摘要：介绍了稳压电源的具体分类和稳压电源中的开关稳压电源电路各组成部分的工作原理。
关键词：开关稳压电源的结构、设计开关管滤波电容储能电感
一、引言
稳压电源就是其输出电压相对稳定，它与人们的日常生活密切相关, 也称为稳定电源、稳压器等。随着电子技术发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，对稳压电源的要求更加灵活多样。电子设备的小型化和低成本化，使稳压电源朝轻、薄、小和高效率的方向发展。设计上，稳压电源也从传统的晶体管串联调整稳压电源向高效率、体积小、重量轻的开关型稳压电源迅速发展。
日常工作中，电子工程师通常根据稳压电源中稳压器的稳定对象，把稳压器分为直流稳压器和交流稳压器两种，并且直流稳压器输出电压是直流，交流稳压器输出电压是交流，两者一般都用市电供电。因此，就可以把稳压电源按稳压器的类型可分为直流稳压电源和交流稳压电源两大类。以下是对这两大类稳压电源进行简要的介绍（见表1）。
见表 1
二、交流稳压电源分类和特点
能够提供一个稳定的交流电压和频率的电源称为交流稳压电源，市面上的交流稳压电源大致分为以下几种：
2.1参数调整（谐振）型
这类稳压电源，稳压的基本原理是LC 串联谐振，早期出现的含有磁饱和型稳压器的稳压电源就属于这一类。它的优点是结构简单，所需元器件较少，稳压范围相当宽，可靠性高，抗干扰和抗过载能力强。缺点是能耗大、噪声大、笨重且造价高。
2.2自耦（变比）调整型
2.2.1机械调压型
以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的的绕组滑动面上移动，改变输出电压(Vo) 对输入电压(Vi) 的比值，以实现稳压电源输出电压的调整和稳定。它的特点是结构简单，造价低，输出波形失真小。但由于炭刷滑动，接点易产生电火花，造成电刷损坏以至烧毁而失效，且电压调整速度慢。
2.2.2改变抽头型
将自耦变压器做成多个固定抽头，通过继电器或可控硅（固态继电器）做为开关器控件，自动改变抽头位置，从而实现输出电压的稳定。这种类型的稳压电源，优点是电路简单，稳压范围宽（130V-280V ），效率高（≥95% ），价格低。缺点是稳压精度低（±8 ～10% ）工作寿命短，它适用于家庭给空调器供电。
2.2.3大功率补偿型——净化型稳压器（含精密型稳压器）
此种稳压电源用补偿环节实现输出电压的稳定，易实现微机控制。它的优点是抗干扰性能好，稳压精度高（≤±1% ）、响应快（40 ～60ms ）、电路简单、工作可靠。缺点是带计算机、程
控交换机等非线性负载时有低频振荡现象；输入端电流失真度大，源功率因数较低；输出电压对输入电压有相移。由于具有稳压，抗干扰，响应速度快，价格适中等优点，应用比较广泛。
2.3开关型交流稳压电源
它应用于高频脉宽调制技术，与一般开关电源的区别是它的输出量必须是与输入端同上频、同相的交流电压。它的输出电压波形有准方波、梯型波、正弦波等。市场上的不间断电源（UP S ）抽掉其中的蓄电源和充电器，就是一台开关型交流稳压电源。开关型交流稳压电源的稳压性好，控制功能强，易于实现智能化，是非常具有前途的交流稳压电源。但因其电路复杂，价格较高，所以推广较慢。
三、直流稳压电源分类和特点
直流稳压电源按习惯可分为化学电源、线性稳压电源和开关型稳压电源，下面我们将具体介绍这几类电源。
3.1化学电源
我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于化学电源，各有其优缺点。随着科学技术的发展，又产生了智能化电池；在充电电池材料方面，美国研制人员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间长，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。
3.2线性直流稳压电源(LPS)
线性直流稳压电源指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。线性直流稳压电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等（见图 1 ）。
线性直流稳压电源是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压，要达到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关稳压电源具有的干扰与噪音。但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，而且电压反馈电路是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的散热片。
3.3开关型直流稳压电源
开关型直流稳压电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。它的电路形式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥
式等。基本的开关型直流稳压电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路（如图 2 ）。
开关型直流稳压电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠。缺点相对于线性直流稳压电源的纹波较大（一般≤1%V P-P ）。下面分类介绍几种开关型直流稳压电源：
3.3.1 AC/DC电源
该类型电源也称一次电源，它自电网取得能量，经过高压整流滤波得到一个直流高压，供DC/DC 变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压，功率从几瓦~ 几千瓦均有产品，用于不同场合。
3.3.2 DC/DC电源
在通信系统中也称二次电源，它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压，经DC/DC 变换以后在输出端获得一个或几个直流电压。
3.3.3 通信电源
