【正文】 。但諧振變換技術也有其難點，如果難準確地控制開關頻率、諧振時增大了 元器件負荷、場效應管的寄生電容易引起短路損耗元器件熱應力轉向開關管等問題難以解決。 5. 低噪聲 開關電源又一缺點時噪聲大，單純追求電源高頻化，噪聲也隨之增大。 4. 模塊化 XX 學院畢業(yè)論文 第 9 頁 共 43 頁 可用模塊電源組成分布式電源系統；可以設計成 N+1 余電源系統，從而提高可靠性；可以做成插入式，實現熱交換，從而在運行中出現故障時能快速更換模塊插件；多臺模塊并聯可實現大功率電源系統。 3. 高可靠性 可用模塊電源使用的元器件比線性工作電源多數十倍，因此，降低了可靠性。 2. 高效率 開關電源高頻化使傳統的 PWM 開關（硬開關）功耗加大，效率降低，噪聲也增大了，達不到高頻、高效的預期效益，因此，實現零電壓導通、零電流關斷的軟開關技術將成為開關電源未來的主流。如：用一級 AC－ DC 開關變換器實現穩(wěn)壓或穩(wěn)流，并具有功率因數校正功能，稱為單管單級或 4S 高功率因數 AC－ DC 開關變換器；輸出 1V， 50A的低電壓大電流 DC－ DC 變換器，又稱電壓調節(jié)模塊 VRM，以適應下一代超快速微處理器供電的需求；多通道（ Multi－ Channel 或Multi－ Phase） DC－ DC 開關變換器； 網絡服務器（ Server）的開關電源可攜帶式電子設備的高頻開關電源等。 用，提高了電源系統的可靠性。 如集成磁路，平面型 磁芯 ，超薄型（ Low profile）變壓器；以及新型變壓器如壓電式，無磁 芯 印制電路（ PCB）變壓器等，使開關電源的尺寸重量都可減少許多。單相 APFC 是 DC －DC 開關變換器拓撲和功率因數控制技術的具體應用，而三相 APFC則是三相 PWM 整流開關拓撲和控制技術的結合。 因 校正技術（ APFC）的開發(fā)，提高了 AC－ DC 開關電源功率因數。 。以后新的軟開關技術不斷涌現，如準諧振（ 80年代中）全橋移相 ZVS－ PWM，恒頻 ZVS－ PWM／ ZCS－ PWM（ 80年代末） ZVS － PWM 有 源鉗位； ZVT－ PWM／ ZCTPWM（ 90年代初）全橋移相 ZV－ ZCS－ PWM（ 90 年代中）等。為此必須研究開關電比／電流波形 的 交更的技術，即所謂零電壓（ ZVS）／本電流（ ZCS）開關技術，或稱軟開關技術（相對于 PWM 硬開關技術而言），小功率軟開關電源效率可提高到 80～ 85％。 PWM 開關電源按硬開關模式工作（ 開／關過程中電壓 下 降／上升和電流上升／下降波形有交疊），因而開關損耗大?，F正在探索研制耐高溫的高性能碳化磚功率 的 導體器件。 如功率 MOSFET 和IGBT 已完全可代替功率晶體管和晶閘管，從而使中小型開關電源下作頻率可達到 400kHZ（ AC－ DC）和 1MHZ（ DCDC）的水平。在今后 5 年內仍然將沿這些方向發(fā)展。充分顯示了中國電源技術人員的聰明才智和艱苦奮斗的創(chuàng)業(yè)精神。 7.單相和三相高功 率因數整流器（有源功率 因 數校正器）。代替晶閘管調壓系統，輸出 10A， 180～ 286V。 源。特點是負載大范圍變化頻繁，工作環(huán)境惡劣。 5.XX 學院畢業(yè)論文 第 6 頁 共 43 頁 焊機用雙 IGBT 管正激車電壓轉換 — 脈 寬 調制（ ZVT－ PWM）軟開關電源。 4. 40kW 固體脈沖激光器的軟開關電源。 DC－ DC開關電源，要求發(fā)射過程中高度可靠。東方紅三號通信衛(wèi)星、風云一號、二號氣象衛(wèi)星均應用了開關電源。工業(yè)應用方面，在鍋爐火焰控制，繼電保護，激光，彩色 TV，離子管燈絲發(fā)射電流調節(jié)，離子注射機，鹵鎢燈控制等系統中均有應用。 80年代中，我國通信（如程 控 交換機）電源在 AC－ DC及 DC－ DC 開關電源應用領域中所 占 比重還比較低。 70年代起，我 國 在黑白電視機，中小型計算機中開始應用 5V， 20200A， 20kHZ AC－ DC 開關電源。此外要求開關電源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。 隨著 ULSI 芯片尺寸不斷減小，電源的尺寸與微處理器相比要大得多；航天，潛艇，軍用開關電源以及用電池的便攜式電子設備（如手提計算機，移動電話等）更需要小型化，XX 學院畢業(yè)論文 第 5 頁 共 43 頁 輕量化的電源。在發(fā)生世界性能源危機的年代，引起了人們的廣泛關往。正因為如此，開關式穩(wěn)壓電源已廣泛應用 于各種電子設備中 。傳統的線性穩(wěn)壓電源雖然電路結構簡單、工作可靠，但它存在著效率低（只有 40%－ 50%）、體積大、銅鐵消耗量大，工作溫度高及調整范圍小等缺點。