反激式开关电源的毕业设计

1、 常州工学院毕业设计论文 摘要 针对晶体管串联提供稳压电源的具有体积很大而且笨重的工频变压器，体积和重量都很大的滤波器，占用较大空间，质量较大，效率较低不适用现在电子技术的发展的的缺点，提出了发展新型电源的意见。为了能够适用电力电子越小型化、轻型化的要求，开关电源随之出现。开关电源采用功率半导体作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空来调整输出电压，因为开关电源是直接对电网电压进行整流、滤波、调整，不需要电源变压器，工作频率高，滤波电容小、电感小，所以体积相对较小，而且开关电源的功耗较低，对电网的适用能力强，所以开关电源的应用逐渐取代了传统的电源。开关电源的发展促使了电力电子器件朝着轻薄化的发展，开关电源有多种拓扑结构，选择合适的拓扑结构，合适的器件，是设计开关电源的重中之重。 关键字：开关电源；拓扑结构；稳压管；芯片Abstract Series to provide power supply for the transistor with large and bulky size-frequency transformers, size and weight are g

2、reat filters, occupy a larger space, the quality of larger, less efficient not apply to the development of electronic technology is now thepaper proposed the development of new power views.In order to apply more power electronics miniaturization and light requirements, switching power supply soon.Switching power supply using power semiconductor devices as switches, through periodic on-off switch, control switch to adjust the air component of the total output voltage, because switching power supp

3、ly is directly rectified mains voltage, filter, adjustment, no power transformer, high frequency, filter capacitance, inductance is small, so relatively small size, low power consumption and switching power supply on the application of strong power, so switch power gradually replaced the traditional power.Switching power supply prompted the development of power electronic devices toward the light of the development of a variety of switching power supply topology, select the appropriate topology,

4、 the appropriate device, is the top priority of switching power supply design.Keywords：switch power supply；Topology Structure；stabilivolt；Chip目录摘要IAbstractII目录III第一章 绪论11.1 开关电源的产生11.1.1 开关电源产生的时代背景11.1.2 开关电源的产生11.2 开关电源的发展21.2.1 我国的开关电源的发展21.2.2 国外开关电源的发展31.2.3 开关电源发展的整体趋势41.3 开关电源的现状5本章小结5第二章 开关电源的几种结构62.1 boost电路62.1.1boost电路图62.1.3 boost电路特点72.2 buck电路82.2.1 buck电路图82.2.2 buck电路的工作原理82.2.3 buck电路的特点92.3 正激电路102.3.1 正激电路图102.3.2 正激电路的工作原理102.3.3 正激电路的特点122.4 反激电路122.4.1 反激电路图122.4.2 反激电路的工作原

5、理122.4.3 反激电路的特点14本章小结14第三章 电路的选择153.1 电路拓扑类型的选择153.1.1电路拓扑结构选择要注意的问题153.1.2拓扑结构的对比分析153.2 反激变压器的主要方程173.3 变压器磁芯的选择和匝数的计算183.3.1 变压器的磁芯的选择183.3.2 变压器的匝数的计算203.3.3 磁芯等的各种损耗21本章小结22第四章 开关电源中的芯片介绍234.1 TOP250234.1.1 TOP250的管脚图及其作用234.1.2 TOP250的特色244.2 pc817284.2.1 pc817的管脚图和封装图284.2.2 pc817 的特点和应用284.2.3 pc817 最大绝对值和观点特性284.3肖特基二极管304.3.1 肖特基二极管的外观及结构304.3.2 肖特基二极管的工作原理314.3.3 肖特基二极管的检测32本章小结32第五章 硬件电路335.1 交流-直流电路335.1.1交流-直流电路图335.1.2 交流-直流的波形图335.1.3 整流电路的工作原理345.2 直流-直流的电路365.2.1 直流-直流的电路图365.

