新版开关电源课程设计样本

新版开关电源课程设计样本
新版开关电源课程设计样本

青 岛 科 技 大 学 本 科 课 程 设 计

题 目 _______________________________

指导教师__________________________

辅导教师__________________________

学生姓名__________________________

学生学号__________________________

______________________________学院 ____________________________专业________________班

______年 ___月 ___日

开关电源电路设计 张伟 张伟 瞿润平 自动化与电子智能电网信息工程 142

7 10

目录

任务书 (2)

一、开关电源主电路的设计及参数计算 (4)

1.主电路的选型 (4)

2.变压器设计计算 (8)

3.开关器件的选择 (10)

4.整流二极管的选择 (11)

二、开关电源控制电路的设计 (12)

1.控制电路的组成 (12)

2.控制模式的选择 (13)

3. PWM集成控制器的选择 (13)

4. 控制电路的整体设计 (15)

三、附录············································

四、参考文献········································

开关电源技术课程设计

摘要

当前开关电源的使用对象涵盖了包括空间技术、计算机、通信、仪器仪表、汽车电子、照明电器及家用电器等领域, 几乎能够说是只要有电子产品的地方就有开关电源的用武之地。本文以主电路元器件、变压器的计算和选型, 以及控制电路设计。

等介绍开关电源电路。

关键字: 主电路的选型、变压器设计计算、开关器件及整流二极管、滤波电容的计算

一、课程设计的目的

经过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的:

1、培养学生文献检索的能力, 特别是如何利用Internet检索

需要的文献资料。

2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。

3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。

4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。

二、课程设计的要求

1. 题目

开关电源电路设计

主要技术数据

1、单相交流输入电压AC95~270V;

2、直流输出电压5V;

3、输出电流3A;

4、输出纹波电压≤0.2V;

5、工作温度: 0~40oC

注意事项:

①学生也能够选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。

②经过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料, 确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计内容。设计装置( 或电路) 的主要技术数据。

开关稳压电源基本原理框图

设计内容:

1) 、开关电源主电路的设计及参数计算。( 主电路的选型、变压器设计计算、开关器件及整流二极管、滤波电容的计算等) 注意: 开关频率的选择

2) 、开关电源控制电路的设计。( 控制电路组成、控制模式的选择、PWM集成控制器的选择、控制电路的整体设计)

3) 、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图

2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识

和创造性的思维方式以及创造能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明, 要说明其有哪些特点。主电路具体电路元器

件的选择应有计算和说明。

3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力

要求学生在教师的指导下, 独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计( 包括计算和器件选型)

4.课题设计的主要内容是

主电路的确定, 主电路的分析说明, 主电路元器件、变压器的计算和选型, 以及控制电路设计。

5.课程设计用纸和格式统一

课程设计用纸在学校印刷厂统一购买和装订, 封面为学校统一要求。要求图表规范, 文字通顺, 逻辑性强。

三、课程设计报告基本格式

目录内容:

1. 设计的基本要求( 给出所要设计的装置的主要技术数据和设计装置要达到的要求( 包括性能指标) , 最好简述所设计装置的主要用途)

2. 总体方案的确定

3. 开关电源主电路的设计及计算。( 主电路的选型、变压器设计计算、开关器件及整流二极管、滤波电容的计算等)

4. 开关电源控制电路的设计。( 控制电路组成、控制模式的选

开关电源实验报告

开关电源实验报告 一开关电源原理 如下图30W开关电源电路图所示,市电先经过由电容CX1和滤波电感LF1A组成的滤波电路后,再经过型号为KBP210的整流桥BD1和C1组成的整流电路,输出直流电。直流电又经过由UC3842和2N60等元器件组成的高频逆变电路后,变成高频的交流电,经高频变压器输出为低电压的高频交流电。高频交流经肖基特二极管SR1060后变为脉动的直流电,最后经滤波电容和滤波电感变为我们想要的直流电输出。

MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。(2)输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。 (3)整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。

1.2功率变换电路 (1)MOS管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管),是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。(2)常见的原理图: (3)工作原理 R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS管并接,使开关管电压应力减少,EMI减少,不发生二次击穿。在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一起,能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制,因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时,UC3842停止工作,开关管Q1立即关断。

