【導(dǎo)讀】離不開可靠的電源，他們對(duì)電源的要求也越來越高。特別是隨著小型電子設(shè)備的。應(yīng)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(shè)備的用電需要。備的技術(shù)指標(biāo)及能否安全可靠地工作。本設(shè)計(jì)基于這個(gè)思想，設(shè)計(jì)、制作了一個(gè)開關(guān)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(hù)。這個(gè)電路的功能適用于手機(jī)充電器和一些儀表電源是很實(shí)用的一。方面提出了更高的要求。開關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)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(guān)電源的工作頻率提高到相當(dāng)高的水平，本次設(shè)計(jì)采用典型的正激式開關(guān)電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，以作為控。利于增大主電源的輸出功率。采用場效應(yīng)管作為開關(guān)器件，其導(dǎo)通和截止速度很。快，導(dǎo)通損耗小，這就為開關(guān)電源的高效性提供保障。同時(shí)，電路中輔以過壓過。磁串?dāng)_，達(dá)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(guān)電源在加電時(shí)會(huì)產(chǎn)生極高的浪涌電流設(shè)計(jì)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(guān)管開始導(dǎo) 通的瞬間 電容對(duì)交流呈現(xiàn)出很低的阻抗。如果不采取任何保護(hù)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(luò) 。 另一種方法是采用負(fù)溫度系數(shù) (NTc)的熱敏電阻。用以增加對(duì)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(shù) 。 采用此項(xiàng)浪涌電流限制技術(shù)時(shí) ， 將電阻與交流輸入線相串聯(lián)。當(dāng)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(duì)其進(jìn)行分流。這種電路結(jié)構(gòu)需要一個(gè)觸發(fā)電路 ， 當(dāng)某些預(yù)定的條件滿足后 ， 觸發(fā)電路把雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通。設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn) 真地選擇雙向可控硅的參數(shù) ， 并加上足夠的散熱片 ，因?yàn)樵谒鼘?dǎo)通時(shí) ， 要流過全部的輸入電流。 熱敏電阻技術(shù) 。 這種方法是把 NTc(負(fù)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(dāng)電容開始充電時(shí) ， 充電電流流過熱敏電阻開始對(duì)其加熱。由于熱敏電阻具有負(fù)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(fù)載電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí) ， 其阻值應(yīng)該是最小。這樣就不會(huì)影響整個(gè)開關(guān)電源的效率。 輸入 瞬 間電壓保護(hù) 在一般情況下交流電網(wǎng)上的電壓為 115v 或 230v 左右 。 但有時(shí)也會(huì)有高壓的尖峰出現(xiàn)。比如電網(wǎng)附近有電感性開關(guān) ， 暴風(fēng)雨天氣時(shí)的雷電現(xiàn)象 ， 都是產(chǎn)生高尖峰的因素。受嚴(yán)重的雷電影響 ， 電網(wǎng)上的高壓尖峰可達(dá) 5kv。 雖然電壓尖峰持續(xù)的時(shí)間很短 但是它確有足夠的能量使開關(guān)電源的輸入濾波器、開關(guān)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(gè)可變阻抗的作用。也就是說 ， 當(dāng)高壓尖峰瞬間出現(xiàn)在壓敏電阻兩端時(shí) ， 它的阻抗急劇減小到一個(gè)低值 ， 消除了尖峰電壓使 輸入電壓達(dá)到安全值。瞬間的能量消耗在壓敏電阻上 。 短路保護(hù) :當(dāng)輸出短路時(shí) ,輔助繞組 3 腳電位跟著抬升，從而使 Z1 擊穿 ,使 Q3導(dǎo)通關(guān) 19 斷 Q2 柵極 電位，從而關(guān)斷震蕩 ,起到保護(hù)作用 。 過流保護(hù) :當(dāng)輸出功率增大時(shí) ,輸出電壓下掉 ,經(jīng)過 431 反射 ,使光耦導(dǎo)通程度加強(qiáng)，也即通過光耦次級(jí)流到 R8 的電流增加，當(dāng)加在 R8 上的電壓 =Q3 的 BE 導(dǎo)通電壓時(shí) ,Q3 導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能 。 20 電路的總結(jié)構(gòu) 圖 41開關(guān)電源的工作原理 開關(guān)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(guān)管的導(dǎo)通和截止使高頻變壓器 21 的一次測(cè)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(cè) ， 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(jìn)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(guān)管的導(dǎo)通與截止時(shí)間 (即占空比 )， 使得輸出電壓保持穩(wěn)定 。 22 結(jié) 論 2021 年 12 月，我開始了我的畢業(yè)論文，時(shí)至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)寫作過程難以用語言來表達(dá)。歷經(jīng)了幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 當(dāng) 選題報(bào)告，開題報(bào)告定下來的時(shí)候，我當(dāng)時(shí)便立刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時(shí)面對(duì)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(dǎo)師，在導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo)下，終于使我對(duì)自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。 本 次 12V/5A 開關(guān)電源設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)期間翻閱許多開關(guān)電源的相關(guān)資料，對(duì)開關(guān)電源主電路、 功率開關(guān)器件以及控制電路等部分做了較為深入的了解 ，本設(shè)計(jì)基本上反映了開關(guān)電源的功能以及用途。在本次開關(guān)電源設(shè)計(jì)中，基本達(dá)到各項(xiàng)性能指標(biāo)，且精確度高，效率高，可靠性高，但由于時(shí)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(diǎn)，今后會(huì)繼續(xù)研究這個(gè)課題，使設(shè)計(jì)開關(guān)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(dǎo)老師謝樹林老師，是你的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的，從選題到論文內(nèi)容都給予了我精心的指導(dǎo)和嚴(yán)格的教誨，無論從學(xué)術(shù)水平還是學(xué)術(shù)造詣上都使我受益非淺 ,。不僅是我學(xué)到了許多社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，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(xué)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(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué) 到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)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(shù)學(xué)院電氣系的各位任課老師們，感謝大學(xué)期間給予的照顧與指導(dǎo)；感謝、張芳芳、王杰 老師的教誨 。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)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(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 最后感謝我的朋友們，感謝他們一直對(duì)我的鼓勵(lì)與幫助！ 24 參考文 獻(xiàn) 高曾輝 于相旭 單端反激式開關(guān)電源的穩(wěn)定性分析重慶大學(xué)學(xué)報(bào) .。 丁道宏 電力電子技術(shù)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(yīng)用北京人民郵電出版社 1998。 葉慧貞 開關(guān)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(guān)電源中的應(yīng)用華北礦業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào) 。 何希才 新型開關(guān)電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用［ M］ 北京：科學(xué)出版社 2021。 沙占友 新型開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與應(yīng)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(guān)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(guān)電源的設(shè)計(jì)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(xiǎn)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