通信电源其实质上就是DC/DC 变换器式电源，只是它一般以直流－48V 或－24V 供电，并用后备电池作DC 供电备份，将DC 供电电压变换成电路工作电压。一般又分中央供电、分层供电和单板供电三种，单板供电可靠性最高。
3.3.4 电台电源
电台电源输入AC220V/110V ，输出DC13.8V ，功率由所供电台功率而定。为防止AC 电网断电影响电台工作，而需要电池组作为备份，所以此类电源除输出一个13.8V 直流电压外，还具有对电池充电自动转换功能。
3.3.5 模块电源
随着科学技术飞速发展，对电源可靠性、容量、体积比要求越来越高，模块电源越来越显示其优越性，它工作频率高、体积小、可靠性高，便于安装和组合扩容，所以越来越被广泛采用。
3.3.6 特种电源
电流电源、400Hz 输入的AC/DC 电源等，可归于此类，可根据特殊需要选用。
四、开关稳压电源的发展
4．1开关稳压电源
开关稳压电源问世后，在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。早期出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态。随着脉宽调制
（P WM）技术的发展，P WM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P WM 开关电源替代线性电源，可大幅度节约能源，从而引起了人们的广泛关注，在电源技术发展史上被誉为20kHz革命。随着超大规模集成（ultra-l arge-scal e-int egrated-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（如手提计算机、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量要求，包括磁性元件和电容的体积重量也要小。此外，还要求开关电源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。这一切高新要求便促进了开关稳压电源的不断发展和进步。
4．2开关稳压电源的三个重要发展阶段
40多年来，开关稳压电源经历了三个重要发展阶段。
第一个阶段是功率半导体器件从双极型器件（BP T、SCR、GT0）发展为M OS型器件（功率MOS-FE T、IGBT、IGCT等），使电力电子系统有可能实现高频化，并大幅度降低导通损耗，电路也更为简单。
第二个阶段自20世纪80年代开始，高频化和软开关技术的研究开发，使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一。
第三个阶段从20世纪90年代中期开始，集成电力电子系统和集成电力电子模块（IP EM）技术开始发展，它是当今国际电力电子界亟待解决的新问题之一。
五、开关稳压电源技术的亮点
5．1功率半导体器件性能
1998年，In fineon公司推出冷MOS管，它采用“超级结”（Super-Junction）结构，故又称超结功率MOSFE T。工作电压600~800V，通态电阻几乎降低了一个数量级，仍保持开关速度快的特点，是一种有发展前途的高频功率半导体器件。
IGBT刚出现时，电压、电流额定值只有600V、25A。很长一段时间内，耐压水平限于1200~1700V，经过长时间的探索研究和改进，现在IGBT的电压、电流额定值已分别达到3300V ／1200A和4500V／1800A，高压IGBT单片耐压已达到6500V，一般I GB T的工作频率上限为20~40kHz，基于穿通（P T）型结构应用新技术制造的IGBT，可工作于150kHz（硬开关）和300kHz （软开关）。
IGBT的技术进展实际上是通态压降，快速开关和高耐压能力三者的折中。随着工艺和结构形式的不同，IGBT在20年的发展进程中，有以下几种类型：穿通（P T）型、非穿通（NP T）型、软穿通（SP T）型、沟漕型和电场截止（FS）型。
碳化硅（S iC）是功率半导体器件晶片的理想材料，其优点是禁带宽、工作温度高（可达600℃）、热稳定性好、通态电阻小、导热性能好、漏电流极小、P N结耐压高等，有利于制造出耐高温的高频大功率半导体器件。
可以预见，碳化硅将是21世纪最可能成功应用的新型功率半导体器件材料。
5．2开关电源功率密度
提高开关电源的功率密度，使之小型化、轻量化，是人们不断追求的目标。这对便携式电子设备（如移动电话，数字相机等）尤为重要。使开关电源小型化的具体办法有以下几种。
一是高频化。为了实现电源高功率密度，必须提高P WM变换器的工作频率、从而减小电路中储能元件的体积重量。
二是应用压电变压器。应用压电变压器可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度。压电变压器利用压电陶瓷材料特有的“电压-振动”变换和“振动-电压”变换的性质传送能量，其等效电路如同一个串并联谐振电路，是功率变换领域的研究热点之一。
三是采用新型电容器。为了减小电力电子设备的体积和重量，须设法改进电容器的性能，提高能量密度，并研究开发适合于电力电子及电源系统用的新型电容器，要求电容量大、等效串联电阻（ESR）小、体积小等。
5．3高频磁性元件
电源系统中应用大量磁元件，高频磁元件的材料、结构和性能都不同于工频磁元件，有许多问题需要研究。对高频磁元件所用的磁性材料，要求其损耗小、散热性能好、磁性能优越。适用于兆赫级频率的磁性材料为人们所关注，纳米结晶软磁材料也已开发应用。
5．4软开关技术
高频化以后，为了提高开关电源的效率，必须开发和应用软开关技术。它是过去几十年国际电源界的一个研究热点。
P WM开关电源按硬开关模式工作（开／关过程中电压下降／上升和电流上升／下降波形有交叠），因而开关损耗大。高频化虽可以缩小体积重量，但开关损耗却更大了。为此，必须研究开关电压／电流波形不交叠的技术，即所谓零电压开关（ZVS）／零电流开关（ZCS）技术，或称软开关技术，小功率软开关电源效率可提高到800%~85%。上世纪70年代谐振开关电源奠定了软开关技术的基础。随后新的软开关技术不断涌现，如准谐振（上世纪80年代中）全桥移相ZVS -P WM，恒频ZVS-P WM／Z CS-P WM（上世纪80年代末）ZVS-P WM有源嵌位；ZVT-P WM／ZCT-P WM（上世纪90年代初）全桥移相ZV-ZCS-P WM（上世纪90年代中）等。我国已将最新软开关技术应用于6kW通信电源中，效率达93％。