开关电源设计报告

1开关电源主电路设计 1.1主电路拓扑结构选择 由于本设计的要求为输入电压176-264 V 交流电,输出为24V 直流电,因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电,考虑采用两级电路。前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换,后级由隔离型全桥Buck 电路构成。总体要求是先将AC176-264V 整流滤波,然后再经过BUCK 电路稳压到24V 。考虑到变换器最大负输出功率为1000W ,因此需采用功率级较高的Buck 电路类型,且必须保证工作在CCM 工作状态下,因此综合考虑,本文采用全桥隔离型Buck 变换器。其主电路拓扑结构如下图所示: 图1-1 主电路拓扑结构 1.2开关电源电路稳态分析 下面将对全桥隔离型BUCK 变换器进行稳态分析,主要是推导前级输出电压g V 与后级输出电压V 之间的关系,为主电路参数的设计提供参考。将前级输出电压g V 代替前级电路,作为后级电路的输入,且后级BUCK 变换器工作在CCM 模式,BUCK 电路中的变压器可以用等效电路代替。 由于全桥隔离型BUCK 变换器中变压器二次侧存在两个引出端,使得后级BUCK 电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率,如图1-1所示。在S T 2的工作时间内,总共可分为四种开关阶段,其具体分析过程如下: 1) 当S DT t <<0时,此时1Q 、4Q 和5D 导通,其等效电路图如图1-2所示。

i () t R v i ‘ 图1-2 在S DT t <<0时等效电路 g nv v =s (1-1) v nv v g -L = (1-2) R v i i /-C = (1-3) 2) 当S S T t DT <<时,此时1Q ~4Q 全部关断,6D 和5D 导通,其等效电路图如图1-3 所示。此时前级输出g V 为0,假设磁化电流为0,则流过6D 和5D 电流相等,均为L i 2 1 。。 i () t R i ‘ 图1-3 在S S T t DT <<时等效电路 0=s v (1-4) v v -L = (1-5) R v i i /-C = (1-6) 3) 当S S T D t T )( +1<<时,此时2Q 、3Q 和6D 导通,其等效电路图如图1-2所示。

开关电源课程设计报告

现代电源技术课程实践报告 院系:物理与电气工程学院 班级:电气自动化一班 姓名: 李向伟 学号: 111101007 指导老师:苗风东

一、设计要求 (1)输入电压:AC220±10%V (2)输出电压: 12V (3)输出功率:12W (4)开关频率: 80kHz 二、反激稳压电源的工作原理

图2-1 反激稳压电源的电路图 三、 反激电路主电路设计 (1)(1)Np Vdc Ton Vo Tr Nsm -=+ (3-1) 1. 反激变压器主电路工作原理 反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别适合小功率电源以及各种电源适配器.但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式(CCM),而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式(DCM);另外关于CCM 模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM

模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计. 1)工作过程: S 开通后,VD 处于断态,W1绕组的电流线性增长,电感储能增加; S 关断后,W1绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过W2绕组和VD 向输出端释放。 反激电路的工作模式: 反激电路的理想化波形 S u S i S i V D t o t o ff t t t t U i O O O O 反激电路原理图

简易风力摆报告设计

设计了一个简易风力摆控制装置,由直流风机组,陀螺仪,直流减速电机以及激光笔等组成。以MSP430F14单片机为核心,用PW波控制控制电机转速,调节风力大小,并以四个风机上下与左右同面两两并在一起对碳素管及激光笔进行工作,使细杆及激光笔在 风机的作用下可进行自由摆动且进一步可控摆动在地上划线,具有很好的重复性,并且可 以设定摆动方向且画短线,已经能够在将风力摆拉起一定角度放开后可以在规定时间内达到平衡。 关键词:风力控制摆、陀螺仪、轴流风机、PWM B速、MSP43C单片机 风力摆控制系统(B题) 1方案设计与选择 1.1设计内容 要求一个下端悬挂有(2~4只)直流风机的细管上端固定在结构支架上,只由风机提供动力,构成一个风力摆,风力摆上安装一个向下的激光笔。通过单片机代码指令控制驱动风机使风力摆按照一定的规律运动,并使激光笔在地面画出要求的轨迹,风力摆结构图如图1所示。 图1风力摆结构图 1.2设计要求 1.2.1基本要求 (1)从静止开始,15s内控制风力摆做类似自由摆运动,使激光笔稳定地在地面画出一条长度不短于50cm的直线段,其线性度偏差不大于土 2.5cm,并且具有较好的重复性; ⑵从静止开始,15s内完成幅度可控的摆动,画出长度在30~60cm间可设置,长度偏差不大于土 2.5cm的直线段,并且具有较好的重复性; (3)可设定摆动方向,风力摆从静止开始,15s内按照设置的方向(角度)摆动,画

