课程设计（论文）任务及评语
摘要
本次试验从电源出发，利用学过的相关知识和有关经验，提出一项简单实用的智能开关电源设计方案，也是本次课程设计的U的。这次课程设计是在教师的指导下查阅资料、设计、焊接、和调试岀来的电子电路。智能开关电源是个经济实用并且可靠的一件实物制作。这次实物制作中用到了变压器、二极管、三极管, 整流桥、电容、电阻、稳压器等原件，而且达到了预定的要求。最后通过仿真电路达到了电压转换、断电保护、故障显示和可调输出的性能要求。
关键词：滤波；变压器；二极管；稳压输出；整流桥
目录
第1章绪论 (3)
1.1智能型开关电源的概况与应用意义 (3)
1.2本文研究内容 (3)
第2章智能型开关电源设计方案论证 (4)
2.1智能型开关电源设计的要求、技术指标及性能指标 (4)
2.2设计方案论 (4)
2.3总体设计方案框图及分析 (5)
第3章智能型开关电源各单元电路设计 (6)
3.1交流EMI滤波及整流滤波电路 (6)
3.2功率变压器的设计 (6)
3.3驱动电路设计 (7)
第4章智能型开关电源整体电路设计 (9)
4.1整体电路图及工作原理 (9)
4.2电路参数计算 (10)
4.3整机电路性能分析 (11)
第5章设计?总结 (12)
参考文献 (13)
附录 (14)
第一章绪论
1.1智能型开关电源的概况与应用意义
随着国民经济发展，人们对供电可幕性的要求越来越高，智能型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.经过多年的发展，智能型开关电源技术已经取得了很大成功，其应用也十分普遍和广泛。作为对连续供电的一种保障，因其结构复杂，涉及的元器件较多，以及要降低成本、提高可靠性，仍存在一些问题需要解决。智能型开关电源是各种电子设备必不可缺少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作，例如：电源的设计和生产需要较高的技术支持；电路的调试要有实际经验，也有一定的难度。
开关电源以其体积小、效率高、重量轻等优点受到人们的重视，近儿年在我国取得了广泛的应用，将单片机用来控制开关电源，完全改变了一般开关电源只完成功率转换功能的方式，它使开关电源具备了更完善的功能：
①对远行中的开关电源进行监测，自动显示电源状态；
②可以通过按键进行编程控制，实现对蓄电他的优化充电；
③可以进行故障自诊断，对电源功率部分实现自动保护；
④可以进行多机通信，便于更灵活地组成分布式电源系统，对大功率负载进行供电。
2本文研究内容
设计并制作一台输出直流电压v = OV ~ 20V；最大输出电流仏“ =3A；
具有断电保护功能和故障显示功能的智能型开关电源。
第2章智能型开关电源设计方案论证
2.1智能型开关电源设计的要求、技术指标及性能指标
设计参数：
1.设计并制作一台智能型开关电源。
2.输出直流电压匕=OU ~ 20V -
3.最大输出电流/⑷=3Ao
4.具有断电保护功能。
5.具有故障显示功能
设计要求：
1.分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2.确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
3.设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，釆用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
2. 2设计方案论
在科研生产、实验等在科研生产、实验等应用场合，经常用到电压在5"15V, 电流在5>0A的电源。而在一般实验用电源最大电流只有5A、10A。专门开发了电压4V~16V连续可调，输出电流最大40A的开关电源。它采用了半桥电路，所选用开关器件功率HOS管，开关工作频率为50KHZ,具有重量轻、体积小、成本低等特点。
1开关电源主电路设计 1.1主电路拓扑结构选择 由于本设计的要求为输入电压176-264 V 交流电，输出为24V 直流电,因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电，考虑采用两级电路。前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换，后级由隔离型全桥Buck 电路构成。总体要求是先将AC176-264V 整流滤波，然后再经过BUCK 电路稳压到24V 。考虑到变换器最大负输出功率为1000W ，因此需采用功率级较高的Buck 电路类型，且必须保证工作在CCM 工作状态下，因此综合考虑，本文采用全桥隔离型Buck 变换器。其主电路拓扑结构如下图所示： 图1-1 主电路拓扑结构 1.2开关电源电路稳态分析 下面将对全桥隔离型BUCK 变换器进行稳态分析，主要是推导前级输出电压g V 与后级输出电压V 之间的关系，为主电路参数的设计提供参考。将前级输出电压g V 代替前级电路，作为后级电路的输入，且后级BUCK 变换器工作在CCM 模式，BUCK 电路中的变压器可以用等效电路代替。 由于全桥隔离型BUCK 变换器中变压器二次侧存在两个引出端，使得后级BUCK 电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率，如图1-1所示。在S T 2的工作时间内，总共可分为四种开关阶段，其具体分析过程如下： 1) 当S DT t <<0时，此时1Q 、4Q 和5D 导通，其等效电路图如图1-2所示。