5．5同步整流技术
对于低电压、大电流輸出的软开关变换器，进一步提高其效率的措施是设法降低开关的通态损耗。例如同步整流（S R）技术，即以功率M OS管反接作为整流用开关二极管，代替萧特基二极管（SBD），可降低管压降，从而提高电路效率。
5．6功率因数校正（P FC）变换器
由于AC／DC变换电路的输入端有整流器件和滤波电容，在正
弦电压输入时，单相整流电源供电的电子设备，电网侧（交流输入端）功率因数仅为0.6-0.65。采用功率因数校正（PFC）变换器，网侧功率因数可提高到0.95~0.99，输入电流THD<10％。既治理了对电网的谐波污染，又提高了电源的整体效率。这一技术称为有源功率因数校正（APFC），单相APFC国内外开发较早，技术已较成熟；三相AP FC的拓扑类型和控制策略虽然已经有很多种，但还有待继续研究发展。
高功率因数AC／DC开关电源，由两级拓扑组成，对于小功率AC／DC开关电源来说，采用两级拓扑结构总体效率低、成本高。如果对输入端功率因数要求不特别高时，将P FC变换器和后级DC／DC变换器组合成一个拓扑，构成单级高功率因数AC／DC开关电源，只用一个主开关管，可使功率因数校正到0.8 以上，并使输出直流电压可调，这种拓扑结构称为单管单级P FC变换器。
5．7全数字化控制
电源的控制已经由模拟控制，模数混合控制，进入到全数字控制阶段。全数字控制是发展趋势，已经在许多功率变换设备中得到应用。
全数字控制的优点是数字信号与混合模数信号相比可以标定更小的量，芯片价格也更低廉；对电流检测误差可以进行精确的数字校正，电压检测也更精确；可以实现快速，灵活的控制设计。
近两年来，高性能全数字控制芯片已经开发，费用也已降到比较合理的水平，欧美已有多家公司开发并制造出开关变换器的数字控制芯片及软件。
5．8电磁兼容性
高频开关电源的电磁兼容（EM C）问题有其特殊性。功率半导体器件在开关过程中所产生的di／dt和d v／dt，将引起强大的传导电磁干扰和谐波干扰，以及强电磁场（通常是近场）辐射。不但严重污染周围电磁环境，对附近的电气设备造成电磁干扰，还可能危及附近操作人员的安全。同时，电力电子电路（如开关变换器）内部的控制电路也必须能承受开关动作产生的EMI及应用现场电磁噪声的干扰。上述特殊性，再加上EMI测量上的具体困难，在电力电子的电磁兼容领域里，存在着许多交叉学科的前沿课题有待人们研究。国内外许多大学均开展了电力电子电路的电磁干扰
和电磁兼容性问题的研究，并取得了不少可喜成果。
5．9设计和测试技术
建模、仿真和CAD是一种新的设计研究工具。为了仿真电源系统，首先要建立仿真模型，包括电力电子器件、变换器电路、数字和模拟控制电路以及磁元件和磁场分布模型等，还要考虑开关管的热模型、可靠性模型和EMC模型。各种模型差别很大，建模的发展方向是数字一模拟混合建模、混合层次建模以及将各种模型组成一个统一的多层次模型等。
电源系统的CAD，包括主电路和控制电路设计、器件选择、参数最优化、磁设计、热设计、EMI设计和印制电路板设计、可靠性预估、计算机辅助综合和优化设计等。用基于仿真的专家系统进行电源系统的CAD，可使所设计的系统性能最优，减少设计制造费用，并能做可制造性分析，是21世纪仿真和CAD技术的发展方向之一。此外，电源系统的热测试、E MI测试、可靠性测试等技术的开发、研究与应用也是应大力发展的。
5．10系统集成技术
电源设备的制造特点是非标准件多、劳动强度大、设计周期长、成本高、可靠性低等，而用户要求制造厂生产的电源产品更加实用、可靠性更高、更轻小、成本更低。这些情况使电源制造厂家承受巨大压力，迫切需要开展集成电源模块的研究开发，使电源产品的标准化、模块化、可制造性、规模生产、降低成本等目标得以实现。
实际上，在电源集成技术的发展进程中，已经经历了电力半导体器件模块化，功率与控制电路的集成化，集成无源元件（包括磁集成技术）等发展阶段。近年来的发展方向是将小功率电源系统集成在一个芯片上，可以使电源产品更为紧凑，体积更小，也减小了引线长度，从而减小了寄生参数。在此基础上，可以实现一体化，所有元器件连同控制保护集成在一个模块中。
六、并联型开关稳压电源
开关稳压电源分为串、并联型二种，下面注重并联型。
6．1结构
并联型开关稳压电源的原理框图如图6—1所示。它是由开关晶体管V和二级管V D及储能电感L、滤波电容C组成的。除此以外，通常还有较为复杂的驱动电路、调节电路、保护电路、基准电路以及构成闭环回路中的取样电路、放大电路和耦合电路等各个部分，
图6—1 并联型开关稳压电源原理图及波形图
(a)集电极输出型;(b)发射极输出型;(c)发射极输出型电路的电流、电压波形
用来对输出电压的在大小以及特性进行控制和调节。图6—1（a）是集电极输出式并联开关稳压电源的原理框图。图6—1（b）是发射极输出式并联型开关稳压电源的原理图，从形式看，它们之间的差别只是把图中的开关晶体管V与储能电感L的位置进行互换。从输出特性上看，它们的输出电压的极性刚好相反。以上只画出了发射极输出型电路各点的电流、电压波形图；下面讲述并联型开关稳压电源的工作原理。
6．2工作原理
设开关晶体管V的开关转换周期T，导通期的时间为t o n，截止期的时间为t o f f，占空比为δ（δ=t o n/T）。其工作原理如下：当开关晶体管V处于导通期间，输出电压Ui加到储能电感L的两端，
忽略V的饱和和压降，二极管V D因被反向偏置截止。在此期间流过L的电流i L为近似线性地增加
的锯齿波电流如6—1（C），并以磁能的形式储存在L中。在这期间电流i L的变化值为
当开关晶体管V截止时，储能电感L两端的电压极性相反，此时二极管V D被正向偏置而导通。储存在L中的能量通过二极管V D输送给负载电阻R L和滤波电容C。在此期间，L中的泄放电流i L 是锯齿波电流的线性下降部分，如出6—1（b），这期间电流i L的变化值为
