高精度直流稳压电源

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1、陕西国防学院电子工程系毕业论文陕西国防工业职业技术学院毕业设计论文题目实用高精度直流稳压电源专业应用电子技术班级电子3102班姓名王耀林学号31310228指导教师郑海霞二○一二年陕西国防学院电子工程系毕业论文陕西国防学院电子工程系毕业论文1绪论随着全球对绿色环保问题的不断关注和开关电源在电气电子各个领域中的优良表现,社会对其的需求量在不断的加大,开关电源也因为其高效率、小体积、轻重量等多方面的优势在很多领域逐步取代了传统的连续工作的线性电源，但同时人们对这种电源的效率、体积、重量、功率因素及可靠性等方面提出了更高的要求。目前，开关技术的研究热点主要有新型高频高功率半导体器件开发，

2、外围新器件的开发，同步整流技术优化，电磁兼容优化，高性能数字控制，拓扑结构和参数的最优化，低电压，大电流电源的开发等方面。随着研究的不断深入和电力电子技术的迅速发展，开关电源的工作频率，效率将不断提高，体积将不断减小，性能将更加稳定，品种也将越来越多。本文介绍了基于美国PI公司生产的单片开关电源芯片TOPSwitch系列设计的多输出的AC/DC开关电源。设计电路选用TOPSwitch系列芯片的TOP244Y，该芯集成了PWM控制器、MOSFET功率开关管和欠电压、过电压等保护电路，芯片的开关频率为132kHZ，最大占空比为78%。设计电路的开关电源输出功率为25W时，实现了12V/

3、1.2A,5V/2A和30V/20mA三路直流电压输出，效率为80%以上。论文介绍了开关电源相关内容，反激式开关电源的原理和应用技术，为电路设计提供了理论指导，并且提出了反激式开关电源的设计规划。仔细分析反激式开关电源之后，选择了电路所需的元器件的型号和参数，最终完成电路图的设计。最后使用芯片专属的优化设计软件PIExpert对反激式开关电源进行优化设计。设计结果为，优化设计之前电源的效率为78%左右，实际输出直流电压的最大误差为3.5%，经过优化之后最大误差降为0.36%，且电源效率提高到90%以上。反激式开关电源的直流输出回路接有EMI滤波器，有效地降低了开关电源的输出纹波。2

4、陕西国防学院电子工程系毕业论文2方案论证2.1反激式开关电源介绍开关电源的基本组成如图2.1所示，其中AC/DC变换器用以进行功率变换，他是开关电源的核心部分；驱动器是开关信号放大部分，对来自信号源的开关信号进行放大和整形，以适应开关管的驱动要求；信号源产生控制信号，该信号有它激或自激电路产生；比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值、频率和波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到稳定输出电压值的目的。除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等电路。开关2陕西国防学院电子工程系毕业论文电源典型结构有串联开关

5、电源结构、并联开关电源结构、正激开关电源结构、反激开关电源结构、半桥开关电源结构、全桥开关电源结构等。这里重点介绍反激式开关电源结构。图2.1开关电源的基本组成反激式开关电源如图2.2所示，当功率开关管VT1导通时，输入端的电能以磁能的形式储存在变压器的初级线圈N1中，由于同名端的关系，次级侧二极管V1不导通，负载没有电流通过。当功率开关管VT1断开时，变压器次级绕组开始为负载供电，二次侧绕组和整流二极管构成电流回路，同时完成了磁复位的功能。反激式开关电源输出纹波电压大，电压和电流调整率低。要提高性能指标，可以增大滤波电容或增加辅助LC滤波器，或者在二次侧再串联一个线性集成稳压器，

6、但是这样势必增大体积和成本，稍弱了本来具有的优点。因此，单端反激式变换器多用于100W左右的小功率电源。2陕西国防学院电子工程系毕业论文图2.2反激式开关电源原理图2.2开关电源的芯片简介2.2.1TOPSwitch-GX芯片的内部工作原理简介TOPSwitch系列单片机开关电源是美国功率集成公司于上世纪90年代中期推出的新型高频开关电源，它是三端离线式PWM开关的英文缩写（ThreeTerminalOffLinePWMSwitch）被誉为“顶级开关电源”。它的特点是将高频开关电源中的PWM控制器和MOSFET功率开关管集成在同一芯片上，是一种二合一器件。TOPSwitch-GX是

7、该公司推出的第四代系列产品，除具备TOPSwitch-FX系列的全部优点外，它还将最大输出功率从75W提高到290W，适合构成大中功率的高效率，隔离式开关电源；将开关频率提高到132kHZ，有助于减小高频变压器及整个开关电源的体积，适合作为伺服电机控制板的板载电源的主控器件。当开关电源负载很轻时，它能自动将开关频率从132kHZ降低到30kHZ（在半频模式下，则由66kHZ降到15kHZ）,这样可降低开关损耗，进一步提高电源效率，采用被称作EcoSmart的节能新技术