i () t R v i ‘ 图1-2 在S DT t <<0时等效电路 g nv v =s （1-1） v nv v g -L = （1-2） R v i i /-C = （1-3） 2) 当S S T t DT <<时，此时1Q ~4Q 全部关断，6D 和5D 导通，其等效电路图如图1-3 所示。此时前级输出g V 为0，假设磁化电流为0，则流过6D 和5D 电流相等，均为L i 2 1 。。 i () t R i ‘ 图1-3 在S S T t DT <<时等效电路 0=s v （1-4） v v -L = （1-5） R v i i /-C = （1-6） 3) 当S S T D t T ）（ +1<<时，此时2Q 、3Q 和6D 导通，其等效电路图如图1-2所示。
开关电源实验报告 一开关电源原理 如下图30W开关电源电路图所示，市电先经过由电容CX1和滤波电感LF1A组成的滤波电路后，再经过型号为KBP210的整流桥BD1和C1组成的整流电路，输出直流电。直流电又经过由UC3842和2N60等元器件组成的高频逆变电路后，变成高频的交流电，经高频变压器输出为低电压的高频交流电。高频交流经肖基特二极管SR1060后变为脉动的直流电，最后经滤波电容和滤波电感变为我们想要的直流电输出。
MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。（2）输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 （3）整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
1.2功率变换电路 （1）MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。（2）常见的原理图： （3）工作原理 R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。
武汉纺织大学 毕业设计（论文）任务书 课题名称：程控直流电流源的设计 完成期限： 2016 年2月28日至 2016年5月20日 院系名称：机械工程与自动化指导教师：薛勇专业班级：自动化11201 指导教师职称：副教授学生姓名：周星星 院系毕业设计（论文）工作领导小组组长签字
一、课题训练内容 1．与开关电源、电力电子相关技术资料的收集、查询以及文献综述，完成开题报告； 2.学习程控直流电流源的背景知识，了解其应用领域、发展趋势，并训练用电力电子技术以及控制理论解决实际控制系统的能力； 3.训练程控直流电流源系统的技术方案的选择和比较的能力； 4.训练程控直流电流源系统的理论分析能力； 5.训练程控直流电流源系统的设计以及调试系统的能力； 6.训练论文的撰写能力、电脑办公软件的应用能力、外文阅读以及翻译的能力。 二、设计（论文）任务和要求（包括说明书、论文、译文、计算程序、图纸、作品等数量和质量等具体要求） 1.了解开关电源的结构、工作原理以及工作方式； 2.设计BUCK同步整流主电路，运用单片机等相关技术对主电路实现程控恒流输出； 3.运用Altium Designer设计绘制电路原理图，运用keil软件编写单片机程序； 4. 按照学校统一要求，完成开题报告和毕业设计论文等要求。 三、毕业设计（论文）主要参数及主要参考资料 1. 毕业设计主要参数 恒流源输出功率：<100W 系统做工作效率：>85% 输出电流：小于1A，其大小且其持续时间可程序控制 2. 毕业设计主要参考资料 [1] 王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2012.7 [2] 罗维平，李德俊.单片机原理及其应用[M].武汉：华中科技大学出版社， 2012.5 [3] 侯振义.直流开关电源技术及应用[M].北京：电子工业出版社,2006.4 [4] 张占松，蔡宣三著.开关电源的原理与设计 [M].北京：电子工业出版社， 2005.10 [5] 周志敏，周纪海，纪爱华著．现代开关电源控制电路设计及应用[M]．北京： 人民邮电出版社，2005,5. [6] 薛易.一种精密程控恒流源设计[ J] .自动化仪表, 2009(4):63 -65. [7] 白泽生.基于AT89C52的数控电流源[ J] .仪表技术与传感器, 2007(9):76 -78.