這篇文章主要介紹了在開關電源設計與使用過程中的一些體會，即如何選用 設計所需元件 ，實現開關電源功能過程中的幾點注意及使用開關電源中的注意事項，并通過實例進行說明。 45 參考文獻 45 附錄 3 實物圖 43 附錄 2 裝配圖 42 附錄 1 元件清單 41 結束語 39 調試過程 38 第 5章 設計成果 35 穩(wěn)壓過程 31 電容濾波 30 輸出直流電壓的形成 30 輸 出整流和濾波電路 27 自激振蕩電路組成 22 變壓器 22 輸入整流電路和濾波電路設計 22 技術指標 15 設計思想 5 開關電源技術發(fā)展動向 XX 學院畢業(yè)論文 第 1 頁 共 43 頁 目 錄 摘 要 3 第 1章 緒 論 4 開關電源的發(fā)展歷史 4 我國開關電源歷程 8 第 2章 PWM 開關電源的基本原理 11 PWM 開關電源的組成模塊 11 PWM 開關電源的基本原理 12 第 3章 設計思想與方案論證 15 方案論證 15 方案選擇 15 方案論證 19 第 4章 系統設計 31 XX 學院畢業(yè)論文 第 2 頁 共 43 頁 半波整流電路 34 穩(wěn)壓電路設計 34 穩(wěn)壓電路的組成 35 TL431 特性及應用 37 過電流限制功能設計 39 電路原理圖 39 PCB 板圖 40 故障分析與排除 46 XX 學院畢業(yè)論文 第 3 頁 共 43 頁 摘 要 電源是電路設計的基礎，設計開關電源必須綜合考慮成本、解決方案、尺寸、電源大小與所需輸出功率等因素，在使用開關電源的過程中要運用正確的方法并注意安全。 關 鍵 字 開關電源 ， 自激振蕩，穩(wěn)壓 Summary The power supply is the foundation of the electric circuit switch power supply should be considered the cost, solution, size,value ,power and so on in the design. This article mainly introduces the experience of the design and use of the switch power supply, that is how to choose the ponent that design need, and attentions we should pay to the use and the realization of the functions of the switch power supply,and then it is explained through an example. Keyword switch power supply， autoexcitation,regulators XX 學院畢業(yè)論文 第 4 頁 共 43 頁 第 1 章 緒 論 隨著全球對能源問題的重視，電子產品的耗能問題將愈來愈突出，如何降低其待機功耗，提高供電效率成為一個急待解決的問題。為了提高效率，人們研制出了開關式穩(wěn)壓電源，它的效率可達 85%以上，穩(wěn)壓范圍寬，除此之外，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。 開關電源的發(fā)展歷史 開關穩(wěn)壓電源（以下簡稱開關電源）取代晶體管線性穩(wěn)壓電源（以下簡稱線性電源）已有 30 多年歷史，最早出現的是串聯型開關電源，其主電路拓撲與線性電源相仿，但功率晶體管 工 作于開關狀態(tài)后 ， 脈寬調制（ PWM）控制技術有了發(fā)展，用以控制開關變換器，得到 PWM 開關電源，它的特點是用 20kHz 脈沖頻率或脈沖寬度調制 — PWM 開關電源效率可達 65～ 70％，而線性電源的效率只有 30～ 40％。線性電源工作于工頻，因此用工作頻率為 20kHZ的 PWM 開關電源替代，可大幅度節(jié)約能源，在電源技術發(fā)展史上譽為 20kHZ 革命。因此對開關電源提出了小型輕量要求，包括磁性元件和電容的體積重量要小。 我國開關電源歷程 從我國開關電源的發(fā)展過程可以了解國際開關電源發(fā)展的一個側面，雖然一般說來，我國技術發(fā)展水平與國際先進水平平均有 5～ 10年差距。 80 年代進入大規(guī)模生產和廣泛應用階段，并開發(fā)研究 ～ 5MHz 準諧振型軟開關電源。 80 年代末我國通信電源大規(guī)模更新換代，傳統的鐵磁穩(wěn)壓 整流電源和晶閘管 被相控穩(wěn)壓電源為大功率（ 48V， 6kw） AC－ DC 開關電源（通信系統中常稱為開關型整流器 SMR）所 取 代；并開始在辦公自動化設備中得