2022年开关稳压电源的方案设计书与制作.docx
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1、精品学习资源陕西航空职业技术学院毕 业 设 计(论 文)电子工程系王传清职称: 高级讲师田琳班级、学号 : 0931120应用电子技术论文题目: 开关稳压电源的设计与制作所属系部:指导老师:同学姓名:专业:2021 年 5 月 15日欢迎下载精品学习资源陕西航空职业技术学院毕业设计(论文)任务书同学姓名田琳学号 0931120一、毕业设计(论文)题目开关稳压电源的设计与制作二、毕业设计(论文)时间 2021 年 10 月 18 日至 2021 年 5 月 15 日三、毕业设计(论文)地点:陕西航空职业技术学院电子工程系试验室实训室四、毕业设计(论文)的内容要求:1、输出电压 5V 、输出电流
2、2A ;2、输出纹波 100mVp-p;3、绘制电路的 PCB 图;4、制作出产品并调试胜利;指导老师 王传请 年月日电子工程系 系 应用电子技术专业欢迎下载精品学习资源批 准 年 月 日目录摘要 4引言 5第一章概述 61.1 开关稳压电源的基本概念61.2 开关稳压电源的电路组成其次章系统方案与设计762.1 设计要求 72.2 设计思路 72.3 工作原理 82.4 整流滤波电路 82.5 滤波电路 92.6 半桥式变换器 102.7 过流爱护电路 112.8 转换电路( LN5R12C 芯片的介绍) 11第三章系统测试 133.1 测试仪器 133.2 整流部分的测试 14终止语 15
3、参考文献 16谢辞 17欢迎下载精品学习资源摘 要摘要 :本设计采纳一种LNSR12C 芯片作为 AC/DC 开关稳压电源的掌握核心,实现了其输入电压为沟通 AC100-260V,输出电压为直流 5V,电流 2A,电压调整率、负载调整率达到要求等功能;其中DC-DC电源变换掌握器供应的直流输出不仅与供电电源共地 , 而且有两组与供电电源隔离 .关键词:电源开关稳压电源的结构、设计、开关管滤波电容储能电感欢迎下载精品学习资源引言开关稳压电源 以下简称开关电源 问世后,在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源;早期显现的是串联型开关电源,其主电路拓扑与线性电源相仿,但功率晶体管工作于开关状
4、态;随着脉宽调制PWM技 术的进展,PWM开关电源问世,它的特点是用 20kHz 的载波进行脉冲宽度调制,电源的效 率可达 65%70%,而线性电源的效率只有 30 40;因此,用工作频率为20 kHz 的 PWM开关电源替代线性电源,可大幅度节省能源,从而引起了人们的广泛关注,在电源技术进展史上被誉为20kHz 革命; 随着超大规模集成 ultra-large-scale-integrated-ULSI芯片尺寸的不断减小,电源的尺寸与微处理器 相比要大得多;而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备 如手提运算机、移动电话等 更需要小型化、轻量化的电源;因此,对开关电源提出了小型轻
5、量要求,包括磁性元件和电容的体积重量也要小;此外,仍要求开关电源效率要更高,性能更好,牢靠性更高等;这一切高新要求便促进了开关电源的不断进展和进步;电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域,其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点,获得了广泛地应用;开关电源的掌握电路可以分为电压掌握型和电流掌握型,前者是一个直流稳压电源设计图单闭环电压掌握系统,系统响应慢,很难达到较高的线形调整率精度开关稳压电源原理图;后者是一个电压、电流双闭环掌握系统,电流掌握型较电压掌握型有不行比拟的优点;欢迎下载精品学习资源第一章 概述1.1 开关稳压电源的基本概念开关电源是一种利用开关功率器
6、件并通过功率变换技术而制成的直流稳压电源. 它具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应性强、输出电压保持时间长、有利于运算机信息爱护等优点, 因而广泛应用于以电子运算机为主导的各种终端设备、通信设备 , 是当今电子信息产业飞速进展不行缺少的一种电源 . 开关电源又被称为高效能节能电源 , 内部电路工作在高频开关状态 , 自身消耗的能量很低 , 一般电源效率可达 80%左右, 比一般线性稳压电源提高一倍. 目前生产的无工频变压器式中 , 开关电源仍旧采纳脉冲宽调制器PWM或脉冲频率调制器 PFM的原理 .1.2 开关稳压电源的电路组成开关电源有很多种,像正激式、反激式、半桥式、等等