现代电源技术课程实践报告 院系：物理与电气工程学院 班级：电气自动化一班 姓名: 李向伟 学号: 111101007 指导老师:苗风东
一、设计要求 （1）输入电压：AC220±10%V （2）输出电压: 12V （3）输出功率:12W （4）开关频率: 80kHz 二、反激稳压电源的工作原理
图2-1 反激稳压电源的电路图 三、 反激电路主电路设计 (1)(1)Np Vdc Ton Vo Tr Nsm -=+ （3-1） 1. 反激变压器主电路工作原理 反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别适合小功率电源以及各种电源适配器.但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式(CCM),而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式(DCM);另外关于CCM 模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM
模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计. 1）工作过程： S 开通后，VD 处于断态，W1绕组的电流线性增长，电感储能增加； S 关断后，W1绕组的电流被切断，变压器中的磁场能量通过W2绕组和VD 向输出端释放。 反激电路的工作模式： 反激电路的理想化波形 S u S i S i V D t o t o ff t t t t U i O O O O 反激电路原理图
四、实验记录及处理 1、设定输出电流，当负载变化时，测量输出的电压、电流如表1所示 表1 外特性数据记录 1 2 3 4 5 6 7 8 50A U/V 10.01 17.30 26.00 36.04 50.30 51.10 51.60 52.10 I/A 49.60 49.60 49.70 49.60 49.00 39.50 34.00 29.80 100A U/V 15.80 27.08 41.00 48.10 50.00 51.00 51.50 51.80 I/A 99.70 99.60 99.80 77.80 50.40 39.50 34.70 34.70 150A U/V 18.50 34.60 45.10 47.70 49.80 51.00 51.50 52.00 I/A 149.90 150.00 121.30 84.80 53.30 42.40 36.80 32.40 200A U/V 22.80 41.40 45.50 47.70 50.00 51.00 51.50 51.90 I/A 200.00 193.70 127.60 86.20 54.80 43.10 35.80 31.90 250A U/V 26.20 41.10 45.10 47.70 50.00 50.80 51.40 51.80 I/A 246.70 194.30 126.10 84.00 53.10 41.20 36.20 31.70 300A U/V 29.80 41.20 45.10 47.80 50.10 51.00 51.60 52.60 I/A 295.70 196.00 120.00 84.10 53.30 41.50 36.10 31.60 外特性曲线图如下： 图4 变极性TIG焊接电源外特性 曲线分析： 在输出功率P一定的情况下，由于P=I2 R，随着负载R的增加，输出电流I 只能下降，又因为P=UI，输出电压U上升，曲线无法继续保持恒流特性，这一特性在大电流输出时更加明显。
开关电源实验报告 一、开关电源电路图及清单 1.1 60W-12V开关电源电路图 图1-1 开关电源电路原理1.2.60W-12V开关电源电清单
二、开关电源介绍 开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED 灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。它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，一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。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。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。 模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N+1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国
燕山大学 本科毕业设计（论文）文献综述 课题名称：电动游览车调速控制系统设计 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 07级应电-3班 学生姓名：张海粟 指导教师：顾和荣 完成日期： 2011-3-23
