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1、学校代码： 10184学号： 2114163112延边大学本科毕业论文题目：新型反激式开关电源的设计学生姓名：老王学院：工学院专业：电子信息工程班级：2012级指导教师：老老王讲师二一六年六月摘要现今的时代是科技迅速发展的时代，电源作为各种科技的基础已经有着关键性的地位。因此，开关电源作为电源方面的主要科技，已经朝着高频化与集成化的方向迅速发展。开关电源在设计方面可能较为复杂，但是，与线性稳压器相比，其有着自身体积较小、质量较轻、效率较高和性能稳定等优势。因此被大量的应用在现场中。基于UC3842并根据反激式变压器的固有特点，本文设计了一个多端反激式开关电源系统，该系统能够五路的电压输出。现场
2、中的输出电压不够稳定，此系统也能够稳定输出电压通过改变PWM脉冲。论文选择合理的电路结构，同时对选择的反激式变换电路结构进行了细致的分析，以电流反馈控制模式作为开关电源反馈控制。介绍了PWM控制芯片UC3842的原理和结构，详细介绍了主要芯片UC3842系统和外围子电路的设计，并对系统工作过程进行了分析。介绍了高频变压器工作原理并选择合适的方法。通过设计和计算得出变压器的参数，例如占空比、匝数等。关键词：开关电源；反激式；高频变压器AbstractTodays era is the era of rapid development of science and technology, as t
3、he basis for a variety of power supply technology has been a key position. Therefore, the switching power supply as the main power in the science and technology, it has been the rapid development towards the direction of high-frequency integrated with flower. In the switching power supply design may
4、 be more complex, However, compared with linear regulators, It has its own smaller, lighter quality, high efficiency and stable performance advantages. So it is the large number of applications in the field.Based on UC3842 and according to the inherent characteristics of the flyback transformer, Thi
5、s paper presents a multi-terminal flyback switching power supply system, The system is capable of five branch voltage output, Field output voltage is not stable enough, This system is also capable of stabilizing the output voltage by varying the PWM ulse. Thesis choose the right circuit structure, W
6、hile the choice of a flyback converter circuit structure for a detailed analysis, A current feedback control mode as a switching power supply feedback control.PWM control chip UC3842 introduces the principle and structure, Details of the design of the main chip UC3842 system and peripheral sub-circu
7、it, The working process of the system is analyzed. It introduces the principle of high-frequency transformer and select the appropriate method. Derived parameters of the transformer through the design and calculations, such as the duty cycle, the number of turns and the like.KeyWords: Switching powe
8、r supply; Flyback ; High-frequency transformer目录摘要 IAbstract II引言 1第一章绪论 21.1 课题背景及意义 21.2 国内外研究现状 21.3 主要研究内容 3第二章系统结构设计 42.1 开关电源的基本工作原理 42.2 反激式变换器的基本工作原理 52.3 反激式开关电源反馈模式 6第三章系统硬件电路设计 73.1多端输出反激式开关电源设计 73.2 开关电源总体设计 73.2.1 控制芯片选型 73.2.2 开关电源总体设计框图 73.3 芯片外围电路设计 83.4 输入整流电路 113.5 MOS管缓冲吸收电路的设计 12
