1、 毕业设计毕业设计(论文论文)开题报告开题报告 题 目：多路输出开关电源的设计 1、研究背景和意义、研究背景和意义 开关电源是在电子、通信、电气、能源、航空航天、军事以及家电等领域应用非常广 泛的一种电力电子装置。它具有电能转换效率高、体积小、重量轻、和快速性好等优点， 在小功率范围上基本上取代了线性调整电源，并迅速向中大功率范围推进，在很大程度上 取代了晶闸管相控整流电源。可以说开关电源技术是目前中小功率直流电能变换装置的主 流技术。 开关电源技术已有几十年的历史。早期产品的开关频率很低，成本昂贵，仅用于诸如 卫星等尖端电子设备。20 世纪 60、70 年代相继出现的晶闸管和其他分立元件制作
2、而成的 开关电源，均因效率低下、开关频率低、电路复杂、难于调试等因素而难以普及。70 年代 后期，随着集成电路设计与制造工艺水平的不断提高各种质优价廉的开关电源专用集成电 路相继出现，以及制造开关电源的新材料、新器件成为开关电源普及的主要动力。除了各 种集成电路外， 一些新器件、 新材料真正广泛应用于开关电源， 从而使开关频率已从 20kHz 发展到数百千赫兹甚至数兆赫兹，使开关电源得以广泛应用。 在开关电源轻型化、小型化、高效化的发展历程中，集成电路技术起了决定性的作用。 近 20 年来，集成开关电源是沿着如下两个方向不断发展的：一个方向是，对开关电源的 核心单元控制电路的集成；另一个方向是
3、，对中、小功率开关电源实现单片集成化，单 片开关电源实际上是一种 AC-DC 电源变换器。 2、设计内容及目的 我具体选择的是一个 PC 主机开关电源的设计。这就是一个四路输出的开关电源。通 过这个课题的设计可以使自己系统地掌握开关电源的发展过程、其相关的系统知识以及具 体的开关电源的设计方法，还有目前比较前沿的开关电源的一些知识。 3、拟采取的设计方案 PC 主机电源有 5 路输出5v和12v还有电源正常 P.G 信号，还有待机电源 典型的如下： 1 图 1.1 PC 主机开关电源电路结构框图 其主要由主电路、控制电路和保护电路组成。在具体选择方案时从以下几方面考虑： 3.1 主电路 开关电
4、源的电路结构众多，其中适合小功率电源使用的有正激型、反激型和半桥型， 适合大功率电源的有正激型、半桥型和全桥型，其中正激型电路由分为单开关正激型和双 开关激型等多种。 电路形式的最终确定， 需要根据电源的实际应用场合和具体情况来确定。 从目前市场上流行的微机电源看，按主回路的不同，大体可以分为单管自激式 PWM 可调稳压电源和它激式半桥型 PWM 可调稳压电源两大类。前者电路简单、成本低，但输 出功率也较低，一般只适用于 8bit 微机。后者工作频率较高、输出功率较大，但电路结构 复杂、成本较高，是目前 PC 市场上的主流电源。 3.2 控制系统 开关电源控制的主要目的就是要保持输出电压一定，
5、而负载电流可以有很大的变化范 围，这就要通过负反馈来达到这个目的。所有的电源控制器，无论线性电源还是开关电源， 都要检测输出电压。反馈电压输入到称之为电压误差放大器的高增益运算放大器的反向 端，参考电压输入到运算放大器的同向端，运算放大器输出的就是参考电压和输出电压的 差值。运算放大器把这误差值放大了许多倍，这个输出电压称为误差电压，用误差电压信 号来控制电源供给负载的能量。该值为正，说明输出电压太低，电源要输出更多的能量。 反之如果是个负值，就说明输出电压太高，要减小输出的能量。 开关电源的控制方式，大致有以下三种: (1)脉宽调制方式，简称脉宽调制(Pulse Width Modulati
6、on,缩写为PWM)式。其特点式固 定开关频率，通过改变脉冲宽度来调节占空比。因开关周期也是固定的，这就为设计滤波 电路提供了方便。其特点是受功率开关最小导通时间的限制，对输出电源不能做宽范围的 2 调节;另外输出端一般要接假负载，以防止空载时输出高电压。目前，集成开关电源大多采 用PWM方式。 (2)脉冲频率调制方式， 简称脉频调制(Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM)式。 它是将 脉冲宽度固定，通过改变开关频率来调节占空比的。在电路设计上要用固定脉宽发生器来 代替脉宽调制器中的锯齿波发生器，并利用电压频率转换器(例如压控振荡器VCO)改变频 率。其稳压原理是:当输出电压升高时，控制器输出信号的脉冲宽度不变而周期变长，使占 空比减小，压降低。PFM式开关电源的输出电压调节范围很宽，输出端可不接假负载。 (3)混合调制方式， 使指脉冲宽度与脉冲频率均不固定， 彼此都能改变的方式， 它属于PWM 和PFM的混合方式。由于今和T均可调节，因此占空比调节范围最宽，适合供实验室使用 的输出电压可以宽度范围调节的开关电源