出不短于20cm的直线段; (4)将风力摆拉起一定角度(30~45 ° )放开,5s内使风力摆制动达到静止状态。 1.2.2发挥部分 (1) 以风力摆静止时激光笔的光点为圆心,驱动风力摆用激光笔在地面画圆,30s内 需重复3次;圆半径可在15~35cm范围内设置,激光笔画出的轨迹应落在指定半径 ± 2.5cm的圆环内; (2) 在发挥部分(1)后继续作圆周运动,在距离风力摆1~2m距离内用一台50~60W台扇在水平方向吹向风力摆,台扇吹5s后停止,风力摆能够在5s内恢复发挥部分(1)规定的圆周运动,激光笔画出符合要求的轨迹; (3) 其他。 2总体方案设计与选择 2.1单片机选择 方案一:采用STC89S51芯片,该款芯片具有高性能低功耗的特点,具有32位输入/ 输出,可以实现处理、存储等功能⑴,但是其灵活性不高,需实时保护软件现场,否则易丢失信息,存储能力较弱。 方案二:采用MSP430F14芯片,该款芯片具有高性能,低功耗的特点,其抗干扰能力比较强,存储空间较大,稳定性较强。 二者比较之下,选择方案二作为此次设计的核心控制部分。 2.2直流风机选择 方案一:采用12V 4.5A的轴流风机,风力很大,可以将自身轻松吹起,但是体积较大,质量较重。 方案二:采用12V 1.5A的小风机,体积小,质量轻。但是风力足够大,单电机产生 的风力可吹起4个相同电机

开关电源课程设计

电气与电子信息工程学院 《电力电子装置设计与制作课程设计报告》 课设名称:开关直流升压电源(BOOST)设计 专业名称:电气工程及其自动化 班级: 学号: 姓名: 指导教师: 课设时间: 课设地点: 电气与电子信息工程学院

《电力电子装置设计与制作》课程设计任务 书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作部门: 一、课程设计题目: 开关直流升压电源(BOOST)设计 二、课程设计内容 根据题目选择合适的输入输出电压进行电路设计,在Protel或OrCAD软件上进行原理图绘制;满足设计要求后,再进行硬件制作和调试。如实验结果不满足要求,则修改设计,直到满足要求为止。 题目:开关直流升压电源(BOOST)设计 主要技术指标: 1)输入交流电压220V(可省略此环节)。 2)输入直流电压在11-12V之间。 3)输出直流电压17V,输出电压纹波小于2%。 4)输出电流1A。 5)采用脉宽调制PWM电路控制。 目录

摘要 (5) 第一章方案选择和方案论证 (7) 1.系统方案设计 (7) 2.方案论证 (7) 第二章主电路计算和器件选择 (8) 1.设计要求 (8) 2.选择开关管的频率 (8) 3.占空比计算 (8) 4.电感的计算(按D=35.29%) (8) 5.电容的计算 (8) 6.电感峰值电流的计算(按D=35.29%) (8) 7.开关管的选择 (8) 8.开关损耗的计算(按D=35.29%) (9) 9.二极管的选择 (9) 10.电阻的计算 (9) 第三章系统功能及原理 (10) 1.系统功能 (10) 2. boost电路工作原理 (10) 第四章各模块的功能和原理 (13) 1. TL494工作原理 (13) 2. 开关频率的计算 (13) 第五章 MATLAB仿真 (15) 1.仿真原理图 (15) 2.仿真结果 (15) 3.仿真结果分析 (16) 第六章实验结果以及分析 (17) 1.实验结果 (17) 2.结果分析 (17) 第七章硬件电路 (18) 1.焊接电路主电路图 (18) 2.焊接电路控制电路图 (18)

模电课程设计—开关电源

《模拟电子线路》 课程设计报告 题目:基于TL3842的升压电路设计班级:12电信本2 学号:1111111111 姓名:XXX 同组成员:姚X阳、严X涛 指导教师:X琼、X文X 2014年6月25日

目录 1 课程设计目的 (1) 2 题目描述和要求 (1) 3 电路设计 (1) 3.1 系统设计思路 (1) 3.2 Boost电路结构分析 (3) 3.3 推导与计算 (5) 4 LTspice仿真 (6) 5 电路焊接与调试 (8) 5.1 元件清单 (8) 5.2 电路焊接 (9) 5.3 电路测试 (9) 6 总结 (12) 7 指导教师意见 (13) 参考文献 (13)

基于TL3842的升压电路 1 课程设计目的 模拟电子线路课程设计是对自身的模拟电子线路知识的一个检验,基础知识扎实与否很大程度决定了设计出来的产品效果,若出现问题可运用所学过的知识进行判断修改,具体目的如下。 (1)加强对模拟电路知识的运用。 (2)学习Proteus、LTspice等仿真软件的使用。 (3)会运用LTspice工具对所做出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计。 (4)通过查阅元件手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则,找到最合适电路的元器件。 (5)熟悉电子仪器的正确使用方法,能够分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的意外问题。 (6)学会撰写课程设计报告。 2 题目描述和要求 开关电源是一种效率高、功耗小、稳定性可靠性高的电源,相比线性稳压电源有点明显,因此与时俱进,我们小组决定做开关电源,具体描述如下。(1)课程设计题目:利用TL3842制作一个BOOST DC-DC变换器,即升压式开关电源。 (2)课程设计要求:输入直流电压Vmin=18V,Vmax=30V。输入稳定的36V直流电压,并且纹波电压V<10mV。 3 电路设计 3.1 系统设计思路 在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计,对于较大的功率输出,如70W 以上的DC/DC升压电路,由于专用升压芯片内部开关管的限制,难于做到大功率升压变换,而且芯片的价格昂贵,在实际应用时受到很大限制。考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大,选择合适的控制芯片,便可设计出大功率输出的