同理，当开关晶体管V导通期间在储能电感L中增加的电流数值应该等于开关管V截止期间在储能电感L中减少的电流值。只有这样才能达到动态平衡，才能给负载电阻R L提供一个稳定的输出电压，因此就有
将t o n=Tδ和t o f f=T（1-δ）代入得
（1）控制开关晶体管V基极激励脉冲的占空比δ，就可以克服由于电网电压或输入电压的变化或其它参数的变化而对开关稳压电源输出电源输出电压的影响，能够起到降低输出电压波纹，稳定输出电压的作用。从后面的实用电路中可以看到，它们都是采用取样、放大、比较、反馈等环节构成闭环控制系统来自动实现占空比δ的控制的。
（2）由于以上式中的占空比δ总是小于1的，所以输出电压U总是大于输入电压Ui，这样就形成了升压式开关稳压电源。
（3）在串联型开关稳压电源的工作原理中，有三种方法可以改变占空比δ，而在并联型开关稳压电源中也可以采用这三种方法对占空比δ进行调节。所以，并联型开关稳压电源同样也调宽型、调频型和混合型三种形式。
（4）在吞并稳压电源的工作原理中，不管是串联还是并联型电路，它们的工作都是靠开关晶体管V基极的驱动信号使开关晶体管V启动，而工作于导通与截止的开关状态的。这样，我们就可以在其输出端加一取样电路，将输出电流Io和电压Uo的变化量取出，再进行放大、比较后，形成一个与输出电流和电压有关的驱动信号来控制和驱动开关晶体管V的工作。如果输出端出现短路而造成过流现象或者由于其它原因而造成输出端过压现
象时，可以使加于开关晶体管V基极的驱动信号将开关管V关断，并处于截止状态，使开关稳压电源停止工作。这样既保护开关稳压电源本身免遭损坏，又保护了供电负载系统免受损坏。
七、并联型开关稳压电源的设计
并联型开关稳压电源的设计与串联型开关稳压电源的设计教程是相同的，也是讨论对开关晶体管V、二极管VD、储能电感L和滤波电容C的选择。
7．1开关晶体管V的选择
7．1．1集电极电压的选择
从图6—1所示的并联型开关稳压电源的原理框图中可见，开关晶体管V上所承受的最大电压Uie又从输入电压与输出电压之间的关系式为Ui=Uo（1-δ）/δ。考虑到输入电压有10%的波动，电感L的反峰尖刺电压为稳压值的20%。开关晶体管V上所承受的电压实际为 1.1*1.2Ui=1.3Ui。通常选择管子时要有一定的裕量，所以取其工作电压80%的额定电压值，则有 1.32Ui=0.8U c e i o得到U c e o为
这就是设计并联型开关稳压电源时，选择开关晶体管V的集电极电压U c e o值应遵循的关系式。
7．1．2集电极电流的计算
从并联型开关稳压电源的工作原理可见：在晶体管导通期间，流过开关晶体管V的电流也就是在高度该期间流过储能电感L中的电流，也就是输入电流I。如果不考虑电路中的其它耗散功率的话，那么就会有：
在选择管子时，也要留有一定的裕量，应把工作电流取为80%的额定电流值，这样式改为
7．1．3集电极耗散P c的计算。开关晶体管在导通期间的直流平均损耗功率为
在截止期间。由于集电极电流很小，可以认为这个时期的集电极损耗功率是零。在开与关的转换过程中，各种重叠损耗是直流平均损耗，因此就可以得到开关晶体管V的集电极功耗为
7.2二极管VD的选择
7.2.1反向电压的计算。在开关晶体管V导通期间，二极管VD因反向偏置而截止，此时VD 上所承受的电压为输出电压U（V的正向饱和压降被忽略）。此外，在选择二极管时，都留有一定的裕量，一般留20%的裕量，所以二极管VD的反向耐压应为
7.2.2正向导通电流I D的计算
在开关晶体管V截止期间,二极管VD导通,流过二极管VD的电流I D正好就是输入电流Ie,也就是在这期间流过储能电感L的电流I L,因而
考虑到二极管VD为发热器件,同时二极管的发热温度与流过\的大小关系很大,所以,在选择二极管的工作电流应留有较大的裕量,通常选裕量为50%,因而有
解式可得出二极管VD的正向导通电流I D为
7.3滤波电容C的选择
7.3.1电容量的计算
并联型开关稳压电源达到稳态后,输出电压稳定在所设计的恒定电压值U O上,输出直流电流为I O。由于在开关管V导通期间全部负载电阻R L上的电流I O都是由电容C供给的，所以这时这时电容C上的电流就等于电源的输出电流I V，并且在这期间电容C上的电压变化量为输出电压的波纹
电压值△U O，此时就有如下关系式
从上式就能计算出所选择的滤波电容的电容量 C
把δ=U O（U O+U I）代入
7．3．2耐压值U C的计算
当开关管V截止期间，加在滤波电容C两端的电压为输入电压U I；当开关管导通期间，加在电容C两端的电压为输出电压U O，（储能电感L上的电压降和二极管V D的正向导通压降忽略）而并联开关电源的特性是输入电压UI比输出电压U O小，这里就取输出电压U O。在确定电容耐压的标称值时应留有50%的裕量，所以，滤波电容C的耐压值应由下式来决定
7．4储能电感L的选择
在分析并联型开关稳压电源的工作原理时已经讲过，在开关管V导通的ton期间，储能电感L 上的电流的增加量应与在开关管V截止的to ff期间储能电感L上电流的减少相等，所以
式中（+）表示增加量，（-）表示减少量。即两种变化的数值相等，极性（方向）相反。以上式中已给出储能电感L电流的增量和电感L上电流的减少量，现在就可以计算储能电感
在实际设计和应用中,储能电感L上的峰值电流(I L+△I/2)不应大于电大平均电流的20%，这样
就可以避免储能电感L的磁饱和，也减小了开关管V的峰值电流、电压和功耗。选△I=1。4Ii代入，就可以计算出储能电感L的值为
为了求得与电源效率η、输出电流I、占空比δ和工作频率F相关的计算L的实际公式，作如下推导。已知η与输入功率Ui Ii与输出功率Uo Io的关系为
储能电感L的实际计算公式为
虽然以上推出了储能电咸L实际应用计算公式，但是，和串联型开关稳压电源一样。在实际的应用和调试中，也存在着L大于临界电感量L C的问题。
下面是一个多路输出开关稳压电源的电路图:
结语
本文介绍的开关电源已成功地作为实验室电源、通信基站电源使用。其效率≥85％，纹波优于30mVP P，产品可靠性高、成本低，具有一定的市场竞争力。
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[5]王水平.开关稳压电源——原理、设计与实用电路[M].西安电子科技大学出版社,2001.
