单端反激式开关电源课程设计

多路输出单端反激式开关电源设计

系别：电气工程与自动化

专业：电气工程及其自动化

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多路输出单端反激式开关电源设计

摘要

开关电源是一种采用PWM等技术控制的开关电路构成的电能变换装置，它广泛应用于交直流或直直流电能变换中，通常称其为开关电源（Switched Mode Power Supply-SMPS）其功率从零点几瓦到数十千瓦不等，广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。开关电源因其体积小、重量轻、效率高、性能稳定等优点而逐渐取代传统的线性稳压电源，被誉为高效节能电源，现己成为稳压电源的主导产品。

本课题是设计一个通用的多路输出的反激式开关电源，电源取自220V市电。本题目设计的开关电源是采用全控型电力电子器件MOSFET作为开关，利用控制开关的导通时间来调整输出电压，主控制芯片采用UC3844实现电压电流双闭环控制，采用PC817、TL431等专用芯片以及其他的电路元件相配合作为反馈电路，使设计出的开关电源具有自动稳压功能。系统工作频率为50kHz，输出7路隔离的电压。

关键词：开关电源，反激式变换器，高频变压器，UC3844

Abstract

Switching power supply using the PWM, control switch circuit of the power conversion device, it is widely used in AC to DC or DC to DC can transform, usually called the switching power supply (Switched Mode Power Supply-S MPS) power from zeroranging from a few watts to tens of kilowatts,is widely used in various fields of life, production, research, and military.The switching power supply because of its small size, light weight,high efficiency, stable performance and other advantages of gradually replacing traditional linear power supply, known as energy efficient power supply,has now become the leading product of the power supply.

This project is to design a generic multi-output flyback switching power supply,power supply from the 220V mains. Switching power supply design of this topic is the use of full-controlled power electronic devices MOSFET as a switch, control switch conduction time to adjust the output voltage, the main control chip UC3844 PC817, of TL431 dedicated chipand compatible with other circuit elements as a feedback circuit,voltage and current double closed loop control,the design ofswitching power supply with automatic voltage regulation function. The systemoperating frequency 50kHZ, the output voltage of 7 road isolation. Keywords: switching power supply, flyback converter, high-frequency transformer, UC3844

目录

摘要.................................................................................................. III 第1章电路设计和原理. (5)

1.1 开关电源的工作原理 (5)

1.2 开关电源的组成 (5)

第2章系统各部分电路设计 (7)

2.1 开关电源电路图 (7)

2.2 电压反馈电路设计 (8)

2.3 输入启动电路的设计 (9)

2.4 输入整流滤波电路的设计 (10)

2.5保护电路的设计 (10)

2.6 电路工作过程总结 (11)

第3章设计总结 (13)

参考文献 (14)

附录 (15)

第1章电路设计和原理

1.1 开关电源的工作原理

在线性电源中，功率晶体管工作在线性模式，线性电源的稳压是以牺牲调整管上的耐压来维持的，因此调整管的功耗成为了线性稳压电源的主要损耗。与线性稳压电源不同的是，开关电源的功率开关管工作在开关（导通与截至）状态。在这两种状态中，加在功率开关管上的伏安乘积总是很小（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开关管上所产生的损耗。

不同于线性稳压电源，开关电源更为有效的电压控制方式是PWM （Pulse Width Modulation）控制方式，就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，然后通过滤波电路来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）。而开关电源多为对等幅脉冲进行控制，脉冲的占空比是开关电源的控制器来调节的。当输入电压被斩成交流方波，其输出幅值就可以通过高频变压器来升高或降低。通过改变高频变压器的二次绕组个数就可以改变电压的输出路数。最后这些交流脉冲波形经过整流滤波后就得到所需的直流输出电压。

1.2 开关电源的组成

图1-1所示为开关电源的结构框图：