一個開關電源的設計,一個,開關電源,設計 畢業(yè)設計開題報告 課題名稱: 開關電源的設計 系 別 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導教師 畢業(yè)設計開題報告 題目：開關電源的設計 1． 摘要 近年來隨著計算機在社會領域的滲透,電源芯片的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的電源芯片應用系統(tǒng)中，電源芯片往往是作為一個核心部件來使用，僅電源芯片方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，以作完善。 隨著數(shù)字技術，特別是計算機技術的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)代控制、通信及檢測領域中，對信號的處理廣泛采用了數(shù)字計算機技術。由于系統(tǒng)的實際處理對象往往都是一些模擬量（如溫度、壓力、位移、圖像等），要使計算機或數(shù)字儀表能識別和處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉換成數(shù)字信號；而經計算機分析、處理后輸出的數(shù)字量往往也需要將其轉換成為相應的模擬信號才能為執(zhí)行機構所接收。這樣，就需要一種能在模擬信號與數(shù)字信號之間起橋梁作用的電路——模數(shù)轉換電路和數(shù)模轉換電路。通過對電源芯片接口我們可以將這些線路進行有效利用起來，本設計最后通過5V,12V,100V的電源來說明一下用途。 在基本電路設計方面，說明電路重要性，然后分別介紹小濾波電路、啟動電路、以及在電路中所利用的重要接口作說明，從而過渡到電源芯片接口上；在電源芯片應用系統(tǒng)的接口技術，介紹UC3842的單緩沖和雙緩沖接口及他們的應用，最后對這兩個的典型應用TL431芯片與PC817的接口比較。 綜上所述，本設計按照任務書要求，主要從介紹電源芯片基本電路設計、接口技術的發(fā)展和應用，最后對電源芯片開發(fā)設計及應用—5V,12V,100V的電源設計這些方面來進行的；而且在設計時充分考慮到各種可能的因素。 Abstract Inrecentyears,withcomputerpenetrationinthesocialsphere,powerchipapplicationsarecontinuouslydeepening,andleadthetraditionalcontroloftheCrescentbenefitsupdates.Inthereal-timedetectionandcontrolofpowerchipapplications,thepowerchipsareoftenasacorecomponenttouseonlypowerchipsknowledgeisnotenough,andalsoonspecifichardwarestructure,aswellasspecificcharacteristicsofthetargetapplicationsoftwareintegrationtobeperfect. Withdigitaltechnology,especiallycomputertechnologyandtherapiddevelopmentofuniversal,inthemoderncontrol,communicationsanddetectioninthefieldofsignalprocessingiswidelyuseddigitalcomputertechnology.Becausetheactualobjectsareoftendealingwithsomeanalog(suchastemperature,pressure,displacement,image,etc.),toacomputerordigitalinstrumenttoidentifyanddealwiththesesignals,theymustfirstbeconvertedintodigitalanalogsignal,andtheComputeranalysis,processingbeforeexportvolumefiguresoftenneedtobeconvertedintocorrespondinganalogsignalscanbereceivedbytheagenciesfortheimplementation.Inthisway,theneedforasignalintheanaloganddigitalsignalfromtheroleofabridgebetweenthecircuit-analog-digitalconversioncircuitsandato-analogconvertercircuit.ThroughthePowerchipinterfacewewillbeabletoeffectivelyusetheselines,andthefinaldesignofthe5V,12V,100Vpowersupplytoillustratethisuse. Inthebasiccircuitdesign,theimportanceofthecircuit,andthenintroducedonthefiltercircuit,thestartcircuitry,aswellasbytheuseofthecircuitinanimportantinterfaceforillustration,thetransitiontoapowerchipinterface;applicationinthepowersysteminterfacechip,introducedUC3842single-anddouble-bufferandbufferinterfacetheirapplications,thesetwofinalTypicalapplicationsTL431interfacechipandPC817comparison. Tosumup,inaccordancewiththemandateofthedesignrequirements,mainlyfrompowerchiponthebasiccircuitdesign,interfacetechnologydevelopmentandapplication,thefinaldesignofthepowerchipdevelopmentandapplicationof-5V,12V,100Vpowersupplyintheseareastocarryoutdesign;inthedesignandfullytakenintoaccountallpossiblefactors. 2． 開關電源的發(fā)展狀況： 開關穩(wěn)壓電源(以下簡稱開關電源)問世后，在很多領域逐步取代了線性穩(wěn)壓電源和晶閘管相控電源。早期出現(xiàn)的是串聯(lián)型開關電源，其主電路拓撲與線性電源相仿，但功率晶體管工作于開關狀態(tài)。隨著脈寬調制(PWM)技術的發(fā)展，PWM開關電源問世，它的特點是用20kHz的載波進行脈沖寬度調制，電源的效率可達65%~70%，而線性電源的效率只有30％~40％。因此，用工作頻率為20kHz的PWM開關電源替代線性電源，可大幅度節(jié)約能源，從而引起了人們的廣泛關注，在電源技術發(fā)展史上被譽為20kHz革命。隨著超大規(guī)模集成(ultra-large-scale-integrated-ULSI)芯片尺寸的不斷減小，電源的尺寸與微處理器相比要大得多；而航天、潛艇、軍用開關電源以及用電池的便攜式電子設備(如手提計算機、移動電話等)更需要小型化、輕量化的電源。因此，對開關電源提出了小型輕量要求，包括磁性元件和電容的體積重量也要小。此外，還要求開關電源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。這一切高新要求便促進了開關電源的不斷發(fā)展和進步。 開關電源的三個重要發(fā)展階段 40多年來，開關電源經歷了三個重要發(fā)展階段。 第一個階段是功率半導體器件從雙極型器件(BPT、SCR、GT0)發(fā)展為MOS型器件(功率MOS-FET、IGBT、IGCT等)，使電力電子系統(tǒng)有可能實現(xiàn)高頻化，并大幅度降低導通損耗，電路也更為簡單。 第二個階段自20世紀80年代開始，高頻化和軟開關技術的研究開發(fā)，使功率變換器性能更好、重量更輕、尺寸更小。高頻化和軟開關技術是過去20年國際電力電子界研究的熱點之一。 第三個階段從20世紀90年代中期開始，集成電力電子系統(tǒng)和集成電力電子模塊(IPEM)技術開始發(fā)展，它是當今國際電力電子界亟待解決的新問題之一。 采樣電路 比較放大 基準電源 V/F轉換 震蕩器 基極驅動 開關器件 變壓器 整流 濾波 保護電路 功率因素校正 濾波 整流 浪涌抑制 輸入電路 變換電路 輸出電路 控制電路 3． 開關電源原理方框圖： PM電路控器（PFM） 圖3.1開關電源的基本結構圖 4． 文獻綜述： [1]汪德彪、郭杰.MCS-51單片機原理及接口技術.北京：電子工業(yè)出版社，2003.8 [2]王港元.電子技能基礎.四川：四川大學出版社，2001.9 [3]李東生.Protel99SE電路設計技術入門及應用[P].電子工業(yè)出版社2002.2 [4]謝自美.電子線路設計、實驗、測試[M].武漢：華中科技大學出版社，2000. [5]張鳳言.電子電路基礎[M].北京：高等教育出版社，1995. [6]江曉安、董秀峰.模擬電子技術[P].西安：西安電子科技大學出版社，2002.5 [7]汪國強.現(xiàn)代數(shù)字邏輯電路.北京：電子工業(yè)出版社，2003.6 [9]陳國呈.PWM變頻調速及軟開關電力變換技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001. 指導教師意見： 指導教師： 年 月 日 系意見： 蓋章 年 月 日