【導讀】離不開可靠的電源，他們對電源的要求也越來越高。特別是隨著小型電子設備的。應用越來越廣泛，也要求能夠提供穩(wěn)定的電源，以滿足小型電子設備的用電需要。備的技術指標及能否安全可靠地工作。本設計基于這個思想，設計、制作了一個開關穩(wěn)壓電源，輸入交流電220V，輸出12V/5A的直流穩(wěn)壓電源，具有過電流、過電壓、短路保護。這個電路的功能適用于手機充電器和一些儀表電源是很實用的一。方面提出了更高的要求。開關電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢在很多方。面逐步取代了效率低、又笨又重的線性電源。率器件IGBT和MOSFET的迅速發(fā)展，將開關電源的工作頻率提高到相當高的水平，本次設計采用典型的正激式開關電源結構設計形式，以作為控。利于增大主電源的輸出功率。采用場效應管作為開關器件，其導通和截止速度很。快，導通損耗小，這就為開關電源的高效性提供保障。同時，電路中輔以過壓過。磁串擾，達到綠色環(huán)保的目的。輸出電壓可調(diào)，使其可適用于不同場合。

　　

【正文】 隔離式開關電源在加電時會產(chǎn)生極高的浪涌電流設計者必須在電源的輸入端采取一些限流措施 才能有效地將浪涌電流減小到允許的范圍之內(nèi)。浪涌電流主要是由濾波電容充電引起的 在開關管開始導 通的瞬間 電容對交流呈現(xiàn)出很低的阻抗。如果不采取任何保護措施 浪涌電流可接近幾百安培。 通常廣泛采用的措施有兩種 。 一種方法是利用電阻一雙向可控硅并聯(lián)網(wǎng)絡 。 另一種方法是采用負溫度系數(shù) (NTc)的熱敏電阻。用以增加對交流線路的阻抗 ， 把浪涌電流減小到安全值。 電阻雙向可控硅技術 。 采用此項浪涌電流限制技術時 ， 將電阻與交流輸入線相串聯(lián)。當輸入濾波電容充滿電后 。 由于雙向可控硅和電阻是并聯(lián)的 ， 可以把電阻短路 ， 對其進行分流。這種電路結構需要一個觸發(fā)電路 ， 當某些預定的條件滿足后 ， 觸發(fā)電路把雙向可控硅觸發(fā)導通。設計時要認 真地選擇雙向可控硅的參數(shù) ， 并加上足夠的散熱片 ，因為在它導通時 ， 要流過全部的輸入電流。 熱敏電阻技術 。 這種方法是把 NTc(負溫度系數(shù) )的熱敏電阻串聯(lián)在交流輸入端或者串聯(lián)在經(jīng)過橋式整流后的直流線上。由于阻值較大 。 它就限制了浪涌電流 ， 當電容開始充電時 ， 充電電流流過熱敏電阻開始對其加熱。由于熱敏電阻具有負溫度系數(shù) ， 隨著電阻的加熱 。 其電阻值開始下如果熱敏電阻選擇得合適在負載電流達到穩(wěn)定狀態(tài)時 ， 其阻值應該是最小。這樣就不會影響整個開關電源的效率。 輸入 瞬 間電壓保護 在一般情況下交流電網(wǎng)上的電壓為 115v 或 230v 左右 。 但有時也會有高壓的尖峰出現(xiàn)。比如電網(wǎng)附近有電感性開關 ， 暴風雨天氣時的雷電現(xiàn)象 ， 都是產(chǎn)生高尖峰的因素。受嚴重的雷電影響 ， 電網(wǎng)上的高壓尖峰可達 5kv。 雖然電壓尖峰持續(xù)的時間很短 但是它確有足夠的能量使開關電源的輸入濾波器、開關晶體管等造成致命的損壞。所以必須要采取措施加以避免 。 用在這種環(huán)境中最通用的抑制干擾器件是金局氧化物壓敏電阻 (VDR)瞬態(tài)電壓抑制器。壓敏電阻起到一個可變阻抗的作用。也就是說 ， 當高壓尖峰瞬間出現(xiàn)在壓敏電阻兩端時 ， 它的阻抗急劇減小到一個低值 ， 消除了尖峰電壓使 輸入電壓達到安全值。瞬間的能量消耗在壓敏電阻上 。 短路保護 :當輸出短路時 ,輔助繞組 3 腳電位跟著抬升，從而使 Z1 擊穿 ,使 Q3導通關 19 斷 Q2 柵極 電位，從而關斷震蕩 ,起到保護作用 。 過流保護 :當輸出功率增大時 ,輸出電壓下掉 ,經(jīng)過 431 反射 ,使光耦導通程度加強，也即通過光耦次級流到 R8 的電流增加，當加在 R8 上的電壓 =Q3 的 BE 導通電壓時 ,Q3 導通，從而實現(xiàn)保護功能 。 20 電路的總結構 圖 41開關電源的工作原理 開關電源的工作原理如圖 41所示 ， 輸入電壓為 AC85256V,50Hz 的交流電 ， 經(jīng)過濾波 ， 再由整流橋整流后變?yōu)橹绷?， 通過控制電路中開關管的導通和截止使高頻變壓器 21 的一次測產(chǎn)生低壓高頻電壓 ， 經(jīng)由小功率高頻變壓器藕合到二次測 ， 再經(jīng)整流濾波 ,得到直流電壓輸出 .為了使輸出電壓穩(wěn)定 ， 進行了輸出電壓反饋 用 TL431取樣 ,將誤差經(jīng)光耦合放大 ， 通過 PWM 來控制開關管的導通與截止時間 (即占空比 )， 使得輸出電壓保持穩(wěn)定 。 