一、课题国内外现状 近几年来，由于能源危机和环境污染两大问题的日益严重，加之科学技术的飞速发展，电动车自身难点的不断解决，使电动车具有更多突出的优点。 对于其核心-直流电机的控制系统，其直流电动机的调速的方法有：调节电枢供电电压U 、减弱励磁磁通 、改变电枢回路电阻R 。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。50年代末出现的晶闸管，它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，而且在技术性能上也显示出很大的优越性。因而，晶闸管直流调速系统迅速发展，晶闸管变流技术也日益成熟，直流调速系统更加完善。 对于其核心-直流电机的控制系统，目前我国的直流调速控制主要在以下几个方面进行着研究 1．提高调速的单机容量．我国现有最大单机容量比国外单机容量小的多。2．提高电力电子器件的生产水平，增加品种． 3．提高控制单元水平．目前国内使用较多的仍然是小规模集成运放和组件构成的调速控制系统，触发装置甚至仍是分立元件的。 目前，国外的第四代产品以微处理器为基础，具有控制、监视、保护、诊断及复原等多种功能． 近年来，各国学者正致力于无速度传感器控制系统的研究，利用监测定子电压、电流等容易测量的物理量进行速度估算，以取代速度传感器，这种控制方式不需要监测硬件，也免去了传感器带来的环境适应性、安装维护等麻烦，提高了系统的可靠性，降低了成本，引起了国内外学者广泛的兴趣。
目录 前言 (1) 第一章开关电源技术课程设计任务书 (2) 第二章主电路原理设计 (7) 第三章开关变压器设计 (9) 第四章主要元器件的选型 (16) 第五章电路仿真及结果 (23) 总结 参考文献 附表一 附表二
前言 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，获得了广泛的应用。开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高的线形调整率精度，后者，较电压控制型有不可比拟的优点。 UC3842是由Unitrode公司开发的新型控制器件，是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是比较理想的新型的控制器闭。
第一章开关电源技术课程设计任务书 一、课程设计的目的 通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的： 1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文 献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 二、课程设计的要求 一、题目 题目：反激型开关电源电路设计 注意事项： ①学生也可以选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。 ②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计内容。 设计装置（或电路）的主要技术数据
毕业实习 报告 班级 学号 学生姓名 指导教师 电气工程与自动化系 2013年4月13日
一、实习目的 1、通过毕业实习加深对专业知识的理解 在四年大学生活中，学生对专业先关知识进行了系统的学习，已基本具备专业相关素质。但通过课本学习和实验训练，学生很难深入理解所学专业，所以毕业实习至关重要，是本科阶段最后一个也是最关键一个环节。毕业实习期间，学生可以更深刻地体会到平日所学在社会相关行业中的应用，进而联系课本相关知识，加深对其的理解。 2、通过毕业实习更好完成毕业设计 毕业实习一般与毕业设计先关，它的质量关系到了毕业设计的好坏，作为大学期间最重要的实习之一，必须认真参与。通过最后一次实习，让学生进一步了解生产现场，把在校期间的学习和生产结合起来，发现自己的不足，以更好地完成毕业设计。 3、通过毕业实习增强实践能力 在毕业实习期间，学生接触到的不再是课本上硬生生的理论，可以亲眼看到、亲手摸到专业相关仪器设备，并可以了解设计制作、生产加工、维护管理等一系列环节的工作。通过亲身投入工作，可以充分锻炼动手实践的能力，避免一般大学生眼高手低的缺点。 4、通过毕业实习了解相关行业发展状况，把握以后发展方向 现代社会发展迅速，从课本上学到的知识、看到的信息部分已经过时，要想了解行业发展动态、真正做到学有所用，必须深入社会相关行业。毕业实习也就为我们提供了这么一个机会。通过实习，我们可以真正了解到目前广泛应用的技术，也为我们日后的学习和发展找准方向。 5、通过毕业实习锻炼学生职业化相关素质，以更好融入社会 学生即将离开校园步入社会，必须丢掉自己做学生时的一些行为习惯，以适应社会生活。而“职业化”是衡量一个人能不能胜任一份工作的标准，如何使学生具备“职业化”的相关素质也是大学教育的一个重点。通过毕业实习，学生可以初步了解职场，了解自己应该具备哪些职业素质，为以后的发展奠定基础。 二、实习时间和地点 ●实习时间：2013年4月1日——2013年4月10日 ●实习地点：洛阳嘉盛电源科技有限公司（河南省洛阳市高新技术开发区延光 路火炬园C座4层） 三、实习单位简介 洛阳嘉盛电源科技有限公司位于国家级高新技术产业开发区-----洛阳火炬创新创业园，是集产品开发、生产、销售、服务于一体的民营企业。凭借先进的技术，多年的开发与销售经验，以及完善的品质管理体系、先进的检测设备和完善的售后服务，赢得广大客户的信赖与支持。企业基本信息如下：企业类型：有限责任公司
关于“智能台灯的设计与开发”的文献综述 一、前言部分 毕业设计是大学四年最后一个阶段特别重要的一个作业，它能让我们将大学四年学习的课本知识联系到具体的应用当中去。它是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用，不但能使我们各方面的知识系统化，而且使所学知识实践化。要求我们了解并掌握硬件知识，软件知识，培养我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力，并锻炼我们调查研究，搜集资料、查阅资料及阅读中、外文文献的能力等，为以后独立工作贡献社会做大学期间最后的准备。 我选择的设计题目是智能台灯的设计与开发。随着智能化时代的到来，智能产品层出不穷，已逐步渗入到人们工作和生活的方方面面。当前，患有近视眼的人数越来越多，我国近视眼发病率尤其突出。由于没有正确使用台灯，当光线变得昏暗时忘记及时打开台灯，或者长时间在高亮度的台灯下工作，久而久之，都会对视力产生一定的影响。