新版开关电源课程设计样本

青 岛 科 技 大 学 本 科 课 程 设 计 题 目 _______________________________ 指导教师__________________________ 辅导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号__________________________ ______________________________学院 ____________________________专业________________班 ______年 ___月 ___日 开关电源电路设计 张伟 张伟 瞿润平 自动化与电子智能电网信息工程 142 7 10

目录 任务书 (2) 一、开关电源主电路的设计及参数计算 (4) 1.主电路的选型 (4) 2.变压器设计计算 (8) 3.开关器件的选择 (10) 4.整流二极管的选择 (11) 二、开关电源控制电路的设计 (12) 1.控制电路的组成 (12) 2.控制模式的选择 (13) 3. PWM集成控制器的选择 (13) 4. 控制电路的整体设计 (15) 三、附录············································ 四、参考文献········································

开关电源技术课程设计 摘要 当前开关电源的使用对象涵盖了包括空间技术、计算机、通信、仪器仪表、汽车电子、照明电器及家用电器等领域, 几乎能够说是只要有电子产品的地方就有开关电源的用武之地。本文以主电路元器件、变压器的计算和选型, 以及控制电路设计。 等介绍开关电源电路。 关键字: 主电路的选型、变压器设计计算、开关器件及整流二极管、滤波电容的计算 一、课程设计的目的 经过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的: 1、培养学生文献检索的能力, 特别是如何利用Internet检索 需要的文献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 二、课程设计的要求 1. 题目

开关电源实验报告

开关电源实验报告 一、开关电源电路图及清单 1.1 60W-12V开关电源电路图 图1-1 开关电源电路原理1.2.60W-12V开关电源电清单

二、开关电源介绍 开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED 灯袋,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。它是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。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。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标,美国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产品的可靠性大大提高。 模块化是开关电源发展的总体趋势,可以采用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独追求高频化其噪声也必将随着增大,而采用部分谐振转换电路技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,以使得该项技术得以实用化。电力电子技术的不断创新,使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度,就必须走技术创新之路,走出有中国

开关电源设计与制作

《自动化专业综合课程设计2》 课程设计报告 题目:开关电源设计与制作 院(系):机电与自动化学院 专业班级:自动化0803 学生姓名:程杰 学号:20081184111 指导教师:雷丹 2011年11月14日至2011年12月2日 华中科技大学武昌分校制

目录 1.开关电源简介 (2) 1.1开关电源概述 (2) 1.2开关电源的分类 (3) 1.3开关电源特点 (4) 1.4开关电源的条件 (4) 1.5开关电源发展趋势 (4) 2.课程设计目的 (5) 3.课程设计题目描述和要求 (5) 4.课程设计报告内容 (5) 4.1开关电源基本结构 (5) 4.2系统总体电路框架 (6) 4.3变换电路的选择 (6) 4.4控制方案 (7) 4.5控制器的选择 (8) 4.5.1 C8051F020的内核 (8) 4.5.2片内存储器 (8) 4.5.312位模/数转换器 (9) 4.5.4 单片机初始化程序 (9) 4.6 输出采样电路 (10) 4.6.1 信号调节电路 (10) 4.6.2 信号的采样 (11) 4.6.3 ADC 的工作方式 (11) 4.6.4 ADC的程序 (12) 4.7 显示电路 (13) 4.7.1 显示方案 (13) 4.7.2 显示程序 (14) 5.总结 (16) 参考文献 (17)

1.开关电源简介 1.1开关电源概述 开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。它运用功率变换器进行电能变换,经过变换电能,可以满足各种对参数的要求。这些变换包括交流到直流(AC-DC,即整流),直流到交流(DC-AC,即逆变),交流到交流(AC-AC,即变压),直流到直流(DC-DC)。广义地说,利用半导体功率器件作为开关,将一种电源形式转变为另一种电源形式的主电路都叫做开关变换器电路;转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称为开关电源(SwitchingPower Supply)。 将一种直流电压变换成另一种固定的或可调的直流电压的过程称为DC-DC交换完成这一变幻的电路称为DC-DC转换器。根据输入电路与输出电路的关系,DC-DC 转换器可分为非隔离式DC-DC转换器和隔离式DC-DC转换器。降压型DC-DC 开关电源属于非隔离式的。降压型DC-DC转换器主电路图如1: 图1 降压型DC-DC转换器主电路 其中,功率IGBT为开关调整元件,它的导通与关断由控制电路决定;L和C为滤波元件。驱动VT导通时,负载电压Uo=Uin,负载电流Io按指数上升;控制VT关断时,二极管VD可保持输出电流连续,所以通常称为续流二极管。负载电流经二极管VD续流,负载电压Uo近似为零,负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小,通常串联L值较大的电感。至一个周期T结束,在驱动VT导通,重复上一周期过程。当电路工作于稳态时,负载电流在一个周期的初值和终值相等。负载电压的平均值为:

