开关稳压电源的工作原理是什么

开关稳压电源毕业论文

1.开关型稳压电源研制毕业设计

摘要随着电力电子技术的告诉发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。

线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。

目录第一章绪论……………………………………………………………11.1 开关电源的基本概念……………………………………………………11.2 开关电源的发展……………………………………………………………21.2.1 开关电源的发展状况……………………………………………………21.2.2 开关电源的技术追求和发展趋势…………………………………………31.3 开关电源的技术动态和要点…………………………………………………41.4 小节…………………………………………………………………………………5第二章开关电源的基本分类和工作原理………………………………62.1 开关电源电路基本分类……………………………………………………62.1.1 选择开关电源…………………………………………………………62.1.2开关电源的分类……………………………………………………………62.2 开关稳压电源的基本工作原理……………………………………………92.2.1 TOPSwitch系列单片开关电源的工作原理……………………………92.2.2 TOPSwitch-Ⅱ的性能测试…………………………………………………102.2.3 开关稳压电源的工作原理………………………………………………112.2.4四种反馈电路的基本类型 ………………………………………………132.2.5 单片开关电源的两种工作模式…………………………………………142.3 小节………………………………………………………………………………14第三章小功率通用开关稳压电源的研制………………………………153.1性能特点及技术指标………………………………………………153.2 TOP224P型的管脚功能……………………………………………… 153.2.1 TOP224P的工作原理……………………………………………163.3 开关电源电路中的关键元器件的选择与设计……………………………203.3.1 TL431型可调式精密并联稳压器………………………………………203.3.2 线性光耦合器PC817………………………………………………213.3.3 瞬态电压抑制器…………………………………………223.3.4快恢复及超快恢复二极管……………………………………………233.4 开关电源的设计原理……………………………………………243.4.1 开关电源的的工作原理及电路图……………………………………243.4.2电磁干扰滤波器…………………………………………263.5反激式单片开关电源的基本原理…………………………………………263.6高频变压器的设计和绕制方法………………………………………….283.6.1 单片开关电源高频变压器的设计要点…………………………………283.6.2高频变压器的绕制注意事项……………………………………………293.7输出整流滤波电路的设计………………………………………… 293.7.1输出整流电路的设计………………………………………293.7 .2输出滤波电路的设计…………………………………………303.8计算机设计单片开关电源的程序流程图…………………………………303.9单片开关电源设计方法和步骤…………………………………………343.10 小节…………………………………………40第四章开关电源设计的总结…………………………………414.1设计实验结果分析………………………………………414.2设计试验总结…………………………………………41附录一…………………………………………42附录二…………………………………………43附录三………………………………………44附录四…………………………………………45参考文献…………………………………………46致谢…………………………………………47。

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原发布者：我是你大爷741

编号：JX/GC7.5-04-JL06学校代码10857学号201221113221分类号1密级公开毕业设计（论文）（直流稳压电源的设计）2015年4月2日摘要直流稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点，近年来获得了飞速发展。直流稳压电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使直流稳压电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。本文主要采用变压、整流、滤波、稳压的流程思路将输入220V交流电转换成电压9V的直流电。直流开关稳压器中所使用的大功率开关器件价格较贵，其控制电路亦比较复杂，另外，开关稳压器的负载一般都是用大量的集成化程度很高的器件组成的电子系统。晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差。因而开关稳压器的保护应该兼顾稳压器本身和负载的安全。保护电路的种类很多，本文介绍了极性保护、程序保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护以及过热保护等电路。通常选用几种保护方式加以组合，构成完善的保护系统。直流高压稳压电源的长期稳定性主要受温度的影响，文中分析了直流高压稳压电源的构成原理，建立了温度稳定性的数学模型，给出了精确和可行的定量计算方法，并应用到具体的实例中加以验证，说明了该模型的应用价值，对直流高压稳压电源的设计具有指导作