虽然市场上已出现了具有调亮功能概念的台灯，但其仍不具备成熟的自动调亮功能。本设计所制作的智能台灯具备手动和自动调节两种模式，同时还加入了人体检测功能，可实现人走灯灭。在保护视力的同时，也为节能环保做出了一份贡献。 二、主题部分 2.1传统台灯与智能台灯的区别 传统的台灯的功能比较单一，主要就是为了实现照明，既不节约也不环保。而智能灯的主要含义是除了智能灯体，还有一个手持智能控制设备，智能灯控制设备具备计算能力和网络联接能力，通过应用程序，功能可以不断扩展。智能灯的核心功能是控制、灯光效果、创作、分享、光与音乐互动、光提升健康和幸福。 2.2智能台灯的发展方向 2.2.1、走向以人为本的科学化照明 智能化灯将从纯粹的智能功能的发展转向更注重人的行为的智能灯控。以人的行为、视觉功效、视觉生理心理研究为基础，开发更具有科学含量的，以人为本的高效、舒适、健康的智能化照明。 2.2.2、满足个性化、层次化的照明 智能技术与灯光控制的结合使照明更进一步地满足不同个体、不同层次群体的照明需求，是使照明从满足一般人的需求到满足个体、个性需求的必不可少的技术手段。这也应该是智能灯的发展方向。 2.2.3、智能技术与新光源及新照明技术的结合，创造崭新的照明文化 智能技术和电子开关等新照明光源和照明技术的结合，将构筑崭新的照明技术平台，其应用领域从智能家居照明到智能化的城市照明，有无限广阔的前景，并且正在创造一种崭新的高技术和高科学思想含量的照明文化。智能化照明的出现是灯具市场的发展趋势。 2.3此款台灯的有关技术知识 本人设计的智能台灯涉及的主要内容有热释电红外传感器技术，PWM脉冲宽度调制技术，模—数转换技术，电子电路技术以及有关的编程知识。 2.3.1热释电红外传感器 它主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探
开关电源课程实践报告
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电源开关课程实践设计报告降压斩波电路设计 姓名：张金涛 学号： 121104133 指导教师：许树玲 成绩： 日期： 2014.10.25
课程设计任务书 学生姓名：专业：自动化 指导教师：许树玲工作单位：物电学院 题目： 一、初始条件： 可用元器件：电容、整流管或整流桥、功率开关管、电力二极管、隔离变压器电阻、滤波电感等。 可用仪器：示波器、电压表、电流表。 二、要求完成的主要任务： （1）设计任务 根据技术要求和已知条件，完成无输入变压器整流、电容滤波DC-DC变换器电路的设计。 （2）设计要求 1、要求设计一个工频、单相、无变压器输入，整流桥整流、纯电容滤波，DC-DC 变换器电路，设输出电压U O=50V,输出电流1—10A，输入电压有10%的波动，输出纹波电压要求低于0.1V，假设所用器件均无能量损耗。 2、选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数，并画出总 体电路原理图，阐述基本原理并进行软件仿真。 3、按规定格式写出课程设计报告。 三、时间安排： 1、2014年9月28日，集中布置课程设计任务、选题； 2、2014年9月29--10月11日，完成资料查询、设计和仿真； 3、2014年10月11---25日，撰写课程设计报告。 指导教师：许树玲 2014-9-28
一、原理图 二、原理图分析及元件参数计算 1、根据题目要求，电源电压有10%的波动，设电容C1两端电压为Uin ，则: V U in 4.2901.1*220*2.1max == 6.2379.0*220*2.1min ==in U 2、占空比D 由公式in o V V D = 得： 172.04.29050max min ===in o V V D
光栅式位移测量 欣欣机械学院 摘要光栅是高精度位移测量元件，它与数字信号处理仪表配套，组成位移测量系统，被广泛地应用于数控机床等自动化设备当中。光栅测量位移的原理主要是利用光栅莫尔条纹原理来实现的.本文主要介绍了光栅的测量位移原理以及几种干涉的测量方法，有助于简单了解光栅式位移测量。 关键词光栅莫尔条纹辨向光栅干涉 1 引言 随着人们对大量程、高分辨力和高精度的测量要求的不断深化，光栅位移测量技术正在受到越来越广泛的重视。相比于其它高精度位移测量方法，光栅位移测量在结构、光路、电路和数据处理方面都比较简单、紧凑，整个系统体积小、成本低、易于仪器化、适合于推广应用；同时，它以实物形式提供测量基准，既可以采用低热膨胀系数的石英或零膨胀玻璃等材料作为基体，也可以采用具有和钢等材料非常接近的热膨胀系数的玻璃或金属材料作为基体，稳定可靠，零点漂移极小，对环境条件的要求低，对实验研究及工程应用都非常方便，在位移测量领域具有广阔的发展前景。 传统的光栅测量系统一般是采用接受光栅副的莫尔条纹信号，然后进行电子细分和处理来实现位移量的测量。但此类基于光强幅度调制的测量系统，为达到信噪比很大的稳定输出，必须使得经莫尔条纹产生的光电输出电压的交变成分幅值尽可能大。这就要求标光栅和指示光栅之间的距离必须很小且稳定。中间不能有异物而生产现场环境恶劣，常常会因为污染而使传感器信号变坏，甚至不能工作。粗光栅位移测量系统继承了传统光栅测量的优点，同时又改进了它的不足。它采用栅距为0.635mm的反射式粗线纹光栅尺光学系统设计成物方远心光路，取消了指示光栅这种系统中光栅尺不用密封。传感头与光栅尺之间工作间隙为15mm左右，表面不怕沾有油或水。同时由于其具有自对准特性加之线纹间距大，因而具有接长方便的特点。特别适用于需要进行大范围测量和定位的各种大中型数控机床。 2 光栅式位移测量分析 2．1光栅测量原理 2．1．1光栅的分类和结构 光栅种类很多，可分为物理光栅和计量光栅。物理光栅主要是利用光的衍 射现象，常用于光谱分析和光波波长测定，而在检测技术中常用的是计量光 栅。计量光栅主要是利用光的透射和反射现象，常用于位移测量，有很高的分 辨力。计量光栅可分为透射式光栅和反射式光栅两大类，均由光源、主光栅、指 示光栅、光电元件三大部分组成。光电元件可以是光敏二极管，也可以是光电 池。透射式光栅一般是用光学玻璃或不锈钢做基体，在其上均匀地刻划出间 距、宽度相等的条纹，形成连续的透光区和不透光区。 计量光栅的结构图如图2．1所示。