开关电源课程设计

目录 前言 (1) 第一章开关电源技术课程设计任务书 (2) 第二章主电路原理设计 (7) 第三章开关变压器设计 (9) 第四章主要元器件的选型 (16) 第五章电路仿真及结果 (23) 总结 参考文献 附表一 附表二

前言 电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域,其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点,获得了广泛的应用。开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型,前者是一个单闭环电压控制系统,系统响应慢,很难达到较高的线形调整率精度,后者,较电压控制型有不可比拟的优点。 UC3842是由Unitrode公司开发的新型控制器件,是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统,因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是比较理想的新型的控制器闭。

第一章开关电源技术课程设计任务书 一、课程设计的目的 通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的: 1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文 献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 二、课程设计的要求 一、题目 题目:反激型开关电源电路设计 注意事项: ①学生也可以选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。 ②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料,确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计内容。 设计装置(或电路)的主要技术数据

简易开关电源设计报告

四川教育学院应用电子设计报告 课程名称:Protel99 电路设计系部:物理与电子技术系专业班级:应用电子技术0901 学生姓名:x x x 学号: 指导教师: 完成时间:

开关电源电路设计报告 一. 设计要求: 直流稳定电源主要包括线性稳定电源和开关型稳定电源,由于开关稳压电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠,适用性强,故选择设计可调开关稳压电源,其具体设计要求如下: (1).所选元器件和电路必须达到在一定范围内输出电压连续可调,输出电压U0=+6V —— +9V连续可调,输出额定电流为500mA; (2).输出电压应能够适应所带负载的启动性能,且输出电压短路时,对各元器件不会产生影响; (3).电路还必须简单可靠,有过流保护电路,能够输出足够大的电流。 二.方案选择及电路的工作原理 方案一: 首先用一个桥式整流电路将输入的交流电压变成直流电压,然后经过电容滤波,然后在经过一个NPN型三级管Q1调整管,最后整过电路形成一个通路,达到最终的效果。 方案二: 开关电源同其它电子装置一样,短路是最严重的故障,短路保护是否可靠,是影响开关电源可靠性的重要因素。IGBT(绝缘栅双极型晶体管)兼有场效

应晶体管输入阻抗高、驱动功率小和双极型晶体管电压、电流容量大及管压降低的特点,是目前中、大功率开关电源最普遍使用的电力电子开关器件[6]。IGBT能够承受的短路时间取决于它的饱和压降和短路电流的大小,一般仅为几μs至几十μs。短路电流过大不仅使短路承受时间缩短,而且使关断时电流下降率过大,由于漏感及引线电感的存在,导致IGBT集电极过电压,该过电压可使IGBT锁定失效,同时高的过电压会使IGBT击穿。因此,当出现短路过流时,必须采取有效的保护措施。 为了实现IGBT的短路保护,则必须进行过流检测。适用IGBT过流检测的方法,通常是采用霍尔电流传感器直接检测IGBT的电流Ic,然后与设定的阈值比较,用比较器的输出去控制驱动信号的关断;或者采用间接电压法,检测过流时IGBT的电压降Vce,因为管压降含有短路电流信息,过流时Vce增大,且基本上为线性关系,检测过流时的Vce并与设定的阈值进行比较,比较器的输出控制驱动电路的关断。 在短路电流出现时,为了避免关断电流的过大形成过电压,导致IGBT 锁定无效和损坏,以及为了降低电磁干扰,通常采用软降栅压和软关断综合保护技术。 在设计降栅压保护电路时,要正确选择降栅压幅度和速度,如果降栅压幅度大(比如7.5V),降栅压速度不要太快,一般可采用2μs下降时间的软降栅压,由于降栅压幅度大,集电极电流已经较小,在故障状态封锁栅极可快些,不必采用软关断;如果降栅压幅度较小(比如5V以下),降栅速度可快些,而封锁栅压的速度必须慢,即采用软关断,以避免过电压发生。 为了使电源在短路故障状态不中断工作,又能避免在原工作频率下连续进行短路保护产生热积累而造成IGBT损坏,采用降栅压保护即可不必在一次短路保护立即封锁电路,而使工作频率降低(比如1Hz左右),形成间歇“打嗝”的保护方法,故障消除后即恢复正常工作。下面是几种IGBT短路保护的实用电路及工作原理。 利用IGBT的Vce设计过流保护电路