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毕业设计开关电源的设计，共28页，15664字

第一章开关电源概述

第一节开关电源的产生与发展

第二节隔离式高频开关电源

第三节开关电源所用的术语

第二章输入电路

第一节电压倍压整流技术

第二节输入保护器件

第三节输入阳间电压保护

第三章隔离单端反激式变换器电路

第一节单端反激式变换器电路中的开关晶体管

第二节单端反激式变换器电路中的变压器绕组

第四章 UC3842的原理及技术参数

第一节原理与特点

第二节工作描述

第三节技术参数

第五章 UC3842常用的电压反馈电路的选用

第一节概述

第二节 UC3842常用的电压反馈电路

2.1 输出电压直接分压作为误差放大器的输入

2.2 辅助电源输出电压分压作为误差放大器的输入

2.3 采用线性光偶改变误差放大器的输入误差电压

2.4 结语

第六章 UC3842在开关电源电路的应用

第一节 UC3842 组成的开关电源电路

1.1 启动过程

1.2 稳压过程

1.3 过流保护原理

1.4 过压保护原理

1.5 开关管保护电路

1.6 设计中的注意事项

第二节显示器开关电源电路

2.1 特点

2.2 采用开关稳压电源激励行输出的优缺点如下：

2.3 UC3842在显示器电路的应用

第七章电源市场的概况

第一节直流稳压电源（出口）购市场概况

第二节开关电源的市场概况

参考文献

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开关电源的毕业设计

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1绪论

电源，即提供电能的设备，主要分三类：一次电源（将其它能量转换为电能），二次电源和蓄电池。其中，二次电源指的是把输入电源（由电网供电）转换为电压、电流、频率、波形及在稳定性、可靠性（含电磁兼容，绝缘散热，不间断电源，智能控制）等方面符合要求的电能供给负载。电子设备都离不开可靠的电源。开关电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点，近年来获得了飞速发展。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

1.1 开关电源

开关电源是指电路中的电力电子器件工作在开关状态的稳压电源。如图1-1所示。开关电源的电路结构比较复杂，但是和线性电源相比有如下几个突出的优点：

图1-1 开关电源原理图

(1)功耗小，效率高。图1-1中，功率晶体管V在激励信号的激励下，交替工作在饱和导通与截止的开关状态，转换速度很快，频率一般在几十到几百kHz。这就使得功率晶体管的损耗较小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可以达到80%以上。

(2)体积小，重量轻。由于没有采用笨重的工频变压器，并且在功率晶体管上的耗散功率大幅降低后，又省了较大的散热片，因此开关稳压电源的体积和重量都可以得到减小。

(3)稳压范围宽。开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比或者激励信号的频率来调节的，输入电压的变化也可以通过变频或调宽来进行补偿。在工频电网电压有较大变化或负载有较大变化时，它仍能保证有较稳定的输出电压，所以稳压范围宽、稳压效果好。

。

1 绪论

2 开关电源电路的设计

3 辅助电路设计

4 损失的计算

5 结束语

参考资料

[1]孙树朴，郑征等电子电子技术徐州：中国矿业大学出版社2000

[2]刘泉海，陈因等电子电子技术重庆：重庆大学出版社2004

[3]杨旭，裴云庆，王兆安开关电源技术北京：机械工业出版社2003

[4][]原田耕介主编耿文学译开关电源手册北京：机械工业出版社2004

[5周志敏，周纪海开关电源实用技术-设计与应用北京：人民邮电出版社2003

[6]周志敏，周纪海等现代开关电源控制电路及应用

[7]张占松，蔡宣三开关电源的设计与应用北京：电子工业出版社2001

[8]张占松高频开关稳压电源广东科技出版社

[9]陈伯时自动控制系统中央广播电视大学出版社

[10]常敏慧开关电源应用、设计与维修

[11]黄燕开关电源故障检修方法

简单介绍

开关电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点，近年来获得了飞速发展。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。本文主要以半桥变换电路为开关电源的主电路，设计一台品质优良的直流开关稳压电源。

