12届毕业设计参考-电专

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1、30A/13.8V开关电源的制作目录1引言12开关电源概述32.1开关电源工作原理32.2开关电源的分类32.3开关电源的组成42.4开关电源的控制方式52.5开关电源的特点53开关电源中的主要器件与变换电路介绍73.1功率开关器件73.1.1电力晶体管(GTR)73.1.2功率开关MOSFET73.1.3绝缘门极晶体管IGBT83.2电力二极管83.3开关变换电路93.3.1推挽式变换电路93.3.2半桥式变换电路103.3.3全桥式变换电路103.3.4开关变换电路的比较与选择114控制器件介绍134.1TL494主要特性134.2TL494工作原理简述144.3TL494内

2、部电路结构144.4TL494的各脚功能及参数154.5TL494脉冲控制波形图164.6TL494构成的PWM控制器电路175开关电源电路的设计与分析195.1整体电路的设计195.2输入电路的设计195.3功率变换电路的设计205.4控制电路的设计225.5驱动电路的设计235.6输出电路的设计245.7保护电路的设计256硬件检测287结论30谢辞31参考文献32附录33附录一：原件清单33附录二：开关电源原理图34外文资料35唐山学院毕业设计1引言性能优良的电源是电子设备安全稳定运行的前提保障，相对于常规的线性电源，开关电源具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点，随着

3、科学技术的发展和开关器件的不断开发研究，开关电源技术获得了很大发展。80年代计算机率先完成电源换代，全面实现了开关电源化，进入90年代后，许多领域开始应用开关电源，如邮电通信、军事设备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等[2]。随着开关电源取得的效益日益明显，这更进一步促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源的广泛应用不仅为国家节省了大量资源、空间，还使电能利用率有了显著提高。目前国内能够自主研发生产开关电源的厂家已有300多家，其中具有一定规模的有十多家。国产的开关电源已经占据了相当市场，更可喜的是一些大公司如中兴通讯自主研发的开关电源已经获得了广泛认同，在市场中颇具竞争力

4、，并开始部分外销，这说明中国在开关电源领域已经有了一定的市场地位。在看到成绩的同时，我们还要清楚的认识到不足和差距。国内对开关电源的研究起步较晚。一些国外的大公司，比如美国的IR公司从70年代左右就已经开始了对开关电源的研究，这些大公司目前的技术已经相当的成熟了，比如在开关管方面，美国IR公司最新研发的一种新型IGBT开关管，其沟槽(Trench)原胞密度已达每平方英寸1.12亿个，通态电阻R可达3毫欧，这是目前世界最高水平。我们国内的开关电源要想赶超世界水平还有很长的一段路要走。当前，计算机、自控、信息处理等行业，信息处理的速度越来越快，供电电压一再下降，而供电电流越来越大，这

5、就对开关电源提出了更新更高的要求，因此必须采用新的器件，研究新的电路，使用新的电磁材料和新的生产工艺以满足现在电子设备对电源要求[3]。开关电源的核心元件是高频功率开关管和高频变压器，功率变化电路也就是高频变换电路形式很多,目前常用的变换电路有推挽式变换电路，全桥变换电路，半桥变换电路，单端正激和单端反激变换电路等形式。本设计是一种基于电压型PWM变换技术和半桥式变换电路的开关稳压电源，它的原理是通过用集成双路驱动控制芯片——TL494输的PWM脉冲控制功率开关管的导通和关断来实现控制直流输出的目的。本设计给出了开关稳压电源的详细电路图，并且各部分电路都附有详细的分析，说明了各部

6、分电路的工作原理。本设计所完成的开关电源是为无线电通信设备供电，业余电台如果采用交流电网供电，少不了电源变换设备。由于开关电源具有体积小、重量轻的优点，使它得到了很多无线电爱好者的青睐。但是开关电源中几十千赫的开关方波电流含有大量的高次谐波，这些谐波经常会对临近的或者同一电网上的无线电接收设备产生干扰。33唐山学院毕业设计在无线电通讯中，VHF/UHF频段通讯主要使用FM模式，只要干扰信号比有用信号幅度小，影响相对小些。因此开关电源能够胜任VHF/UHF段的通信需求。33唐山学院毕业设计2开关电源概述2.1开关电源工作原理开关电源工作原理如图2-1所示。图2-1开关电源工作原理图

7、开关S以一定的时间间隔重复的接通和断开，当开关S接通时，输入电源Ui通过开关S和电感L滤波电路提供给负载，在整个开通时间内，电源Ui向负载提供能量，同时电感L储存能量；当开关S断开时，储存在电感L中的能量通过二极管VD释放，传送给负载，当电感足够大时，就能给负载提供连续而稳定的能量。负载电压Uo可表示为：(2-1)式中，TON为开关每次接通时间，T为开关接通关断的工作周期(T=TON+TOFF)。由公式(2-1)可知，改变开关S的开通关断的时间比例，就能改变输出Uo的电压值，也就