1绪论 随着电力电子技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。 1．1 直流稳压电源的发展 直流稳压电源是电子、电器、自动化设备中最基本的部分。传统的转换方法设计制作的电源，其效率低，损耗大，温升高。加上多路电压输出，而各个电压的等级、质量要求又不相同时，使之传统的串联稳压式电源越来越难于得到解决。如图1-1所示的串联式线性稳压电源，就属此类。 图1-1 晶体管串联式线性稳压电源 当今计算机及自动化设备上大多数控制电源都向低压大电流，高效率，重量轻、体积小的方向发展。在这种要求面前首先得到发展的是晶体管串联式开关稳压电源，如图1-2所示。 图1-2 晶体管串联式开关稳压电源
随着电力电子技术的发展，大功率开关晶体管、快恢复二极管及其它元器件的电压得到很大的提高，这为取消稳压电源中的工频变压器，发展高频开关电源创造了条件。由于它不需要工频变压器，故称无工频变压器开关式直流稳压电源。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体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泛的发展空间。它使电源在小型化、轻量化、高效率等方面又迈进了一步。图1-3是无工频变压器的开关电源的方框图。 图1-3 无工频变压器的开关电源原理框图 无工频变压器开关稳压电源，有如下的优点： 1.效率高。一般在80～90%以上。 2.体积小、重量轻，随着频率的提高，收效更显著。 3.稳压范围广，一般交流输入80～265V，负载作大幅度变化时，性能很好。 4.噪声低，声频在20kHz以上时，已是人耳听不到的超声波，而开关电源的工作频率一般都大于此频率； 5.性能灵活，通过输出隔离变压器，可得到低压大电流、高压小电流；一个开关控制的一路输入可得到多路输出以及同号、反号等输出； 6.电压维持时间长，为了适应交流停电时，计算机、现代自动化控制设备电源转换的需要，开关电源可在几十毫秒内保证仍有电压输出； 7.可靠性大，当开关损坏时，也不会有危及负载的高电压出现。 无工频变压器开关稳压电源的不足之处： 1.输出纹波较大，约有10～100mV的峰峰值；
1 绪论 1 绪论 1.1 前言 电力电子学是综合应用电工理论、电子技术及控制理论等，利用电力电子(功率半导体)器件控制或变换电能，以达到合理而高效率地使用能源。它是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。 电力电子技术是近年来最活跃的研究领域之一。作为联系弱电与强电的纽带，电力电子技术提供了控制电功率流动与改变电能形态的有力手段，在小至数瓦，大至数千千瓦乃至数十兆瓦的范围内都得到了广泛应用。随着功率半导体制造技术、微电子技术、计算机技术，以及控制理论的不断进步，电力电子技术向着大功率、高频化及智能化方向发展，应用的领域将更加广阔。 1.2国内外电源技术发展概况 电力电子技术与装置的市场需求与日俱增，其中电源是电力电子技术的主要应用领域之一。随着微电子制造技术的进步，计算机、通信设备、家用电器得到飞速发展，这些设备内部往往需要采用直流稳压电源供电。很多关键的设备还需要不间断电源，以确保市电停电时设备仍能工作。 近年来，随着电力电子技术的迅猛发展，新的电子元器件、新电磁材料、新变换技术、新控制理论及新的软件不断的出现并应用到开关电源，使开关电源达到了频率高、效率高、功率密度高、功率因数高、可靠性高。因此，许多领域，例如邮电通信、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的应用开关电源，并取得了显著效益。 随着芯片集成度的不断提高，电子设备内功能部件的体积不断减小，因而要求设备内部电源的体积和重量不断减小。提高开关频率是减小开关电源体积和重量的基本措施，因为变压器和电感电容等滤波元件的体积和重量随频率的提高而减小。高频化、小型化、模块化和智能化是直流开关电源的发展方向。高频化是小型化和模块化的基础，目前开关频率为数百kHZ至数MHz的开关电源已有使用。功率重量比或功率体积比是表征电源小型化的重要指标，50w/in的开关电源早已上市，目前己向120W/in 发展。模块化与小型化分不开，同时模块化可提高电源的可靠性，简化生产与使用。模块电源的并联串联和级联既便于用户使用，也便于生产。智能化是便于使用和维修的基础，无人值守的电源机房、航空和航天器电源系统等都要求高度智能化，以实现正常、故障应急和危急情况下对电源的自动管理。 现代越来越复杂的电子设备对电源提出了各种各样的负载需求。一个特定用途的电源装置，应当具有符合负载要求的性能参数和外特性，这是基本的要求。安全可靠
毕业论文（设计） 题目开关电源设计 英文题目switch source design
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
烟台工程职业技术学院机电工程系电子专业 11 级 毕业论文 题目:一个开关电源 姓名:奚文龙学号:2011100015 指导老师(签名): 蒋家响 二〇一三年六月十二号
摘要：本系统以Buck-Boost复合型降压电路为核心，采用主从设置法并联两个DC/DC模块，其中一个为主模块提供稳定电压，作为电压源。另一个模块作为从模块提供可变电压以改变电流比。以DSP为主控制器，输出两路占空比可变的PWM信号。通过电压采样，根据反馈信号对主模块PWM信号做出调整，进而实现对主模块的电压外环控制。通过电流采样，根据反馈信号对从模块PWM信号做出调整，进而实现对从模块的电流内环控制。使整个模块实现输出直流电压稳定在8V，根据题目要求自动分配电流。同时系统具有输出过流保护和输入欠压保护功能，且可以实现对输出电压和输出电流的测量和检测。 关键词：Buck-Boost复合降压电路主从模式 DSP IR2110 Abstract：This system is based on the Buck circuit ，Master-slave method set two parallel DC / DC modules,One of the main module as to provide a stable voltage, as a voltage source. Another module provides a constant current from the module as a current source. The system is based on DSP controller, The DSP to output PWM signal. By sampling the voltage,according to the feedback signal to the PWM signal to adjust the main module. Through the current sampling, according to the feedback signal to adjust the PWM signal from the module, Conduct ing reliable closed-loop control, thus achieving control from the module. So that the whole module output DC voltage from 8V.Based questions requirement that the current automatic distribution.At the same time the system has output current protection and input undervoltage protection, and can achieve the output voltage and output current measurement and testing. 目录
目录 引言......................................................... 1本文概述 ................................................. 1.1选题背景............................................................................................................................ 1.2本课题主要特点和设计目标 ........................................................................................... 1.3课题设计思路.................................................................................................................... 2SABER软件................................................ 2.1SABER简介 ..................................................................................................................... 2.2SABER仿真流程 ............................................................................................................. 2.3本章小结............................................................................................................................ 3三相桥式全控整流器的设计.................................. 3.1工作原理............................................................................................................................ 3.1.1 三相桥式全控整流电路的特点 ..................................................................................... 3.2保护电路............................................................................................................................ 3.2.1 过电压产生的原因.......................................................................................................... 3.2.2 过压保护 (1) 3.2.3 过电流产生的原因 (1) 3.2.4 过流保护 (1) 3.3SABER仿真 (1) 3.3.1 设计规范 (1) 3.3.2 建立模型 (1)
