直流开关稳压电源毕业论文

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1、2008～2009学年第二学期毕业设计（论文）课题直流开关稳压电源姓名系部电子与计算机系专业应用电子班级07应电1班学号073210122指导教师杨凡25摘要稳压电源就是其输出电压相对稳定，它与人们的日常生活密切相关,也称为稳定电源、稳压器等。随着电子技术发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，对稳压电源的要求更加灵活多样。电子设备的小型化和低成本化，使稳压电源朝轻、薄、小和高效率的方向发展。设计上，稳压电源也从传统的晶体管串联调整稳压电源向高效率、体积小、重量轻的开关型稳压电源迅速发展。本文中设计的直流稳压电源电路采用脉冲宽度调制型（PWM）即开关工作频率保

2、持不变，控制导通脉冲的宽度；开关型稳压电路中的调整管工作在开关状态，可以通过改变调整管导通与截止时间的比例来改变输出电压的大小。当调整管饱和导通时，虽然流过较大的电流，但饱和管压降很小；当调整管截止时，管子将承受较高的电压，但流过的电流基本等于零。可见，工作在开关状态调整管的功耗很小，因此，开关型稳压电路的效率较高，一般课达65%-90%。同时本文还采用恒压差控制，其中接有软启动电路，在开关机时，对产生过冲现象有相当大程度的抑制。同时通过控制DC-DC变换的脉宽，可实现过热、过流保护。关键词：脉宽调制开关管滤波电容25目录摘要I第一章稳压电源11.1稳压电源简介11.2稳压电源技术

3、的亮点1第二章直流稳压电源的分类42.1线性稳压电源42.2开关型稳压电源5第三章稳压电源电路设计83.1整流电路83.1.1半波整流电路83.1.2全波整流电路83.1.3桥式整流93.2滤波电路93.2.1电容滤波电路93.2.2电感滤波电路113.3控制电路设计113.3.1主要特征及工作原理113.3.2TL494的性能测试143.3.3TL494管脚配置及其功能153.3.4TL494的应用15第四章直流稳压电源的保护技术174.1极性保护174.2程序保护174.3过电流保护184.4过电压保护19第五章稳压电源的主要技术指标225.1特性指标225.2质量指标22第六

4、章恒压差控制236.1同步跟踪法的机理236.2参数计算23总结25参考文献2625第一章稳压电源1.1稳压电源简介稳压电源问世后，在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。早期出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态。随着脉宽调制（PWM）技术的发展，PWM开关电源问世，它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制，电源的效率可达65%～70%，而线性电源的效率只有30％～40％。因此，用工作频率为20kHz的PWM开关电源替代线性电源，可大幅度节约能源，从而引起了人们的广泛关注，在电源技术发展史上被誉为20kHz革命。随着超大规模集

5、成芯片尺寸的不断减小，电源的尺寸与微处理器相比要大得多；而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备（如手提计算机、移动电话等）更需要小型化、轻量化的电源。因此，对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量也要小。此外，还要求开关电源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。这一切高新要求便促进了开关稳压电源的不断发展和进步。1.2稳压电源技术的亮点（1）稳压电源功率密度提高开关电源的功率密度，使之小型化、轻量化，是人们不断追求的目标。这对便携式电子设备（如移动电话，数字相机等）尤为重要。使开关电源小型化的具体办法有以下几种。一是高频化。为了实现电源高功率密度，必须

6、提高PWM变换器的工作频率、从而减小电路中储能元件的体积重量。二是应用压电变压器。应用压电变压器可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度。压电变压器利用压电陶瓷材料特有的“电压-振动”变换和“振动-电压”变换的性质传送能量，其等效电路如同一个串并联谐振电路，是功率变换领域的研究热点之一。三是采用新型电容器。为了减小电力电子设备的体积和重量，须设法改进电容器的性能，提高能量密度，并研究开发适合于电力电子及电源系统用的新型电容器，要求电容量大、等效串联电阻（ESR）小、体积小等。25（2）高频磁性元件电源系统中应用大量磁元件，高频磁元件的材料、结构和性能都不同于工频磁元件，有许多问

7、题需要研究。对高频磁元件所用的磁性材料，要求其损耗小、散热性能好、磁性能优越。适用于兆赫级频率的磁性材料为人们所关注，纳米结晶软磁材料也已开发应用。（3）软开关技术高频化以后，为了提高开关电源的效率，必须开发和应用软开关技术。它是过去几十年国际电源界的一个研究热点。PWM开关电源按硬开关模式工作（开／关过程中电压下降／上升和电流上升／下降波形有交叠），因而开关损耗大。高频化虽可以缩小体积重量，但开关损耗却更大了。为此，必须研究开关电压／电流波形不交叠的技术，即所谓零电