【正文】
化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。而小功率開關(guān)電源主要應(yīng)用于家電、IT 等領(lǐng)域,如計算機(jī)、彩色電視機(jī)、程控交換機(jī)、攝像機(jī)、機(jī)頂盒、VCD、電子游戲機(jī)等電子設(shè)備上。用高頻變壓器取代工頻變壓器可大大減小體積,降低重量; %以內(nèi),%~1%,抗干擾能力強(qiáng)而且智能化程度高,因為這些優(yōu)良的特性,高功率開關(guān)電源主要應(yīng)用于工業(yè)和軍事上。輔助電源實現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動,為保護(hù)電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電??刂齐娐芬环矫鎻妮敵龆巳?,與設(shè)定值進(jìn)行比較,然后去控制逆變器,改變其脈寬或脈頻,使輸出穩(wěn)定,另一方面,根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù),經(jīng)保護(hù)電路鑒別,提供控制電路對電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是高頻開關(guān)電源的核心部分。輸入濾波器:其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。控制電路用來調(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時間比例,以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的??刂齐娐窞橐幻}沖寬度調(diào)制器,它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調(diào)制及基準(zhǔn)電壓等電路構(gòu)成。 開關(guān)電源的原理和組成特點 開關(guān)電源的原理(1) 一般的開關(guān)電源電路包括整流濾波電路、高頻變換電路、控制電路(pwm/pfm)、保護(hù)電路等模塊。開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向,高頻化使開關(guān)電源小型化,并使開關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(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。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關(guān)電源。隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切,而電子設(shè)備都離不開可靠的電源,進(jìn)入80年代計算機(jī)電源全面實現(xiàn)了開關(guān)電源化,率先完成計算機(jī)的電源換代,進(jìn)入90年代開關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域,程控交換機(jī)、通訊、電子檢測設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源,更促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。 Singleended flyback。 Uc3842. High frequency。由于開關(guān)電源的可靠性和安全性是設(shè)計的基本原則,文章涉及了電路保護(hù)模塊的設(shè)計和分析。為了提高效率,人們研制出了開關(guān)式穩(wěn)壓電源,它的效率可達(dá)85% 以上,穩(wěn)壓范圍寬,同時還具有穩(wěn)壓精度高、不使用電源變壓器等特點,是一種較理想的穩(wěn)壓電源。. .. . ..學(xué)習(xí)參考摘要隨著全球?qū)δ茉磫栴}的重視,電子產(chǎn)品的耗能問題將愈來愈突出,如何降低其待機(jī)功耗,提高供電效率成為一個急待解決的問題。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源雖然電路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠,但它存在著效率低、體積大、銅鐵消耗量大,工作溫度高及調(diào)整范圍小等缺點。本次開關(guān)電源的設(shè)計采用單端反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),采用UC3842作為開關(guān)電源的主控芯片,逐一對開關(guān)電源的研究現(xiàn)狀、發(fā)展前景以及本次設(shè)計的原理和電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹,其中高頻變壓器的設(shè)計和控制電路的設(shè)計是論文的主要內(nèi)容,而開關(guān)電源的基本原理、特點、發(fā)展前景等內(nèi)容簡要介紹。關(guān)鍵詞:開關(guān)電源;uc3842;高頻;變壓;單端反激;AbstractAs the global emphasis on energy issues,electronics product of energy dissipation problem will bee more and more to reduce the standby power consumption, improving the efficiency of power supply bee a presses for solution of the the traditional linear regulated power supply circuit has simple structure, reliable operation, but it there is a low efficiency, large volume, copper iron consumption big, the high working temperature and the adjusting range is small. In order to improve the efficiency, people developed a switch regulated power supply, its efficiency can reach more than 85%, wide voltage range, at the same time also has regulated characteristics such as high precision, do not use the power transformer, stabilized voltage supply is a kind of ideal. This design of switch power supply with singleended flyback topology, using UC3842 as main control chip of switch power supply, one by one, research status and development prospects of the switch power and the design principle and circuit structure are introduced, including the design of highfrequency transformer and the design of control circuit is the main content of paper, and the basic principle of switch power supply, characteristics and development prospect are briefly introduced. Due to the switching power supply reliability and security of the basic principles of design, the article involves the design and analysis of the circuit protection module.Key words: switching power supply。 Transformer。第一章 開關(guān)電源概述 1 開關(guān)電源簡介 1 開關(guān)電源的原理和組成特點 1 開關(guān)電源的原理 1 2 3 3 5第二章 開關(guān)電源設(shè)計方案 7 7 7: 8 自激式開關(guān)電源變換器電路 8 推挽式開關(guān)變換器 9 10 11 11 11第三章 開關(guān)電源系統(tǒng)設(shè)計 12 開關(guān)電源主電路設(shè)計 12 12 13 14 17 控制電路分析設(shè)計 18 反饋電路及保護(hù)電路的設(shè)計 20 20 23第四章 單端反激式開關(guān)電源電路總結(jié)與研究 29 29 單端反激式開關(guān)電源的研究 31附錄 34致謝 37. .. . ..第一章 開關(guān)電源概述 開關(guān)電源簡介開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。目前,開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備,是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。開關(guān)電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新,這一成本反轉(zhuǎn)點日益向低輸出電力端移動,這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。另外,開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在安防監(jiān)控,節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。如圖11所示:圖11 開關(guān)電源基本原理工作框圖交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后,變成含有一定脈動成份的直流電壓,該電壓進(jìn)人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波,最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸_@部分電路目前已集成化,制成了各種開關(guān)電源用集成電路。開關(guān)電源大致可由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部分組成,四種電路介紹如下:主電路沖擊電流限幅:限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。整流與濾波:將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。輸出整流與濾波:根據(jù)負(fù)載需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電源。檢測電路提供保護(hù)電路中正在運行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,特別是大功率MOS 管技術(shù)的迅速發(fā)展,將開關(guān)電源的工作頻率提高到150~200 kHz,這使得功率損耗更小,電源的效率可達(dá)90%~95%。如粒子加速器、電磁發(fā)射、電磁推進(jìn)、微波武器等脈沖功率技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中,電源設(shè)備的平均功率通常在幾百千瓦甚至幾兆瓦以上,體積和重量只有線性電源的幾十分之一。下面簡要介紹幾種相關(guān)電源:通信業(yè)的迅速發(fā)展極大地推動了通信電源的發(fā)展。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流 直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。如在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源早已被高頻開關(guān)電源取代,它通過MOSFET 或IGBT 的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50~100kHz 范圍內(nèi),實現(xiàn)了高效率和小型化。通信設(shè)備計算速度的不斷提高,使得時鐘頻率不斷提高,所用集成電路的種類繁多,其電源電壓要求也各不相同,通常超過10 種,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC DC 隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V 直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維