【正文】 .......... 28 第四章 總結(jié)與展望 ..................................................................................... 31 本課題完成的工作 ............................................................................. 31 進一步研究展望 ................................................................................. 31 參考文獻 ......................................................................................................... 33 致 謝 ............................................................................................................. 35 附 錄 ............................................................................................................... 36 第一章 引言 1 第一章 引言 課題的背景和意義 隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，在人們的工作、生活中電力電子設(shè)備的使用也是日益廣泛，而許多電子設(shè)備都 需要可靠的電源來保證它的穩(wěn)定工作。 PWM 開關(guān)電源的基本原理 ..........................................錯誤 !未定義書簽。系統(tǒng)工作頻率在 50kHZ，輸出 6 路隔離的電壓。開關(guān)電源因具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點而逐漸取代傳統(tǒng)技術(shù)制造的連續(xù)工作電源，被譽為高效節(jié)能電源，現(xiàn)己成為穩(wěn)壓電源的主導(dǎo)產(chǎn)品。 SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 畢業(yè)設(shè)計說明書 基于 TOP SwitchFX的機頂盒電源設(shè)計 學(xué) 院： 電氣與電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 電 子信息工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師 ： 2021 年 6 月 中 文 摘 要 I 摘 要 電源是將各種能源轉(zhuǎn)換成為用電設(shè)備所需電能的裝置，是所有靠電能工作的裝置的動力源泉。直流開關(guān)電源是一種由占空比控制的開關(guān)電路構(gòu)成的 電能變換裝置，用于交流 — 直流或直流 — 直流電能變換，通常稱其為開關(guān)電源（ Switched Mode Power SupplySMPS） 其功率從零點幾瓦到數(shù)十千瓦，廣泛用于生活、生產(chǎn)、科研、軍事等各個領(lǐng)域。 開關(guān)電源是采用全控型電力電子器件作為開關(guān)，利用控制開關(guān)的占空比來調(diào)整 輸出電壓，主電路 采用多路輸出單端反激變換器結(jié)構(gòu)，采用控制芯片TOP233Y 實現(xiàn)電壓電流雙閉 環(huán)控制，采用 PC81 TL431 等專用芯片以及其他的電路元件相配合作為反饋電路，使設(shè)計出的開關(guān)電源具有自動穩(wěn)壓功能。 關(guān)鍵詞： 開關(guān)電源，反激式變換器，高頻變壓器， TOP233Y 目 錄 II Abstract Power is a device to convert various energy into electric energy. It is the sources of all equipment work by electric. DC switching power supply is a switch circuit controlled by duty ratio. It is used for ACDC or DCDC transform and is often called Switched Mode Power Supply(SMPS). Its power varies from a few watts to tens of kilowatts and is widely used in daily life, production, scientific research, military and other fields. With small size, light weight, high efficiency, low heat and stable performance, switching power supply is known as energy efficient power supply, which has bee the leading products of regulator. The inverter is posed of flyback converter circuit, high frequency transformer and control circuit. The highfrequency technique makes it possible for the power converter to be pact and light weight. We use TOP233Y as the control chip. To regulate the output voltage automatically, we use PC817, TL431 and other circuit elements match as a feedback circuit. The protection circuits are designed. The frequency of system is 50kHz and it has 6 isolated output voltage. Keywords: switching power supply, flyback converter, highfrequency transformer, TOP233Y 目 錄 III 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................I ABSTRACT .........................................................................................................II 目 錄 ..................................................................................................................III 第一章 引言 ................................................................................................... 1 課題的背景和意義 ............................................................................... 