【正文】 先進(jìn)性能的電源，加上合理的制作成本，才能使我國(guó)的電源產(chǎn)業(yè)趕超發(fā)達(dá)國(guó)家。從日常生活到最尖端的科學(xué)都離不開(kāi)電源技術(shù)的參與和支持，而電源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)對(duì)提高一個(gè)國(guó)家勞動(dòng)生產(chǎn)率的水平，即提高一個(gè)國(guó)家單位能耗的產(chǎn)出水平，具有舉足輕重的作用?；趩纹瑱C(jī)開(kāi)關(guān)電源及PCB設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 ……………………………………………………………………………………IAbstract …………………………………………………………………………………II第1 章 緒 論 ……………………………………………………………………………11．1 概述 ……………………………………………………………………………11．2 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展簡(jiǎn)況 …………………………………………………………11．3 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì) …………………………………………………………2第2章 方案論證 …………………………………………………………………………32．1 概述 ………………………………………………………………………………32．2 系統(tǒng)總體框圖 ……………………………………………………………………32．3 工作原理 …………………………………………………………………………32．3．1 TOPSwitchII的結(jié)構(gòu)及工作原理………………………………………32．3．2 單片開(kāi)關(guān)電源電路基本原理 …………………………………………5第3章 單片開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………73．1 概述 ………………………………………………………………………………73．2 單片開(kāi)關(guān)電源參數(shù)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………73．3 單片開(kāi)關(guān)電源中電子元器件的選擇 …………………………………………153．3．1 選擇鉗位二極管和阻塞二極管 ……………………………………153．3．2 輸出整流管的選取 …………………………………………………183．3．3 輸出濾波電容的選取 ………………………………………………193．3．4 反饋電路中整流管的選取 …………………………………………203．3．5 反饋濾波電容的選取 ………………………………………………203．3．6 控制端電容及串聯(lián)電阻的選擇 ……………………………………203．3．7 TL431型可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器的選擇 …………………………203．3．8 光耦合器的選擇 ……………………………………………………213．3．9 自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的選擇 ………………………………………………23 3．4 單片開(kāi)關(guān)電源保護(hù)電路的設(shè)計(jì) ………………………………………………243．4．1 輸出過(guò)電壓保護(hù)電路的設(shè)計(jì) ………………………………………243．4．2 輸入欠電壓保護(hù)電路的設(shè)計(jì) ………………………………………253．4．3 軟啟動(dòng)電路的設(shè)計(jì) …………………………………………………263．4．4 電壓及電流控制環(huán)電路的設(shè)計(jì) ……………………………………263．4．5 無(wú)損緩沖電路 ………………………………………………………283．4．6 采用繼電器保護(hù)的限流保護(hù)電路 …………………………………283．4．7 IGBT驅(qū)動(dòng)電路 ………………………………………………………293．5 電磁干擾濾波器的設(shè)計(jì) ………………………………………………………29 3．5．1 開(kāi)關(guān)電源電磁干擾產(chǎn)生的機(jī)理 ……………………………………30 3．5．2 開(kāi)關(guān)電源EMI的特點(diǎn) ………………………………………………30 3．5．3 EMI測(cè)試技術(shù) ………………………………………………………30 3．5．4 抑制干擾的措施 ……………………………………………………31 3．5．5 電磁干擾濾波器的構(gòu)造原理 ………………………………………33 3．5．6 電磁干擾濾波器的基本電路及典型應(yīng)用 …………………………33 3．5．7 EMI濾波器在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用 …………………………………34第4章 PCB電磁兼容性設(shè)計(jì) ……………………………………………………………364．1 概述 ……………………………………………………………………………364．2 PCB上元器件布局 …………………………………………………………374．3 PCB布線 ……………………………………………………………………384．4 PCB板的地線設(shè)計(jì) …………………………………………………………464．5 模擬數(shù)字混合線路板的設(shè)計(jì)…………………………………………………484．