【正文】 PWM比較器，控制電路能產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，其占空比受反饋電路的控制；（4）輸出整流濾波電路；（5）反饋電路。在開關電源中噪聲大致可以分為：輸入端的共模、差模噪聲，傳遞噪聲，開關噪聲（開關管的開關噪聲、輸出肖特基二極管的開關噪聲）等等，那么設計濾波器的作用是使開關電源可以可靠、安全為最終目的。 2開關電源的原理及輸出濾波電路介紹本章的主要目的：首先明白開關電源的工作原理，在明白原理之后，清楚知道我們所設計的濾波器是用于開關電源這一應用場合，有針對性的對濾波器進行設計與仿真。開關點源中的濾波器雖然是由電感、電容組成，有些也會加一個電阻，由于應用場合不同、功率不同，各國安規(guī)標準不同，濾波器一般不可以模塊化、集成化，在市場上一般買不到達到設計者要求的濾波器，因此應用于每個電子線路中都要工程人員自行設計。從不同的角度剖析輸出濾波器的工作原理、設計方法，通過反復調(diào)試以及軟件仿真，進行最優(yōu)化設計。濾波器應用在很多電子線路當中，不但運用在開關電源中，在通信電子線路當中應用相當廣泛，具體電子產(chǎn)品，例如：手機、收音機、對講機、電視機等等......當今研究濾波器的理論已比較深入，已形成一個工程學科，在工程運用當中已可以生產(chǎn)出功能完善，性能好的濾波器。由于電力電子器件處于開關交換狀態(tài)，那么無論如何最終我們得到的就不是理想的直流電，肯定會存在紋波。開關電源輸出濾波器設計畢業(yè)論文 目錄1概述 1 1 1 12開關電源的原理及輸出濾波電路 3 3 5 7 7 8 9 11 13 133濾波器元器件的設計、選取與計算 15 15 15 15 15 164濾波器的仿真軟件簡介 19 19 19 19 20 Saber的應用 225仿真輸出濾波電路及濾波效果分析 23 23（功率電路設計） 23 24 26 27 30參考文獻 31致 謝 32附 錄A 33開關電源常用英文標志與縮寫 33 3 開關電源輸出濾波電路的設計與仿真1概述開關電源產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫(yī)療設備、半導體制 冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設備，視聽產(chǎn)品，安防，電腦機箱，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領域。正由于應用領域廣泛，所以該行業(yè)得到飛快的發(fā)展，但也面臨著技術的挑戰(zhàn)和局限。本課題研究的是開關電源的輸出濾波器的設計方法，討論的是用什么方法可以把紋波下降到降最低限度，當然只能說是低限度，只能無限的接近純直流電?！　⊥ㄟ^了解開關電源的基本原理，在此基礎之上討論了關于開關電源輸出濾波器的設計方法。設計過程使用了較多的計算公式以及仿真結(jié)果圖片，站在工程應用角度出發(fā)，設計出實際應用方便，濾波效果良好的開關電源輸出濾波電路。使用Saber軟件對要設計的濾波電路進行設計和仿真，對仿真的結(jié)果與計算理論值相比較，看是否符合理論值，倘若與計算結(jié)果有較大偏差，對電路的參數(shù)進行修正，作為電路設計的最終設計結(jié)果。首先理解開關電源紋波產(chǎn)生的原因，才可以設計出令人滿意的濾波器。開關電源的電路比較復雜。除此之外，還需增加偏置電路、保護電路等。PWM控制器能產(chǎn)生頻率固定而脈沖寬度可調(diào)的驅(qū)動信號，控制功率開關管的通、斷狀態(tài)，進而調(diào)節(jié)輸出電壓的高低，達到穩(wěn)壓目的鋸齒波發(fā)生器用于提供時鐘信號。輸出電壓Uo經(jīng)RR2取樣后，送至誤差放大器的反相輸入端，與加在同相輸入端的基準電壓Uref進行比較，得到誤差電壓Ur,再用Ur的幅度去控制PWM比較器輸出的脈沖寬度，最后經(jīng)過功率放大和降壓式輸出電路使Uo保持不變。