9、3.6 电路总图及工作过程 123.7反激式高频变压器参数设计 14结论 17参考文献 18谢辞 20引言随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，开发利用清洁的可再生能源势在必行。风力发电并网系统、光伏发电并网系统成为研究热点。而这些并网系统的正常工作往往需要给其主控系统、通信系统等功能模块提供多路稳定的隔离直流电源。另外在变频器、适配器、医疗仪器等精密电子系统，各类电器及仪表中的直流电源等功率等级较小的场合，也广泛使用了小功率电源。开关电源由于具有效率高、体积小等诸多优点，近年来在这些领域得到了越来越多的应用。由于反激变换器的电路拓扑简单，输出与输入电气隔离，能高效提供多组直流输出，升降压
10、范围宽，因此在中小功率场合得到广泛应用。本文利用反激变换器的特点，基于UC3842设计了一种新型多功能隔离型反激式开关电源，能提供5路工作电源，还能自适应输入电压波动，随着输入电压的变化能自动调节PWM输出来保证输出电压的稳定。第一章绪论1.1 课题背景及意义在全球能源危机、环境严重污染等大背景下，人类对可再生能源的需求迫在眉睫。可再生能源中目前研究比较热点的话题是风能光能发电并网系统。而稳定的隔离直流电源可以为这些系统的通信、控制芯片和其他需要电源供电的模块提供一路或多路电源1。此外在小功率电源在适配器、稳压器、变频器和医疗仪器等对小功率电源的需求越来越大，同时功率等级较小的小功率电源在精密
11、的电子系统、电器仪表等领域使用广泛。开关电源凭借其独有的轻重量、小体积、高效率的自身优点，近些年在需要稳定的开关电源领域得到诸多的应用。如今开关电源是主要运用在电子方面，调控开关管的导通和关闭时间的百分比，就能够保障输入电压的稳定，并能够提供电流持续的电源2。开关电源一般使用脉冲宽度调节的方法。就目前电子电力技术飞速发展技术水平不断地创新，开关电源的发展逐渐转向高频技术，而此时集成化也迅速发展，在二者的共同作用下，电源开关体积越来越小，重量越来越轻，效率越来越高，因此对高效率、高品质的开关电源的制作越来越重要，尤其在节约能源和环境保护等问题十分严峻的前提下3。这对日后开关电源的和研究和发展具有
12、特别大的促进作用。1.2 国内外研究现状从二十世纪五十年代，小体积高效率轻质量的开关电源在美国首次被宇航局作认可作为搭载火箭研发利用以来，开关电源在多年的研发和演变过程中，日益代替了传统的相控稳压电源的地位，从而在电子设备市场中得以广泛应用4。开关电源同集成技术一样发展方向越来越小型化、集成化和模块化5。最近几十年，集成化的开关电源的发展方向主要有两个。一个是努力做到使开关电源控制的电路越来越集成化。二十世纪七十年代美国研制出PWM控制器集成度相对较高的电路，美国摩托罗拉公司、通用公司、Unitrode公司等推出了各种各样的PWM芯片6。进入二十一世纪一来，国外研制出的高速PWM、PFM芯片的
13、开关频率可达1MHz。另一个方向是实现单片集成化的中、小功率开关电源。1994年，Power Integrations公司率先在美国制造出了领先世界的三端隔离式开关电源，这种开关电源属于交流到直流电源变换器。一段时间之后又推出了TOPSwitch系列、PeakSwitch系列以及LinkSwitch系列的产品7。同时意法半导体公司出品的中、小功率单片电源系列产品VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等，并取得广泛应用8。现在，单片开关电源已经形成数十个系列的数百种产品。单片开关电源凭借其高集成度、不复杂的电路、低廉的价格和优越的性能指标，现己成为开关电源模块、精密开关电源和小
14、功率开关电源的优质首选选集成电路。同国外开关电源发展技术的发展比较，国内开关电源起步较晚、技术也比较落后，从20世纪70年代才开始进入发展期。目前国内的模块化开关电源市场主要被其他国家有优势的品牌所占据，这些品牌覆盖了中、小、大功率等模块电源大半壁江山。目前我国的开关电源技术正在飞速发展、国内开关电源的生产规模和技术日臻完善，国产开关电源产品正在与进口的开关电源中的中、小功率模块电源激励的竞争。二十世纪以来，我国在开关电源的技术研究领域不断创新不断努力也取得了突破性的进展同时与国外也存在着较大的差距9。1.3 主要研究内容本设计基于UC3842和反激式变压器固有的特性，设计了可以提供五路输出电
15、压的反激式开关电源，并且可以根据对输入电压占空比的控制来保证PWM输出稳定的电压。本文的设计主要针对电子设备对稳定的开关电源的需求。本文分为三章，论文的研究内容为阐述开关电源基本工作原理。介绍了所反激式开关电源的变换结构和开关电源的电流反馈控制模式，以及讲述了以UC3842为主控芯片对PWM的控制原理和芯片结构，同时给出UC3842芯片的外围电路和系统电路的总体框图。第二章系统结构设计2.1 开关电源的基本工作原理一般来说，开关电源是以半导体器件为开关，将电源的状态由一种变成另外一种状态的电路。开关电源是在转变时具有自动闭环控制和稳定输出同时还具备相应的保护电路。开关电源根据电容和电感可以存储能量的特性，通过不断地导通开关管和关断开关管，使开关管中电压波动特别大的直流电流以磁
