毕业设计-开关电源

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1、包 头 钢 铁 职 业 技 术 学 院 毕 业 实 践 任 务 书12007届毕业生机电工程系应用电子技术毕业设计包 头 钢 铁 职 业 技 术 学 院 毕 业 实 践 任 务 书2姓名：于 伟 民学号： 0142213第 一 章 开 关 电 源 概 述第 一 节 开 关 电 源 的 产 生 与 发 展第 二 节 隔 离 式 高 频 开 关 电 源第 三 节 开 关 电 源 所 用 的 术 语第 二 章 输 入 电 路第 一 节 电 压 倍 压 整 流 技 术第 二 节 输 入 保 护 器 件第 三 节 输 入 阳 间 电 压 保 护第 三 章 隔 离 单 端 反 激 式 变 换 器 电 路第

2、 一 节 单 端 反 激 式 变 换 器 电 路 中 的 开 关 晶 体 管第 二 节 单 端 反 激 式 变 换 器 电 路 中 的 变 压 器 绕 组第 四 章 UC3842的 原 理 及 技 术 参 数第 一 节 原 理 与 特 点第 二 节 工 作 描 述第 三 节 技 术 参 数第 五 章 UC3842常 用 的 电 压 反 馈 电 路 的 选 用第 一 节 概 述第 二 节 UC3842常 用 的 电 压 反 馈 电 路2.1 输 出 电 压 直 接 分 压 作 为 误 差 放 大 器 的 输 入2.2 辅 助 电 源 输 出 电 压 分 压 作 为 误 差 放 大 器 的 输 入

3、2.3 采 用 线 性 光 偶 改 变 误 差 放 大 器 的 输 入 误 差 电 压2.4 结 语第 六 章 UC3842在 开 关 电 源 电 路 的 应 用第 一 节 UC3842组 成 的 开 关 电 源 电 路1.1 启 动 过 程1.2 稳 压 过 程1.3 过 流 保 护 原 理1.4 过 压 保 护 原 理包 头 钢 铁 职 业 技 术 学 院 毕 业 实 践 任 务 书31.5 开 关 管 保 护 电 路1.6 设 计 中 的 注 意 事 项第 二 节 显 示 器 开 关 电 源 电 路2.1 特 点2.2 采 用 开 关 稳 压 电 源 激 励 行 输 出 的 优 缺 点

4、如 下 ：2.3 UC3842在 显 示 器 电 路 的 应 用第 七 章 电 源 市 场 的 概 况第 一 节 直 流 稳 压 电 源 (出 口 )购 市 场 概 况第 二 节 开 关 电 源 的 市 场 概 况参 考 文 献 开 关 电 源 概 述第 一 节 开 关 电 源 的 产 生 与 发 展随 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 。 显 然 ， 那 种 体 积 大 而 笨 重 的 使 用工 频 变 压 器 的 线 性

5、 调 节 稳 压 电 源 已 经 过 时 。 取 而 代 之 的 是 小 型 化 、 重 量 轻 、 效 率高 的 隔 离 式 开 关 电 源 。隔 离 式 开 关 电 源 的 核 心 是 一 种 高 频 电 源 变 换 电 路 。 它 使 交 流 电 源 高 效 率 地 产生 一 路 或 多 路 经 调 整 的 稳 定 直 流 电 压 。早 在 70年 代 ， 随 着 电 子 技 术 的 不 断 发 展 ， 集 成 化 的 开 关 电 源 就 已 被 广 泛 地 应用 于 电 子 计 算 机 、 彩 色 电 视 机 、 卫 星 通 信 设 备 、 程 控 交 换 机 、 精 密 仪 表 等

6、电 子 设备 。 这 是 由 于 开 关 电 源 能 够 满 足 现 代 电 子 设 备 对 多 种 电 压 和 电 流 的 需 求 。随 着 半 导 体 技 术 的 高 度 发 展 ， 高 反 压 快 速 开 关 晶 体 管 使 无 工 频 变 压 器 的 开 关电 源 迅 速 实 用 化 。 而 半 导 体 集 成 电 路 技 术 的 迅 速 发 展 又 为 开 关 电 源 控 制 电 路 的 集成 化 奠 定 了 基 础 ， 适 应 各 类 开 关 电 源 控 制 要 求 的 集 成 开 关 稳 压 器 应 运 而 生 ， 其 功能 不 断 完 善 ， 集 成 化 水 平 也 不 断 提