需要指出，取樣電壓通常是接誤差放大器的反相輸入端，但也有的接同相輸入端，這與誤差放大器另一端所輸入端所輸入的鋸齒波電壓極性有關。令直流輸入電壓為UI，開關式穩(wěn)壓器的效率為η，占空比為D，則功率開關管的脈沖幅度Up = η UI ，可得到公式：Uo = η D UI （21）這表明，當η、UI一定時，只要改變占空比，即可自動調(diào)節(jié)Uo值。反之，若Uo降低，則Ur↑→D↑→Uo↑。(a)、(b)所示。由圖可見，當Uo降低時Ur↑→D↑→Uo↑，反之，若Uo因某種原因升高，則Ur ↓→ D↓→Uo↓。主要由以下7部分組成：（1）輸入整流濾波器，包括整流橋BR和輸入濾波電容器C1（2）單片開關電源（TOPSwitch—Ⅱ系列產(chǎn)品），內(nèi)含功率開關管（MOSFET）和控制器（內(nèi)含振蕩器、基準電壓源、誤差放大器和PWM比較器），MOSFET的漏極、源極和控制端分別為D、S和C（3）漏極箝位保護電路（VDZVD1）（4）高頻變壓器（T）（5）輸出整流濾波器（VDC2）（6）光耦反饋電路（穩(wěn)壓管VDZ電阻R、光耦合器）（7）偏置電路（VDC3），給光耦合器的光敏三極管提供偏壓 85~265V交流電經(jīng)過輸入整流濾波后獲得直流高壓，接至高頻變壓器一次繞組的一端，一次繞組的另一端接MOSFET的漏極D。二次繞組的輸出電壓經(jīng)過VD2整流，再經(jīng)過C2濾波后獲得直流輸出電壓電壓Uo。該電源采用配穩(wěn)壓管的光耦反饋電路。因此，該電路相當于給TOPSwitchⅡ增加了一個外部放大器，再與內(nèi)部誤差放大器配合使用，即可對Uo進行精細地調(diào)整。設光耦LED的正向壓降為UF，R兩端的壓降為Ur，輸出電壓由下式確定： Uo = Uz2 + UF + UR （22）現(xiàn)將其穩(wěn)壓原理分析如下：當由于某種原因致使Uo↑，Uo＞Uz2 + UF + UR時，產(chǎn)生的。反之，Uo↓→IF↓→IE↓→IC↓→D↑→Uo↑，同樣能起到穩(wěn)壓作用。為了提供穩(wěn)定的直流輸出，同時也為了減少電路中的紋波和噪聲。但現(xiàn)實這兩個功能卻是不兼容的。輸出電感也必須可以通過直流電流，該電感常常是較大的，可以有較多匝數(shù)。進一步來說，主要根據(jù)能量存儲能力、紋波額定值而不是高頻阻抗來選擇濾波電容的。除非使用更貴的低等效串聯(lián)電阻電容器，否則輸出電容的高頻噪聲衰減可能很差。 (a)顯示的是一級LC輸出濾波器，像這樣的濾波器一般可以在典型的正激變換器中找到，其中包括寄生元件Cc、Rs、等效串聯(lián)電感及等效串聯(lián)電阻。旁路電容C1還包括一個等效串聯(lián)電感和一個等效串聯(lián)電阻。Cc、等效串聯(lián)電感及等效串聯(lián)電阻在低頻時的值非常小，其影響可以忽略不計。 (c)中顯示的是第二個高頻等效電路。此時，電路中的寄生元件起主導地位。如上述那樣，用一級LC濾波器要想完全達到平滑電壓和去除噪聲的要求，特別是反激式變換器設計中，就必須選用昂貴的元器件。，它是一個體積更小的二級LC濾波器，用來衰減高頻噪聲。另外，在第一級濾波器中L1和C1可以使用成本更低的電解電容和電感器，既降低了電路成本又提高和改善了電路的性能。一般C1取的值是非常大的，但二級濾波器中使用的C1不要求具有低等效串聯(lián)電阻型的電容。為使L1用最小的尺寸獲得最大電感值和最小的電阻值，L1應采用多圈和多層的線圈結(jié)構。一般而言，L1合適的磁芯材料包括有氣隙鐵氧體、坡莫合金、鐵粉磁環(huán)及形狀為 “EI”的硅鋼片。要求第二個電感L2哎高頻下有最大的阻抗和很小的匝間電容，具有高自激諧振頻率。L2上的交流電壓值很小，為500mv數(shù)量級，一個不完全磁路的輻射是相當小的，也不會引起電磁干擾問題。第二個電容C2的電容量要比C1小得多，C2要求在開關和噪