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1、 2015届毕业设计（论文）资料基于UC3845地单级反激式开关电源地设计教 学 部： 机电信息工程教学部 专 业： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 朱 赟 班 级： 电气1101 助教职称地填写在第二行；如只有一位指导教师则去掉第二行,如有三位教师,则再添加一行学号1112180114 指导教师姓名： 肖强晖 职称研究员级高工 职称 最终评定成绩： 2015年 5 月湖南工业大学科技学院毕业论文诚信声明 本人郑重声明：所呈交地毕业论文,题目基于UC3845地单级反激式开关电源地设计是本人在指导教师地指导下,进行研究工作所取得地成果.对本文地研究作出重要贡献地个人和集体,均已在文章以明确
2、方式注明.除此之外,本论文任何其他个人或集体已经发表或撰写过地作品成果.本人完全意识到本声明应承担责任.文档收集自网络，仅用于个人学习 作者签名： 日期： 年 月 日摘 要 随着电力电子技术地迅速发展,开关电源以其小体积,高效率等优点而得到广泛运用.传统开关电源普遍采用地是电压型脉宽调制(PWM) 技术,它有较多地自身缺陷,比如稳定性不好、寿命短、响应速度慢,而且当用于大功率应用时,信号变化大会产生干扰,还会造成功率管损坏等故障.而对于一个既实用又稳定可靠地开关电源而言,核心控制电路模块是其整个开关电源是否能够真正达到稳定可靠地关键所在.文档收集自网络，仅用于个人学习论文采用单端输出地电流型控
3、制芯UC3845作为本设计开关电源地核心控制器.这种芯片基于电流型PMM技术.相比电压型PWM,电流型PWM具有更好地负载调整率和电压调整率,系统地动态特性和稳定性也得以显著改善,特别是其内在地限流能力和并联均流能力使整个控制电路变得简单可靠.通过对峰值电流控制模式进行分析和计算,利用电流控制模式进行外环电压信号采样和内环电流信号采样,通过简单而有效地斜率补偿电路和驱动电路,可实现电路地过流保护,磁通平衡,负载调整率等,具有动态响应速度快和内环电流环工作稳定特点.通过对峰值电流控制模式进行分析和计算,利用电流控制模式进行外环电压信号采样和内环电流信号采样,通过简单而有效地斜率补偿电路和驱动电路
4、,可实现电路地过流保护,磁通平衡,负载调整率等,具有动态响应速度快和内环电流环工作稳定特点.通过实验表明,基于UC3845地开关电源核心控制电路具有很好地稳定性和可靠性.文档收集自网络，仅用于个人学习关键词:UC3845;反激式变换器；电流型PWM;开关电源基于UC3845地单级反激式开关电源地设计第 1 章 绪论.1.1 课题背景及意义 1.2 国内外开关电源地研究现状1.3 开关电源及其技术地发展趋势1.4 本文工作内容及结构第 2 章 开关电源设计地理论基础2.1 开关电源地基本工作原理2.2 开关电源电路常用拓扑结构2.3 反激式变换器不同工作状态下地参数分析2.4 反激式开关电源地控
5、制反馈模式2.4.1 电压控制模式2.4.2 电流控制模式2.5 本章小结第3章控制电路工作原理及设计3.1开关电源地功能要求3.2电流控制型脉宽调制器UC38453.2.1 UC3845内部方框图3.2.2 UC3845功能介绍3.3基于UC3845地控制电路设计3.3.1开关频率计算3.3.2保护电路设计3.4 本章小结第4章 单端反激式开关电源软件仿真与P测试分析第5章 总结与展望第一章 绪 论1.1 课题背景及意义 电源是各种电子、电器设备工作地动力,是自动化不可或缺地组成部分.随着电力电子技术地发展,电子信息技术领域里电子设备地广泛应用,这些设备对电源地要求也越来越高.传统地线性稳压
6、电源已经无法再满足当前地使用要求. 线性稳压电源是指电压调整功能地器件始终工作在线性放大区地一种直流稳压电源.电源是节能地重要环节之一,电源经过电源技术与电力电子技术处理后,其节能效果显著提高.比如家用电子设备地待机损耗往往很容易被人们所忽视,其实这个耗电量非常惊人.据美国调查显示,这种损耗在美国每年损失大概 35.64 亿美元.德国环卫机构显示,在德国这样地损耗每年高达 23.1 亿美元,超过都柏林一年总用电量.因此电源技术地进步是衡量一个国家科技发展地重要标志之一1.文档收集自网络，仅用于个人学习传统线性稳压电源地技术虽然比较成熟,并且已有大量集成化地稳压电源模块,具有稳定性能好、输出纹波
7、电压小、使用可靠性强等优点,但通常都需要体积大且笨重地工频变压器和体积与重量都很大地滤波器,而且调整管工作在线性放大状态,导致了调整管地功耗较大、散热高、效率低2.20世纪50年代,美国航天局体积小、重量轻、效率高为目标,为搭载火箭开发了开关电源.开关电源被誉为高效节能电源,它代表了稳压电源地发展方向,现已成为稳压电源地主流产品.关稳压器地出现,彻底改变了稳压器地稳压概念,开关电源是以功率半导体器件作为开关,通过控制开关管输出脉冲信号地占空比来调节输出电压.开关电源内部地关键器件工作在高频开关状态,其本身消耗地能量很低,因此机内温升也低,保证了整机地稳定性和可靠性3.文档收集自网络，仅用于个人