7、 高 ， 外 接 元 件 越 来 越 少 ， 使 得 开 关 电 源 的 设 计 、生 产 和 调 整 工 作 日 益 简 化 ， 成 本 也 不 断 下 降 。 目 前 己 形 成 了 各 类 功 能 完 善 的 集 成开 关 稳 压 器 系 列 。 近 年 来 高 反 压 Mos大 功 率 管 的 迅 速 发 展 ， 又 将 开 关 电 源 的 工作 频 率 从 20kHz提 高 到 150一 200kHz， 其 结 果 是 使 整 个 开 关 电 源 的 体 积 更 小 ，重 量 更 轻 ， 效 率 更 高 。 开 关 电 源 的 性 能 价 格 比 达 到 了 前 所 未 有 的 水

8、平 ， 使 它 在 与线 性 电 源 的 竞 争 中 具 有 先 导 之 势 。 当 然 开 关 电 源 能 被 工 业 所 接 受 ， 首 先 是 它 在 体积 、 重 量 和 效 率 上 的 优 势 。 在 70年 代 后 期 ， 功 率 在 100w 以 上 的 开 关 电 源 是 有竞 争 力 的 。 到 1980年 ， 功 率 在 50w以 上 就 具 有 竞 争 力 了 。 随 着 开 关 电 源 性 能 的改 善 ， 到 80年 代 后 期 ， 电 子 设 备 的 消 耗 功 率 在 20w以 上 ， 就 要 考 虑 使 用 开 关 电源 了 。 过 去 ， 开 关 电 源 在

9、小 功 率 范 围 内 成 本 较 高 ， 但 进 入 90年 代 后 ， 其 成 本 下降 非 常 显 著 当 然 这 包 括 了 功 率 元 件 ， 控 制 元 件 和 磁 性 元 件 成 本 的 大 幅 度 下 降 。此 外 ， 能 源 成 本 的 提 高 也 是 促 进 开 关 电 源 发 展 的 因 素 之 一 *第 二 节 隔 离 式 高 频 开 关 电 源隔 离 式 开 关 电 源 的 变 换 器 具 有 多 种 形 式 。 主 要 分 为 半 桥 式 、 全 桥 式 、 推 挽 式 、单 端 反 激 式 、 单 端 正 激 式 等 等 。 在 设 计 电 源 时 ， 设 计 者

10、 采 取 那 种 变 换 器 电 路 形 式 ，主 要 根 据 成 本 、 要 达 到 的 性 能 指 标 等 因 素 来 决 定 。 各 种 形 式 的 电 源 电 路 的 基 本 功包 头 钢 铁 职 业 技 术 学 院 毕 业 实 践 任 务 书4能 块 是 相 同 的 ， 只 是 完 成 这 些 功 能 的 技 术 手 段 有 所 不 同 。 隔 离 式 高 频 开 关 电 源 电路 的 共 同 特 点 就 是 具 有 高 频 变 压 器 ， 直 流 稳 压 是 从 变 压 器 次 级 绕 组 约 脉 冲 电 压 整流 滤 波 而 来 。 开 关 电 源 的 基 本 功 能 方 框 如

11、 图 1 1所 示 。在 图 1 l中 ， 交 流 线 路 电 压 无 论 是 来 自 电 网 的 ， 还 是 经 过 变 压 器 降 压 的 首先 要 经 过 整 流 、 滤 波 电 路 变 成 含 有 ” ” 定 脉 动 电 压 成 分 的 直 流 电 压 ， 然 后 进 入 高频 变 换 部 分 。 高 频 变 换 部 分 的 核 心 是 有 一 个 高 频 功 率 开 关 元 件 ， 比 如 开 关 晶 体 管 、场 效 应 管 (MOsFE丁 )等 元 件 ， 高 频 变 换 部 分 产 生 高 频 (20kHz以 上 )高 压 方 波 ， 所得 到 的 高 压 方 波 送 给 高

