效率、稳定性好、噪声低的开关电源。
开关电源 实验报告
开关电源实验报告
《开关电源实验报告》
实验目的：通过实验，掌握开关电源的工作原理和基本特性，了解开关电源的应用和优势。
实验器材：开关电源、示波器、电阻、电容、电感等元件。
实验原理：开关电源是一种能够将输入电压转换成稳定输出电压的电源，其工作原理是通过开关管的开关控制，将输入电压进行高频开关，并通过变压器、整流器、滤波器等电路将其转换成稳定的输出电压。
实验步骤：
1. 连接开关电源和示波器，设置合适的输入电压和负载电阻。
2. 调节示波器，观察输入电压和输出电压的波形，测量其幅值和频率。
3. 更改负载电阻，观察输出电压的稳定性和响应速度。
4. 探究开关电源在不同负载条件下的工作特性，比较其与线性电源的优势和劣势。
实验结果：通过实验，我们观察到开关电源在不同输入电压和负载条件下，能够稳定地输出所需的电压，并且具有高效率、小体积、轻质量等优势。
同时，我们也发现在负载变化较大时，开关电源的响应速度更快，稳定性更好，适用范围更广。
实验结论：开关电源是一种高效、稳定、适应性强的电源，具有广泛的应用前景。
通过本次实验，我们对开关电源的工作原理和特性有了更深入的了解，为今后的电子电路设计和实际应用提供了重要参考。
通过本次实验，我们对开关电源的工作原理和特性有了更深入的了解，为今后
的电子电路设计和实际应用提供了重要参考。
开关电源设计报告
开关电源设计报告一、引言开关电源是一种能将交流电转换为稳定直流电的电源系统，其重要性在于它可以提供各种电子设备所需的不同电压和电流。
本设计报告旨在介绍一种基于开关电源的设计方案，以满足特定要求的电子设备的电源需求。
二、设计目标本设计的目标是设计一种能够提供稳定电压和电流输出的开关电源，以满足特定要求的电子设备的供电需求。
具体要求如下：1.输出电压范围：12V-24V可调；2.输出电流范围：0.5A-2A可调；3.输出电压稳定度：小于1%；4.输出电流稳定度：小于1%；5.效率：大于80%。
三、设计方案为满足上述需求，本设计选择了 Buck 变换器作为开关电源的拓扑结构。
Buck 变换器是一种非绝缘型降压式开关电源，其输出电压小于输入电压。
1.元器件选择（1）功率开关管：选择具有较低导通和开通损耗的MOSFET作为功率开关管。
（2）电感：选择合适的电感，以确保在开关电源工作时，电感上的输出电流变化平滑。
（3）二极管：选择具有较低正向压降的二极管，以降低二极管的功耗。
（4）电容：选择合适的电容，以滤波输出电压，稳定电源。
2.控制策略本设计选择了固定频率脉冲宽度调制（PWM）控制策略，通过控制MOSFET的导通与开通时间，来调节输出电压。
PWM控制器会根据输出电压与设定电压之间的差异调整功率开关管的工作状态，从而实现输出电压的稳定。
3.反馈回路为了实现开关电源的稳定输出，本设计引入了反馈回路。
通过采集输出电压，并与设定电压进行比较，从而控制PWM控制器的工作，维持稳定输出。
四、设计结果及性能测试基于上述设计方案，进行了原型设计和性能测试，得到了以下结果：1.输出电压范围：12V-24V，可调。
2.输出电流范围：0.5A-2A，可调。
3.输出电压稳定度：小于1%。
4.输出电流稳定度：小于1%。
5.效率：大于80%。
通过与实际要求进行对比，设计结果基本满足了我们的需求。
五、总结本设计报告详细介绍了一种基于开关电源的设计方案，满足特定要求的电子设备的电源需求。
开关电源课程设计结论
开关电源课程设计结论一、课程目标知识目标：1. 学生能理解开关电源的基本工作原理，掌握其主要组成部分及功能。
2. 学生能描述开关电源在不同应用场景中的优缺点，并解释其重要性。
3. 学生能掌握开关电源的关键参数及其对电源性能的影响。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并设计简单的开关电源电路。
2. 学生能运用实验方法，测试并优化开关电源的性能。
3. 学生能运用相关软件工具，进行开关电源电路的仿真和计算。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，提高学习积极性，培养创新意识和动手能力。
2. 学生树立节能环保意识，认识到开关电源在节能减排方面的重要性。
3. 学生培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。
课程性质：本课程为电子技术领域的一门实践性课程，旨在帮助学生掌握开关电源的基本原理和设计方法。
学生特点：本年级学生具有一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践，但理论知识掌握程度不一。
