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1、开关稳压电源的设计-毕业设计摘 要稳压电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。在信息时代,农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展，对电源产业提出个更多、更高的要求，如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术，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的电源设备，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.本文在介绍了开关电源的各种工作方式、其优劣势、设计方法及未来发展方向等的基础上,对开关稳压电源进行设计.设计分为三个模块进行，分别为辅助电源模块、PWM控制模块、升压电路部分，其中PWM控制电路为电
2、源设计的核心。确定电路设计方案后,使用Multisim 10对电路进行仿真，并对电路的参数进行配比，尽量使电路的参数达到最佳、使输出电压趋于稳定,从而达到设计要求. 关键词：开关电源，稳压，脉宽调制，功率 共45页 第 30 页ABSTRACAT Power is to achieve power conversion and power transmission major equipment. In the information age, agriculture, energy, transportation， communications and other areas Power o
3、f the source industry make a greater and higher requirements，such as energy, materials, weight reduction， environmental protection， safety and reliability。 This has forced the power workers have been exploring the technology for a variety of rural customs， the power to make the best products to meet
4、 the requirements of all walks of life。 Switching power supply is a new type of power supply, compared to traditional linear power supply， high technology, low energy consumption， easy to use， and has achieved good economic results。This paper describes the various switching power supply works， its a
5、dvantages and disadvantages， design and direction of future development， based on the design of the switching power supply。 Design is divided into three modules, namely， auxiliary power module, PWM control module， boost circuit part, which PWM control circuit for the power supply design of the core。
6、 Determine the circuit design, the use of Multisim 10 simulate the circuit, and the ratio of the circuit parameters, circuit parameters as far as possible to achieve the best， to stabilize the output voltage to achieve the design requirements.KEY WORDS： Switching Power Supply，Stabilivolt,PWM，power，
7、目 录第一章 开关电源简介61。1 开关电源的发展背景61.2 开关电源的基本原理与组成特点61.2.1 开关稳压电源的基本工作原理61.2。2 开关电源的基本原理71.2。3 开关电源的特点81.3 开关稳压电源的发展81。3.1 国际发展史状况81.3.2 国内发展情况101。4 开关电源的分类101。5 稳压开关电源的发展趋势131.6 开关电源的技术指标与基本设计要求15第二章 开关变换电路172。1 滤波电路172。2 反馈电路172.2。1 电流反馈电路172。2.2 电压反馈电路182。3 电压保护电路18第三章 UC3842203。1 UC3842简介203。1.1 UC384
8、2的引脚及其功能203。1.2 UC3842的内部结构213.1.3 UC3842的使用特点223。2 UC3842的典型应用电路233。2.1 反激式开关电源233。2。2 UC3842控制的同步整流电路243 .2。3 升压型开关电源26第四章 利用UC3842设计开关稳压电源284.1 电源设计指标284。2 具体电路设计284.2。1 启动电路284.2。2 PWM脉冲控制驱动电路304.2.3 电路输出部分的设计334。3 电路整体分析38第五章 电源的测试及仿真395.1 仿真软件Multisim 10概述395。2 电路测试395。3 仿真结果415。4 设计问题及解决方法43总
9、 结44参考资料45致 谢46第一章 开关电源简介1.1 开关电源的发展背景电源power supply; power source 向电子设备提供功率的装置.把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源.发电机能把机械能转换成电能，干电池能把化学能转换成电能。发电机。电池本身并不带电，它的两极分别有正负电荷，由正负电荷产生电压(电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的)，电荷导体里本来就有,要产生电流只需要加上电压即可,当电池两极接上导体时为了产生电流而把正负电荷释放出去，当电荷散尽时，也就电荷流（压)消了。干电池等叫做电源.通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供信号的电
10、子设备叫做信号源.晶体三极管能把前面送来的信号加以放大，又把放大了的信号传送到后面的电路中去.晶体三极管对后面的电路来说,也可以看作是信号源.整流电源、信号源有时也叫做电源。 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。 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
11、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。1.2 开关电源的基本原理与组成特点1。2。1 开关稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源的控制方式分为调宽式和调频式两种, 实际应用中, 调宽式使用的较多， 在目前开发和使用的开关电源集成电路中， 绝大多数也为脉宽调制型。调宽式开关稳压电源的基本原理如图1-1所示。 图1-1。调宽式开关电源的基本原理 对于单极性矩形脉冲来说, 其直流平均电压U0取决于矩形脉冲的宽度， 脉冲越宽， 其直流平均电压值就越高。其中有：U0=UmT1/T式中， Um为矩形脉冲的最大电压值； T为矩形脉冲周期， T1为矩
12、形脉冲宽度。由此可知, 当Um与T不变时， 直流平均电压U0将与脉冲宽度T1成正比.这样， 只要设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄， 就可以达到稳定电压的目的。1。2.2 开关电源的基本原理 开关稳压电源（简称开关电源)是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般多采用脉冲宽度调制（PWM)控制方式。随着电力电子技术的发展和创新,开关电源逐步向高频化方向发展.高频化使开关电源具有体积小、重量轻、效率高等优点，因此，研究、开发高质量的开关电源就变得十分必要,尤其在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 开关稳压电源具有，
13、效率高， 输出功率大, 输入电压变化范围宽， 节约能耗等优点， 而被广泛使用在各个行业和领域中。开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开通时间和工作周期的比值即占空比来改变输出电压， 通常有三种调制方式： 脉冲宽度调制( P W M ） 、脉冲频率调制( P F M ）和混合调制。P W M调制是指开关周期恒定， 通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式, 因为周期恒定， 滤波电路的设计容易，是应用最普遍的调制方式。开关稳压电源的主回路框图如图12 所示, 由隔离变压器产生一个1 8 V的交流, 经过整流滤波成一个直流， 然后再进行D C D C 变换, 有P W M 的驱动电路, 去控制开关电源
14、管的导通和截止， 而产生出一个稳定的电压源,如图12。 图1-2。1。2.3 开关电源的特点开关电源具有如下特点： （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8090%,高的可达90%以上; (2） 重量轻。由于开关电源省掉了笨重的电源变压器，节省了大量的漆包线和硅钢片，从而使其重量只有同容量线性电源的1/5，体积也大大缩小了； (3） 稳压范围宽。开关电源的交流输入电压在90270 V内变化时，输出电压的变化在2以下。合理设计开关电源电路，还可使稳压范围更宽并保证开关电源的高效率; （4）安全可靠。在开关电源中，由于可以方便地设置各种形式的保护
15、电路，因此当电源负载出现故障时,能自动切断电源，保障其功能可靠； （5） 功耗小。由于开关电源的工作频率高，一般在20 kHz以上，因此滤波元件的数值可以大大减小,从而减小功耗；特别是，由于功率开关管工作在开关状态，损耗小，不需要采用大面积散热器，电源温升低,周围元件不致因长期工作在高温环境而损坏，因此采用开关电源可以提高整机的可靠性和稳定性.1。3 开关稳压电源的发展1。3。1 国际发展史状况（1）发展史 1955年美国的科学家罗耶（G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器.此后，利用这一技术的各种形式的晶体管直流变换器不断地被研制和涌现出来。从而取代了早期采用的寿命短、
