小型开关电源设计报告

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1、设计内容与设计要求一.设计内容：1.分析开关电源的结构及功能2.介绍小型辅助开关电源设计要求和方案选择3.小型开关电源主电路设计(主电路的选用依据和原则,主电路的设计及分析,主开关的选用依据和原则,元器件定额及选型)4.小型开关电源控制电路设计及元器件选型5.小型开关电源变压器设计二、设计要求：1、思路清晰，给出整体设计和电路图；2、给出具体设计思路和电路；3、写出设计报告；22主要设计条件1.电机控制器中需要性能可靠的电源，否则弱电控制失效，强电设备将会损失严重。本设计性能可靠的小型开关电源，为电机控制器的弱电控

2、制部分提供辅助电源，辅助电源要求如下：输入电源是三相交流220VAC,50HZ,输出电压是直流电压±15.0V,0.1A;±12.0V,0.05A;+15.0V,0.2A;+5.0V,0.8A。2.提供设计要求,提供实验室.说明书格式1．课程设计封面；2．任务书；3．说明书目录；4．正文5．总结与体会；6.参考文献7、课程设计成绩评分表22进度安排1:课题内容介绍和查找资料；2:总体电路设计和分电路设计；3:写设计报告，打印相关图纸；4.答辩参考文献1、《电力电子技术》2.《现代逆变技术及其应用》3.《交流电机变频

3、调速技术》4.《电机控制》22目录第一章、分析开关电源的结构及功能21开关电源的功能22开关电源的结构23开关电源的工作原理3第二章、介绍小型开关电源设计要求和方案选择41设计要求42设计条件43方案选择4第三章、小型开关电源主电路设计41主电路及主开关的选用和原则42主电路的设计及分析53元器件定额及选型7第四章、小型开关电源控制电路设计及元器件选型91反馈电路92过压保护电路103功率管驱动电路11第五章、小型开关电源变压器设计11第六章、设计总电路图15第七章总结与体会16第八章参考文献及网页1722第一章、

4、分析开关电源的结构及功能1开关电源的功能开关电源输入端直接将交流电整流变成直流电，再在高频震荡电路的作用下，用开关管控制电流的通断，形成高频脉冲电流。在电感（高频变压器）的帮助下，输出稳定的低压直流电。由于变压器的磁芯大小与他的工作频率的平方成反比，频率越高铁心越小。这样就可以大大减小变压器，使电源减轻重量和体积。而且由于它直接控制直流，使这种电源的效率比线性电源高很多。这样就节省了能源，因此它受到人们的青睐。开关电源有好多优点，一是稳压范围宽，在一定范围内输出电压与输入电压变化无关，电源可以在80V－240都可以

5、正常工作，是其它方式电源无法比拟的。二是效率高，由于采用开关震荡工作方式，热损耗特别少，发热低。三是结构简单，相对于其它相同功率的电源，开关电源的体积与重量要少得多。因此，在众多的电子设备中，开关式电源已经是相当普遍。它的输出可分多组抽头，一般输出有5V、12V、14V、18V、26V、52V、115V、190V等。电视机、显示器、打印机等都用的是开关电源。 2开关电源的结构交流输入、直流输出的开关电源将交流电转化为直流电，其典型的能量变换过程如图1-1所示：工频交流整流直流高频高频交流变压高频交流高频脉冲直流滤波

6、直流电路逆变器整流器图1-1开关电源能量变换过程高频逆变-变压器-高频整流电路是开关电源的核心部分，电路采用的是隔离型直流-直流变流电路。针对不同的功率与输入电压，我们可以选取不同的电路。22整流电路普遍采用二级管构成桥式电路，直流侧采用大电容滤波，电路结构简单、工作可靠、成本低，效率比较高。3开关电源的工作原理开关电源是利用现代电力技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功

7、率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加

8、输出的电压值。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换