开关电源报告电压v功率w

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1、目录1、设计内容和要求11.1应用背景11.2设计口的11.3任务要求11・4方案选择12、设计概述32.1开关电源的特点42.2设计流程图43、设计过程83.1确定总体设计方案，选择反馈电路类型83・2选择TOPswitch片83.3高频变压器的设计133.4选择外围元件屮的关键元件确定反馈电路类型154、设计小结205、参考文献21附录1：元器件清单22附录2：计算参数表23附录3：电路图261•设计内容和要求1.1应用背景电源及能否安全可靠地工作。目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类。是各种电了设备不可或缺的组成部分，其

2、性能优劣直接关系到电了设备的技术指标。线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源，其稳压性能好，输出纹波电压很小,但它必须使用笨重的工频变压器与电网进行隔离，并且调整管的功率损耗较大，致使电源的体积和重量大、效率低。开关电源SMPS(SwitchModePowerSupply)被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。开关屯源内部关键元器件工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，电源效率可达70%—90%,比普通线性稳压电源提高近一倍。开关电源亦称无工频变压器的电源，它是利用体积很小的高频变压器来实现电压变换及电

3、网隔离的，不仅能去掉笨重的工频变压器，还可采用体积较小的滤波元件和散热器，这就为研究与开发高效率、高密度、高可靠性、体积小、重量轻的开关电源奠定了基础。1.2设计目的电力电子课程设计是一门实践性很强的实践教学课。通过对单片开关电源设计，使学生初具查阅资料，掌握TOP系列的选型，外围关键器件的计算和选择,绘图等工程能力。1・3任务要求初步掌握单片开关电源的设计能力。TOP系列的选型，反馈电路类型，滤波环节设计，TVS管钳位电路设计，最大占空比DMAX选择，根据电源容量选择合适的三端集成芯片，计算并设计反激式高频变压器，选用合适的铁氧体磁芯和

4、漆包线线径，并确定绕制方法。根据负载要求确定合适的反馈电路类型和滤波环节原件参数。线性光耦选择，列写元器件采购清单等。1・4方案选择三种基本的隔离开关屯源：反激型变换器，正激型变换器，桥式变换器。三者之间的比较如下表1-1所示。表1-1电路优点缺点功率范围正激电路较简单，成本较低，可靠性高，驱动电路简单。变压器单向励磁，利用率低。几百W—几KW反激电路罪常简单，成木很低，可靠性高，驱动电路简单。难以达到较人的功率，变压器单向励磁，利用率低。几W—几-1-w金桥变压器双向励磁，容易达到大功率。结构复杂，成本高，有直通问题，可靠性低，需要复杂

5、的多组隔离驱动电路。几百W—几百KW此次设计为输出电压为10V,电流为6A,综上所述，选择反激变换器。2.设计概述2.1开关电源的特点⑴TOPSwich-n系列的产品，其内部主耍包括振荡器、误差放大器、脉宽调制器、门电路、高压功率开关管（MOSFET）、偏置电路、过流保护电路、过热保护及上电复位电路、关断/自动重启动电路、高压电流源。如下图所示：高压电流源图2-1TOPswitch-II内部电路框图图2-1中，ZC为控制端的动态阻抗，RFB是误差电压检测电阻。RA与CA构成截止频率为7kHz的低通滤波器。它通过高频变压器使输出端与电网完全

6、隔离，使用安全可靠。它属于漏极开路输出的电流控制型开关电源。由于采用CMOS电源，使器件功耗显著降低。⑵只有三个引出端：控制端C、源极S、漏极D,可同三端线性稳压器相媲美,能以最简单的方式构成无工频变压器的反激式开关电源。为完成多种控制、偏置及保护功能，C、D均属多功能引出端，实现了一脚多用。以控制端为例，它具有三项功能：①该端电压VC为片内并联调整器和门张动级提供偏压；②该端电流1C能调节占空比；③该端还作为电源支路与自动重启动/补偿电容的连接点，通过外接旁路电容來决定门动重启动的频率，并对控制回路进行补偿。控制电压UC的典型值应为5.

7、7V,极限电压UCM二9V,控制端最大允许电流ICM=lOOmAo⑶输入交流电压的范围极宽。作固定电压输入吋可选110V/115V/230V交流电，允许变化±15%。若配85〜265V宽范围变化的交流电，最大输出功率要降低40%o开关电源的输入频率范围是47〜440Hzo⑷开关电源典型值为lOOkllz,占空比调节范围是1.7%〜67%,电源效率为80%左右，最高可达到90%,比线性集成稳压电源提高近一倍。其工作温度范围是0〜70°C,芯片的最高结温TJM二135°C。⑸TOPSwich—II的基本工作原理是利用反馈电流IC来调节占空比D

8、,达到稳压的目的。⑹外围电路简单，成木低廉。外部仅需接整流滤波器、高频变压器、初级保护电路、反馈电路和输出电路。采用此类芯片还能降低开关电源产生的电磁干扰。2.2设计流程图确定基本参数;Umi