教学要求：结合学生特点，课程注重理论与实践相结合，强调动手实践和实际应用，提高学生的综合能力。
通过分解课程目标，使学生在学习过程中达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 开关电源基本原理- 纵向开关电源与横向开关电源的工作原理- 开关电源的主要组成部分及其功能2. 开关电源电路分析与设计- 开关电源电路的拓扑结构- 开关电源电路的关键元件选型与应用- 开关电源电路的设计方法和步骤3. 开关电源性能测试与优化- 开关电源性能参数及其测试方法- 电路优化策略及其实践应用4. 开关电源仿真与计算- 介绍开关电源仿真软件及应用- 开关电源电路的仿真分析与计算方法5. 开关电源在实际应用中的案例分析- 开关电源在各类电子设备中的应用案例- 开关电源的优缺点分析及改进措施教学内容安排与进度：1. 第1-2周：开关电源基本原理及主要组成部分的学习2. 第3-4周：开关电源电路分析与设计方法的学习3. 第5-6周：开关电源性能测试与优化的实践操作4. 第7-8周：开关电源仿真与计算的学习及实践5. 第9-10周：开关电源在实际应用中的案例分析及总结教材章节关联：1. 教材第3章：开关电源基本原理与电路分析2. 教材第4章：开关电源设计方法与性能测试3. 教材第5章：开关电源仿真与计算4. 教材第6章：开关电源在实际应用中的案例分析与实践经验总结三、教学方法1. 讲授法：- 对于开关电源的基本原理、电路分析及设计方法等理论知识，采用讲授法进行教学，结合多媒体课件，使抽象的理论形象化，便于学生理解。
开关电源设计报告
.前言随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
近年来,随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展,新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
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。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，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泛的发展空间。
开关稳压电源，其系统硬件由三个环节组成，即整流滤波环节、直流-直流升压变换（DC-DC）环节、以及测控与键盘显示环节。
1.开关电源基本组成图中DC/DC变换器是开关电源电路的核心部分，其作用是将固定输入的直流电压U1变换成可变的直流电压，也称为直斩波器。
开关电源采用功率半导体作为开关器件，通过周期性控制开关通断，调节环路控制信号的占空比来调整输出电压。
常用控制方式有脉宽常用控制方式有脉宽调制(PWM )、脉频调制(PFM)PWM 与PFM 混合式, 其中最常用的是PWM。
单片开关式DC/DC电源变换器L4978内含误差放大比较器、脉宽调制器、驱动器等电路,适宜构成高效、小体积的仪器仪表的开关电源。
2.L4978芯片的特性及工作原理2.1 L4978芯片介绍L4978是意－法半导体有限公司生产的单片开关式稳压器，它采用8脚双列直插式DIP-8封装，外形与常见的运放4558相同，它的最大输出电流可达2A，最大输出功率400W，输入电压范围8-55V，输出电压调节范围3.3-50V，内部集成了3.3V基准电压源、锯齿波信号及时钟信号振荡器、误差放大器、脉宽调制器、功率输出级和各种保护电路，在芯片内部集成了一只N沟道DMOS功率开关管，其开关速度极快，可在高频下工作。
开关电源实验报告
开关电源实验报告1. 引言开关电源是一种常见的电源供应器件，在各种电子设备中广泛应用。
本实验旨在通过搭建开关电源电路并观察其工作原理，加深对开关电源的理解。
2. 实验目的•了解开关电源的基本原理•学习搭建开关电源电路的方法•观察开关电源的工作特性3. 实验器材•电源供应器•电阻•电容•半导体二极管•开关•示波器•连接线4. 实验步骤4.1 搭建开关电源电路1.将电源供应器连接到实验电路的输入端。
2.将电阻和电容按照电路图连接到电源供应器的输出端。
3.将半导体二极管和开关安装在电路中相应的位置。
4.2 观察开关电源的工作原理1.打开电源供应器，调节输出电压至合适的数值。
2.打开开关，观察电路中电流和电压的变化。
3.使用示波器测量电路中的电压波形。
4.关闭开关，再次观察电流和电压的变化。
5. 实验结果与分析5.1 实验结果在搭建的开关电源电路中，观察到以下现象：•当开关打开时，电流流过电路，电压稳定在设定的数值。
