《高精度直流穩(wěn)壓電源》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文題目實用高精度直流穩(wěn)壓電源專業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)班級電子3102班姓名王耀林學(xué)號31310228指導(dǎo)教師鄭海霞二○一二年陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文1緒論隨著全球?qū)G色環(huán)保問題的不斷關(guān)注和開關(guān)電源在電氣電子各個領(lǐng)域中的優(yōu)良表現(xiàn),社會對其的需求量在不斷的加大,開關(guān)電源也因為其高效率、小體積、輕重量等多方面的優(yōu)勢在很多領(lǐng)域逐步取代了傳統(tǒng)的連續(xù)工作的線性電源，但同時人們對這種電源的效率、體積、重量、功率因素及可靠性等方面提出了更高的要求。目前，開關(guān)技術(shù)的研究熱點主要有新型高頻高功率半導(dǎo)體器件開發(fā)，

2、外圍新器件的開發(fā)，同步整流技術(shù)優(yōu)化，電磁兼容優(yōu)化，高性能數(shù)字控制，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和參數(shù)的最優(yōu)化，低電壓，大電流電源的開發(fā)等方面。隨著研究的不斷深入和電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，開關(guān)電源的工作頻率，效率將不斷提高，體積將不斷減小，性能將更加穩(wěn)定，品種也將越來越多。本文介紹了基于美國PI公司生產(chǎn)的單片開關(guān)電源芯片TOPSwitch系列設(shè)計的多輸出的AC/DC開關(guān)電源。設(shè)計電路選用TOPSwitch系列芯片的TOP244Y，該芯集成了PWM控制器、MOSFET功率開關(guān)管和欠電壓、過電壓等保護(hù)電路，芯片的開關(guān)頻率為132kHZ，最大占空比為78%。設(shè)計電路的開關(guān)電源輸出功率為25W時，實現(xiàn)了12V/

3、1.2A,5V/2A和30V/20mA三路直流電壓輸出，效率為80%以上。論文介紹了開關(guān)電源相關(guān)內(nèi)容，反激式開關(guān)電源的原理和應(yīng)用技術(shù)，為電路設(shè)計提供了理論指導(dǎo)，并且提出了反激式開關(guān)電源的設(shè)計規(guī)劃。仔細(xì)分析反激式開關(guān)電源之后，選擇了電路所需的元器件的型號和參數(shù)，最終完成電路圖的設(shè)計。最后使用芯片專屬的優(yōu)化設(shè)計軟件PIExpert對反激式開關(guān)電源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計結(jié)果為，優(yōu)化設(shè)計之前電源的效率為78%左右，實際輸出直流電壓的最大誤差為3.5%，經(jīng)過優(yōu)化之后最大誤差降為0.36%，且電源效率提高到90%以上。反激式開關(guān)電源的直流輸出回路接有EMI濾波器，有效地降低了開關(guān)電源的輸出紋波。2

4、陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文2方案論證2.1反激式開關(guān)電源介紹開關(guān)電源的基本組成如圖2.1所示，其中AC/DC變換器用以進(jìn)行功率變換，他是開關(guān)電源的核心部分；驅(qū)動器是開關(guān)信號放大部分，對來自信號源的開關(guān)信號進(jìn)行放大和整形，以適應(yīng)開關(guān)管的驅(qū)動要求；信號源產(chǎn)生控制信號，該信號有它激或自激電路產(chǎn)生；比較放大器對給定信號和輸出反饋信號進(jìn)行比較運算，控制開關(guān)信號的幅值、頻率和波形等，通過驅(qū)動器控制開關(guān)器件的占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。除此之外，開關(guān)電源還有輔助電路，包括啟動、過流過壓保護(hù)、輸入濾波、輸出采樣、功能指示等電路。開關(guān)2陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文電源典型結(jié)構(gòu)有串聯(lián)開關(guān)

5、電源結(jié)構(gòu)、并聯(lián)開關(guān)電源結(jié)構(gòu)、正激開關(guān)電源結(jié)構(gòu)、反激開關(guān)電源結(jié)構(gòu)、半橋開關(guān)電源結(jié)構(gòu)、全橋開關(guān)電源結(jié)構(gòu)等。這里重點介紹反激式開關(guān)電源結(jié)構(gòu)。圖2.1開關(guān)電源的基本組成反激式開關(guān)電源如圖2.2所示，當(dāng)功率開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，輸入端的電能以磁能的形式儲存在變壓器的初級線圈N1中，由于同名端的關(guān)系，次級側(cè)二極管V1不導(dǎo)通，負(fù)載沒有電流通過。當(dāng)功率開關(guān)管VT1斷開時，變壓器次級繞組開始為負(fù)載供電，二次側(cè)繞組和整流二極管構(gòu)成電流回路，同時完成了磁復(fù)位的功能。反激式開關(guān)電源輸出紋波電壓大，電壓和電流調(diào)整率低。要提高性能指標(biāo)，可以增大濾波電容或增加輔助LC濾波器，或者在二次側(cè)再串聯(lián)一個線性集成穩(wěn)壓器，

6、但是這樣勢必增大體積和成本，稍弱了本來具有的優(yōu)點。因此，單端反激式變換器多用于100W左右的小功率電源。2陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文圖2.2反激式開關(guān)電源原理圖2.2開關(guān)電源的芯片簡介2.2.1TOPSwitch-GX芯片的內(nèi)部工作原理簡介TOPSwitch系列單片機(jī)開關(guān)電源是美國功率集成公司于上世紀(jì)90年代中期推出的新型高頻開關(guān)電源，它是三端離線式PWM開關(guān)的英文縮寫（ThreeTerminalOffLinePWMSwitch）被譽為“頂級開關(guān)電源”。它的特點是將高頻開關(guān)電源中的PWM控制器和MOSFET功率開關(guān)管集成在同一芯片上，是一種二合一器件。TOPSwitch-GX是

7、該公司推出的第四代系列產(chǎn)品，除具備TOPSwitch-FX系列的全部優(yōu)點外，它還將最大輸出功率從75W提高到290W，適合構(gòu)成大中功率的高效率，隔離式開關(guān)電源；將開關(guān)頻率提高到132kHZ，有助于減小高頻變壓器及整個開關(guān)電源的體積，適合作為伺服電機(jī)控制板的板載電源的主控器件。當(dāng)開關(guān)電源負(fù)載很輕時，它能自動將開關(guān)頻率從132kHZ降低到30kHZ（在半頻模式下，則由66kHZ降到15kHZ）,這樣可降低開關(guān)損耗，進(jìn)一步提高電源效率，采用被稱作EcoSmart的節(jié)能新技術(shù)