【正文】 cators. Additionally added 30V36V precisely adjust, voice broadcast and humanization of sound and light alarm function. The system mainly includes: Sunplus SPCE061A streamline Development Board, keyboard and LCD display circuit, Rectifier filter circuit, switch control circuits, feedback control circuits, etc. Through the experimental validation of circuit enables the design requirements of all basic indicators and DCDC transformation efficiency reaches 85%. Circuit design there are still many shortings, the design of indicators have yet to be further enhanced. Tags: switching power supply39。s structure, design switch tube filter capacitor inductance 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 引言 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)關(guān)電源 )問(wèn)世后，在很多領(lǐng)域逐步取代了線性穩(wěn)壓電源和晶閘管相控電源。早期出現(xiàn)的是串聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源，其主電路拓?fù)渑c線性電源相仿，但 功率晶體管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)。隨著脈寬調(diào)制 (PWM)技術(shù)的發(fā)展， PWM開(kāi)關(guān)電源問(wèn)世，它的特點(diǎn)是用 20kHz的載波進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，電源的效率可達(dá) 65%~70%，而線性電源的效率只有 30％~40％。因此，用工作頻率為 20 kHz的 PWM 開(kāi)關(guān)電源替代線性電源，可大幅度節(jié)約能源，從而引起了人們的廣泛關(guān)注，在電源技術(shù)發(fā)展史上被譽(yù)為 20kHz革命。 隨著超大規(guī)模集成 (ultralargescaleintegratedULSI)芯片尺寸的不斷減小，電源的尺寸與微處理器相比要大得多；而航天、潛艇、軍用開(kāi)關(guān)電源以及用電 池的便攜式電子設(shè)備 (如手提計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話等 )更需要小型化、輕量化的電源。因此，對(duì)開(kāi)關(guān)電源提出了小型輕量要求，包括磁性元件和電容的體積重量也要小。此外，還要求開(kāi)關(guān)電源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。這一切高新要求便促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源的不斷發(fā)展和進(jìn)步。 電源裝置是電力電子技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，其中高頻開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源由于具有效率高、體積小和重量輕等突出優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛地應(yīng)用。開(kāi)關(guān)電源的控制電路可以分為電壓控制型和電流控制型，前者是一個(gè)直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)圖單閉環(huán)電壓控制系統(tǒng)，系統(tǒng)響應(yīng)慢，很難達(dá)到較高的線形調(diào)整率 精度開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源原理圖；后者是一個(gè)電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，電流控制型較電壓控制型有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 前言 開(kāi)關(guān)電源的電路組成 ,工作原理及其優(yōu)點(diǎn)開(kāi)關(guān)電源的工作原理 開(kāi)關(guān)電源有許多種，像正激式、反激式、半橋式、等等。不管什么式，它都是把直流電變成脈沖式的交流電，或控制脈沖的頻率達(dá)到穩(wěn)壓的目的，或控制脈沖的脈寬來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的，各種程式各有優(yōu)點(diǎn)。不同的開(kāi)關(guān)電源有不同的用途。 開(kāi)關(guān)電源一般都采用脈沖寬度調(diào)制（ PWM）技術(shù)，其特點(diǎn)是效率高、功率密度高、可靠性高。 PWM 電路常選用電 流控制型。該脈寬調(diào)制器能產(chǎn)生頻率固定而脈沖寬度可以調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制大功率開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，達(dá)到穩(wěn)壓目的，鋸齒波發(fā)生器提供恒定的時(shí)鐘頻率信號(hào)，利用誤差放大器的電流測(cè)定比較器形成電壓閉環(huán)，利用電流測(cè)定、電流測(cè)定比器構(gòu)成電流閉環(huán)，在脈寬比較器的輸入端直接用流過(guò)輸出電感電流的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。 假如電源電壓變化或負(fù)載發(fā)生變化使輸出電壓升高時(shí)，則脈寬調(diào)制器就會(huì)改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，即減小輸出 PWM 波形的占空 比，使大功率晶體管導(dǎo)通的時(shí)間變短，斬波后的電壓平均值下降，從而達(dá)到穩(wěn)壓目的，反之亦然。 