基于单端反激式的ACDC开关电源设计与性能测试.docx

基于单端反激式的ACDC开关电源设计与性能测试

内容摘要

开关电源因其具有稳压输入范围宽、高效节能、体积小、重量轻等显著特点而得到了越来越广泛的应用，从家用电器设备到通信设施、数据处理设备、交通设施、仪器仪表以及工业设备等都有较多应用，因此具有很大研究价值。

本文在深入分析开关电源工作原理和特点的基础上，根据设计指标要求及不同电路的特点和需求，对单端反激式开关电源选用了三端高频单片开关电源芯片，设计出了一种输出为+5V/3A，+12V/1A不同稳压调整权重分别为0.6和0.4的AC/DC开关电源。经过测试表明该开关电源不但效率高，纹波小，而且输出精度高和稳定性强。使驱动电路更安全可靠，组成的开关电源电路解决了高频开关电源的控制问题。

关键词：开关电源设计；反激式开关电源；电路设计

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 I

1绪论 1

1.1课题的背景及意义 1

1.2国内外研发状况与发展方向 2

1.2.1国内外开关电源的研发现状 2

1.2.2开关电源的发展方向 3

1.3论文主要工作 5

2开关电源原理及设计方法 6

2.1开关电源电路结构及原理 6

2.1.1开关电源的基本结构 6

2.1.2开关电源的基本工作原理 6

2.2非隔离型DC/DC变换电路 7

2.3论文设计电源的技术指标 9

3开关电源的设计 10

3.1主电路的拓扑选择及参数计算 10

3.1.1输入保护电路 10

3.1.2输入整流滤波电路 10

3.1.3钳位保护电路 12

3.1.4输出整流滤波电路 12

3.1.5反馈回路设计 14

3.2变压器的设计 15

3.2.1标称功率Pt和功率容量Ap的确定 15

3.2.3副边匝数的确定 16

3.2.4原边匝数的确定 16

3.3驱动电路的设计 16

3.4控制电路的设计 17

3.5仿真测试 17

4结论 19

参考文献 20

附录 21

1绪论

1.1课题的背景及意义

随着科技不断发展和进步，越来越多的科技成果应用到现实生活中。关于开关电源的研究成果也日益丰富多样化起来。目前，电力已成为社会生产生活不可或缺的东西，也是国民经济重要投入要素之一。开关电源作为电力、电子控制系统，具有十分重要的应用地位。在电力系统中，开关是用来控制电力供应和使用时间比率的重要工具，是保证社会安全、经济、合理用电的重要保障。开关具有体积小、重量轻、使用寿命长、安装设计灵活的特点，是现代电力系统中不可缺少的元配件，其的技术水平代表社会电力应用水平，是电力系统重要零配件[1]。

开关电源通过控制开关晶体管的导通和关断时间的比率，以维持稳定的输出电压的功率。被誉为高效节能开关电源，它代表了电源的发展方向，电源已经成为主流产品。开关电源内部关键元件，工作在高频率切换，能耗低，电源效率高达80%-90%，比普通的线性稳压电源效率提高近一倍。主电源供给系统的主电源的高功率脉冲电源和一个大的军事装备，也可用于在大电流快速充电和放电的系统和电子，通讯，航天，医疗等领域，包括几十到几百万千瓦，主要用于大型，高功率开关电源，在现代工业，国防和大型研究项目，具有十分广阔的应用前景。回顾电源的发展，由线性电源和相控电源发展为开关电源，之所以开关电源在电源领域内被广泛使用是由其显著的优势决定的，相比传统的晶体管线性电源而言，其在体积、效率、重量方面都有明显的优势。开关电源采用的工频变压器体积较小且其监控系统相对比较完善，加之输出电压的波纹系数较小，不但使用户使用时感觉方便，而且能更好的满足通信设备和电力系统监控设备的各项新技术标准，如可靠性标准和抗干扰能力标准的等。同时，由于传统的相控整流电源存在噪声大、调整速度慢等缺点，终将导致其被高频电源开关慢慢的取代[2]。

开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术的快速发展对电源技术及相关应用又提出很高的要求，因此进一步促进开关电源相关技术的快速发展，在时代的发展进程中，信息产业和电源产业这两者始终是相辅相成的，并且最终达到共同发展的目的。从我们日常生活中的细枝末节到现在最尖端的科学，都始终离不开电源技术的支持和参与，而与电源技术相关高科技产业可以大大提高整个国家劳动生产率水平，也就是说电源技术能够大大提高整个国家的单位能耗等相关的产出水平，具有很重要的现实作用。而恰恰这方面我们与世界发达国家还有很大的差距，作为一个从事电源工作的工作者，应很好的完成当前的工作时