主变压器的设计对开关稳压电源的工作影响很大，要求设计的变压器有较高的效率和较少的漏感。半桥变换电路中变压器的利用率高，本文对变压器进行了精心设计，对变压器漏抗进行了计算。

关于滤波电路的设计方法，各种不同的资料上均有介绍，本文采用付氏分析的方法，具有很强的实用性。这种方法设计出的滤波电路效果良好。

本文对IGBT的特性及使用中应主意的问题做了概述，对三相全波整流电路中出现故障的现象进行了描述。

5.8.求一篇《论电力电子及开关电源技术应用》不少于2000字的毕业论文

开关电源设计论文编号：JD208 字数：24541，页数：54 1 绪论Adapter 即电源适配器。

电源适配器是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备，一般由外壳、电源变压器和整流电路组成，按其输出类型可分为交流输出型和直流输出型；按连接方式可分为插墙式和桌面式。广泛配套于电话子母机、游戏机、语言复读机随身听、笔记本计算机、蜂窝电话等设备中。

多数笔记本电脑的电源适配器可以自动检测100~240V交流电（50/60Hz）。基本上所有的笔记本电脑都把电源外置，用一条线和主机连接，这样可以缩小主机的体积和重量，只有极少数的机型把电源内置在主机内。

在电源适配器上都有一个铭牌，上面标示着功率，输入输出电压和电流量等指标，特别要注意输入电压的范围，这就是所谓的“旅行电源适配器”，如果到市电电压只有100V的国家时，这个特性就很有用了，有些水货笔记本电脑是只在原产地销售的，没有这种设计。电源适配器的标称电压通常指的是开路输出电压，也就是不接任何负载，没有电流输出的电压值。

因此也可以认为这是该电源的输出电压上限。对于电源内部使用了主动稳压单元或者电压基准元件的情况，一般来说使用高内阻的直流电压表可以直接测得标称电压（更准确的应该用电动势电桥的方法），即使市电电压发生一定的波动，其输出也是稳稳的恒定值；但是对于市面上廉价的小变压器，比如给随身听之类使用的那种，基本上是传统磁芯变压器加上四个整流二极管桥式整流再加上一个大的滤波电容就完事了，这样的话如果使用普通直流电压表测得的数值将大于标称电压，原因是桥式整流的输出为脉动直流，简单的说是一个一个正弦电压信号的正半周连接成的时间链，经过大电容滤波之后会变得平坦一些，但是纹波系数仍然很大（纹波系数就是电压信号波动的幅度同电压平均值之比，越小说明电压越接近直流），所谓标称电压指的是这种电压对时间积分再除以积分时间，简单理解就是对时间的平均值，如果用普通直流电压表测量，测量值十分接近该电压信号的最大值，所以测不准。

同时，如果市电发生波动，该类电源的输出也会随之变化。一般来讲普通电源适配器的真正空载电压也不一定和标称电压完全一致，因为电子元件的特性不可能完全一致，所以允许有一定的误差，民用情况根据用途的需要控制在0.1%到5%左右。

误差越小，对电子元件的一致性要求越高，工业生产中的成本也就越高，价格当然也就越贵。其次是电源的标称电流值。

无论任何电源都有一定的内阻，因此当电源输出电流的时候，会在内部产生压降，等于输出电流乘以电源内阻。导致两件事情，一个是产生热量，等于输出电流的平方乘以内阻，所以电源会热，另一个是输出电压变为标称电压减去内部压降，导致输出电压降低。

通常的设计在考虑完毕散热问题之后，一般限制一个电流值，当输出电流达到这个值得时候，输出电压降低为标称电压的95%，或者其他比例，各厂家根据负载产品的不同需要可以设定更高或者更低的比例，这个电流值就是标称电流。比如72W的ibm16V电源适配器的标称电流是4.5A。

如果负载电阻过低，导致输出电流超过标称电流，一般会发生两件事情，一个是个别元件由于发热超过了散热容量导致烧毁引起电源损坏，另一个是散热设计留有余量，仅仅体现为输出电压进一步降低，如果降低太多可能导致负载无法正常工作。至只有100V的单一输入电压，在我国的220V市电电压下插上就会烧毁。

