課程設(shè)計(jì)--開(kāi)關(guān)電源

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1、目錄摘要11緒論21.1開(kāi)關(guān)電源技術(shù)發(fā)展方向31.2研究的目的及意義31.2.1課題研究的目的31.2.2課題研究的意義41.3高頻開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展情況41.3.1開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展情況41.3.2高頻開(kāi)關(guān)電源的主要新技術(shù)標(biāo)志41.4開(kāi)關(guān)電源原理62高頻開(kāi)關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)72.1主電路的選擇72.2控制電路的選擇82.2.1芯片控制電路分析82.3電流工作模式的方案選擇82.3.1電流斷續(xù)模式分析82.4綜合結(jié)構(gòu)電路圖分析93開(kāi)關(guān)電源主電路設(shè)計(jì)113.1單端反激式變換器電路的工作原理123.2開(kāi)關(guān)晶體管

2、的設(shè)計(jì)133.3變壓器繞組的設(shè)計(jì)153.4輸出濾波電容器的選擇164開(kāi)關(guān)電源控制電路設(shè)計(jì)174.1芯片簡(jiǎn)介174.1.1芯片原理174.1.2UC3842?內(nèi)部工作原理簡(jiǎn)介174.2工作描述184.3UC3842電壓反饋電路214.4UC3842電流反饋閉環(huán)電路224.5開(kāi)關(guān)電源自供電電路234.6UC3842外圍控制電路235仿真電路調(diào)試245.1輸入電壓波形245.2UC3842輸出脈沖電壓245.3輸出電壓波形255.4輸出電流波形256總結(jié)25參考文獻(xiàn)26附錄Ⅰ27摘要隨著開(kāi)關(guān)電源在計(jì)算機(jī)

3、、通信、航空航天、儀器儀表及家用電器等方面的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)其需求量日益增長(zhǎng),并且對(duì)電源的效率、體積、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。開(kāi)關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)在很多方面逐步取代了效率低、又笨重的線(xiàn)性電源。電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速發(fā)展，將開(kāi)關(guān)電源的工作頻率提高到相當(dāng)高的水平，使其具有高穩(wěn)定性和高性?xún)r(jià)比等特性。開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的主要用途之一是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)。信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)電源技術(shù)又提出了更高的要求，從而促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源的高頻變

4、換電路形式很多,常用的變換電路有推挽、全橋、半橋、單端正激和單端反激等形式。本論文是基于芯片UC3842的小功率高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源單端自供電反激式變壓器隔離UC3842271緒論1.1開(kāi)關(guān)電源技術(shù)發(fā)展方向隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展，特別是微處理器和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的開(kāi)發(fā)利用，孕育了電子系統(tǒng)的新一代產(chǎn)品。顯然，那種體積大而笨重的使用工頻變壓器的線(xiàn)性調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源已經(jīng)過(guò)時(shí)。取而代之的是小型化、重量輕、效率高的隔離式開(kāi)關(guān)電源。開(kāi)關(guān)電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可以歸納以下幾點(diǎn)：①小型化、薄型

5、化、輕量化、高頻化：開(kāi)關(guān)電源的主要發(fā)展方向。②高可靠性及高效率：提高可靠性，提高集成度，增加保護(hù)功能，拓寬輸入電壓范圍，提高平均無(wú)故障時(shí)間。③低噪聲：隨著頻率提高，開(kāi)關(guān)電源的噪聲隨之增大，降低噪聲也是高頻開(kāi)關(guān)電源的研究方向。④電源系統(tǒng)的管理和控制：應(yīng)用微處理器和計(jì)算機(jī)集中控制和管理電源系統(tǒng)，可以及時(shí)反映開(kāi)關(guān)電源環(huán)境的各種變化。用中央處理單元實(shí)現(xiàn)智能控制，可自動(dòng)診斷故障，減少維護(hù)工作量，確保開(kāi)關(guān)電源正常工作。⑤計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)和模擬試驗(yàn)，十分有效，是最為快速經(jīng)濟(jì)的

6、方法。常用的軟件有Pspice、Saber、Multisim。隔離式開(kāi)關(guān)電源的核心是一種高頻電源變換電路。它使交流電源高效率地產(chǎn)生一路或多路經(jīng)調(diào)整的穩(wěn)定直流電壓。變壓器隔離結(jié)構(gòu)原因：1.輸出端與輸入端之間需要隔離。2.變壓器可以同時(shí)輸出多組不同數(shù)值電壓，只需要改變變壓器匝數(shù)比和漆包線(xiàn)截面積的大小即可，因此改變輸出電壓和輸出電流很容易。3.變壓器初、次級(jí)互相隔離，不需要共用一個(gè)地。因此，也有人把開(kāi)關(guān)電壓稱(chēng)為離線(xiàn)式開(kāi)關(guān)典雅。這里的離線(xiàn)并非指不需要輸入電源，而是指輸入與輸出電源之間沒(méi)有導(dǎo)線(xiàn)相互連接，而完

7、全由磁場(chǎng)耦合來(lái)傳輸能量。271.開(kāi)關(guān)電源采用變壓器對(duì)輸入/輸出進(jìn)行電氣隔離的最大好處是提高設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可以減輕EMI干擾，并且還容易進(jìn)行功率匹配。2.交流環(huán)節(jié)采用較高的工作頻率，可以減小變壓器和濾波電感、濾波電容的體積和質(zhì)量；而且工作頻率高于200kHz這一人耳朵的極限，可以避免變壓器和電感產(chǎn)生噪聲。1.2研究的目的及意義1.2.1課題研究的目的電源是各種電子設(shè)備中必不可少的一種電子設(shè)備，是各種用電設(shè)備所需要的各種電壓和電流的源泉，有了電源才嫩正常供應(yīng)，才談的上用電設(shè)備的正常

8、工作，因此學(xué)習(xí)電源的相關(guān)知識(shí)是掌握各種電子設(shè)備和用電設(shè)備的使用必修課。本論文的目的就是查閱相關(guān)資料，掌握開(kāi)關(guān)電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)怎樣設(shè)計(jì)小功率開(kāi)關(guān)電源的方法，這以后從事相關(guān)事業(yè)打下基礎(chǔ)，開(kāi)闊視野，從而提高自身的能力。1.2.2課題研究的意義課題研究的意義在于：當(dāng)代許多高新技術(shù)均與電源的電壓、電流、頻率、相位和波形等基本技術(shù)參數(shù)的變換和控制相關(guān)，電源技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些參數(shù)的精確控制和高效率的處理，因此，電源技術(shù)不但本身是一種高新技術(shù)，而且還是其評(píng)它多項(xiàng)高新技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。電源技術(shù)及其