开关稳压电源 摘要：本设计应用隔离型回扫式DC-DC电源变换技术完成开关稳压电源的设计及制作。系统主要由整流滤波电路，DC-DC变换电路，单片机显示与控制电路三部分组成。开关电源的集成控制由脉宽调制控制芯片UC3843及相关电路完成，利用单片机进行D/A转换，完成对输出电压的键盘设定和步进调整，同时由单片机A/D采集数据利用数码管显示出输出电压和电流。系统具有输出电压可调范围宽、噪声纹波电压低和DC-DC变换效率高等特点。此外，该系统还具有过流保护功能，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态。 关键字：DC- DC，整流滤波，脉宽调制，A/D采集，D/A转换 Abstract：The stabilized voltage switching supply is designed and manufactured by DC-DC power transfer with isolation and feedback. The supply includes rectification and filtering circuit, DC-DC transfer unit, controller controlling circuit and liquid crystal display module. The swiching supply is controlled by pulse width modulation IC UC3843. The output voltage can be regulated step by step by a microcontroller, a key and a D/A converter. The output voltage and current of the switching supply are collected by a A/D converter and displayed in Nixie tubes. The switching supply have some advantage such as wide output voltage, low noise ripple, high transfer efficiency. In addition, the swiching supply can realize current foldback. Keyword：DC-DC transfer, rectification and filtering, , microcontroller, A/D collecting dat a，D/A converting 一、方案论证 图1为开关电源系统的结构图，从图中可以看出，系统分为三个部分：电路电源、控制回路和显示设定部分。 图1 开关电源系统结构图
目录 1 前言 (2) 2．总体方案设计 (3) 2.1 方案一 (3) 2.2 方案二 (4) 2.3方案选择 (4) 3．单元模块设计 (5) 3.1单元模块功能介绍 (5) 3.1.1辅助电源部分设计 (5) 3.1.2主要电源部分设计 (6) 3.1.3保护电路部分设计 (7) 3.1.4继电器驱动部分设计 (8) 3.1.5输出电压比较部分设计 (8) 3.1.6编码译码部分设计 (9) 3.2电路设计及参数计算 (10) 3.3特殊器件介绍： (11) 3.4各单元模块连接 (16) 4．系统调试及结果分析 (17) 5．设计总结 (17) 【参考文献】 (18) 6 系统原理图 (19)
1、前言 可以说，有电器的地方就有电源。所有的电子设备都离不开可靠的电源为其供电。现代电子设备中的电路使用了大量的半导体器件，这些半导体需要几伏到几十伏的直流供电，以便得到正常工作所必需的能源。这些直流电源有的属于化学电源，如采用干电池和蓄电池，但这些不能持久性的供电。大多数电子设备的直流供电方法都是将交流电源经过变压、整流、滤波、稳压等变换为所需的直流电压。完成这种变换任务的电源成为直流稳压电源。 现代电子设备中使用的直流稳压电源有两大类：线性稳压电源和开关性稳压电源。所谓线性稳压电源就是其调整管工作在线性放大区，这种稳压电源的最主要的缺点是变换效率低，一般只有35%~60%左右。开关稳压电源的开关管工作在开关状态，其主要的优越性就是变换效率高，可高达70%~95%。目前，计算机、通信设备、雷达、电视及家用电器等现代电子设备中的稳压电源已基本采用了开关稳压电源，因此，下面将介绍开关稳压电源的设计。
华南理工大学广州学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 反激开关电源的设计 学院电气工程学院 专业班级10电力工程及其自动化5班 姓名吴宏达 学生学号201039488139 指导教师张冬梅 填表日期2014-1-10
说明 1．开题报告是保证毕业设计（论文）质量的一个重要环节，为规范毕业设计的开题报告，特印发此表。 2．学生应在开题报告前，通过调研和资料搜集，主动与指导教师讨论，在指导教师的指导下，完成开题报告。 3．此表一式三份，一份交学院装入毕业设计（论文）档案袋，一份交指导教师，一份学生自存。 4．选题需经基层教学单位（专业教研室）讨论审核、二级学院主管院长批准、报教务处备案, 方可正式进入下一步毕业设计（论文）阶段。
标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。 高效反激式开关电源以其电路抗干扰、高效、稳定性好、成本低廉等许多优点，特别适合小功率的电源以及各种电源适配器，具有较高的实用性。随着电力电子技术的发展，工作在高频的开关电源己经广泛应用于电气和电子设备的各个领域。开关电源设计的目的是通过能量处理将输入能量变化为所需要的能量输出，通常的形式是产生一个符合要求的输出电压，这个输出电压的值不能受输入电压或者负载电流的影响。 本设计开关电源是为满足一款实验用嵌入式开发板的供电需要，基于当前流行的单片集成开关电源芯片设计了一款反激开关电源。 二、研究目标、内容（论文提纲）及拟解决关键问题 通过学习和研究，收集和整理所设计开关电源的各项电气性能指标，计算和选取具体参数和器件，自主设计一个反激开关电源，论文提纲如下： 第一章绪论 1.1 开关电源及发展现状 1.2 课题背景和研究意义 1.3 本文主要工作和内容安排 第二章反激式开关电源简介 2.1 开关电源的分类 2.2 反激式开关电源的原理 第三章单端反激式开关电源系统级分析 3.1 电源设计指标 3.2 主电路拓扑 3.2.1 工作过程分析 3.2.2 工作方式选取 第四章单端反激式开关电源电路级设计 4.1 输入整流滤波器设计 4.1.1整流滤波器分析 4.1.2输入整流滤波器各个元器件选择和参数设置 4.2 钳位保护电路设计 4.2.1 钳位二级管的选择 4.3 反激变压器设计 4.2.1 反激变压器分析 4.2.2 反激变压器参数设置 4.4输出整流滤波电路设计
毕业设计（论文）开题报告 信息工程系应用专业 题目：低功率开关直流稳压电源设计 本课题来源及研究现状： 发展史 1、国际发展状况 发展史 1955年美国的科学家罗那（G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。此后，利用这一技术的各种形式的精益求精直流变换器不断地被研制和涌现出来，从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态，所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻，因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。由于那时的微电子设备及技术十分落后，不能制作出耐压高、开关速度较高、功率较大的晶体管，所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入，并且转换的速度也不能太高。 60年代，由于微电子技术的快速发展，高反压的晶体管出现了，从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入，不再需要工频变压器降压了，从而极大地扩大了它的应用范围,并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源。省掉了工频变压器，又使开关稳压电源的体积和重量大为减小，开关稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。 70年代以后，与这种技术有关的高频，高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来，使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速的发展，并且被广泛地应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域，从而使无工频变压器开关稳压电源成为各种电源的佼佼者。 2、国内发展情况 我国的晶体管直流变换器及开关稳压电源研制工作开始于60年代初期，到60年代中期进入实用阶段，70年代初期开始研制无工频降压变压器开关稳压电源。1974年研制成功了工作频率为10kHz、输出电压为5V的无工频降压变压器开关稳压电源。近10多年来，我国的许多研究所、工厂及高等院校已研制出多种型号的工作频率在20kHz左右，输出功率在1000W以下的无工频降压变压器开关稳压电源，并应用于电子计算机、通信、电视等方面，取得了较好的效果。工作频率为100kHz—200kHz的高频开关稳压电源于80年代初期就已