课程设计_可调直流稳压电源

电子科学与技术专业课程设计 目录 一、设计目的作用 (1) 二、设计要求 (1) 2.1 直流稳压电源的种类及选用 (1) 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (2) 2.3 串联型直流稳压电源的设计要求 (2) 三、设计的具体实现 (2) 3.1 系统概述 (2) 3.2 单元电路设计与分析 (4) 3.2.1 降压电路 (5) 3.2.2 整流电路 (5) 3.2.3 滤波电路 (7) 3.2.4 稳压电路 (9) 3.3 元件电路参数计算 (10) 3.4 改进方案 (11) 3.5 电路主要测试数据 (12) 四、总结 (12) 五、附录 (12)

六、参考文献 (14)

设计要求 2.1 直流稳压电源的种类及选用 直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型: (1)化学电源:平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。随着科学技术的发展,又产生了智能化电池;在充电电池材料方面,美国研制员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。 (2)线性稳压电源:线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区,靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大,需要安装一个很大的散热器给它散热,而且由于变压器工作在工频(50Hz)上,所以重量较大。该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品;缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。 (3)开关型直流稳压电源:电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹,功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态,开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠;缺点相 对于线性电源来说纹波较大(一般≤1% V ) (P P o-,好的可做到十几mV P P- 或更小)。 它的功率可自几瓦-几千瓦均有产品。 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (1)稳定性好 当输入电压Usr(整流、滤波的输出电压)在规定范围内变动时,输出电压Usc的变化应该很小一般要求。由输入电压变化而引起输出电压变化的程度,称为稳定度指标,常用稳压系数S来表示:S的大小,反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下,S越小,输出电压的变化越小, 电源的稳定度越高。通常S约为10-2~10-4。 (2)输出电阻小 负载变化时(从空载到满载),输出电压Usc,应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻(又叫等效内阻)用rn表示,它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。rn反映负载变动时,输出电压维持恒定的能力,rn越小,则Ifz 变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压

反激型开关电源电路课程设计报告

第一章设计的基本要求 题目:反激型开关电源电路设计 (1)注意事项: ①学生也可以选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。 ②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料,确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计内容。 (2)主要技术数据 1、交流输入电压AC220V,波动±50%; 2、直流输出电压5V和12V; 3、输出电流1.5A和200mA; 4、输出纹波电压≤0.2V; 5、输入电压在±50%范围之间变化时,输出电压误差≤0.03V (3)设计内容: 1、开关电源主电路的设计和参数选择 2、IGBT电流、电压额定的选择 3、开关电源驱动电路的设计 4、开关变压器设计 5、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 6、电路仿真分析和仿真结果

第二章主电路的原理 2.1 总体方案的确定 输入—EMI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DC—AC—高频变压器—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。开关稳压电源的基本原理框图如图2.1所示。 图2.1 开关稳压电源基本原理框图

2.2 反激型电路原理 反激型电路存在电流连续和电流断续两种工作模式,值得注意的是,反激型电路工作于电流连续模式时,其变压器磁芯的利用率会显著下降,因此实际使用中,通常避免该电路工作于电流连续模式。其电路原理图如图2.2所示。 图2.2 反激型电路原理图 工作过程:当S 导通时,电源电流流过变压器原边,1i 增加,其变化为11//W U dt di s =, 而副边由于二极管VD 的作用,2i 为0,变压器磁心磁感应强度增加,变压器储能;当S 关断时,原边电流迅速降为0,副边电流2i 在反激作 用下迅速增大到最大值,然后开始线性减小,其变化为22//W U dt di o =, 此时原边由于开关管的关断,电流为0,变压器磁心磁感应强度减小,变压器放能。

电力电子课程设计心得-单端反激式输出开关电源设计【模版】

电力电子技术课程设计报告

单端反激式单路输出开关电源 一、设计任务及要求 本课程设计要求根据所提供的元器件设计并制作一个小功率的单端反激式开关电源。我们设计的反激式开关电源的输入是180V,输出是10V。要求画出必要的设计电路图,进行必要的电路参数计算,完成电路的焊接任务,并具有1A的带负载能力以及过流保护功能。 二、设计原理及思路 1、反激变换器工作原理 假设变压器和其他元器件均为理想元器件,稳态工作下: (1)当有源开关Q导通时,变压器原边电流增加,会产生上正下负的感应电动势,从而在副边产生下正上负的感应电动势,无源开关VD1因反偏而截止,输出由电容C向负载提供能量,而原边则从电源吸收电能,储存于磁路中。 (2)当有源开关Q截止时,由于变压器磁路中的磁通不能突变,所以在原边会感应出上负下正的感应电动势,而在副边会感应出上正下负的感应电动势,故VD1正偏而导通,此时磁路中的存储的能量转到副边,并经二极管VD1向负载供电,同时补充滤波电容C在前一阶段所损失的能量。输出滤波电容除了在开关Q导通时给负载提供能量外,还用来限制输出电压上的开关频率纹波分量,使之远小于稳态的直流输出电压。 U o 图 1 反激变换器的原理图 反激变换器的工作过程大致可以看做是原边储能和副边放电两个阶段。原边电流和副边电流在这两个阶段中分别起到励磁电流的作用。如果在下一次Q导通之前,副边已将磁路的储能放光,即副边电流变为零,则称变换器运行于断续电流模式(DCM),反之,则在副边还没有将磁路的储能放光,即在副边电流没有变为零之前,Q又导通,则称变换器运行于连续电流模式(CCM)。通常反激变换器多设计为断续电流模式(DCM)下。