12、频 隔 离 降 压 变 压 器 的 初 级 ， 在 变 压 器 的 次 级 感 应 出 的 电 压被 整 流 、 滤 波 后 就 产 生 了 低 压 直 流 。 为 了 调 节 输 出 电 压 ， 使 得 在 输 入 交 流 和 输 出负 载 发 生 变 化 时 ， 输 出 电 压 能 保 持 稳 定 ， 在 这 里 采 用 一 个 叫 做 脉 冲 宽 度 调 制 器(FwM)的 电 路 ， 通 过 对 输 出 电 压 采 样 ， 并 把 采 样 的 结 果 反 馈 给 控 制 电 路 ， 控 制 电路 把 它 与 基 准 电 压 进 行 比 较 ， 根 据 比 较 结 果 来 控 制 高 频

13、 功 率 开 关 元 件 的 开 关 时 间比 例 (占 空 比 )， 达 到 调 整 输 出 电 压 的 目 的 。当 然 控 制 电 路 还 有 调 频 方 式 的 ， 本 文 不 予 讨 论 。在 方 波 的 上 升 沿 和 下 降 沿 有 很 多 高 次 谐 波 ， 如 果 这 些 高 次 tB波 反 馈 到 输入 交 流 线 ， 就 会 对 其 它 电 子 设 备 产 生 干 扰 。 因 此 ， 在 交 流 输 入 端 ， 必 须 要 设 置 无线 频 率 干 扰 (RFl)滤 波 器 ， 把 高 频 干 扰 减 少 到 可 接 收 的 范 围 。此 外 ， 为 了 使 整 个 电

14、路 安 全 可 靠 地 工 作 ， 还 要 设 计 辅 助 电 路 ， 主 要 包 括 过 压 、过 流 保 护 电 路 等图 l l 隔 离 式 开 关 电 源 酌 方 框 图第 三 节 开 关 电 源 所 用 的 术 语下 面 列 出 一 些 本 书 所 使 用 的 开 关 电 源 术 语 ， 并 给 出 解 释 ， 以 供 读 者 参 考 。效 率 ： 电 源 的 输 出 功 率 与 输 入 功 率 的 百 分 比 。 其 测 量 条 件 是 满 负 载 ， 输 入 交流 电 压 为 标 准 值 。ESR： 等 效 串 联 电 阻 。 它 表 示 电 解 电 容 呈 现 的 电 阻 值

15、的 总 合 。 一 般 情 况 下 ，EsR值 越 低 的 电 容 ， 性 能 越 好 。输 出 电 压 保 持 时 间 ： 在 开 关 电 源 的 输 入 电 压 撤 消 后 ， 依 然 保 持 其 额 定 输 出 电压 的 时 间 。启 动 浪 涌 电 流 限 制 电 路 ： 它 属 于 保 护 电 路 。 它 对 电 源 启 动 时 产 生 的 尖 峰 电 流起 限 制 作 用 。 为 了 防 止 不 必 要 的 功 率 损 耗 ， 在 设 计 这 一 电 路 时 ， 一 定 要 保 证 滤 波电 容 充 满 电 之 前 ， 就 起 到 限 流 作 用 。 隔 离 电 压 ： 电 源 电

16、 路 中 的 任 何 一 部 分 与 电 源 基 板 地 之 间 的 最 大 电 压 。 或 者 能够 加 在 开 关 电 源 的 输 入 端 与 输 出 端 之 间 的 最 大 直 流 电 压 。包 头 钢 铁 职 业 技 术 学 院 毕 业 实 践 任 务 书5线 性 调 整 率 ： 输 出 电 压 随 输 入 线 性 电 压 在 指 定 范 围 内 变 化 的 百 分 率 。 条 件 是负 载 和 周 围 的 温 度 保 持 恒 定 。负 载 调 整 率 ： 输 出 电 压 随 负 载 在 指 定 范 围 内 变 化 的 百 分 率 。 条 件 是 线 电 压 和环 境 温 度 保 持 不 变 。噪 音 和 波 纹 ： 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 。 通常 是 以 mv度 量 。隔 离 式 开 关 电 源 ： 一 般 指 高 频 开 关 电 源 。 它 从 输 入 的 交 流 电 源 直 接 进 行 整 流和 滤 波 ， 不 使 用 低 频 隔 离