开关电源论文最终.doc

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1、开关稳压电源摘要：本设计应用隔离型回扫式DC-DC电源变换技术完成开关稳压电源的设计及制作。系统主要由整流滤波电路，DC-DC变换电路，单片机显示与控制电路三部分组成。开关电源的集成控制由脉宽调制控制芯片UC3843及相关电路完成，利用单片机进行D/A转换，完成对输出电压的键盘设定和步进调整，同时由单片机A/D采集数据利用数码管显示出输出电压和电流。系统具有输出电压可调范围宽、噪声纹波电压低和DC-DC变换效率高等特点。此外，该系统还具有过流保护功能，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态。关键字：DC-DC，整

2、流滤波，脉宽调制，A/D采集，D/A转换Abstract：ThestabilizedvoltageswitchingsupplyisdesignedandmanufacturedbyDC-DCpowertransferwithisolationandfeedback.Thesupplyincludesrectificationandfilteringcircuit,DC-DCtransferunit,controllercontrollingcircuitandliquidcrystaldisplaymodule.

3、TheswichingsupplyiscontrolledbypulsewidthmodulationICUC3843.Theoutputvoltagecanberegulatedstepbystepbyamicrocontroller,akeyandaD/Aconverter.TheoutputvoltageandcurrentoftheswitchingsupplyarecollectedbyaA/DconverteranddisplayedinNixietubes.Theswitchingsupplyhave

4、someadvantagesuchaswideoutputvoltage,lownoiseripple,hightransferefficiency.Inaddition,theswichingsupplycanrealizecurrentfoldback.Keyword：DC-DCtransfer,rectificationandfiltering,,microcontroller,A/Dcollectingdata，D/Aconverting一、方案论证图1为开关电源系统的结构图，从图中可以看出，系统分为三个部

5、分：电路电源、控制回路和显示设定部分。显示图1开关电源系统结构图61.DC-DC主回路拓扑结构主回路拓扑结构分为隔离式和非隔离式两种。非隔离式拓扑结构(图2所示)，只能获得低于输入电压的输出电压，而隔离式单端反激式拓朴结构(图3所示)的输入端与输出端电气不相通，通过脉冲变压器的磁偶合方式传递能量，确保当开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器付边不对负载供电，即原/付边交错通断。其优点就是路电结构简单，适用于200W以下的电源且多路输出交调特性相对较好。故我们讯用隔离式的拓扑结构。图2非隔离式拓扑结构图3隔离式单端

6、反激式拓朴结构2.控制方法及实现方案方案一：采用脉冲频率调制PFM(PulseFrequencyModulation)的控制方式，其特征是固定脉冲宽度，利用改变开关频率的方法来调节占空比。输出电压的调整范围大，但要求滤波电路必须在宽频带下工作。方案二：采用脉冲宽度调制PWM(PulseWildthModulation)的控制方式，其特征是固定开关的频率，通过改变脉冲宽度改变占空比,控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。基于上述考虑及题目的具体要求，我们选用PWM调制方式。3．提高效率的方法及实现方案针对于提高

7、效率的问题，我们想出了两种方案。方案一：降低开关变压器次级的输出整流管VD2的损耗，进而提高变换效率。可以选择肖特基二极管，其正向传输损耗低，而且不存在快回复整流管的反向回复损耗。方案二：使震荡器频率与开关变压器的频率相匹配，可以提高效率。采用RC震荡电路可以改变震荡频率，使之与开关变压器的频率相匹配，达到提高变换效率的目的。二、电路设计与参数计算1.主回路器件的选择及参数计算(1)开关电源集成控制器相比于其他芯片，UC3843外电路接线简单，所用元器件少，且性能优越，成本低，驱动电平非常适合于MOS场效应管。(2

8、)推动功率管选择推动电路选择功率MOSFET场效应管，因为功率晶体管是电流驱动，场效应管是电压驱动，而且开关速度快，对温度不敏感。本设计需输出的最大功率为90W左右，同时输入电压为18V左右，故本设计采用P60NF06型MOSFET场效应管。(3)开关变压器的设计开关变压器是一种以隔离方式传输能量的电抗器6，和功率MOSFET管串联而成。电流临界连续时原边电