发布时间 : 星期六 文章27伏10安培开关稳压电源设计更新完毕开始阅读80c797e7fab069dc502201c3
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摘要 ....................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................ II 第1章 绪论 ........................................................................................................ 1
1.1 课题背景 .............................................................................................. 1 1.1.1 开关电源的发展 .......................................................................... 1 1.1.2 选题目的及意义 .......................................................................... 2 1.2 开关电源 .............................................................................................. 2 1.2.1 开关电源定义 .............................................................................. 2 1.2.2 开关电源基本结构 ...................................................................... 3 1.2.3 开关电源特点 .............................................................................. 4 1.3 研究的主要内容 .................................................................................. 5 第2章 正激变换器 ............................................................................................ 6
2.1 传统单端正激变换器 .......................................................................... 6 2.1.1 带复位绕组的单端正激变换器 .................................................. 6 2.1.2 RCD箝位单端正激变换器 ........................................................... 7 2.1.3 LCD箝位单端正激变换器 ........................................................... 9 2.2 有源箝位单端正激变换器 ................................................................ 10 2.2.1 有源箝位单端正激变换器工作原理 ........................................ 10 2.2.2 有源箝位正激变换器典型参数分析 ........................................ 16 2.2.3 变压器磁芯参数分析 ................................................................ 18 2.3 本章小结 ............................................................................................ 22 第3章 控制电路 .............................................................................................. 23
3.1 驱动脉冲调制方式分析 .................................................................... 23 3.1.1 PWM脉冲宽度调制 ................................................................. 23 3.1.2 PFM脉冲频率调制 ................................................................... 24 3.1.3 PWM-PFM脉宽脉频综合调制 ................................................ 24 3.2 开关电源控制方式分析 .................................................................... 26
3.2.1 电压控制型 ................................................................................ 26
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3.2.2 电流控制型 ................................................................................. 26 3.2.3 V2控制型 .................................................................................... 27 3.3 驱动芯片NCP1562 ............................................................................ 29 3.3.1 芯片简要概述 ............................................................................. 29 3.3.2 各个引脚功能 ............................................................................. 30 3.3.3 NCP1562外围电路 ...................................................................... 32 3.4 反馈回路 ............................................................................................. 38 3.5 本章小结 ............................................................................................. 41 第4章 器件选型及系统仿真 ........................................................................... 42 4.1 器件选型参数计算 ............................................................................. 42 4.1.1 估算直流输入、输出功率 ......................................................... 42 4.1.2 计算最小和最大直流输入电压 ................................................. 42 4.1.3 整流桥后输入滤波电容CIN的计算 .......................................... 42 4.1.4 变压器参数计算 ......................................................................... 43 4.1.5 各半导体器件参数计算 ............................................................. 45 4.1.6 箝位电容C的参数 .................................................................... 47 4.1.7 输出滤波参数 ............................................................................. 48 4.2 系统仿真 ............................................................................................. 49 4.2.1 开环主电路的仿真 ..................................................................... 49 4.2.2 闭环系统的仿真 ......................................................................... 53 4.3 本章小结 ............................................................................................. 57 结论 ..................................................................................................................... 58 参考文献 ............................................................................................................. 59 致谢 ..................................................................................................................... 61
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第1章 绪论
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 开关电源的发展
开关电源的前身是线性稳压电源。在开关电源出现之前，许多控制设备的工作电源都采用线性稳压电源。由于计算机等电子装置的集成度不断增加，功能越来越强，他们的体积却越来越小，因此迫切需要体积小、重量轻、效率高、性能好的新型电源，这就成了开关电源技术发展的强大动力。
开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的。在20世纪60年代末，巨型晶体管（GTR）的出现，使得采用高工作频率的开关电源得以问世，那时确定的开关电源的基本结构一直沿用至今。后来随着电力MOSFET的应用，开关电源的频率进一步提高，使得电源体积更小，重量更轻，功率密度进一步提高。在20世纪80年代，IGBT的出现使仅适用于小功率场合的开关电源在中大功率直流电源场合也得以发挥作用。在20世纪80年代后的20年为了解决因开关频率提高而引发的电磁干扰问题，出现了软开关技术。
随后在20世纪90年代，开关电源的发展更是日新月异。许多新的领域和新的要求又对开关电源提出了更新更高的挑战。正是由于外界的要求推动了两个开关电源的分支技术一直成为当今电力电子的研究课题，它们是有源功率因数校正技术（PFC）和低压大电流高功率DC/DC变换技术。
电源相关技术的研究正处于迅速发展的阶段，可以想象下面几个问题是开关电源发展的永恒方向：
1.高频化 开关电源频率要高，这样动态响应才能快，配合高速微处理器工作是必需的，也是减小体积的重要途径。
2.体积小 要想减小电源体积，变压器电感，滤波电容、电感都要减小体积。
3.效率高 高效工作模式下产生的热能会少，散热变得容易，从而容易达到高功率密度。
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燕山大学本科生毕业设计（论文）
4.软开关 在实际应用过程中，开关频率的提高伴随着开关损耗的增加，电路效率严重下降，电磁干扰也增大。这些问题促使软开关技术应运而生。所谓软开关技术就是在电路工作过程中实现开关器件的零电压(ZVS)或零电流(ZCS)开关，即在开关器件开通和关断的过程中使其承受的电压或流过的电流为零，使其开关损耗为零(理想情况)。
1.1.2 选题目的及意义
随着电力电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。20世纪50年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源。20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电器设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展期。由此可见，开关电源在各个方面都与人们息息相关，对它的研究给人们带来的方便是有目共睹的。
开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术，高频化带来的效益是使开关电源装置空前的小型化，并使开关电源进入更广泛的领域，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、轻硬化。另外开关电源的发展与应用在节约资源及环境保护方面都具有深远意义。
1.2 开关电源
1.2.1 开关电源定义
开关电源是线性稳压电源的前身,其这一称谓的产生也是相对于线性稳压电压而来的。可以想象，开关电源应该就是在拓扑中半导体器件工作在开关状态的电源。如此，假如把四大类基本的电力电子电路(AC-DC拓扑、DC-AC拓扑、AC-AC拓扑、DC-DC拓扑)都看成电源电路，则所有的电力电子电路均可看成开关电源电路。但在实际当中，开关电源包含的范围比这个范围要小的多。
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