（字数： 28226 页数：47）摘 要
本文分析了国内外开关电源的发展和现状，研究了开关电源的基本原理以及开关电源在电力直流操作电源系统中的应用，设计出一种实用于电力系统的开关电源，以替代传统的相控电源。该系统以四个MOSFET作为功率开关器件，构成全桥式Buck开关变换器，采用脉宽调制(PWM)技术，PWM控制信号由集成控制器UC1525A产生。变换器的二次整流部分有两个肖特基二极管构成全波整流电路。变换从输出实时采样电压反馈信号，构成闭环系统，以控制输出电压的变化。控制电路和主电路之间通过光电耦合器进行隔离，并设计了软启动、过流保护电路和过压保护电路。通过实验证明该系统能安全、可靠运行，达到了设计要求。
关键词: 开关电源,Buck变换器,PWM,MOSFET
Abstract
The paper analyze the present situation and development of switching power supply(SPS) domestically and overseas，study and research the basal principle of SPS and its application in electric power system， then design SPS applied in electric power system in order to replace the old supply controlled by phase angle .The Buck full_ bridge converter is made up of four MOSFET，and the theory of PWM is used. The signal of PWM is offered by controller PWM. The feedback voltage achieved from output is used to control the change of the output. The switching power supply(SPS) is a closeed-loop system.The primary circuit and the control circuit are insulated by photocoupler. The Soft_Start , the Over Current Self_protection and the over Voltage Self_protection are also designed .The experimental results show that the system can work safely and reliably.
Keywords: Switch Power Supply；Buck Converter；PWM；MOSFET
前 言
在发生世界性能源危机的年代，引起了人们的广泛关往。线性电源工作于工频，因此用工作频率为几十上百kHZ的PWM开关电源替代，可大幅度节约能源，在电源技术发展史上看作一次革命。
开关电源在重量、体积、用铜用铁及能耗等方面都比线性电源和相控电源有显著减少，对整机多相指标有良好影响。开关电源通过功率开关变换器进行电能变换可以满足各种要求。而且因为其高效节能可带来巨大的经济效益。因此引起社会各方面的重视得到迅速的推广。近年来有许多领域，例如电力系统、电邮通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等都越来越多应用开关电源，取得显著效益。
近年来，国内开关电源技术有了长足的进展，理论、研究、生产、应用等已有了相当的成果或规模，采用了有效的软开关技术，如大家所熟悉的朝阳电源就是一种较完善的开关电源。但是，像电力系统的操作电源作用的220V/110V的电源则研究较少。而且还存在它的三次和五次谐波较大的缺点。我们知道谐波对电网有危害作用，大量的谐波分量倒入电网，造成对电网的谐波“污染”，一方面产生“二次效应”即电流过线路阻抗造成谐波电压降，反过来使电网电压也发生畸变。
本课题设计的开关电源主要是针对电力系统操作的直流电源。该系统以四个MOSFET作为功率开关器件，构成全桥式Buck开关变换器，采用脉宽调制(PWM)技术，PWM控制信号由集成控制器UC1525A产生。从输出实时采样电压反馈信号，构成闭环系统，以控制输出电压的变化。控制电路和主电路之间通过光电耦合器进行隔离，并设计了软启动、过流保护电路和过压保护电路。
目录
摘 要………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………Ⅰ
前 言………………………………………………………………………1
1 开关电源的概述………………………………………………………2
1.1 开关电源的发展……………………………………………………2
1.2 课题简介……………………………………………………………3
2 开关电源的结构和工作原理………………………………………5
2.1 开关电源的基本原理………………………………………………5
2.2 高频开关变换器……………………………………………………6
2.3 控制电路……………………………………………………………9
2.4 开关电源的整流和滤波电………………………………………13
2.5 开关电源的接地、隔离和屏蔽……………………………………18
3 开关电源的主电路设计……………………………………………24
3.1 PWM变换器的设计………………………………………………24
3.2 高频变压器设计…………………………………………………30
3.3 整流滤波电路的设计……………………………………………33
4 开关电源控制电路设计…………………………………………35
4.1 PWM控制器………………………………………………………35
4.2 反馈电路设计………………………………………………………38
4.3 保护电路设计………………………………………………………38
5 全文总结……………………………………………………………40
参考文献……………………………………………………………………41
致 谢……………………………………………………………………42
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