四川教育学院应用电子设计报告 课程名称：Protel99 电路设计系部：物理与电子技术系专业班级：应用电子技术0901 学生姓名：x x x 学号： 指导教师： 完成时间：
开关电源电路设计报告 一. 设计要求： 直流稳定电源主要包括线性稳定电源和开关型稳定电源，由于开关稳压电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠，适用性强，故选择设计可调开关稳压电源，其具体设计要求如下： （1）．所选元器件和电路必须达到在一定范围内输出电压连续可调，输出电压U0=+6V —— +9V连续可调，输出额定电流为500mA； （2）．输出电压应能够适应所带负载的启动性能,且输出电压短路时，对各元器件不会产生影响； （3）．电路还必须简单可靠，有过流保护电路，能够输出足够大的电流。 二.方案选择及电路的工作原理 方案一： 首先用一个桥式整流电路将输入的交流电压变成直流电压，然后经过电容滤波，然后在经过一个NPN型三级管Q1调整管，最后整过电路形成一个通路，达到最终的效果。 方案二： 开关电源同其它电子装置一样，短路是最严重的故障，短路保护是否可靠，是影响开关电源可靠性的重要因素。IGBT（绝缘栅双极型晶体管）兼有场效
应晶体管输入阻抗高、驱动功率小和双极型晶体管电压、电流容量大及管压降低的特点，是目前中、大功率开关电源最普遍使用的电力电子开关器件[6]。IGBT能够承受的短路时间取决于它的饱和压降和短路电流的大小，一般仅为几μs至几十μs。短路电流过大不仅使短路承受时间缩短，而且使关断时电流下降率过大，由于漏感及引线电感的存在，导致IGBT集电极过电压，该过电压可使IGBT锁定失效，同时高的过电压会使IGBT击穿。因此，当出现短路过流时，必须采取有效的保护措施。 为了实现IGBT的短路保护，则必须进行过流检测。适用IGBT过流检测的方法，通常是采用霍尔电流传感器直接检测IGBT的电流Ic，然后与设定的阈值比较，用比较器的输出去控制驱动信号的关断；或者采用间接电压法，检测过流时IGBT的电压降Vce，因为管压降含有短路电流信息，过流时Vce增大，且基本上为线性关系，检测过流时的Vce并与设定的阈值进行比较，比较器的输出控制驱动电路的关断。 在短路电流出现时，为了避免关断电流的过大形成过电压，导致IGBT 锁定无效和损坏，以及为了降低电磁干扰，通常采用软降栅压和软关断综合保护技术。 在设计降栅压保护电路时，要正确选择降栅压幅度和速度，如果降栅压幅度大（比如7.5V），降栅压速度不要太快，一般可采用2μs下降时间的软降栅压，由于降栅压幅度大，集电极电流已经较小，在故障状态封锁栅极可快些，不必采用软关断；如果降栅压幅度较小（比如5V以下），降栅速度可快些，而封锁栅压的速度必须慢，即采用软关断，以避免过电压发生。 为了使电源在短路故障状态不中断工作，又能避免在原工作频率下连续进行短路保护产生热积累而造成IGBT损坏，采用降栅压保护即可不必在一次短路保护立即封锁电路，而使工作频率降低（比如1Hz左右），形成间歇“打嗝”的保护方法，故障消除后即恢复正常工作。下面是几种IGBT短路保护的实用电路及工作原理。 利用IGBT的Vce设计过流保护电路
第十届TI杯电子设计竞赛培训实 习报告 日8月7年2012 1.开关稳压电源 1.1工频变压器 工频变压器作为本电源降低电压的核心。它把有效值为220V的交流市电降低为20V的交流电压。为后级稳压环节输入一个低的直流电压做了准备。 1.2整流滤波 本电源整流采用4安的集成整流桥堆。前级滤波采用三个电容进行。如图1示，分别为C12，C14，C15。C14是一个1000uF的铝电解电容，它可以很好地滤除低频脉动成分，使整流输出波形变得很平滑。电容的高频小信号模型为电感、电容、电阻的串联。铝电解电容，由于其内部结构决定了它的高频等效电感比较大。再加之铝电解电容的容值比较大，这就导致它的自身谐振频率比较低。这样它可以很好地滤除低频杂波成分，但是对于高频杂波成分，它的滤除效果不是很好。这就需要给他并联一个0.1uF的瓷片电容C15，这样滤波器的带宽就会大大提高，可以滤除掉更多的杂波成分。C12是作为LM2576的输入滤波的，以保证输入LM2576的交流杂波成分更小。 1.3稳压 本电源稳压环节采用LM2576开关降压（Buck）型集成稳压芯片。其内部集成了52KHz的振荡器，功率管，PWM调制器和反馈环路。LM2576输出最大电流可以保证3A，输入最大电压40V。D4是一个肖特基二极管，型号为MBR20200。它是作为Buck电路的续流二极管使用的。电感L2是一个用铁粉磁环绕制的100uH 的大功率电感，它是Buck电路的储能电感。L2和C13共同组成了一个LC滤波器。R12，R10是一个电阻串联分压网络。LM2576的4脚在分压网络分压点采集电压反馈给其内部误差放大器，控制PWM调制器改变PWM波的脉宽，从而控制功
目录 第一章课程设计的目的 2 第二章课程设计的要求 2 第三章主电路原理 4 第四章变压器的设计9 第五章器件选型15 第六章仿真及结果20 总电路图28 心得体会29 参考文献30