反激式开关电源课程设计报告

目录 第一章课程设计的目的 2 第二章课程设计的要求 2 第三章主电路原理 4 第四章变压器的设计9 第五章器件选型15 第六章仿真及结果20 总电路图28 心得体会29 参考文献30

第一章、课程设计的目的 通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的: 1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献 资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 第二章、课程设计的要求 1. 题目 题目:反激型开关电源电路设计 注意事项: ①学生也可以选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。 ②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料,确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计内容。 开关稳压电源基本原理框图

主要技术数据 1、交流输入电压AC95~270V; 2、直流输出5V,1A; 3、输出纹波电压≤0.2V; 4、输入电压在95~270V之间变化时,输出电压误差≤0.03V; 设计内容: 开关电源主电路的设计和参数选择 IGBT电流、电压额定的选择 开关电源驱动电路的设计 开关变压器设计 画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 电路仿真分析和仿真结果 2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知 识和创造性的思维方式以及创造能力 要求具体电路方案的选择必须有论证说明,要说明其有哪些特点。 主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个系统的设计,必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上,经过剖析、提炼,设计出所要求的电路(或装置)。课程设计中要不断提出问题,并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇,且文中有引用说明,否则也不能得优)。 3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力

开关电源实习报告

第十届TI杯电子设计竞赛培训实 习报告 日8月7年2012 1.开关稳压电源 1.1工频变压器 工频变压器作为本电源降低电压的核心。它把有效值为220V的交流市电降低为20V的交流电压。为后级稳压环节输入一个低的直流电压做了准备。 1.2整流滤波 本电源整流采用4安的集成整流桥堆。前级滤波采用三个电容进行。如图1示,分别为C12,C14,C15。C14是一个1000uF的铝电解电容,它可以很好地滤除低频脉动成分,使整流输出波形变得很平滑。电容的高频小信号模型为电感、电容、电阻的串联。铝电解电容,由于其内部结构决定了它的高频等效电感比较大。再加之铝电解电容的容值比较大,这就导致它的自身谐振频率比较低。这样它可以很好地滤除低频杂波成分,但是对于高频杂波成分,它的滤除效果不是很好。这就需要给他并联一个0.1uF的瓷片电容C15,这样滤波器的带宽就会大大提高,可以滤除掉更多的杂波成分。C12是作为LM2576的输入滤波的,以保证输入LM2576的交流杂波成分更小。 1.3稳压 本电源稳压环节采用LM2576开关降压(Buck)型集成稳压芯片。其内部集成了52KHz的振荡器,功率管,PWM调制器和反馈环路。LM2576输出最大电流可以保证3A,输入最大电压40V。D4是一个肖特基二极管,型号为MBR20200。它是作为Buck电路的续流二极管使用的。电感L2是一个用铁粉磁环绕制的100uH 的大功率电感,它是Buck电路的储能电感。L2和C13共同组成了一个LC滤波器。R12,R10是一个电阻串联分压网络。LM2576的4脚在分压网络分压点采集电压反馈给其内部误差放大器,控制PWM调制器改变PWM波的脉宽,从而控制功

开关电源设计及调试总结

线性稳压电路具有结构简单,调整方便,输出电压脉动小的优点,但缺点是效率低,一般只有20%~40%,并且比较笨重。开关型稳压电路能克服线性稳 压电源的缺点,具有效率高,一般能达到65%~90%,并且体积小,重量轻,对电网电压要求不高,因而在实际生活中得到广泛应用。也正因为其应用的广泛性,相应专业的学生就更应该深刻和熟练地掌握它,在此以设计脉冲宽度调制型开关电路(PWM)为基础,详细解说该系统的调试过程。 1 系统设计原理 PWM 型的开关电源整体框图如图1所示。变压、整流、滤波模块处理起来比较简单,只要采用相应的变压器、单相全波整流、电容式滤波即可实现,这里不用更多的篇幅介绍。此系统的核心模块是方框图中的闭合(负反馈)模块。如果直接采用Boost型DC-DC升压器,实现起来简单,但输出/输入电压比太大,占空比也大,而将使输出电压范围变小,难以达到较高的指标,且为开环控制。对此采用专用开关芯片TL494芯片,它采用开关脉宽调制(PWM),效率高,外围电路也较简单,可以方便实现闭环控制。 1.1 TL494工作原理 TL494 内部结构如图2所示,它是一种固定频率可自行设置,并应用脉空调制的控制电路,其中,振荡频率fosc=1.1/(RTCT)。具体来讲,由于误差放大器输入口1,2(或3,4)的值不等,产生偏差,偏差送入PWM比较器与锯齿波(锯齿波的频率由振荡频率确定,幅值是定值)比较,在偏差大于锯齿波范围内时,9口(或10口)输出低电平,在偏差小于锯齿波范围内时,9口(或10口)输出高电平。若偏差值越大,TL494输出高电平的区间越小。由此可见,通过调整误差放大器输入口的偏差可改变占空比。

