开关稳压电源设计说明书.doc

考试号:11
开关稳压电源设计说明书
学生姓名: 刘慧
学号: **********
专业班级: 电子科学与技术12-1BF
报告提交日期:2015-6-25

湖南理工学院物电学院

目录
一、前言 3
二、设计任务及要求 4
1. 设计任务 4
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三、设计思路 4
四、方案设计 5
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五、电路分析 6
(一)基本组成 6
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(二)基本类型 8
(1)串联型 8
(2)并联型 8
(3)脉冲变压器耦合(并联)型 10
六、涉及调试及解决方案 11
前言
该电源以单端反激式DC-DC变换器为核心。市电通过自耦式调压器,隔离变压器,整流滤波后产生直流电压,经DC-DC变换得到题目所需输出电压,实现了开关稳压电源的设计。DC-DC变换器采用脉宽调制器(PWM)UC3842,通过调节占空因数使得输出电压UO在30V~36V范围内可调;微控制器与键盘显示构成了控制显示模块,能对输出电压进行键盘设定和步进调整,并显示输出电压、电流的测量和数字显示功能,形成了良好的人机界面。 
开关式直流稳压电源的控制方式可分为调宽式和调频试两种,实际应用中,而调宽式应用的较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制(PWM)型。开关稳压电源具有效率高,输出功率大,输入电压变化范围宽,节约能耗等优点。
开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开通时间和工作周期的比值即占空比来改变输出电压;通常有三种方式:脉冲宽度调制(PWM),脉冲频率调制(PFM)和混合调制。PWM调制是指开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式,因为周期恒定,滤波电路的设计比较简单,也是应用能够最广泛的调制方式。开关稳压电源的主要结构框架如图1-1所示,有隔离变压器产生一个15-18V的交流电压,在经过整流滤波电路,将交流电变成直流电,然后再经过 DC—DC变换,由PWM的驱动电路去控制开关管的导通和截止,从而产生一个稳定的电压源,如图1-1所示;
图1-1
关键词:DC-DC变换器,脉宽调制器(PWM) 
二、设计任务及要求
1. 设计任务
设计一手机开关型电池充电器,满足:
(1)开关电源型充电;
(2)输入电压220V,输出直流电压自定;
(3)恒流恒压;
(4) 最大输出电流为:Imax=;

(1)合理选择开关器件;
(2)完成全电路理论设计、绘制电路图;
(3)撰写设计报告。
三、设计思路
开关电源由隔离变压器,整流滤波和DC-DC变换电路组成。设计的关键是DC-DC变换电路,它包含了开关电源中的开关器件,储能器件,脉冲变压器,滤波器,输出整流等所有功率器件和控制模块;而控制模块的设计又是DC-DC的核心,一般DC-DC控制模块使用专用的PWM调制芯片。如TL494、UC3842等,芯片内部集成了误差比较器、振荡器、PWM调制器等,有的甚至有保护电路和驱动电路,在此情况下使用集成芯片加上少量的外围电路即可构成PWM控制电路,稳定性能较好、控制简单、芯片功耗几乎可以忽略、成本低,过流保护可以使用电流取样电阻串接在负载上。当取样电阻超过指定范围,立即切断负载,或者降低输出电压,然后过一段时间再自动启动,接上负载,由继电器控制负载的连通性。
四、设计方案
根据本次设计的要求,本设计的方案如下:

因为脉冲变压器耦合型开关电源具有如下优点:
通过附加一个次级绕组间接取样的办法或采用光耦合器实现电源隔离,使主电源电路与交流电网隔离,即所谓“冷地盘”电路,实现机壳不带电,给制作和维修带来方便;
若开关管内部短路,不会引起负载的过压或过流;
容许辅助电源负载与主电源负载无关。即不接主电源负载,辅助电源仍可从主电源中得到。所以本次设计使用的开关电源是变压器耦合(并联)型开关电源。

输入电压220V,;
最大输出电流为:Imax= A;
五、电路分析
(一)基本组成

输入滤波电路具有双向隔离作用,它可以抑制交流电网输入的干扰信号,同时也防止开关电源工作时产生的谐波和电磁干扰信号影响交流电网。如图1-2所示滤波电路中C1用以滤除直流份量中的交流成分,隔离电容应选用高频特性较好的碳膜电容,电阻R给电容提供放电回路,避免因电容上的电荷积累而影响滤波器的工作特性,C2、C3跨接在输出端,能有效地抑制共模干扰,为了减小漏电流C2、C3宜选用陶瓷电容器.
图1-2
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