6 PCB設(shè)計(jì)時(shí)的電路措施 ……………………………………………………49第5章 單片開(kāi)關(guān)電源印制線路板的設(shè)計(jì) ………………………………………………515．1 概述 ……………………………………………………………………………515．2 Protel99簡(jiǎn)介 …………………………………………………………………52 5．3 印制線路板的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………525．3．1 設(shè)計(jì)印制線路板的條件 ……………………………………………525．3．2 設(shè)計(jì)印制板的步驟 …………………………………………………535．3．3 元件布局 ……………………………………………………………535．3．4 布線 …………………………………………………………………535．4 單片開(kāi)關(guān)電源印制線路板的設(shè)計(jì) ……………………………………………555．4．1 單片開(kāi)關(guān)電源原理總圖 ……………………………………………555．4．2 單片開(kāi)關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)圖 …………………………………………55結(jié)束語(yǔ) ……………………………………………………………………………………56參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………57致 謝 …………………………………………………………………………………59附 錄 …………………………………………………………………………………60單片開(kāi)關(guān)電源及PCB設(shè)計(jì)單片開(kāi)關(guān)電源及PCB設(shè)計(jì)摘 要：電力電子技術(shù)已發(fā)展成為一門(mén)完整的、自成體系的高科技技術(shù)，電力電子技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了電源技術(shù)的發(fā)展，而電源技術(shù)的發(fā)展有效地促進(jìn)了電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電源技術(shù)主要是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)的，信息技術(shù)的發(fā)展又對(duì)電源技術(shù)提出了更高的要求，從而促進(jìn)了電源技術(shù)的發(fā)展，兩者相輔相成才有了現(xiàn)今蓬勃發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)和電源產(chǎn)業(yè)。在這方面我國(guó)與世界先進(jìn)國(guó)家的差距很大，作為一個(gè)電源工作者，不僅要設(shè)計(jì)出國(guó)際或國(guó)內(nèi)先進(jìn)的電源，還要考慮到電源的適應(yīng)性以及電源的成本。這里著重介紹了基于TOP252Y的單片開(kāi)關(guān)電源，通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了將普通市電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定地電壓電流輸出。隨著各種各樣電器的出現(xiàn)以及升級(jí)，它們都需要一個(gè)穩(wěn)定的電源，本文系統(tǒng)介紹了一種較為實(shí)惠又很先進(jìn)的穩(wěn)壓穩(wěn)流輸出單片開(kāi)關(guān)電源。 反激式；脈寬調(diào)制。t do without the participation and support of the technology of the power from daily life to most advanced science, and the power technology and the power industry have very important function in raising the level of a country39。s energy consumption. In this respect, our country and developed country have very great disparity. As a power worker, not only design the international or domestic advanced power supply, but also consider the adaptability and cost of the power supply. Only the advanced and lowpriced power supply could make the power industry of our country catch up with the developed country. Here, I will introduce the SingleChip Switching Power Supply which based on the TOP252Y, by using the technology, such as advanced electric and electronic technology, it turns the ordinary electricity into the steadily voltage and current output. At first, I will introduce the meaning of the Switch Mode Power Supply, the Switch Mode Power Supply is a Power supply which utilizing modern electric and electronic