6、2.2 直流-直流的分析365.3 测试分析385.3.1 负载特性测试385.3.1.1 负载特性测试电路图385.3.1.2 负载特性测试所用器材385.3.1.3 负载特性测试数据395.3.1.4 负载特性测试数据分析405.3.2 纹波特性测试405.3.2.1 纹波特性测试电路图405.3.2.2 纹波特性测试所用器材415.3.2.3 纹波特性测试数据415.3.2.4 纹波特性测试数据分析425.3.3 交流特性测试425.3.3.1 交流特性测试电路图425.3.3.2 交流特性测试器材435.3.3.3 交流特性测试数据435.3.3.4 交流特性测试数据分析44本章小结44总结45致谢46参考资料47附录1 元件清单49附录2 总电路图50附录3 实物5154 常州工学院毕业设计论文第一章 绪论1.1 开关电源的产生 1.1.1 开关电源产生的时代背景 在开关电源产生之前，电源是晶体管串联构成稳压电源。传统的晶体管串联调整稳压电源构成的是连续控制的线性稳压电源，这种技术是比较成熟，而且那时已有大量集成化的线性稳压电源模块，而且具有稳定性能好、输出纹波小、使用可靠等

7、优点。但是晶体管串联提供稳压电源的缺点是通常都需要体积很大而且笨重的工频变压器，体积和重量都很大的滤波器，这样就会使得传统的稳压电源占用很多的空间，质量也比较大。由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压的稳定，它集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，所以会导致调整管功率较大，电源效率就很低，这样就造成了能源的浪费。另一方面，由于在调整管上消耗很大的功率，使得调整管的温升会较高，所以当需要采用大功率调整管时，必须在调整管上装上体积很大的散热器。而现在的电子设备越来越小型化，所以传统的晶体管串联构成的稳压电源已经不能满足现代电子设备的要求。1.1.2 开关电源的产生 伴随着计算机和电子技术的高速发展，电子设备越来越小型化和低成本化，就促使电源朝着轻、薄、小和高效率的方向发展。 20世纪50年代，美国宇航局就以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭设计了开关电源。在将近半个多世纪的发展过程中，开关电源由于具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点从而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并在电子整机与设备中得到了广泛的应用。 开关电源是采用功率半导体器件作为开关，通过调整开关的占空

8、比控制输出电压，以功率晶体管（GTR）为例，在开关管饱和导通时，集电极和发射集两端的压降近似零；在开关管截止时，其集电极电流为零。所以它的功耗小，效率可以高达70%95%。由于功耗很小，所以散热器也随之减小。开关型稳压电源是直接对电网电压进行整流，滤波，调整，然后再由开关调整管来进行稳压，不需要电源变压器。而且开关工作频率为几十千赫，滤波电容、电感器的数值很小，所以，开关电源就具有质量轻、体积小等优点，此外，由于开关电源的功耗小，机内温升较低，提高了电源的稳定性和可靠性。它对电网的适用能力也有较大的提高，一般的串联稳压电源允许电网波动范围只有220V+10%，但是开关型稳压电源在电网电压在110260V范围内变化时，都可以获得稳定的输出电压。 在20世纪80年代，计算机已经全面实现了开关电源化，领先完成了计算机的电源换代。在20世纪90年代，开关电源广泛的应用于电子、家电领域，开关电源进入了蓬勃发展时期。 开关电源的基础是电力电子技术，它运用了功率变换器把电能进行变换，经过变换的电能就可以满足各种用电的要求。由于其高效节能可以给我们带来巨大的经济效益，所以得到了社会各方面的重视从而能够

9、得到推广。1.2 开关电源的发展 1.2.1 我国的开关电源的发展 产品与技术：在电力电源市场中，只有少数几家厂商拥有核心技术，其他整机生产厂家只能依靠组装生产，经营区域化市场，这就对电力电源产品性能的发展产生抑制。但是随着我国电源企业的不断发展和壮大，企业的研发能力和生产能力的得到了提高。虽然技术要求不断降低，激烈的市场竞争也会促进电力电源市场中的领头军努力的提高自己的技术，从而提高了产品的性能和质量。产品性能发展到一定阶段后，人性化设计显得最为重要，怎样能让用户更加轻松、更自如的应用产品越来越受到电力电源厂商的重视。近年来，一些电力电子厂商的设计研发人员直接的与用户接触，了解他们的不同需要，针对需求来研发不同的电源，这就推动了开关电源的发展，使得开关电源的发展更加的成熟。 价格：电力电源产品因为它行业的特殊型，客户对产品安全性，稳定型有了更高的要求，但是对价格的敏感性却很低，因此厂商对价格有一定的定价能力。同时，电力电源的成本中最大的比重是来自原材料，原材料的价格对电力电源的价格具有比较大的影响。所以，未在来几年内电力电源的价格主要是随着原材料价格的波动而波动，但是技术因素的发展也会在很大程度上影响开关电源的价格。 渠道：近年来，随着互联网的迅速发展，电子商务的发展也呈现出迅猛式地增长，这使得电力设备的制造商有了更加便利的条件来进行产品的直销，拓展电源的

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