电源开关课程设计

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1、 1 前言前言 随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人的工作、生活的关系日益 密切，电力电子设备都离不开可靠的电源。进进 20 世纪 8O 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；进进 20 世纪 9O 年代，开关 电源相继进进各种电子、电器设备领域或程控交换机、通讯、电力检测设备，控 制设备电源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，二者都随着输出

2、率关上，反而高于开关电源，这 一点称为本钱反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在 不断地创新，本钱反转点日益向低翰出电力端移动，这为开关电源提供了广阔发 展空间。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小犁化，拜使开关 电源进进更广泛的应用领域。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。 2 一、一、 总体设计思路总体设计思路及框图及框图 1.1 设计总体思路 输入EMC 等滤波整流（也就一般的 AC/DC 类似全桥整流模块） DC/DC 模块（全桥式 DCAC高频

3、变压器高频滤波器DC,）输出。 系统可以划分为变压器部分、整流滤波部分和 DC-DC 变换部分，以及负载部分， 其中整流滤波和 DC-DC 变换器构成开关稳压电源。 整流电路是直流稳压电路电源 的组成部分。整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，所以通常在整流电路后 接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。 直流/直流转换电路,是整个开关稳压电 源的核心部分。 1.2 开关稳压电源的基本原理框图 开关稳压电源的基本原理如图 1-1 所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后， 变成含有一定脉动成份的直流 电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电 压经整流滤波变为所需

4、要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调 制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集 成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压 的目的。 3 图 1-1 开关稳压电源基本原理框图 二、二、 电路设计电路设计及原理分析及原理分析 2.1 单元电路设计 2.1.1 整流滤波电路 图 2-1 输入整流滤波电路 EM I 滤 波 电 路 整流 滤波 电路 辅助 电路 反馈 电路 高 频 变 换 器 输 出 整 流 滤 波 控 制 电 路 L N +4-16 GND 4 电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设 备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径， 本电源 滤波器由带有 IEC 插头电网滤波器和 PCB 电源滤波器组成。IEC 插头电网滤波器 主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。PCB 电源滤波器主要是抑制功率开关 转换时产生的高频噪声。 交流输入 220V 时，整流采用桥式整流电路。如果将 JTI 跳线短连