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1、毕业设计(论文)课 题 名 称 飞利浦彩电开关电源PCB设计 学 生 姓 名 王 颂 学 号 0640842002 系、年级专业 信息工程系、06电子信息工程（一）班 指 导 教 师 顾 思 思 职 称 助 教 2010年 5月 12 日摘要随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源是利用现代电力电
2、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，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。PCB（PrintedCircuitBoard），中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。印制电路板的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。本设计以采用UC3842芯片的飞利浦彩色电视机电路原理图为根据，依需求进行PCB的设计。关键词：开关电源；PCB；电路原理图；UC3842芯片 AbstractWit
3、h the rapid development of power electronics, power electronics equipment and people work and live closer ties between the electronic devices can not do without a reliable power supply, computer power supply into the 80s the full realization of the switching power supply technology, the first comple
4、te computer power updating, switching power supply into the 90s have access to a variety of electronic, electrical devices, program-controlled switches, communications, electronic test equipment power supply, power supply and other control devices are widely used in switching power supply, switching
5、 power supply also contributed to the rapid development of technology . Switching power supply is the use of modern electronic technology, control switching transistor turn-on and turn-off time ratio of the output voltage to maintain a stable power supply, switching power supply generally by the pul
6、se width modulation (PWM) control IC and MOSFET form. PCB (PrintedCircuitBoard), the Chinese name for the printed circuit board, also known as printed circuit boards, printed circuit boards, is an important electronic components, electronic components of the support body, is the electrical connectio
7、n of electronic components provider. Printed circuit board design is based on circuit picture shows the basis for the circuit designer to achieve the functionality required. Good layout can save the cost of production to achieve good circuit performance and heat dissipation. This design uses the Phi
8、lips UC3842 chip circuit color TV picture shows the basis on demand for PCB design. Keywords：Switching Power Supply；PCB；Circuit diagram；UC3842 chip目录摘要2Abstract3第一章 绪论41.1 开关电源的研究背景和意义41.2 开关电源的发展和趋势5第二章 系统电路绘制62.1 电路组成方框图62.2 电路原理图72.3 原理图分析82.4 UC3824芯片172.5 PWM控制原理23第三章 电源板PCB设计243.1 PCB设计软件介绍243
9、.2 PCB设计规范243.3 系统PCB设计效果28结论31参考文献32附图33附表34致谢36第一章 绪论1.1 开关电源的研究背景和意义1955年美国罗耶（GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛（Jen Sen)发明了自激式推挽双变压器，年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了千赫的开关电源。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设
10、备、通信设备等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。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的kHz、用制成的kHz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用R-C或L-C缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过，对1MHz以上的高频，要采用谐振电路
11、，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前，世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。1.2 开关电源的发展和趋势开关电源的
12、发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（MnZn)材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产
13、商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。 模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。 第二章 系统电路绘制2.1 电路组成方框图开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路
14、组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如图2-1所示：防雷单元EMI电路整流、滤波功率变换整流、滤波输出输入过欠压保护单元PFC单元PWM控制器稳压环路取样限流保护短路保护输出过压保护图2-1 电路方框图2.2 电路原理图本设计依据飞利浦公司以UC3842芯片为核心的彩色电视机开关电源电路图，进行PCB设计。电路图如图2-2所示： 图2-2 电路原理图2.3 原理图分析2.3.1 前级输入滤波和整流输出 如图2-4所示，交流电输入后经过前级滤波电路进入桥堆进行全桥整流输出，再经过电解电容进行滤波，最后整成310V的直流电提供到变压器的初级。前级滤波电路采用典型的EMI电路进行电路滤波处理，采用共模电感以及X电容Y电容组成电路滤除电网中的共模和差模信号，为后级电路输入纯净的电压信号。 图2-4 前级输入滤波和整流输出基于以上对于电力线通信电磁兼容性的分析，