technology, controlling the time rate of the ON /OFF of the switch transistor, and keeping the voltage output steadily, the switch power is generally made up with PWM IC and MOSFET [20]. With the appearance and upgrading of various electric apparatuses, all of them need one steady power supply, this text systematically introduces a kind of more advanced and very more lowpriced single slice of Switch Mode Power Supply which has steadily voltage and current output. Key words: singlechip switching power supply。 PWM.58第1章 緒論 概述電源歷來(lái)是各種電子設(shè)備中不可缺少的組成部分，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及能否安全可靠地工作。而高度集成化的單片開(kāi)關(guān)電源，更是因其高性價(jià)比、簡(jiǎn)單的外圍電路、小體積與重量和無(wú)工頻變壓器隔離方式等優(yōu)勢(shì)而成為穩(wěn)壓電源中的佼佼者，是設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)各種高效率中、小功率開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)勢(shì)器件。在21世紀(jì)，隨著各種不同的單片開(kāi)關(guān)電源芯片及其電路拓?fù)涞膽?yīng)用和推廣，單片開(kāi)關(guān)電源越來(lái)越體現(xiàn)出巨大的實(shí)用價(jià)值和美好前景。近20多年來(lái)，集成開(kāi)關(guān)電源沿著下述兩個(gè)方向不斷發(fā)展。1997年國(guó)外首先研制成脈寬調(diào)制（PWM）控制器集成電路，美國(guó)摩托羅拉公司、硅通用公司（Silicon General）、尤尼特德公司（Unitrode）等相繼推出一批PWM芯片，典型產(chǎn)品有MC35SG352UC3842。第二個(gè)方向則是對(duì)中，小功率開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)單片集成化。該公司于90年代又推出了L4970A系列。但從本質(zhì)上講，它仍屬DC/DC電源變換器[17]。其第一代產(chǎn)品為T(mén)OPSwitch系列，第二代產(chǎn)品則是1997年問(wèn)世的TOPSwitchII系列。在這之后，Motorola公司于1999年又推出MC33370系列五端單片開(kāi)關(guān)電源，亦稱高壓功率開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器（High Voltage Power Switching Regulator）。 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)1955年美國(guó)羅耶（GH到了1969年由于大功率硅晶體管的耐壓提高，二極管反向恢復(fù)時(shí)間的縮短等元器件改善，終于做成了25千赫的開(kāi)關(guān)電源。目前市場(chǎng)上出售的開(kāi)關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOS－FET制成的500kHz電源，雖已實(shí)用化，但其頻率有待進(jìn)一步提高。然而，開(kāi)關(guān)速度提高后，會(huì)受電路中分布電感和電容或二極管中存儲(chǔ)電荷的影響而產(chǎn)生浪涌或噪聲。其中，為防止隨開(kāi)關(guān)啟閉所發(fā)生的電壓浪涌，可采用RC或LC緩沖器，而對(duì)由二極管存儲(chǔ)電荷所致的電流浪涌可采用非晶態(tài)等磁芯制成的磁緩沖器。這種開(kāi)關(guān)方式稱為諧振式開(kāi)關(guān)。當(dāng)前，世界上許多國(guó)家都在致力于數(shù)兆Hz的變換器的實(shí)用化研究。在本次設(shè)計(jì)中，我們要掌握電路設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)專用軟件（Protel99）繪制電路原理圖和設(shè)計(jì)制作印制線路板圖，掌握標(biāo)準(zhǔn)化制圖的基本規(guī)則，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，提高獨(dú)立分析能力和解決問(wèn)題的能力，為我們畢業(yè)后走上工作崗位打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng)總體框圖，圖中顯示了主要電路模塊，其中開(kāi)關(guān)占空比控制電路是基于TOPSwitchII型芯片的控制電路[1]。，它有三種封裝形式。此外還有DIP8封裝和SMD8封裝，它們都有8個(gè)管腳，但均可簡(jiǎn)化成3個(gè)，兩者區(qū)別是DIP8可配8腳IC插座，SMD8則為表面貼片，后者不許打孔焊接。它將脈寬調(diào)制（PWM）控制系統(tǒng)的全部功能集成到了三端芯片中。圖中Zc為控制端的動(dòng)態(tài)阻抗，RE是誤差電壓檢測(cè)電阻RA與CA構(gòu)成截止頻率為7kHZ的低通濾波器。舉例說(shuō)明，當(dāng)輸出電壓Uo上升時(shí)，經(jīng)過(guò)光耦反饋電路使得Ic上升，從而使得D下降，Uo也隨之下降，最終使U