本文介绍了一种基于单片机控制的数控开关电源，以89C51单片机作为控制核心，对开关变换电路进行脉宽调制，构成一个智能闭环控制系统。单片机控制的开关电源具备更加完善的功能，更人性化、智能化，便于实时监控。其功能主要包括对开关电源输出电压进行检测，并显示实时电压值；通过按键进行编程预置期望输出的电压；通过A/D转换器采样输出电压，根据PID算法计算控制量修改占空比,以得到期望的输出电压，并通过PID算法控制输出电压稳定在设定的电压值上；拥有可靠的过流保护功能以及辅助电源可同时作为电源输入和给单片机提供工作电压，并可以通过键盘不断改变PID参数，可以进行实时调整。本系统具有友好的用户界面，结构简单，成本低廉，实用性强，扩展空间大，可作为实验室电源，在计算机，家电产品等许多方面也有非常好的应用前景。 开关电源因其具有功耗低、效率高的优点，在家用电器、科学实验、教学设备等等领域得到了广泛的应用。随着电子技术的高速发展，各种电子设备对电源的要求越来越高，电源也朝着高效率、高可靠性以及智能化的方向发展。传统开关电源使用专门的脉宽调制芯片，结构复杂，而利用单片机和键盘可以简化电源结构，实现对电源的智能控制，本文正是从这个角度考虑，研究制作低成本、操作简单、智能控制的开关电源。 关键词：开关电源；单片机；脉宽调制；功率开关管；占空比
This text introduces one kind of digital control switching mode power supply ,which controlled by single chip microcomputer 89C51 ,using pulse width modulation to control switch transformation circuit , constitute a close loop intelligence control system. The switch power supply, which is controlled by single chip microcomputer, has more perfect function, more humanized ,intelligence and easier for the hour supervise and control. Its function mainly includes the examination of the output voltage ,and the manifestation of voltage value ; input the expect output voltage through the keyboard ;take a sample from the output ,basing on the compute result of the PID procedure to modification the duty cycle to get the expect voltage and control the stability of out put voltage ; having a dependable over-current protection function and a assistance power supply ,which can provide power to the single chip microcomputer ,and change the parameter of PID to improve the control result .This system has a friendly customer interface ,very simple structure ,very low cost ,very strong function ,a big space to expand ,can use as the laboratory power supply , at the power supply of the computer and the appliance product ,also has very nice applied foreground. Switch power supply because its power exhaust is very low and its efficiency is very high, so it got extensive application at home appliances, science experiment, the teaching equipments etc. realm. With the quick development of technical electronics, the request of various electronics equipments to power supply became more higher . Power supply also develop toward the direction, which become high-efficiency, more credibility, and more intelligence. The traditional switch power supply uses the specialized PWM chip to control, structure complications. And making use of the single chip microcomputer can carry out the intelligence control to the power supply and simplify the power supply structure. This text considers from this angle exactly, inquiry into making a switch power supply, which is Low cost, easier to operate and intelligence control. Key words :switching mode power supply ;single chip microcomputer ;Pulse Width Modulation control；duty cycle
优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 设计题目：12V5A直流开关电源姓名： 专业： 班级： 学号：
系部： 同组人： 指导教师： 年月日 摘要 本文介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于该电流型PWM控制芯片、实现输出电压可调的开关稳压电源电路。开关电源是利用现代电子技术，控制开关晶体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）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。开关电源比普通的线性电源效率高，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。 关键词：UC3842、开关电源、PWM 引言 开关电源是运用现代电力电子技术,控制开关开启和关闭的时候,这个比率的输出电压稳定的电源,电源一般由脉宽调制控制集成电路和场效应晶体管。开关电源、线性电源,并与成本的功率输出的增加,但这两种不同的
发展速度。在某一线性功率成本的输出功率的观点,但高于开关电源,它被称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新、开关电源技术在不断的创新,这一成本更低的输出功率对于移动、开关电源提供了广阔的发展空间 第一章开关电源概述 1.1 开关电源发展历史与应用力 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体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和功率开关器件（如MOS-FET）等构成。简单的说：就是开关型直流稳压电源。开关电源把直流电源或交流电源通过它可以获得一个稳定的直流电压源。它具有效率高，输出电压稳定，交流纹波小，体积小和重量轻的许多优点。获得广泛使用。 高频开关电源的发展方向是高频开关电源、小型化、使开关电源到更广阔的应用领域,尤其是在高技术领域的应用,促进高新技术产品的小型化、光。另一个开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源和保护环境,具有重要的意义。 噪音和纹波：附加在直流输出信号上的交流电压和高频尖峰信号的峰值。用示波器测量其纹波幅值，通常是以mv度量。 第二章输入电路 适，在负载电流达到稳定状态时，其阻值应该是最小。这样，就不会影响整个开关电源的效率。 2.2 输入阳间电压保护 在一般情况下，交流电网上的电压为115v或230v左右，但有时也会
