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小功率通用开关电源的设计与制作

  • 简介:摘 要本论文围绕当前流行的单片开关电源芯片进行的小功率通用开关稳压电源的设计与制作。该开关电源共选用3片主要的集成电路—TOP222单片开关电源、线性光耦合器PC817A及可调式精密并联稳压器TL431。利用TOP222单片开关...
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[目录]
第一章 绪论
第二章 开关电源的基本分类和工作原理
第三章 小功率通用开关稳压电源的研制
第四章 开关电源实验

[摘要]
本论文围绕当前流行的单片开关电源芯片进行的小功率通用开关稳压电源的设计与制作。该开关电源共选用3片主要的集成电路—TOP222单片开关电源、线性光耦合器PC817A及可调式精密并联稳压器TL431。利用TOP222单片开关电源的PWM技术控制开关的占空比来调整输出电压的,以达到稳定输出的目的。
设计主要完成的内容有:根据设计需要选择开关电源电路;设计输入整流滤波电路,并确定相关器件参数;基于TOP222对开关电源的控制核心部分进行设计;设计高频变压器,计算确定变压器的变比与绕线匝数;设计输出整流滤波电路,并确定相关器件参数;设计电压反馈电路;通过实验和计算对设计中的数据进行验证。
本论文对开关电源的滤波、整流、反馈电路等分别作了细致的研究工作,通过反复实验和计算取得了高频变压器设计的宝贵经验,掌握了开关电源设计的核心技术,并对此进行了较为详尽的阐述。

[正文]
第一章 绪论
1.1 开关电源的基本概念
电源是将各种能源转换成为用电设备所需电能的装置,是所有靠电能工作的装置的动力源泉。直流开关电源是一种由占空比控制的开关电路构成的电能变换装置,用于交流—直流或直流—直流电能变换,通常称其为开关电源(Switched Mode Power Supply-SMPS)其功率从零点几瓦到数十千瓦,广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。彩色电视机、VCD播放机等家用电器、医用X光机、CT机,各种计算机设备,工业用的电解、电镀、充电、焊接、激光等装置,以及飞机、卫星、导弹、舰船中,都大量采用了开关电源。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广阔的发展空间。开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
顾名思义,开关电源的核心为电力电子开关电路,根据负载对电源提出的输出稳压或稳流特性的要求,利用反馈控制电路,采用占空比控制方法,对开关电路进行控制。开关电源的这一技术特点使其同其他形式的电源,如采用调整管的线性电源和采用晶闸管的相控电源相比具有两个明显的优点。
1. 效率高 采用占空比控制的开关电源,在理想情况下,只进行能量的变换而没有损耗。实际上,电路中开关器件存在通态压降、断态漏电流、开关损耗等非理想因素,电感和电容元件也有等效串联电阻和漏电流等非理想因素
......

[参考文献]
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[5]孙燕、刘爱民主编《Protel 99设计与实例》,北京:机械工业出版社,2000;
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[原文截取]
摘 要
本论文围绕当前流行的单片开关电源芯片进行的小功率通用开关稳压电源的设计与制作。该开关电源共选用3片主要的集成电路—TOP222单片开关电源、线性光耦合器PC817A及可调式精密并联稳压器TL431。利用TOP222单片开关电源的PWM技术控制开关的占空比来调整输出电压的,以达到稳定输出的目的。
设计主要完成的内容有:根据设计需要选择开关电源电路;设计输入整流滤波电路,并确定相关器件参数;基于TOP222对开关电源的控制核心部分进行设计;设计高频变压器,计算确定变压器的变比与绕线匝数;设计输出整流滤波电路,并确定相关器件参数;设计电压反馈电路;通过实验和计算对设计中的数据进行验证。
本论文对开关电源的滤波、整流、反馈电路等分别作了细致的研究工作,通过反复实验和计算取得了高频变压器设计的宝贵经验,掌握了开关电源设计的核心技术,并对此进行了较为详尽的阐述。
关键词:单片开关电源;PWM;占空比;高频变压器
ABSTRACT
This paper focus on the current prevalence of single-chip switching power supply.....
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