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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）洛 阳 理 工 学 院毕 业 设 计（论 文） 题目：基于UC3524的开关电源设计2013年5月16日基于UC3524的开关电源设计摘 要随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。开关电源
2、中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。本论文是基于芯片UC3524的开关电源系统设计。关键词：开关电源，半桥，全桥，推挽,UC3524 Switching Power Based on UC3524 ChipABSTRACTWith the switch power source extensive use in the field of computer, communica
3、te by letter, aeronautics and astronautics, instrument appearance and domestic appliances etc., people increases by gradually to whose need amounts, have brought forward higher request to aspect such as power source efficiency, bulk factor and reliability. The electric power electronic technology de
4、velopment, specially high efficiency component IGBT and the MOSFET rapid development, enhances the switching power supply operating frequency to the quite high level, enable it to have the high stability and high performance-price ratio and so on the characteristic. One of switching power supply tec
5、hnology main uses is serves for the information industries. The information technology development also set a higher request to the power source technology, thus promoted the switching power supply technology development.Switching power supply in the power adjustment control work in the off state, w
6、ith low power consumption, high efficiency, wide voltage range, low temperature rise, and other outstanding advantages of small size, the communication equipment, CNC equipment, Instrumentation, video audio, home appliances so widely used in electronic circuits. High frequency converter switching po
7、wer supply so many forms of commonly used with push-pull converter, full bridge, half bridge, single-ended forward and the form of single-ended flyback.This paper is based on UC3524 chip switching power supply system design.KEY WORDS: Switching power supply，Half bridge，The bridge，The push-pull， UC35
8、24 27目录前言1第1章 开关电源的基础知识21.1 开关电源的概述21.1.1 开关电源的组成21.1.2 开关电源的工作原理31.1.3 开关电源的特点41.2 开关电源主要结构41.2.1 串联式结构41.2.2 并联式结构51.3 开关电源的电路61.3.1 开关电源电路61.3.2 多电源电路的特点71.4 开关器件的选择与驱动71.4.1 电力二极管71.4.2 电力场效应管91.4.3 绝缘栅双极晶体管101.4.4 缓冲电路11第2章 开关电源的变换电路132.1 基本变换电路132.1.1 自激型推挽电路132.1.2 桥式变换电路172.1.3 半桥变换电路182.1.4
9、 正激变换电路192.1.5 反激变换电路202.2 不同电路的特点21第3章 双端输出驱动器UC3524233.1 UC3524的简介233.1.1 UC3524的概述233.1.2 UC3524结构介绍24 3.2 UC3524的工作原理26第4章 基于UC3524的电源设计284.1 基于UC3524的高压电源结构284.2 各电源结构的分析29第5章 开关电源技术的发展345.1直流稳压电源市场概况345.2开关电源的应用前景355.2.1开关电源的发展动向355.2.2 我国的开关电源市场36结论38谢 辞39参考文献40附录41外文资料翻译42前言电源是实现电能变换和功率传递的主要
10、设备。在信息时代，农业、交通运输、国防教育、能源开发、通信等领域的迅猛发展，对电源产业提出了更高、更多的要求，如：节电、节能、节材、减重、缩体、安全、可靠、环保等。这就迫使电源工作者在电源研发过程中不断探索，寻求各种相关技术，做出最好的电源产品，以满足各行各业的要求。开关电源是一种新型电源设备，较之于传统的线性电源，其技术含量高，耗能低，使用方便，并取得了较好的经济效益。伴随着电力电子技术的快速发展，电力电子系统的应用领域也越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，而且任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。开关电源是一种利用现代电力电子技术，通过控制开关晶体管开通和关断的时间
11、比率，维持稳定输出电压的一种电源。它以高效率、轻量、小型、安全可靠等特点被广泛应用于以电子控制系统为主导的各种通信设备、终端设备等几乎所有的电子设备，是当今时代电子信息产业快速发展不可或缺的一种电源形式。主要作为高功率脉冲电源的大型军用设备和初级电源的电源系统,也能应用于大电流快速充放电系统和通信、医疗航天、电子等众多领域,其中,几十几百千瓦的大、高功率开关电源主要应用于国防事业、大型科研项目和现代化工业中,因此开关电源具有非常广阔的应用前景。近年来，在高压大功率的应用场合，开关电源作为一种高效好型、高性能的电源己广泛用于家用电器、电子计算机、变频器等电子设备中。采用开关电源后，可以使相关装置
12、体积小、重量轻、功耗低、稳压范围宽，大大地改善了装置的控制可靠性及保护性能。 第1章 开关电源的基础知识1.1 开关电源的概述1.1.1 开关电源的组成 开关电源由以下四个基本环节组成，见图1-1所示。 图1-1电源基本组成框图（1） DC/DC变换器： 用以进行功率变换，是开关电源的核心部分。DC/DC变换器有多种电路形式，其中控制波形为方波的PWM变换器以及工作波形为准正弦波的谐振变换器应用较为普遍。（2） 驱动器： 开关信号的放大部分，对来自信号源的开关信号放大，整形，以适应开关管的驱动要求。（3） 信号源： 产生控制信号，由它激或自激电路产生，可以是PWM信号，也可以是PFM信号或其它
13、信号。（4） 比较放大器：比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值，频率，波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，达到稳定输出电压值的目的。除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动电路、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等。线性电源相比，开关电源输入的瞬态变换表现在输出端。由于反馈放大器的频率特性得到改善，即便提高开关频率，开关电源的瞬态响应指标也能得到改善。输出端LC滤波器的特性决定着负载变换瞬态响应。所以瞬态响应特的改善方法可以通过降低输出滤波器LC、提高开关频率等方法。 1.1.2 开关电源的工作原理开关电源的工作原理图如图1-2所示；图中输入的直流不稳
14、定电压Ui经开关S加至输出端，S为受控开关，是一个受开关脉冲控制的开关调整管。使开关S按要求改变导通或断开时间，就能把输入的直流电压Ui变成矩形脉冲电压。这个脉冲电压经滤波电路进行平滑滤波就可得到稳定的直流输出电压U0。 (a)原理电路图 (b)波形图图1-2 开关电源的工作原理 为方便分析开关电路，定义脉冲占空比如下： (1-1)式中T表示开关S的开关重复周期；TON表示开关S在一个开关周期中的导通时间。开关电源直流输出电压U0与输入电压Ui之间有如下关系： (1-2)由(1-2)式可以看出，若开关周期T一定，改变开关S的导通时间TON，即可改变脉冲占空比D，达到调节输出电压的目的。T不变，
15、只改变TON来实现占空比调节的方式叫做脉冲宽度调制(PWM)。由于PWM式的开关频率固定，输出滤波电路比较容易设计，易实现最优化，所以PWM式开关电源用得较多。若保持TON不变，利用改变开关频率f=1/T实现脉冲占空比调节，从而实现输出直流电压U0稳压的方法，称做脉冲频率调制(PFM)方式开关电源。由于开关频率不固定，所以输出滤波电路的设计不易实现最优化。既改变TON，又改变T，实现脉冲占空比的调节的稳压方式称做脉冲调频调宽方式。在各种开关电源中，以上三种脉冲占空比调节方式均有应用。 1.1.3 开关电源的特点(1)效率高：开关电源的功率开关调整管工作在开关状态，所以调整管的功耗小，效率高，一般在80%90%，高的可达90%以上。(2)重量轻：由于开关电源省