7、;不管什么式,它都是把直流电变成脉冲式的沟通电,或掌握脉冲的频率达到稳压的目的,或掌握脉冲的脉宽来达到稳压的目的,各种程式各有优点;不同的开关电源有不同的用途;开关电源一般都采纳脉冲宽度调制( PWM)技术,其特点是效率高、功率密度高、牢靠性高;PWM电路常选用电流掌握型;该脉宽调制器能产生频率固定而脉冲宽度可以调剂的驱动信号,掌握大功率开关管的通断状态来调剂输出电压的大小,达到稳压目的,锯齿波发生器供应恒定的时钟频率信号,利用误差放大器的电流测定比较器形成电压闭环,利用电流测定、电流测定比器构成电流闭环,在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感电流的信号与误差放大器输出信号进行欢迎下载精品学习
8、资源比较,从而调剂驱动信号的占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化;假如电源电压变化或负载发生变化使输出电压上升时,就脉宽调制器就会转变驱动信号的脉冲宽度,即减小输出PWM波形的占空比,使大功率晶体管导通的时间变短,斩波后的电压平均值下降,从而达到稳压目的,反之亦然;其次章系统方案与设计2.1 设计要求1. 输入电压范畴 AC100-260V.2. 输入电压频率 :47-63Hz.3. 输出电压 5V.4. 额定输出电流 2A5. 输出纹波 100mVp-p.6. 工作效率 80%.7. 输出短路爱护 .8. 过热爱护 .9. 工作温度 0 +50 .2.2 设计思路电网供电电压沟通
9、 220V(有效值) 50Hz,要获得低压直流输出,第一必需采纳电源变压器将电网电压降低获得所需要沟通电压;降压后的沟通电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大);脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑,脉动小的直流电, 即将沟通成分滤掉,保留其直流成分;滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳固直流电压输出,供应负载RL;欢迎下载精品学习资源2.3 工作原理开关稳压电源的工作原理如图 1 所示, 输入电压为 AC220v,50Hz的沟通电 ,经过滤波 , 再由整流桥整流后变为直流 , 通过掌握电路中开关管的导通和截止使高频变压器的一次测产生低
10、压高频电压, 经由小功率高频变压器藕合到二次测 , 再经整流滤波 , 得到直流电压输出 . 通过 PWM来掌握开关管的导通与截止时间 即占空比 , 使得输出电压保持稳固;输入滤 波开 关管稳 压器电源整滤波流输出整 流PWM误 差放大反 馈取样2.4 整流滤波电路整流电路常采纳二极管单相全波整流电路,电路如下列图;在U2 的正半周内,二极管 D1、D2 导通, D3、D4 截止; U2 的负半周内, D3、D4 导通, D1、D2 截止;正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一样的;电路的输出波形如下列图;在桥式整流电路中,每个二极管都只在周期内导电,所以流过每个二极管 的平均电流等
11、于输出电流的平均值的一半;电路中的每只二极管承担的最大反 向电压约为反向击穿电压的一半或三分之二(U2 是变压器副边电压有效值 );欢迎下载精品学习资源2.5 滤波电路依据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C 及电感 L 所组成的滤波电路的基本形式如图 1 所示;由于电容器C 对直流开路,对沟通阻抗小,所以C 并联在负载 两端;电感器 L 对直流阻抗小,对沟通阻抗大,因此L 应与负载串联;并联的电容器 C 在输入电压上升时,给电容器充电,可把部分能量储备在电容器中;而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存 储的能量释放 出来;经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就
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