1 開關(guān)電源的發(fā)展 ................................................................................... 2 開關(guān)電源的發(fā)展史 ........................................................................ 2 開關(guān)電源的技術(shù)追求和發(fā)展趨勢 ................................................ 3 開關(guān)電源的技術(shù)動態(tài)和要點 ............................................................... 5 本課題的主要研究內(nèi)容 ....................................................................... 6 第 二章 PWM 開關(guān)電源的原理 ................................................. 錯誤 !未定義書簽。 PWM 開關(guān)電源的組成模塊 ..........................................錯誤 !未定義書簽。 開關(guān)電源自 20 世紀(jì) 90 年代中期問世以來便顯示出強大的生命力，它作為一項頗具發(fā)展前景和影響力的新產(chǎn)品，引起了國內(nèi)外電源界的普遍關(guān)注 ，相繼進入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，通訊、電子檢測設(shè)備、程控交換機、控制設(shè)備等都廣泛地使用開關(guān)電源，這些進一步促進了開關(guān)電源技術(shù)的高速發(fā)展。功耗小使得電子設(shè)備內(nèi)溫也低，周圍元件不會因長期在高溫環(huán)境下而損壞，這有利于提高整個電子設(shè)備的可靠性 和穩(wěn)定性。輸出電壓的變化在 2%以下。 體積小，重量輕：開關(guān)穩(wěn)壓電源可將電網(wǎng)輸入的交流電壓直接整流，再通過高頻變壓器獲得各種不同交流電壓，這樣就可免去笨重的工頻變壓器，從而節(jié)省了大量的漆包線和硅鋼片，使電源體積縮小，重量減輕。當(dāng)穩(wěn)壓電路、高壓電路、負(fù)載等出現(xiàn)故障或短路時，能自動切斷電源，其保護功能靈敏、可靠。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和進步，開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新， 目前，開關(guān)電源正朝著短、小、輕、薄、節(jié)能、安全的方向發(fā)展，涌現(xiàn)出許多開關(guān)電源第一章 引言 2 的新技術(shù)和新產(chǎn)品 。 開關(guān)電源 的發(fā)展 開關(guān)電源的發(fā)展史 隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展 ，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來越多，電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切。電子設(shè)備的小型化和低成本化使電源以輕、薄、小和高效率為發(fā)展方向。這種傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源技術(shù)比較成熟，并且已有大量集成化的線性穩(wěn)壓電源模塊，具有穩(wěn)定性能好、輸出紋波電壓小、使用可靠等優(yōu)點。由于調(diào)整管工作在線性放大狀態(tài)，為了保證輸出電壓穩(wěn)定， 其集電極與發(fā)射極之間必須承受較大的電壓差，導(dǎo)致調(diào)整管功耗較大，電源效率很低，一般只有 45%左右。 20 世紀(jì)50 年代，美國宇航局以小型化、重量輕為目標(biāo)，為搭載火箭開發(fā)了開關(guān)電源。 20 世紀(jì) 80年代，計算機全面實現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成計算機的電源 換代。 并且自開關(guān)穩(wěn)壓電源問世后，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。隨著脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù)的發(fā)展， PWM 開關(guān)電源問世，它的特點是用 20kHz 的載波進行脈沖寬度調(diào)制，電源的效率可達 65%~70%，而線性電源的效率只有 30%~40%。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、軍用開關(guān)電源以及用電池的便攜式電子設(shè)備 (如手提計算機、移動電話等 )更需要小型化、輕量化的電源。此外，還要求開關(guān)電源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。 40 多年來，開關(guān)電源經(jīng)歷 了三個重要發(fā)展階段： 第一個階段是功率半導(dǎo)體器件從雙極型器件 (BPT、 SCR、 GTO)發(fā)展為 MOS型器件（功率 MOSFET、 IGBT、 IGCT 等），使電力電子系統(tǒng)有可能實現(xiàn)高頻化，并大幅度降低導(dǎo)通損耗，電路也更為簡單。高頻化和軟開關(guān)技術(shù)是過去 20年國際電力電子界研究的熱點之一。 開關(guān)電源的技術(shù)追求和發(fā)展趨勢 開關(guān)型穩(wěn)壓電源采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)，通過控制開關(guān)的占空比調(diào)整輸出電壓。所以其功耗小，效率可高達 70%~95%。開關(guān)型穩(wěn)壓電源直接對電網(wǎng)電壓進行整流、濾波、調(diào)整，然后由開關(guān)調(diào)整管進行穩(wěn)壓，不需要電源變壓器。因此開關(guān)電源具有重量輕、體積小等優(yōu)點。而且其對電網(wǎng)的適應(yīng)能力也有較大的提高，一般串聯(lián)穩(wěn)壓電源允許電網(wǎng)波動范圍為 220V(177。 第一章 引言 4 開關(guān)電源的高頻化是電源技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新技術(shù)，高頻化帶來的效益是使開關(guān)電源裝置空前地小型化，并使開關(guān)電源進入更廣泛的領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。 目前市場上開關(guān)電源中功率管多 采用雙極型晶體管，開關(guān)頻率可達幾十千赫；采用 MOSFET 的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換頻率可達幾百千赫。對于兆赫以上開關(guān)頻率的電源可利用諧振電路，這種工作方式稱為諧振開關(guān)方式。采用諧振開關(guān)式的兆赫級變換器已經(jīng)實用化。 1. 小型化、薄型化、輕量化、高頻化 —— 開關(guān)電源的體積、重量主要是由儲能元件（磁性元件和電容）決定的，因此開關(guān)電源的小型化實質(zhì) 上就是盡可能減小其