开关电源的原理与设计

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1、开关电源的原理与设计摘要随着电力电子技术的发展和新型功率元器件的不断出现，开关电源技术得到了飞速的发展，在计算机、通讯、电力、家用电器、航空航天等领域得到广泛应用，取得了显著的成果。本论文是通过用电源控制芯片M51995AFP设计并制作一种开关电源，该开关电源是通过PWM技术控制开关的占空比来调整输出电压的，以达到稳定输出的目的。论文主要完成的内容有：(1)根据设计需要选择开关电源电路；(2)设计输入整流滤波电路，并确定相关器件参数；(3)基于M51995AFP对开关电源的控制核心部分进行设计；(4)设计输出整流滤波电路，并确定相关器件参数；(5)设计电压反馈电路；

2、(6)通过实验和计算对设计中的数据进行验证。本论文对开关电源的滤波、整流、反馈电路等分别作了细致的研究工作，通过实验和计算，掌握了开关电源设计的核心技术，并对设计过程进行了详尽的阐述。关键词：开关电源；占空比；PWMIAbstractWiththedevelopmentoftheelectronictechnologyandtheemergingofnewpowercomponents,switchingpowersupplyhasbeenwidelyusedincomputer,communications,electricity,homeappliancesan

3、daerospacefields,achievingremarkableresults.ThepurposeofthispapersistodesignandmakeaswitchingpowersupplybasedoncontrolchipM51995AFPandPWMControl.ThisswitchingpowersupplycouldadjusttheoutputvoltagebyusingthedutycycleofPWMControl.Stableoutputpurposescouldbeattained.Themaincontentofthepap

4、ersare:(1)Chooseswitchingpowersupplycircuitbasedontherequirement;(2)Designinputrectifierfiltercircuitandidentifytherelevantdeviceparameters;(3)DesignthecorecontrolpartsofswitchingpowersupplybasedonM51995AFP;(4)Designrectifieroutputfiltercircuitandestablishtherelevantdeviceparameters;(5

5、)Designvoltagefeedbackcircuit;⑹Validatedataofthedesigningbyadoptionofexperimentalandcomputations.Inthethesisztheswitchingpowersupplyfiltering,rectifierandthefeedbackcircuitarestudiedindetails.Themaintechnologyofdesigningswitchingpowersupplyisobtainedbyexperimentsandcalculations.Thedesi

6、gnprocessisspecifiedalso.Keywords:SwitchingPowerSupply;Dutycycle;PWM按照电子理论，所谓AC/DC就是交流转换为直流；AC/AC称为交流转换为交流，即为改变频率；DC/AC称为逆变；DC/DC为直流变交流后再变直流。为了达到转换的目的，电源变换的方法是多样的。自20世纪60年代，人们研发出了二极管、三极管半导体器件后，就用半导体器件进行转换。所以，凡是用半导体功率器件作开关，将一种电源形态转换成另一种形态的电路，叫做幵关变换电路。在转换时，以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源(Swi

7、tchingPowerSupply)[1]。开关电源在转换过程中，用高频变压器隔离称之为离线式开关变换器(Off-lineSwitchingCpnwerter),常用的AC/DC变换器就是离线成变换器。开关电源通常由六大部分组成，如图1-1所示。II1-1开关电源工作原理框图第一部分是输入电路，它包含冇低通滤波和一次整流环节。220V交流电直接经低通滤波和桥式整流后得到未稳压的直流电压Vi,此电压送到第二部分进行功率因数校正，其目的是提高功率因数，它的形式是保持输入电流与输入电压同相。功率因数校正的方法有无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。所谓有源功率因数校