22 結 論 2021 年 12 月，我開始了我的畢業(yè)論文，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設計終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 當 選題報告，開題報告定下來的時候，我當時便立刻著手資料的收集工作中，當時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。我將這一困難告訴了導師，在導師細心的指導下，終于使我對自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。 本 次 12V/5A 開關電源設計，在設計期間翻閱許多開關電源的相關資料，對開關電源主電路、 功率開關器件以及控制電路等部分做了較為深入的了解 ，本設計基本上反映了開關電源的功能以及用途。在本次開關電源設計中，基本達到各項性能指標，且精確度高，效率高，可靠性高，但由于時間有限，很多問題都沒有考慮周全，還有一些未理解的問題 和難點，今后會繼續(xù)研究這個課題，使設計開關電源的性能更高，功 能更加完善。 23 致 謝 在此首先感謝我的指導老師謝樹林老師，是你的細心指導和關懷下完成的，從選題到論文內(nèi)容都給予了我精心的指導和嚴格的教誨，無論從學術水平還是學術造詣上都使我受益非淺 ,。不僅是我學到了許多社會經(jīng)驗，更重要的是讓我開拓了眼界，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在我的學業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪。從尊敬的導師身上，我不僅學 到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學到了做人的道理。在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 還有 感謝溫州職業(yè)技術學院電氣系的各位任課老師們，感謝大學期間給予的照顧與指導；感謝、張芳芳、王杰 老師的教誨 。 在這次畢業(yè)設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。 最后感謝我的朋友們，感謝他們一直對我的鼓勵與幫助！ 24 參考文 獻 高曾輝 于相旭 單端反激式開關電源的穩(wěn)定性分析重慶大學學報 .。 丁道宏 電力電子技術航空工業(yè)出版社 1992。 沙占友 龐志鋒新型特種集成電源及應用北京人民郵電出版社 1998。 葉慧貞 開關穩(wěn)壓電源 北京國防工業(yè)出版社 1990。 朱小龍 滕國仁 脈寬集成控制器 UC3842 在開關電源中的應用華北礦業(yè)高等?？茖W校學報 。 何希才 新型開關電源設計與應用［ M］ 北京：科學出版社 2021。 沙占友 新型開關電源的設計與應用［ M］ 北京：電子工業(yè)出版 2021。 張乃國 李厚福 小功率電源變壓器 7lI 昌霄電出版讓 葉慧貞 開關穩(wěn)壓電源，國防工業(yè)出版社。 李成章 電源，電子丁業(yè)出版社。 1 牛田佳寧云鶴集成開關電源的設計制作調(diào)試與維修人民郵電出版社出版發(fā)行 。 25 附錄 附錄一 元器件清單 名稱 參數(shù) 數(shù)量 名稱 參數(shù) 數(shù)量 電阻 560K/1W 1 熱敏電阻 315H/250V 1 電阻 12K 1 壓敏電阻 43110 1 電阻 2K 2 整流橋 4A/500V 1 電阻 1K 1 電位器 1K 1 電阻 100Ω 1 集成電路 TL3842 1 電阻 1 高頻變壓器 50W 1 電阻 330Ω 1 穩(wěn)壓源 TL431 1 電阻 電阻 10Ω 1 高頻二極管 FER208 1 電阻 4k7 1 高頻二極管 FR157 1 電阻 7k5 1 高頻整流二極管 FCU20A40 1 電阻 820Ω 1 發(fā)光二極管 1 電阻 47k/4W 1 濾波電抗 1 電阻 22Ω 1 保險管 3A/250V 1 電阻 5k1 1 端子板 300V/25A 1 電阻 電阻 33k/4W 1 電容 221 250V 1 電容 103/63V 2 電容 7μ/275V 1 電容 1000μ/16V 3 電容 220pF/250V 2 電容 1μ/50V 1 電容 221 250V 4 電容 102/3KV 1 電容 222/2kV 1 電容 102 1 電容 82μ/400V 1 電容 103 3 電阻 100/4W 1 電容 104 1 電容 2A472J 1 電容 100μ/50V 1 電容 1 電容 331 1 電容 103/63V 1 電容 471 1 電容 103/2kV 1 電容 102/2kv 1 光電耦合器 817C 1 電感 315H/250V 1 26 附 錄 二 總 PCB 圖