第一章、课程设计的目的 通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的： 1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献 资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 第二章、课程设计的要求 1. 题目 题目：反激型开关电源电路设计 注意事项： ①学生也可以选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。 ②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计内容。 开关稳压电源基本原理框图
主要技术数据 1、交流输入电压AC95~270V； 2、直流输出5V，1A； 3、输出纹波电压≤0.2V； 4、输入电压在95~270V之间变化时，输出电压误差≤0.03V； 设计内容： 开关电源主电路的设计和参数选择 IGBT电流、电压额定的选择 开关电源驱动电路的设计 开关变压器设计 画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 电路仿真分析和仿真结果 2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知 识和创造性的思维方式以及创造能力 要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。 主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。课程设计中要不断提出问题，并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇，且文中有引用说明，否则也不能得优）。 3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力
开关电源技术实验指导书 信息工程学院电气及自动化教研室 2009.04.18
实验一电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究 一．实验目的 1．掌握电流控制型脉宽调制开关电源的工作原理，特点与构成。 2．熟悉电流控制型脉宽调制芯片UC3842的工作原理与使用方法。 3．掌握开关电源的调试方法与参数测试方法。 二．实验内容 1．利用芯片UC3842，连接实验线路，构成一个实用的开关稳压电源电路。 2．芯片UC3842的波形与性能测试 （1）开启与关闭阀值电压。 （2）锯齿波，包括周期、占空比、幅值等，并与理论值相比较。 （3）不同负载以及不同交流输入电压时的输出PWM波形，并与正确波形相对比。 （4）反馈电压端（即UC38422号脚）与电源端（即7号脚）波形。 （5）输出PWM脉冲封锁方法测试。 3．开关电源波形测试 （1）GTR集电极电流与集-射极电压波形。 （2）变压器原边绕组两端波形。 （3）输出电压V O波形。 4．开关电源性能测试 （1）电压调整率（抗电压波动能力）测试。 （2）负载调整率（抗负载波动能力）测试。 （3）缓冲电路性能测试。 三．实验系统组成及工作原理 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，获得了广泛的应用。 开关电源的控制电路可分为电压控制型和电流控制型。前者是一个单闭环电压控制系统，后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。 具体实验原理可参见附录。 具体线路见图5—4。 四．实验设备和仪器 1．MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱 2．双踪示波器 3．万用表 五．实验方法
xxxxxxx大学 专业文献综述 题目: 花卉自动浇水系统设计与实现综述 姓名: xxx 学院: xxxxxxxxx学院 专业: 电子信息科学与技术 班级: xxx 学号: xxxxxxxxx 成绩： 指导教师: xxx 职称: 2015 年12 月1日 xxxxxxxx教务处制
盆花自动浇水系统设计与实现 作者：xxx指导教师：xxx 摘要：针对盆栽植物浇水不及时、缺乏浇水管理导致植物生长不健康的情况，将单片机测控技术应用于盆栽植物的浇水过程中，以单片机为核心的花盆土壤湿度控制系统。采用土壤湿度传感器实时检测花盆土壤湿度，单片机根据花盆土壤的湿度值判断植物是否需要进行浇水，通过控制继电器进而控制电磁阀实现自动浇水的功能。控制系统还具有报警功能，当花盆水箱水位低于设定值时，能够及时提示为水箱加水。 关键词：单片机花盆土壤湿度湿度传感器 Potted flower design and implementation of automatic watering system Author: xxx Tutor: xxx Abstract：For potted plants is not timely, the lack of water management in plant growth is not healthy, single-chip microcomputer measurement and control technology was applied to water plants in the process of flower pot soil moisture with the single chip processor as the core control system. Real-time detection flower pot soil moisture using soil moisture sensor, microcontroller based on the flower pot soil humidity value judgment whether the need for watering plants, water automatically by the control relay and control electromagnetic valve function. Control system also has alarm function, when the flower pot water tank water level is lower than the set value, can be timely reminder to the tank with water Key words: Single Chip Microcomputer，pot，Soil moisture,Humidity sensor 1.花盆土壤湿度控制系统设计背景及意义