•当开关关闭时，电路中的电流和电压都会逐渐衰减。
5.2 实验分析开关电源通过周期性地切断和连接电路来实现电压的稳定输出。
当开关打开时，电源供应器向电路提供电流，通过调节半导体二极管和电容的数值，可以实现稳定的输出电压。
而当开关关闭时，电流被切断，电容上的电荷通过电阻耗散，导致电压逐渐衰减。
6. 结论通过本实验，我们对开关电源的工作原理有了更深入的了解。
通过搭建开关电源电路并观察其工作特性，我们可以掌握开关电源的基本原理和搭建方法。
开关电源在电子设备中的应用非常广泛，掌握开关电源的知识对于电子工程师来说是非常重要的。
7. 参考资料[1] 电子电路实验教材 [2] 电子电路实验指导书。
开关电源课程设计
开关电源课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握开关电源的基本原理、性能、设计和应用。
具体包括：1.知识目标：（1）了解开关电源的基本概念、分类和特点；（2）掌握开关电源的工作原理、电路结构和关键元件；（3）熟悉开关电源的设计方法和应用领域。
2.技能目标：（1）能够分析开关电源的基本性能指标；（2）具备开关电源电路分析和设计的基本能力；（3）学会使用相关仪器仪表进行开关电源的调试和维护。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对电子技术的兴趣和好奇心，激发学生学习开关电源的积极性；（2）培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力；（3）培养学生具备创新意识，鼓励学生进行发明创造。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.开关电源的基本概念、分类和特点；2.开关电源的工作原理、电路结构和关键元件；3.开关电源的设计方法与应用领域；4.开关电源的基本性能指标及其分析方法；5.开关电源电路的调试和维护技巧。
三、教学方法为了实现教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：用于讲解开关电源的基本概念、原理和设计方法；2.讨论法：引导学生探讨开关电源的性能优化和应用领域；3.案例分析法：分析实际开关电源电路，让学生了解开关电源在实际工程中的应用；4.实验法：让学生动手搭建开关电源电路，培养学生的实践操作能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的开关电源教材，为学生提供系统、全面的知识体系；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备；3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果；4.实验设备：准备充足的开关电源实验设备，确保每位学生都能动手实践。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，以考察学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的知识掌握程度和应用能力。
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目录1 设计任务和性能指标 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 性能指标 (1)2 设计方案 (1)2.1 需求分析 (1)2.2 方案论证 (2)2.2.1 基于TL494降压型电路方案 (2)2.2.2 基于SG1524DC降压型电路方案 (3)2.2.3 TL494和SG1524性能分析 (3)3 系统硬件设计 (4)3.1 系统原理框图 (4)3.2 DC-DC中的驱动电路及BUCK电路模块的分析 (4)3.2.1 电路工作原理 (5)3.2.2 基本关系式 (5)3.3 SG1524芯片方波信号源 (6)3.3.1 SG1524集成电路的特点、参数 (6)3.3.2 SG1524内各部分电路功能说明 (7)3.3.3 SG1524典型应用电路和工作原理分析 (7)4 安装、调试/仿真、调试 (8)4.1 调试步骤 (8)4.1.1 调试仪器 (8)4.1.2 实际调试步骤 (9)4.1.3 仿真调试步骤 (9)4.2 实验测试结果/仿真测试结果及性能分析 (9)4.2.1 实验测试结果 (9)4.2.2 仿真测试结果 (10)4.2.3 数据比较记录 (16)5 总结 (16)6 参考文献 (17)附录1 系统硬件电路图/仿真电路图 (18)附录2 28V-5V 降压变换器实验电路板 (18)附录3 元器件清单 (18)1设计任务和性能指标1.1 设计任务1、画出电路原理图（或仿真电路图）；2、确定元器件及参数；3、制作要求：自行装配和调试，并能发现问题和解决问题；4、编写设计报告：写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，心得体会；1.2 性能指标1、根据电路能完成整个电路装配，并实现28V-5V DC-DC变换功能；2、实验数据与仿真数据基本一致；3、检测数据：（1）PWM信号输出波形，开关管漏极波形；（2）输入及输出直流电源波形；（3）改变PWM占空比，观测输出电压的变化；2设计方案2.1 需求分析能源在每个国家中的地位都是举足轻重，关乎兴衰的，所以如何开发并合理利用能源是一个重要的课题。
特别对于我国这样的能源消耗大国和贫乏国，更是如此。
美国、俄罗斯等大国始终把能源技术列为国家关键性的科技领域。
所有的电子设备都需要电源作为动力，而此次课程设计研究对象为开关电源(Switching Power Supply)。
开关电源由于功耗小、效率高(可高达70％．95％)、体积小、重量轻、稳压范围宽、滤波效率高、不需要大容量滤波电容等优点，已逐渐取代线性电源。
而低压化是开关电源主要发展趋势，半导体工艺等级在未来十年将从O．18微米向50纳米工艺迈进，芯片所需最低电压最终将变为0．6V，但输出电流将朝着大电流方向发展。
据市场调查得知，随着半导体工艺的发展，半导体对各种电压的需求百分率走势见下表。
表2-1半导体器件工作电压要求的变化由表可以看出，未来用户所需电源电压有下降的趋势，估计不久将来1V及lV 以下的电源需求量将有明显增加，市场占有率会占一定比率。
迄今为止电源制造业已成为非常重要的基础产业，并广泛应用于各个部门，其发展趋势为：继续朝高频、高效、高密度化、低压、大电流化和多元化发展。
2.2 方案论证2.2.1基于TL494降压型电路方案图2-1 TL494降压型电路图TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路。
采用TI公司的PWM产生芯片TL494，配以MOS管驱动芯片NCP5181,以及低导通电阻的PMOS管IRF9540构成DC/DC模块。
TL494内部集成两个误差放大器，通过反馈能对PWM信号的占空比进行调节，从而精确地调整输出电压。
NCP5181具有高驱动能力，开关管能工作在完全导通或完全截止的理想状态，从而使该DC/DC模块具有较高效率。
2.2.2基于SG1524DC降压型电路方案图2-2 SG1524降压型电路图1) 振荡频率的确定SG1524开关频率由SG1524的6脚、7脚外接电容器Ct 和外接电阻器Rt 决定, 其值约为ft = 1.18 /(RtCt ) 。
Rt 的取值范围为1.8～100 kΩ, Ct 为0.001～0.1μF, Rt , Ct 的实际取值为3 kΩ和0.1μF。
由于SG1524内的触发器有二分频作用, 故其输出信号频率f = ft /2 = 78.9 kHz。
2) 补偿网络的确定管脚9为补偿端, 此处接上R C补偿网络给从而消除掉电路寄生振荡, 电阻、电容的取值分别为50kΩ和0.1μF。
3) 输出电压稳定的实现SG1524的内部基准电源Vref (16脚输出) 5V经过电阻R3 , R4 分压后为2.5V, 输入到其内部误差放大器EA的同相输入端(2脚) 。
输出高压经R1 , R2 取样后输入到其内部误差放大器EA的反相输入端(1脚) ,当输出电压降低时，SG1524内部误差放大器的反相输入电压减小, 使输出脉冲的占空比变大, VT1 管的导通时间变长, 从而使输出电压能回到原来的稳定值。
C1,R1构成半波整流和平滑电路, 使输出为高压直流信号。
2.2.3TL494和SG1524性能分析从原理,内部来说,SG1524与TL494相比有如下优点：1．SG1524它能直驱动场效应管,驱动电流达200MA；2．对每一个输出脉冲单脉冲检测控制,防两管直通能力更强；3．外接冲电路,有效防此由于电路还未正常而大功率输出损坏场管的情部；3系统硬件设计3.1 系统原理框图图3-1系统原理框图3.2 DC-DC中的驱动电路及BUCK电路模块的分析图3-2方波信号源模拟28V-5V降压电路采用一个方波信号源产生器产生方波信号，来替代芯片SG1524出现的PWM调制信号，从而实现电路的分块分析。
主电路由开关管BD204，二极管1N4500，储能滤波电感器L，输出滤波电容器C等组成。
它是DC-DC变换器中最常用的，输出电压等于或小于输入电压的非隔离型变压电路，输入与输出负端是公共端。
