【正文】 ............................................................ 1 開關電源的分類 .......................................................................................... 3 開關電源設計中存在的問題與未來發(fā)展 .......................................................... 4 開關電源中存在的問題 .............................................................................. 4 開關電源的發(fā)展趨勢 .................................................................................. 5 2． 開關電源元器件的選用 ....................................................................................... 6 開關晶體管 .......................................................................................................... 6 功率 開關 MOSFET ......................................................................................... 6 絕緣柵雙極型晶體管 ................................................................................. 7 軟磁鐵氧體磁芯 .................................................................................................. 8 磁性材料的基本特性 .................................................................................. 9 磁芯的結構與選用 ...................................................................................... 9 光電耦合器 ........................................................................................................ 10 二極管 ................................................................................................................ 12 開關二極管 ................................................................................................ 13 穩(wěn)壓二極管 ................................................................................................ 13 快速恢復及超快速恢復二極管 ................................................................ 14 自動恢復開關 .................................................................................................... 14 熱敏電阻 ............................................................................................................ 15 3． 開關電源的設計基礎 ...........................................................................................17 開關電源的控制方式 .........................................................................................17 脈寬調制的基本原理 ................................................................................ 17 脈沖頻率調制的基本原理 ........................................................................ 18 各類拓撲結構電源分析 .................................................................................... 19 諧振式電源與軟開關技術 ................................................................................ 24 電路的諧振現(xiàn)象 ........................................................................................ 24 諧振式電源的基本原理 ............................................................................ 25 諧振開關的動態(tài)過程分析 ........................................................................ 26 開關電源畢業(yè)論文 II 軟開關技術及常見軟開關拓撲簡介 ........................................................ 30 其它軟開關技術應用及發(fā)展概況 .................................................................... 36 4． 開關電源設計 .........................................................................................................38 開關電源集成控制芯片 .................................................................................... 38 芯片管腳排列及說明 ................................................................................ 38 芯片基本特性 ............................................................................................ 39 芯片工作原理分析 .................................................................................... 40 開關電源電路分析 ............................................................................................ 47 開關電源電路原理 圖 ................................................................................ 47 開關電源各單元電路具體分析 ................................................................ 49 結 論 ...................................................................................................................................55 致 謝 ...................................................................................................................................56 參 考 文 獻 ................................................................................................................. 57 開關電源畢業(yè)論文 1 1． 緒論 開關電源是近年來應用非常廣泛的一種新式電源，它具有體積小、重量輕、耗能低、使用方便等優(yōu)點，在郵電通信、航空航天、儀器儀表、工業(yè)設備、醫(yī)療器械、家用電器等領域應用效果顯著。 開關電源的概念和分類 電源是將各種能源轉換成為用電設備所需電能的裝置，是所有靠電能工作的裝置的動力源泉。電源是產(chǎn)生電的裝置，表示電源特性的參數(shù)有功率、電壓、電流、頻率等；在同一參數(shù)要求下，又有重量、體積、效率和可靠性等指標。 按照電子理論，所謂 AC/DC 就是交流轉換為直流； AC/AC 稱為交流轉換為交流，即為改變頻率； DC/AC 稱為逆變； DC/DC 為直流變交流后再變直流。自 20 世紀 60 年代，人們研發(fā)出了二極管、三極管半導體器件后，就用半導體器件 進行轉換。在轉換時，以自動控制穩(wěn)定輸出并有各種保護環(huán)節(jié)的電路，稱為開關電源（ Switching Power Supply） [1]。 開關電源通常由六大部分組成，如圖 11 所示。 220V 交流電直接經(jīng)低通濾波和橋式整流后得到未穩(wěn)壓的直流電壓 Vi，此電壓送到第二部分進行功率因數(shù)校正，其目的是提高功率因數(shù)，它的形式是保持輸入電流與輸入電壓同相。所謂有源功率因數(shù)校正（ Active Power Factor Correction， APFC），是指電源在校正過程中常采用三極管和集成電路。第三部分是功率轉換，它是由電子開關和高頻 方波脈沖電壓。第五部分是控制電路，輸出電壓經(jīng)過分壓、采樣后于電路的基準電壓進行比較、放大。有了高頻振蕩才有電源變換，所以說開關電源的實質是電源變換。在一個電子開關周期（ T）內(nèi)，電子開關的接通時間 ont 與一個電子周期所占 時間之比，叫接通占空比（ D）， D=Tton 。）， TtD o f f?39。開關周期是開關頻率的倒數(shù)，fT1? 。很明顯，接通占空比（ D）越大，負載上的電壓越高，表明電子開關接通時間越長，此時負載感應電壓較高，工作頻率也較高。但是，開關電源中斷開關功率管、開關電源畢業(yè)論文 3 高頻變壓器、控制集成電路以及輸入整流二極管的發(fā)熱量高、損耗大。 開關電源與鐵芯變壓器電源以及其他形式的電源比較起來具有較多的優(yōu)點： (1) 節(jié)能。最近歐盟和美國消費者協(xié)會統(tǒng)計，美國一般家用電器和工業(yè)電氣設備的單機能源消耗指數(shù)大于 92%。 (2) 體積小，重量輕。 (3) 開關電源具有 各種保護功能，不易損壞。 (4) 改變輸出電流、電壓比較容易，且穩(wěn)定、可控。 開關電源的分類 目前開關電源的種類很多，從工作性質來分，大體上可分為“硬開關”和“軟開關”兩種。顯然，開關是接通和關斷期間是有電流、電壓存在的，因此，這種工作方式 是有損耗的。目前，很多開關電源都用 PWM 來控制?？梢?，電子開關是在“零狀態(tài)”下工作的，所以，理論上它的損耗為零，對浪涌電壓、脈沖尖峰電壓的抑制能力很大，其工作頻率可以提高到 5MHz 以上，開關電源的重量和體積則可進行更大的改變。 從電子理論可知道 ，諧振就是容抗等于感抗，總的電抗為零，電路中的電流無窮大。利用諧振電路可實現(xiàn)正弦波振蕩，當振蕩倒零時，電子開關導通，稱之為零電壓導通（ Zero Voltage Switching）。 總之，電子開關具有零電壓導通、零電流關斷的外部條件，這種變換器稱為準諧振變換器。準諧振變換器開關電源的輸出電壓不隨輸入電壓的變化而變化，它的輸出電流也不隨用電負載的變化而變化，這種開關電源的主變換器依靠開關頻率來穩(wěn)定輸出參數(shù)，我們稱之為調頻開關電源。 DC/DC 變換類型是開關電源變換的基本類型，它通過控制開關通、斷時間的比例，用電抗器與電容器上蓄積