本设计所做的开关型稳压电源是脉冲宽度调制型（PWM），采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的占空比调整输出电压。当开关管饱和导通时，集电极和发射极两端的压降接近零，在开关管截止时，其集电极电流为零，所以其功耗小，效率可高达80%~95%。

而功耗小，散热器也随之减小，同时开关型稳压电源直接对电网电压进行整流滤波调整，然后由开关调整管进行稳压，不需要电源变压器；此外，开关工作频率在几十千赫，滤波电容器、电感器数值较小。因此开关电源具有重量轻，体积小等特点。

另外，由于功耗小，机内温升低，从而提高了整机的稳定性和可靠性。而且其对电网的适应能力也有较大的提高，一般串联稳压电源允许电网波动范围为220V+10%，而开关型稳压电源在电网电压从90V~264V范围内变化时，都可获得稳定的输出电压。

目录1 绪论 12 开关电源工作原理及设计方案介绍 32.1 Adapter的工作原理 42.2输入交流滤波 52.3 桥式整流及滤波 62.4软启动电路 62.5脉宽调制控制器UC3842 62.6高压保护回路 72.7开关功率管及限流电路 82.8直流变换回路（变压器T901） 82.9输出整流滤波回路 92.10电压取样和反馈回路 103 单元电路的设计 123.1 UC3842芯片的介绍 123.1.1主要特点 123.2 各部分电路分析 173.2.2线路滤波原理分析和原件的选择 173.2.3整流滤波部分 193.3UC3842的外围电路 213.3.1软启动电路 213.3.2UC3842脉宽调制及控制电路 223.3.3开关管的设计（Q901） 233.4变压器T901的设计 253.4.1变压器的一些特性介绍 253.4.2 功率变压器T901的设计 263.4.3 高频变压器T901参数 273.5T901 的。

6.求开关电源的毕业设计或者论文

1、[电子信息工程]开关电源及其噪声来源和抑制方法的研究 2、[电气工程]风电机组开关电源设计及最大功率跟踪 3、开关电源实用设计与应用 4、用Protel99设计开关电源 5、开关电源的设计开发 6、48V25A直流高频开关电源设计 7、开关电源设计（Adapter） /soft/search.asp?act=Topic&classid=20&keyword=%BF%AA%B9%D8%B5%E7%D4%B4&btn=+%CB%D1%CB%F7+。

7.开关电源的设计论文及原理图

基于AT89C52和IW1692的智能开关电源设计与研究3摘要：针对采用模拟控制的开关电源的一些问题，提出了一款以AT89C52为核心控制器，利用了AC/DC电源控制芯片（IW1692）的数字化智能开关电源系统，并对该系统的硬件电路和软件设计进行了介绍。

通过测试，本系统较好地解决了模拟开关电源的缺点，达到了相应的目的要求。关键词：开关电源；智能化；数字化 0 引言随着开关电源技术的成熟，在有些应用场合要求开关电源具有一定的智能，能实现精确的程序控制，并能组网工作，以便于实时了解设备的参数（如电压、电流）、工作状态（正常、故障）等信息。

对于采用模拟量反馈控制的开关电源，在这些场合使用时不可避免地存在这样一些问题：（1）负载在较大范围内变化时反馈环路不稳定，易产生自激振荡。（2）不能实现精确的程序控制。

电池的充电设备、TG脉冲弧焊电源设备必须按照工作规程进行程序控制。对电源的输出要求可能为恒流恒压或恒压限流，这样所用的电源必须能够在各种工作状态之间自由转换，这是常规开关电源难以实现的。

（3）伺服型开关电源常要求电源的输出受外电路控制，而远程控制信号通常为模拟信号，在传输过程中常常会受到外界干扰，导致控制失败。用数字控制方式代替模拟控制，上述问题可以得到很大的改善。