电气与电子信息工程学院 《电力电子装置设计与制作》 课程设计报告 名称：开关直流降压电源（BUCK）设计 专业名称：电气工程及其自动化 班级：14级专升本（1）班 学号：0125 姓名： 指导教师：南光群、张智泉、叶天凤 课程设计时间：2015年11月30日—12月10日 课程设计地点：K2-414和K2-306实验室
电力电子装置设计与制课程设计成绩评定表 指导教师签字：
年月日 《电力电子装置设计与制作》 课程设计任务书 2015～2016学年第一学期 学生姓名：专业班级：电气工程及其自动化14级专升本1班指导教师：南光群、张智泉、叶天凤工作部门：电气与电子信息工程学院 一、课程设计题目： 开关直流降压电源（BUCK）设计 二、课程设计内容 根据题目选择合适的输入输出电压进行电路设计，在Protel或OrCAD软件上进行原理图绘制；满足设计要求后，再进行硬件制作和调试。如实验结果不满足要求，则修改设计，直到满足要求为止。 设计题目选： 题目一：开关直流降压电源（BUCK）设计 主要技术指标： 1）输入交流电压220V（可省略此环节）。 2）输入直流电压在14-18V之间。 3）输出直流电压11V，输出电压纹波小于2%。 4）输出电流1A。 5）采用脉宽调制PWM电路控制。 三、进度安排
四、基本要求 1、独立设计原理图各部分电路的设计； 2、制作硬件实物，演示设计与调试的结果。 3、写出课程设计报告。内容包括电路图、工作原理、实际测量波形、调试分析、测量精度、结论和体会。 4、写出设计报告：不少于3000字，统一复印封面并用Ａ4纸写出报告。 ○1封面、课程设计任务书 ○2摘要，关键词（中英文） ○3方案选择，方案论证 ○4系统功能及原理。（系统组成框图、电路原理图） ○5各模块的功能，原理，器件选择 ○6实验结果以及分析 ○7设计小结 ○8附录---参考文献
反激开关电源的设计与调试 1.实验目的： 掌握反激电路、TOP255YN芯片的使用方法与各元器件的参数计算；掌握各种测试仪器的使用；输入220交流电压，得到12V电压，1.5A电流稳定主输出；副输出5V，1A。频率f=66KHZ，输出功率23W，输出纹波100mV。 2.实验器材： 示波器、负载、输入电源、测温器、万用表。 3.实验内容： （1）反激电路工作原理
连续模式初级电流有前沿阶梯且从前沿开始斜坡上升。在开关管关断期间，次级电流为阶梯上叠加衰减的三角波。当开关管在下个周期开始导通瞬间，次级仍然维持有电流。在下一个周期开关管开通时刻，变压器储存能量未完全释放，仍有能量剩余。
三、实验数据分析 输入电压为220V 交流，整流后得到Vdc=311V 直流。MOS 管上电压为Vdc+（Np/Ns ）*(Vo+1)=400V 。 （1）变压器设计 占空比：) /)(1()1(8.0)/)(1(on Ns Np Vo Vdc T Ns Np Vo T ++-?+==0.4695 初级匝数：f Ae Bpk T V N **?*?=2on o 2p =71匝取72匝 f=66khz 次级匝数：dc on of f 1o p s V T T V N N **+* =）（=8.2匝取9匝 次级峰值电流：=-=) 1(o crs Ton Vo P I 2.83A 次级平均电流：csr of f ar I T I *==1.5A Vo Ton Po Icpr *=25.1=0.337A Top255芯片峰值电流：Ton I I /cpr p ==0.802A 过载保护： 典型值Ilimit=1.7A
实验室用稳压电源的设计与实现 摘要：当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是大部分电子设备需要的是直流电能，而我们工业用电都是发电厂发电传输过来的交流电，所以需要将交流电转换成直流电供电子设备使用。但仅仅是整流还远远不能满足电子设备的要求，它还需要相对稳定的电能。为了满足这两个需求人们研制出了直流稳压电源。能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。 关键词：直流电压；稳压器；滤波器；整流；变压； 1 直流稳压电源发展史 二十世纪五十年代：磁饱和稳压器→六、七十年代：磁泄放式恒压变压器→八十年代中期：运用磁补偿形式的第1代参数稳压器→九十年代中期：第2代参数稳压器→二十世纪初：第3代参数稳压器。电子反馈调控式的发展历程大致如下：二十世纪五十年代：电子管调控磁放大式（614）型交流稳压器→六、七十年代：电子调控自耦滑动式（svc）交流稳压器，自动感应式调节稳压器→八十年代中期：电子调控的有触点补偿式交流稳压器，正弦能量分配器式净化电源→九十年代中期：数控有级的无触点补偿式交流稳压器，改进型的第2、3代净化电源→二十一世纪初：利用逆变器作补偿的无级、无触点补稳压电源的发展历史2010年9月1日偿式交流稳压器、新型的净化电源。稳压电源的发展历史2010年9月1日，电源稳压器直至今日，在直流稳压电源领域，以电子计算机为代表的要求供电电压低，电流大的电源大都由开关电源担任，要求供电电压高，电流大的设备的电源由可控硅电源代之，小电流、低电压电源都采用集成稳压器。在交流稳压电源领域，铁磁谐振式和电子反馈调控式这两类技术也在不断发展。铁磁谐振式