小型開關(guān)電源設(shè)計報告

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1、設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計要求一.設(shè)計內(nèi)容：1.分析開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)及功能2.介紹小型輔助開關(guān)電源設(shè)計要求和方案選擇3.小型開關(guān)電源主電路設(shè)計(主電路的選用依據(jù)和原則,主電路的設(shè)計及分析,主開關(guān)的選用依據(jù)和原則,元器件定額及選型)4.小型開關(guān)電源控制電路設(shè)計及元器件選型5.小型開關(guān)電源變壓器設(shè)計二、設(shè)計要求：1、思路清晰，給出整體設(shè)計和電路圖；2、給出具體設(shè)計思路和電路；3、寫出設(shè)計報告；22主要設(shè)計條件1.電機(jī)控制器中需要性能可靠的電源，否則弱電控制失效，強(qiáng)電設(shè)備將會損失嚴(yán)重。本設(shè)計性能可靠的小型開關(guān)電源，為電機(jī)控制器的弱電控

2、制部分提供輔助電源，輔助電源要求如下：輸入電源是三相交流220VAC,50HZ,輸出電壓是直流電壓±15.0V,0.1A;±12.0V,0.05A;+15.0V,0.2A;+5.0V,0.8A。2.提供設(shè)計要求,提供實驗室.說明書格式1．課程設(shè)計封面；2．任務(wù)書；3．說明書目錄；4．正文5．總結(jié)與體會；6.參考文獻(xiàn)7、課程設(shè)計成績評分表22進(jìn)度安排1:課題內(nèi)容介紹和查找資料；2:總體電路設(shè)計和分電路設(shè)計；3:寫設(shè)計報告，打印相關(guān)圖紙；4.答辯參考文獻(xiàn)1、《電力電子技術(shù)》2.《現(xiàn)代逆變技術(shù)及其應(yīng)用》3.《交流電機(jī)變頻

3、調(diào)速技術(shù)》4.《電機(jī)控制》22目錄第一章、分析開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)及功能21開關(guān)電源的功能22開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)23開關(guān)電源的工作原理3第二章、介紹小型開關(guān)電源設(shè)計要求和方案選擇41設(shè)計要求42設(shè)計條件43方案選擇4第三章、小型開關(guān)電源主電路設(shè)計41主電路及主開關(guān)的選用和原則42主電路的設(shè)計及分析53元器件定額及選型7第四章、小型開關(guān)電源控制電路設(shè)計及元器件選型91反饋電路92過壓保護(hù)電路103功率管驅(qū)動電路11第五章、小型開關(guān)電源變壓器設(shè)計11第六章、設(shè)計總電路圖15第七章總結(jié)與體會16第八章參考文獻(xiàn)及網(wǎng)頁1722第一章、

4、分析開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)及功能1開關(guān)電源的功能開關(guān)電源輸入端直接將交流電整流變成直流電，再在高頻震蕩電路的作用下，用開關(guān)管控制電流的通斷，形成高頻脈沖電流。在電感（高頻變壓器）的幫助下，輸出穩(wěn)定的低壓直流電。由于變壓器的磁芯大小與他的工作頻率的平方成反比，頻率越高鐵心越小。這樣就可以大大減小變壓器，使電源減輕重量和體積。而且由于它直接控制直流，使這種電源的效率比線性電源高很多。這樣就節(jié)省了能源，因此它受到人們的青睞。開關(guān)電源有好多優(yōu)點，一是穩(wěn)壓范圍寬，在一定范圍內(nèi)輸出電壓與輸入電壓變化無關(guān)，電源可以在80V－240都可以

5、正常工作，是其它方式電源無法比擬的。二是效率高，由于采用開關(guān)震蕩工作方式，熱損耗特別少，發(fā)熱低。三是結(jié)構(gòu)簡單，相對于其它相同功率的電源，開關(guān)電源的體積與重量要少得多。因此，在眾多的電子設(shè)備中，開關(guān)式電源已經(jīng)是相當(dāng)普遍。它的輸出可分多組抽頭，一般輸出有5V、12V、14V、18V、26V、52V、115V、190V等。電視機(jī)、顯示器、打印機(jī)等都用的是開關(guān)電源。?2開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)交流輸入、直流輸出的開關(guān)電源將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，其典型的能量變換過程如圖1-1所示：工頻交流整流直流高頻高頻交流變壓高頻交流高頻脈沖直流濾波

6、直流電路逆變器整流器圖1-1開關(guān)電源能量變換過程高頻逆變-變壓器-高頻整流電路是開關(guān)電源的核心部分，電路采用的是隔離型直流-直流變流電路。針對不同的功率與輸入電壓，我們可以選取不同的電路。22整流電路普遍采用二級管構(gòu)成橋式電路，直流側(cè)采用大電容濾波，電路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低，效率比較高。3開關(guān)電源的工作原理開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力技術(shù)，控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解，在線性電源中，讓功

7、率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導(dǎo)通時，電壓低，電流大；關(guān)斷時，電壓高，電流小）/功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加

8、輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓?？刂破鞯闹饕康氖潜３州敵鲭妷悍€(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設(shè)計成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅(qū)動功率管之前要經(jīng)過一個電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。開關(guān)電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換