1 数字化智能开关电源的设计思路及要求智能化开关电源的主要功率变换电路仍然采用与传统开关电源相同的拓扑结构，但其反馈控制环路不采用传统的模拟控制方式，而是采用数字控制方式，即误差采样，脉冲宽度调制（PWM）的调制信号的计算、生成，遥感信号的接收、处理等控制部分电路均使用数字控制技术。通过智能化的数字控制技术，力求解决环路的稳定性、抗干扰性、电源远程控制性等问题。

本开关电源主要技术指标：①交流输入电压85~265 V AC宽范围输入；②直流输出电压5~15 V连续可调；③输出电压调整率≤2.5%；④具有输出短路控制；⑤具有电压显示功能及故障报警指示。2 硬件电路设计2.1 硬件电路原理系统原理框图如图1所示。

电路的工作原理为，市电经EM I滤波、整流滤波变成直流电送入功率变换电路（DC/DC），功率变换电路在PWM电路和单片机的控制下输出稳定的直流电压。用户可根据需要通过键盘对开关电源输出的电压值调节，单片机系统自动对电源输出电压进行数据采样，并与用户给定数据进行比较，然后根据设置的调整算法控制开关调整电路，使电源输出电压符合给定值。

单片机在调整电源输出电压的同时还要检测电路的输出功率，当输出功率超过最大功率时，就起动保护电路，实现保护功能。为了使智能开关电源能可靠、安全地工作，本系统可设置多重监测和保护系统，主要包括过压、欠压和短路保护。

2.2 主要芯片介绍2.2.1 IW 1692WI 1692是一种采用数字控制技术，高性能的AC/DC电源控制器。其数字调节设计是高效率的，内置保护功能，使外部元件较少，简化设计使电路成本较低，电路工作可靠。

WI1692无需次级反馈电路，但能实现良好的线性负载调节；无需环路补偿元件，但提供稳定的运行。脉冲波形分析设计在第一环路，使得反应速度远远超过传统解决方案，从而提高了动态负载响应。

内置功率限定功能，使变压器设计变得最优化，可以使用最普遍的离线设计变压器绕组，并且提供宽输入电压范围，低起动电压。当输出电流大于最大负载电流的5%时，WI1692以固定频率PWM模式运行。

当输出电流减小，开关管导通时间Ton也减小，当Ton下降至Ton2m in，芯片转换为脉冲频率调制（PFM）模式，即轻载时电源转换为PFM模式，使电路损耗达到最低。这些使WI1692成为最理想电源控制的选择，并且符合最新的电源标准。

2.2.2 AT89C52在兼顾运算能力与控制性能，并考虑设计成本及产品投入使用的经济等因素之后，在此选用传统的性价比高的AT89C52单片机为核心控制器。AT89C52是一种低功耗、高性能的片内含有8 kB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造。

芯片上的EPROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器重复编程。2.2.3 MAX1247、MAX525和74HC573MAX1247是4通道模拟输入12位、串行输出A/D转换器；MAX525是4通道模拟输出、12位串行输入D/A转换器。

这两种芯片特性有很多相似之处，可以和单片机构成一个完整的4通道测控系统。采用串入、串出，解决了单片机口线资源不足的缺点。

74HC573是八进制3态非反转透明锁存器。2.3 电路实现2.3.1 开关电源电路及主要元器件选择开关电源电路如图2所示。

本部分电路主要实现交流EM I滤波、整流滤波、钳位保护、PWM控制、DC/DC输出，并由输入输出电阻分压进行采样。（1）交流EM I滤波及整流滤波。

电压输入后由C1、C2、C3、C4及L1组成交流EM I滤波。（D1~D4）4个二极管（GT1040）组成桥式整流电路，后接C5、C6、R1及L2滤波电路。

变压器初级线圈取144 T，由公式NBNAU in_m in=Uout_max，得次级为18 T，辅助绕组为36 T，因为7815输入电压范围为15~35 V。(2)钳位保护电路。