课程设计--开关电源

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1、目录摘要11绪论21.1开关电源技术发展方向31.2研究的目的及意义31.2.1课题研究的目的31.2.2课题研究的意义41.3高频开关电源的发展情况41.3.1开关电源的发展情况41.3.2高频开关电源的主要新技术标志41.4开关电源原理62高频开关电源的总体设计72.1主电路的选择72.2控制电路的选择82.2.1芯片控制电路分析82.3电流工作模式的方案选择82.3.1电流断续模式分析82.4综合结构电路图分析93开关电源主电路设计113.1单端反激式变换器电路的工作原理123.2开关晶体管

2、的设计133.3变压器绕组的设计153.4输出滤波电容器的选择164开关电源控制电路设计174.1芯片简介174.1.1芯片原理174.1.2UC3842 内部工作原理简介174.2工作描述184.3UC3842电压反馈电路214.4UC3842电流反馈闭环电路224.5开关电源自供电电路234.6UC3842外围控制电路235仿真电路调试245.1输入电压波形245.2UC3842输出脉冲电压245.3输出电压波形255.4输出电流波形256总结25参考文献26附录Ⅰ27摘要随着开关电源在计算机

3、、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用,人们对其需求量日益增长,并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨重的线性电源。电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。开关电源的高频变

4、换电路形式很多,常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。本论文是基于芯片UC3842的小功率高频开关电源系统设计。关键词：开关电源单端自供电反激式变压器隔离UC3842271绪论1.1开关电源技术发展方向随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，特别是微处理器和半导体存储器的开发利用，孕育了电子系统的新一代产品。显然，那种体积大而笨重的使用工频变压器的线性调节稳压电源已经过时。取而代之的是小型化、重量轻、效率高的隔离式开关电源。开关电源技术发展趋势可以归纳以下几点：①小型化、薄型

5、化、轻量化、高频化：开关电源的主要发展方向。②高可靠性及高效率：提高可靠性，提高集成度，增加保护功能，拓宽输入电压范围，提高平均无故障时间。③低噪声：随着频率提高，开关电源的噪声随之增大，降低噪声也是高频开关电源的研究方向。④电源系统的管理和控制：应用微处理器和计算机集中控制和管理电源系统，可以及时反映开关电源环境的各种变化。用中央处理单元实现智能控制，可自动诊断故障，减少维护工作量，确保开关电源正常工作。⑤计算机辅助设计：用计算机软件对开关电源进行CAD设计和模拟试验，十分有效，是最为快速经济的

6、方法。常用的软件有Pspice、Saber、Multisim。隔离式开关电源的核心是一种高频电源变换电路。它使交流电源高效率地产生一路或多路经调整的稳定直流电压。变压器隔离结构原因：1.输出端与输入端之间需要隔离。2.变压器可以同时输出多组不同数值电压，只需要改变变压器匝数比和漆包线截面积的大小即可，因此改变输出电压和输出电流很容易。3.变压器初、次级互相隔离，不需要共用一个地。因此，也有人把开关电压称为离线式开关典雅。这里的离线并非指不需要输入电源，而是指输入与输出电源之间没有导线相互连接，而完

7、全由磁场耦合来传输能量。271.开关电源采用变压器对输入/输出进行电气隔离的最大好处是提高设备的绝缘强度，降低安全风险，同时可以减轻EMI干扰，并且还容易进行功率匹配。2.交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和质量；而且工作频率高于200kHz这一人耳朵的极限，可以避免变压器和电感产生噪声。1.2研究的目的及意义1.2.1课题研究的目的电源是各种电子设备中必不可少的一种电子设备，是各种用电设备所需要的各种电压和电流的源泉，有了电源才嫩正常供应，才谈的上用电设备的正常

8、工作，因此学习电源的相关知识是掌握各种电子设备和用电设备的使用必修课。本论文的目的就是查阅相关资料，掌握开关电源的内部结构，学习怎样设计小功率开关电源的方法，这以后从事相关事业打下基础，开阔视野，从而提高自身的能力。1.2.2课题研究的意义课题研究的意义在于：当代许多高新技术均与电源的电压、电流、频率、相位和波形等基本技术参数的变换和控制相关，电源技术能够实现对这些参数的精确控制和高效率的处理，因此，电源技术不但本身是一种高新技术，而且还是其评它多项高新技术的发展基础。电源技术及其