開(kāi)關(guān)電源與線性電源的區(qū)別： 線性電源，開(kāi)關(guān)電源區(qū)別 線性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)熱量大，效率低（ 35%左右），需要加體積龐大的散熱片，而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器，當(dāng)要制作多組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì)更龐大。 開(kāi)關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量小，效率高（ 75％以上）而且省掉了大體積的變壓器。但開(kāi)關(guān)電源輸出的直流上面會(huì)疊加較大的紋波（ 50mV at 5V output typical），在輸 出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善，另外由于開(kāi)關(guān)管工作是會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對(duì)而言線性電源就沒(méi)有以上缺陷，它的紋波可以做的很?。?5mV以下）。 對(duì)于電源效率和安裝體積有要求的地方用開(kāi)關(guān)電源為佳，對(duì)于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方（例如電容漏電檢測(cè)）多選用線性電源。另外當(dāng)電路中需要作隔離的時(shí)候現(xiàn)在多數(shù)用 DC－ DC 來(lái)做對(duì)隔離部分供電河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （ DCDC 從其工作原理上來(lái)說(shuō)就是開(kāi)關(guān)電源）。還有，開(kāi)關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來(lái)比較麻煩 開(kāi)關(guān)電源和線性電源在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上是完全不一樣 的，開(kāi)關(guān)電源顧名思義有開(kāi)關(guān)動(dòng)作，它利用變占空比或變頻的方法實(shí)現(xiàn)不同的電壓，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，最大的優(yōu)點(diǎn)是高效率，一般在 90％以上，缺點(diǎn)是文波和開(kāi)關(guān)噪聲較大，適用于對(duì)文波和噪聲要求不高的場(chǎng)合；而線性電源沒(méi)有開(kāi)關(guān)動(dòng)作，屬于連續(xù)模擬控制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，芯片面積也較小，成本較低，優(yōu)點(diǎn)是成本低，文波噪聲小，最大的缺點(diǎn)是效率低。它們各有有缺點(diǎn)在應(yīng)用上互補(bǔ)共存！ 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證 設(shè)計(jì)思路 基于題目的基本要求，可以采用圖 1所示的方案。系統(tǒng)主要由 隔離變壓 、整流濾波、 DC— DC變換器、控制系統(tǒng)、顯示等電 路模塊組成。 隔離變壓模塊實(shí)現(xiàn) 220VAC變壓為 18VAC，再經(jīng)整流濾波電路轉(zhuǎn)換為直流電壓； 控制器模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示、 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換、過(guò)流保護(hù)、 DC— DC電壓輸出控制和穩(wěn)壓、顯示、人機(jī)交換等功能 。過(guò)流保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)輸出電流過(guò)流保護(hù)功能；同時(shí)，電壓負(fù)反饋電路進(jìn)一步對(duì)負(fù)載電壓進(jìn)行精確控制。 方案的論證 DCDC主回路 設(shè)計(jì)的要求是進(jìn)行升壓變換，選擇了 Boost變換器。 Boost換器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由開(kāi)關(guān)管、二極管、電感、電解電容等元件組成，便于 進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，穩(wěn)壓性能優(yōu)，并且轉(zhuǎn)換效率高。原理圖如圖 2所示。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 控制方法及實(shí)現(xiàn)方案 控制系統(tǒng)有兩種設(shè)計(jì)方案： (1) 方案一：?jiǎn)纹瑱C(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制。 該方案的優(yōu)點(diǎn) ：布線簡(jiǎn)單，硬件設(shè)計(jì)節(jié)省時(shí)間； 該方案的缺點(diǎn) ： ⒈控制軟件編程工作量大、難度大； ⒉所有的控制都由單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)單片機(jī)的硬件資源要求很高； ⒊該設(shè)計(jì)要求對(duì) DCDC 變換器實(shí)現(xiàn) PWM 控制的開(kāi)關(guān)頻率至少要為 100KHZ，這是單片機(jī)難于實(shí)現(xiàn)的。 （ 2）方案二：?jiǎn)纹瑱C(jī)和脈寬調(diào)制型控制器共同實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控 制。 該方案的優(yōu)點(diǎn) ： ⒈控制系統(tǒng)軟件編程工作量較小，難度不大； 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) ⒉用脈寬調(diào)制型控制器實(shí)現(xiàn) PWM 控制，產(chǎn)生頻率為 100KHZ 的脈沖較容易，并且完全由硬件產(chǎn)生高頻脈沖，實(shí)時(shí)性好； ⒊單片機(jī)控制的任務(wù)較輕，對(duì)單片機(jī)硬件資源要求不高。 該方案的缺點(diǎn) ： ⒈硬件電器設(shè)計(jì)難度較大； ⒉電路板布線工作量較大。 經(jīng)過(guò)方案比較與論證，最終確定用方案二 單片機(jī)和脈寬調(diào)制型控制器共同實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)的組成框圖如圖 2 所示，脈寬調(diào)制器產(chǎn) 生高頻脈沖直接控制 DCDC 變換模