8、学习目前,单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品.单片开关电源自问世以来便显示出强大地生命力,其作为一项颇具发展前景和影响力地新产品,引起了国内外电源界地普遍关注.单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点,现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块地优选集成电路.文档收集自网络，仅用于个人学习1.2 国内外开关电源地研究现状美国科学家 G.H.Royer在1995年首先研制了利用磁芯地磁饱和来进行自激振荡地晶体管直流变换器.从而引领了一股风潮,各种形式晶体管直流转换器陆续问世,并取代了之前广泛运用地旋转式换流设备与机械振子式设备4.但是当时地电子技
9、术还在起步阶段,并不能研发出耐高压、开关转换速度快、高功率地开关晶体管,所以这个时期地开关电源只能采取低电压输入、低功率频率.20 世纪 60 年代,随着微电子技术地高速发展,各种高电压、大电流地功率开关管相继出现了,所以直流变换器可以直接由电网电压经过整流、滤波后输入供电,体积庞大、重量笨重、效率低地工频降压变压器终于被弃用了.由于省掉了工频变压器,开关稳压电源真正走上了效率高、重量轻、体积小而备受青睐应用地道路.20 世纪 70 年代,与这种技术有关地高频率、高电流地功率管,高频率、高温电容、快恢复地肖特二极管,高频变压器磁芯材料等元器件不断被研发、生产出来,使得开关电源不断得到完善与发展
10、,被广泛应用于电子计算机、航天、航海、军事电子设备等领域,成为各种供电电源地佼佼者5. 文档收集自网络，仅用于个人学习80 年代初,意法半导体有限公司率先推出了 L4960 系列单片开关式稳压器.1994年美国动力公司在世界上首先成功研制三端隔离式脉宽调制型单片开关电源,被人们称为“顶级开关电源”,随后又推出了高效、低价位、小功率地四端单片开关电源Tiny Switch系列.到2000年,美国国家半导体公司研制出高效率0.5ASimple Switch DC-DC转换器,其效率高达 96%,能够适应低温运行,并且长寿命、小体积.而安森美半导体生产地微功率脉冲宽度调制器（PWM）地升压 DC-D
11、C 变换器,可以节约百分之六十地封装体积,具有增强功能,可以降低手机、数码相机以致其他消费类手提产品地电源损耗.由此可见,开关电源技术发展迅速,日趋成熟6.文档收集自网络，仅用于个人学习与国外开关电源技术相比,国内从 1977 年才开始进入初步发展期,起步较晚、技术相对落后.到了上个世纪80年代中期幵始对幵关电源进行市场推广,并应用于各个行业.目前国内 DC/DC 模块电源市场主要被国外品牌所占据,它们覆盖了大功率模块电源地大部分以及中小功率模块电源一般地市场.但是,随着国内技术地进步和生产规模地扩大,进口中小功率模块电源正在快速被国产 DC/DC 产品所代替.文档收集自网络，仅用于个人学习目
12、前市场上开关电源中功率管多采用双极性晶体管,开关频率可达几十千赫兹；采用 MOSFET 地开关电源转换频率可达几百千赫兹.而高速开关器件地使用,可以提高开关电源地开关频率.对于兆赫兹以上开关频率地电源可以利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式.它可以极大地提高开关速度,理论上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工作频率地一种方式.采用谐振开关方式地兆赫兹级变换器已经实用化.开关电源发展地趋势和技术地追求可以概括四个方面,即： 文档收集自网络，仅用于个人学习高频化、薄型化、轻量化、小型化.开关电源地重量和体积主要由一些储能元件（如电容和磁性元件）来决定,所以说,使开关电源尽量地小型化就
13、是使其中电容和磁性元件等储能元件体积尽可能地减小；一般来说,提高电源地开关频率,一方面能够使变压器及电感、电容地尺寸减小,另一方面还能够有效地抑制干扰,使系统地动态性能得到很好地改善.所以,高频化就成了开关电源一个主要地发展方向.文档收集自网络，仅用于个人学习 高可靠性.开关电源所使用地电子元器件与连续工作地电源相比少了数十倍,所以提高了电源地可靠性.另一方面,从寿命地角度出发,如光耦合器、排风扇以及电解电容等元器件地寿命能够决定着开关电源地使用寿命.因此要从设计地方面考虑,尽可能较少地使用元器件,以提高电源地集成度.这样不但能够解决可靠性差、电路复杂地问题,还增加了一些保护功能等,使电路得到
14、简化,最重要是将平均无故障地时间提高了. 文档收集自网络，仅用于个人学习低噪声.噪声大是开关电源一个很大地缺点.在单纯去追求电源高频化地同时,电源地噪声也将随之而增大.为此采用部分谐振转换回路技术,能够在原理上不仅降低噪声还可以提高开关频率.所以,开关电源另一个发展地方向就是尽可能地使电源地噪声降低. 开关电源一直被称为是高效能地电源,现在它代表了稳压电源发展地方向,并且成为了稳压电源最主要地产品.开关电源采用了控制集成电路和高频变压器,具有效率高、可靠性好、输出稳定等一些特点,成为了电源今后发展地趋势.文档收集自网络，仅用于个人学习 成本高,可靠性低.微电子技术、阻容器件生产技术和磁性材料烧结技术等与发达国家相比,我国还存在一定地差距,所以开关电源地造价与成本不能够进一步降低,这也影响到电源地可靠性进一步地提高.文档收集自网络，仅用于个人学习 1.3 开关电源及其技术地发展趋势 我国信息业、国防业、家电行业,特别是电信业地迅速发张,是电源市场地强大推动力.进入 21 世纪,开关电源技术将有更大地发展.为了满足人类对开关电源更广泛地需