3842开关电源常见故障的分析及维修3842开关电源是以美国Unitorde公司生产的一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片UC3842（KA3842）为主控芯片，IGBT（绝缘栅双极场效应晶体管）为“开”“关”器件，配合LM324（四运放）或LM358（双运放）及光电耦合器（PC817）作为输出负载反馈器件，以及TL431（高精密并联稳压器），高频变压器为主要元件所组成的脉冲宽度调制（PulseWidthModulation,缩写为PWM）式开关电源。3842各脚功能： 1. 误差放大输出（输出补偿）3.4伏 2. 误差放大器反相输入端（电压反馈）2.4伏 3. 电流感应放大器同相输入端（电流检测）0.1伏 4. 内接振荡器外接rc（定时）元件1.9伏 5. 接地0伏 6. 驱动信号输出端 2伏 7. 电源供电端、欠压保护端17伏 8. 5伏基准电压输出5伏 1．2开关电源的工作原理 220V的交流电经交流滤波电路滤除外来的杂波信号，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网的干扰。再经二极管桥式整流电路和滤波电路，整流滤波后得到约300V的直流电，送给功率变换电路进行
功率转换。功率变换电路中的开关功率管（IGBT）就在脉冲宽度调制（PWM）控制器（UC3842）输出的脉冲控制信号和驱动下，工作在“开”“关”状态，从而将300V直流电切换成宽度可变的高频脉冲电压。把高频脉冲电压送给高频变压器，高频变压器的次级（二次侧）就会感应出一定的高频脉冲交流电，并送给高频整流滤波电路进行整流，滤波。经高频整流滤波后便可得到我们所需的各种直流电压。输出电压下降或上升时，由取样电路将取样信号通过光电耦合器 （PC817）,送入控制电路，经过其内部调制，由控制电路的输出端将变宽的或变窄的驱动脉冲送到开关功率管的栅极（G极），使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或变窄，由此改变输出电压平均值的大小，从而使直流电压基本稳定在所须的电压值上。开关电源的电路原理图如下： 开关电源电路原理图 一．开关电源的常见故障分析及维修 2.1开关电源的常见故障分析及维修 由于开关电源的输入部分工作在高压，大电流的状态下，故障率最高，如高压大电流整流二极管，滤波电容，开关功率管等较易损坏。其次就是输出整流部分的整流二极管，保护二极管，滤波电容，限流电阻等较易损坏；再就是脉宽调制控制器的反馈部分和保护部分。 下面就对开关电源常见故障产生的原因作一分析及如何排除这些故障的维修方法。
摘要：介绍了稳压电源的具体分类和稳压电源中的开关稳压电源电路各组成部分的工作原理。 关键词：开关稳压电源的结构、设计开关管滤波电容储能电感 一、引言 稳压电源就是其输出电压相对稳定，它与人们的日常生活密切相关, 也称为稳定电源、稳压器等。随着电子技术发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，对稳压电源的要求更加灵活多样。电子设备的小型化和低成本化，使稳压电源朝轻、薄、小和高效率的方向发展。设计上，稳压电源也从传统的晶体管串联调整稳压电源向高效率、体积小、重量轻的开关型稳压电源迅速发展。 日常工作中，电子工程师通常根据稳压电源中稳压器的稳定对象，把稳压器分为直流稳压器和交流稳压器两种，并且直流稳压器输出电压是直流，交流稳压器输出电压是交流，两者一般都用市电供电。因此，就可以把稳压电源按稳压器的类型可分为直流稳压电源和交流稳压电源两大类。以下是对这两大类稳压电源进行简要的介绍（见表 1 ）。
见表 1 二、交流稳压电源分类和特点 能够提供一个稳定的交流电压和频率的电源称为交流稳压电源，市面上的交流稳压电源大致分为以下几种： 2.1参数调整（谐振）型
这类稳压电源，稳压的基本原理是LC 串联谐振，早期出现的含有磁饱和型稳压器的稳压电源就属于这一类。它的优点是结构简单，所需元器件较少，稳压范围相当宽，可靠性高，抗干扰和抗过载能力强。缺点是能耗大、噪声大、笨重且造价高。 2.2自耦（变比）调整型 2.2.1机械调压型 以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的的绕组滑动面上移动，改变输出电压(Vo) 对输入电压(Vi) 的比值，以实现稳压电源输出电压的调整和稳定。它的特点是结构简单，造价低，输出波形失真小。但由于炭刷滑动，接点易产生电火花，造成电刷损坏以至烧毁而失效，且电压调整速度慢。 2.2.2改变抽头型 将自耦变压器做成多个固定抽头，通过继电器或可控硅（固态继电器）做为开关器控件，自动改变抽头位置，从而实现输出电压的稳定。这种类型的稳压电源，优点是电路简单，稳压范围宽（130V-280V ），效率高（≥95% ），价格低。缺点是稳压精度低（±8 ～10% ）工作寿命短，它适用于家庭给空调器供电。 2.2.3大功率补偿型——净化型稳压器（含精密型稳压器） 此种稳压电源用补偿环节实现输出电压的稳定，易实现微机控制。它的优点是抗干扰性能好，稳压精度高（≤±1% ）、响应快（40 ～60ms ）、电路简单、工作可靠。缺点是带计算机、程控交换机等非线性负载时有低频振荡现象；输入端电流失真度大，源
毕业论文 反激式开关电源的开发 系别：电子信息系 专业名称：电子信息科学与技术学生姓名： 学号： 指导教师姓名、职称： 完成日期：2015年 4 月 1日
摘要 近年来，开关电源应用范围越来越广泛，它以体积小，携带轻便，能量利用率高，具有特别的绿色功能，使系统在空载的或在低负载的情况下工作在节能模式，从而被广泛的运用于航天航空领域、家电、通信、仪器仪表、工业控制、医疗设备等领域，随着电子技术发展使其越来越具有发展前景。 本次研究从经济上和实用性考虑，选择了众多开关电源里的一种类型——反激式开关电源。参数为AC220～110输入，DC13V 输出，最大输出电流达到1.5A，最大输出功率为14.5W。噪声系数小，两种输出电压以适合在不同国家中使用。系统由ST8853为核心的PWM 脉宽调制芯片，和结合完善的外围电路组成。系统主要由输入端设计，高频变压器，输出端，反馈电路，控制电路五部分组成，整个电路具有短路保护，防雷，隔离高压，防触电，短路检测，输出功率和电压自动调节等功能，其稳定性和安全性高。 系统工作原理: 交流电压输入,经直流滤波后，DC-DC 变压，整流输出，后级电路通过采样电阻后放大后耦合到线性光耦合器pc817,最后反馈到到st8853检测脚，芯片输出PWM控制信号控制大功率MOS管的开关，从而稳定调节输出电压。 关键词：反激式开关电源；高频变压器；st8853
ABSTRACT In recent years, the switching power supply has got more and more wide application range, it has small volume, portable, high energy utilization, even has the special green pattern.It make the system in idle or work under low load condition in energy saving mode, which is widely used in aerospace field, home appliances, communications, instrumentation, industrial control, medical equipment and other fields, with the development of electronic technology to make it has the prospects for development. The study from the economic and practical consideration, choose one type in a number of switch power supply--the flyback type switch power supply. Parameter is AC220 ~ 110 input, DC13V output, the maximum output current is 1.5 A, maximum output power is 14.5 W. Small noise coefficient, two kinds of output voltage to suit to be used in different countries. System by the PWM pulse width modulation chip ST8853 as the core, and combined with peripheral circuit. System is mainly composed of input terminal design, high frequency transformer, output, feedback circuit, control circuit of five parts, the whole circuit has the short circuit protection, lightning protection, isolation and high pressure, prevent to get an electric shock, short circuit detection, the output power and voltage automatic adjustment function, such as its high stability and safety. The working principle of the system: the input AC voltage, DC filter, DC-DC transformer, rectifier circuit, through the sampling resistor after amplification coupled to the linear optical coupler PC817, finally feedback to st8853 feet, PWM chip output control signal to control the switch of high power MOS tube, in order to stabilize the output voltage regulation Keywords: Flyback switching power supply; high frequency transformer; st8853