电力电子课程设计开关电源设计

电力电子课程设计开关 电源设计 文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

西安石油大学 课程设计 电子工程学院自动化专业1101班 题目开关电源设计 学生 指导老师 二○一四年五月 《电力电子》课程设计任务书

目录 任务书 1.课题任务 (4) 参数指标 (4) 设计要求 (4) 2.设计内容与方案 (4) 基本结构 (4)

输入整流电路设计 (4) (4) (5) (5) DC变换器设计 (5) 变换器总体概述 (5) 半桥式DC/DC典型电路 (6) 输出滤波整流电路设计 (6) (6) 整流输出二极管计算 (7) 主电路原理图 (7) 3.主电路元器件清单 (8) 4控制和保护电路结构框图 (8) (8) 控制变换原理 (9) 的封装图 (9) 保护电路 (10) 5设计总结 (10) 6参考文献 (10) 1.课题任务 参数指标: 设计0~24V开关电源,原始数据及主要技术指标: (1)输入交流电压范围:175~245V,50Hz;

(2)输出直流电压范围:0~24V; (3)输出最大功率:500W; (4)开关工作频率:20KHz; (5)输出电压稳定度:﹤%; (6)电源效率:h>85% 设计要求: (1)主电路的选型; (2)主电路元器件参数的确定; (3)控制和保护电路结构框图的设计; (4)整理设计结果,提交设计报告. 2.设计内容与方案 输入整流电路设计 单相桥式输入整流电路设计 整流是将交流电变成脉动直流电的过程。电源变压器输出的交流电经整流电路得到一个大小变化但方向不变的脉动直流电。整流电路是由具有单向导电性的元件例如二极管、晶间管等整流元件组成的。 设计要求主电路为桥式二极管整流,单相桥式整流电路分为单相桥式半控整流电路和单相桥式全波整流电路两种,半控整流电路为了防止失控现象,必须加续流二极管,而单相桥式全控整流电路此电路对每个导电回路进行控制,无须用续流二极管,也不会失控现象,也不存在变压器直流磁化问题,变压器的利用率高,基于

小功率开关电源课程设计报告

《电力电子技术》 课程设计报告 小功率开关电源的设计目:题华中科技大学

录目 第1章课程设计目的 (4) 第2章课程设计题目描述与要求 (4) 1 题目描述 (4) 2 设计要求 (5) 第3章开关电源的基本工作原理与电路结构 (5) 1 开关电源的概述 (5) 1.1开关电源的工作原理以及组成 (5) 1.2开关电源的特点 (7) 2 开关器件 (8) 2.1 开关器件的特征 (8) 2.2 MOSFET (8) 2.3 电力二极管 (9) 3 PWM开关电源的基本原

理 (9) 第4章具体设计 (10) 1 主电路设计 (10) 1.1输入电路 (10) 1.2 整流滤波电路 (11) 2 控制电路设计 (12) 2.1 UC3842的特点……………………………………………………………… 12 2.2 UC3842的引脚排列及内部框图 (13) 2.3 基于UC3842的控制电路 (14) 3 总体电路设计 (14) 3.1 总体电路框图 (14) 15 …………………………………………………………整体电路设计说明 3.2 3.3 总体电路设计图……………………………………………………………… 16 第5章印质电路板的焊接及调试 (17) 第6章课程设计总 结 (18) 参考文献 (19)

章课程设计目的第1 电源和驱动是电力电子技术的两大主要应用领域。课程设计的主要任务是设计和实现一个直流电动机的脉宽调速(直流PWM)驱动电源及控制用小功率开关电源。其目的是通过对实际电力电子装置的设计、制作和调试,深化和拓展课程所学知识,提高工程实践能力。 本次课程设计的安排旨在提升学生的动手能力,加强大家对专业理论知识的理解和实际运用,通过团队成员之间的密切配合,加强团员的合作协调能力。通过本次课程的历练,加强大家的自学能力,为大家做毕业设计做很好的铺垫。 第2章课程设计题目描述与要求 1题目描述 开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。 2 设计要求 根据电压等级要求,设计主电路及控制电路,实现电路及设备的保护,选定所需的电气元件,并对系统进行制作、焊接并调试。最后提交设计说明书和一份完整的开关电源原理图。 针对这个需求,本设计要求利用PWM控制芯片UC3842,设计一个小功率开关电源,具体指标如下: 输入交流电压变动范围:AC 65~265V; 输入频率:50/60Hz;

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