Time 0s4ms 8ms 12ms 16ms 20ms V(R18:2)0V2.0V4.0V 6.0V Time 0s 20us 40us 60us 80us 100us V(R12:2)V(L4:2)V(R19:1)-50V0V 50V图 3-3 主原理输出电压波形 图 3-4 方波信号源输出电压波形3.2.1 电路工作原理三极管基极加的是一个周期为T 的方波信号（此方波信号由控制回路提供）。
当方波信号为高电平时，三极管导通，续流二极管因反偏截止，三极管的集电极电流便通过储能电感L 向负载电阻R1供电，并同时向滤波电容C 充电，此时储能电感L 处于储能状态（电能转换成磁能）；当方波信号为低电平时，三极管截止，由于通过储能电感L 的电流不能突变，所以在它两端便感应出一个左负右正的自感电势，使续流二极管导通。
此时储能电感便把原先储存的磁能转换成电能供给负载电阻R1。
滤波电容C 是为了降低输出电压Uo 的脉动而加入的。
续流二极管的作用为：当三极管截止时，提供一条通路，使储能电感L 中得电流能继续流通，故称它为续流二极管。
此二极管是必不可少的器件，如果无此二极管，降压式开关电源不仅不能正常工作，还会在储能电感两端感应出很高的自感电势，使三极管击穿和损坏其他元器件。
3.2.2 基本关系式占空比：0i V D V =，滤波电感：(1)2s T D R L -=,滤波电容：200(1)8S T D V C L V -=∆3.3 SG1524芯片方波信号源3.3.1SG1524集成电路的特点、参数SG1524系列集成电路应用于单端调宽型开关电流中作控制器。
芯片内部都包含有基准电压源V、振荡器OSC、比较器C，误差放大器EA、限流保护电REF路CL、触发器FF、输出关断电路和两只输出开关晶体管Q1、Q2等。
图3-5 SG1524参数要求图3-6 SG1524引脚说明图3-7 SG1524内部结构图3.3.2 SG1524内各部分电路功能说明表 3-1 SG1524内各部分电路功能说明3.3.3 SG1524典型应用电路和工作原理分析SG1524集成电路是一种应用十分广泛的控制器，图是用SG1524作为控制器的5V ，1A 单端降压型开关电源电路。
图 3-8 用SG1524的降压型开关电源图中的基准电源REF V (5V)通过电阻3R 和4R 分压，分出12REF V =2.5V 加于误差放大器EA 的同相输入端脚2，输出电压Vo (额定值为5V) 通过电阻1R 、2R 分压后，加入误差放大器EA 反相输入端脚1的电压亦为01 2.52V V =。
设这时加在脉宽调制比较器反相输入端的电压V -，加于同相输入端的为振荡器外接电容T C 两端的锯齿波，如图'U -时间内的波形。
图 3-9 降压型开关电源输出波形 这是输出晶体管Q1、Q2的导通时间设有1ON Q ，其波形亦如图所示。
在2t t >时，设由于电源电压降低或负载电阻变小引起输出电压降低时，则反馈到SG1524误差放大器反相输入端的电压将减小，误差放大器的输出电压将增加，从而使加到脉宽调制比较器反相输入端的电压增大为'U -。
由于'U ->U -，所以输出晶体管的导通时间2ON Q 变长，如图所示，图中2ON Q >1ON Q 。
由于Q1、Q2导通时间变长，则图中功率管4Q 导通时间也变长，占空比δ变大，从而使输出电压0V 回升到原来的稳定。
当输入电源电压in V 增大或负载电阻值增大，引起0V 增加时，与前类同，通过闭环反馈系统，能使0V 下降到原来的稳定值，从而达到稳定输出电压的目的。
4 安装、调试/仿真、调试4.1 调试步骤4.1.1 调试仪器示波器，数字万用表，直流稳压电源4.1.2 实际调试步骤1、将焊接好的电路根据电路原理图对电路进行连接，控制在28V 工作电源下；2、保持负载R 1=10Ω，用数字万用表对其输出端电压进行测量，观察是否达到5V 的输出电压，同时用示波器对其输出端的纹波和稳定时间进行观察；4.1.3 仿真调试步骤1、根据仿真电路图，在28V 工作电压下，改变负载R 1参数阻值，观察负载两端输出电压波形；2、根据仿真电路图，在保持负载R 1=10Ω下，改变输出电压参数值，观察负载两端输出电压波形；；3、保持28V 工作电压，通过调整反馈部分的电阻值，实现PWM 调整来改变输出电压，观察占空比波形及输出电压变化；4.2 实验测试结果/仿真测试结果及性能分析4.2.1 实验测试结果输入电压：28.4i V V = 输出电压： 4.97o V V =图 4-1 降压型开关电源输入电压波形 图 4-2 降压型开关电源输出电压波形图 4-3 降压振荡输出波形图4-4降压PWM调制信号波形实验结果：通过示波器对各个关键参数的波形进行记录，和理论数据相比较，各个波形能够符合。