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（二 ○ ○ 七 年 六 月本科毕业设计说明书 题 目：便携式D C /A C 逆变电源设计 学生姓名：x x 学 院：x x 系 别：自动化系 专 业：自动化 班 级：自动化x x 指导教师：x x摘要随着电力电子技术的发展，尤其是功率MOSFET管和软开关技术的发展，便携式DC/AC逆变电源得以应用。
本课题设计的便携式DC\AC逆变器用于24V直流电变换成220V\50Hz的交流电。
在设计中，DC\DC部分采用反激式升压整流结构，变压器采用EI型功率铁氧体磁芯变压器，DC\AC侧采用半桥式逆变结构。
在本设计中还应用了100kHz PWM 波对直流升压侧进行调制。
在半桥逆变部分，用单片机生成50Hz SPWM波对逆变进行脉宽调制，其优点在于调制出来的电压信号谐波分量小、功率因数高、电压波形更接近正弦波。
本课题所设计的产品主要用于解决便携式数码产品和手机的充电问题。
因为在有些环境之下，并不能够找到可以为上述产品充电的交流电源，比如在汽车中和旅途中往往只能够提供直流电源。
本产品很好的解决了这类问题，所以本产品的市场推广前景很好。
关键词：DC\DC；DC\AC；变压器；PWM；SPWMAbstractWith the development of Power Electronics Technology and especially power MOSFET and soft-switch technology, DC / AC inverter power source for portable products was applied widely.This project design portable DC \ AC inverter for the usage of 24V DC converted into 220V \ 50Hz AC. Power demand load of 10 W, the output waveform for better quality sine wave. In the design, the part of DC \ DC uses the flyback booster rectifier structure. In this design it uses 100 kHz PWM wave to modulate the DC Boost right side. In the part of the half-bridge inverter, it generates 50 MCU Hz SPWM wave inverter for pulse width modulation, The advantage is that the sine wave modulation signal voltage harmonic components are small, the power factor is high, the voltage wave forms closer to the sine wave shape.The product used for resolving the portable digital products and cell phone charger problem. In some environment, we can not find the 220v AC power for charging. for instance, when you are on the trip .the train and the car don’t supply 220V AC power.This product solve those problems well, so the product will have a good prospects for promotion.Keywords: DC\DC；DC\AC；Transformer；PWM；SPWM目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题研究的相关理论概述及方案的初选 (1)1.3系统框图的确定 (1)第二章 DC/DC 电路的设计 (3)2.1DC/DC电路的相关理论 (3)2.1.1 DC/DC变换器的拓扑类型 (3)2.1.2单管反激式变换器 (3)2.2反激式变压器的设计 (6)2.2.1设计用基本参数设置及 (6)2.2.2变压器的设计 (6)2.2.3 变压器设计的定量计算 (7)2.2.4 变压器材料 (11)2.3调制电路的设计 (12)2.3.1 TL494的介绍 (12)2.3.2 TL494的工作原理 (12)第三章 DC/AC电路设计 (15)3.1半桥型逆变电路 (15)3.1.1 半桥电路的定量分析 (16)3.1.2 半桥电路的元器件选择 (16)第四章 SPWM调制电路的设计 (17)4.1正弦波脉宽调制 (17)4.1.1正弦波脉宽调制简介 (17)4.1.2SPWM脉宽调制的优点 (17)4.1.3SPWM脉宽调制的生成方法 (18)4.2改进型SPWM生成技术的介绍 (19)4.3SPWM的软件实现 (20)4.4SPWM的硬件实现 (21)4.4.1硬件实现的方法 (21)4.4.2硬件电路的介绍 (21)第五章结论 (23)参考文献 (24)附录 (25)谢辞 (28)第一章绪论1.1 课题背景随着人们生活水平的提高，人身边的手机、MP3及数码类产品逐渐增多。
A C-D C-D C电源技术方案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN直流电源设计方案目录1.概述................................... 错误!未定义书签。
2 系统的整体结构设计..................... 错误!未定义书签。
3．三相六开关APFC电路设计............................... 错误!未定义书签。
4. 移相全桥ZVS PWM变换器分析与设计 ............. 错误!未定义书签。
5．高压直流二次电源DC／DC变换器设计 .......... 错误!未定义书签。
6. 器材选取 .............................................................. 错误!未定义书签。
7. 电源系统散热分析 .............................................. 错误!未定义书签。
8. 参数设计仿真结果 .............................................. 错误!未定义书签。
1.概述目的和意义目前，越来越多的电力电子设备投入到电网中，由于不可控整流器在大功率电源设备中的广泛应用，其对电网造成的谐波污染日益严重，使得电能生产、传输和利用的效率降低，并影响电网的安全运行。
为了保证电网的正常运行，现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量，这就限制了一些大功率直流电源的使用。
电力电子装置，尤其是各种直流变换装置向高频化、高功率密度化发展，其关键技术是软开关技术。
因此，大功率开关电源的功率因数校正技术及 DC/DC变换器软开关技术是当前研究的热点。
开关电源技术发展现状开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件，通过控制开关元件的占空比进而调整输出电压的电源变换装置，开关电源的前置级将电网工频电压经整流滤波为直流电压，再经直流变换电路即开关电源后即处理后输出、整流、滤波。
辽宁科技大学毕业设计（论文）第I页AC/DC电源变换电路摘要随着电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济各行各业。
特别是近年来，随着IGBT的广泛应用，开关电源向更大功率方向发展。
研制各种各样的大功率，高性能的开关电源成为趋势。
本文设计的电源系统要求输入电压为AC220V，输出电压为DC38V，输出电流为100A，输出电压低纹波，功率因数>0.9，必要时多台电源可以直接并联使用，并联时的负载不均衡度<5％。
设计采用了AC/DC/AC/DC变换方案。
一次整流后的直流电压，经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数，再经半桥变换电路逆变后，由高频变压器隔离降压，最后整流输出直流电压。
系统的主要环节有DC/DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路、均流电路和保护电路等。
本设计主要目的是完成一种38V/100A可直接并联的大功率AC/DC的变换器，主要采用了有源功率因数校正技术以实现系统的高功率因数。
DC/DC主电路采用电流型PWM芯片UC3846控制的半桥变换器，并提出了一种新的IGBT驱动电路。
为了满足电源直接并联运行的需要，设计了以均流芯片UC3907为核心的均流电路。
关键词大功率；半桥变换器；功率因数校正；均流；AC/DC辽宁科技大学毕业设计（论文）第II页AbstractWith the development of power electronics technology, power technology has been widely used in computers, industrial instrumentation, military, aerospace and other fields related to the national economy all walks of life. Especially in recent years, with the extensive application of IGBT, switching power supply to more high-power development. Development of a wide range of high-power, high-performance switching power supply into the trend. An input voltage power supply system requirements for AC220V, the output voltage for DC38V, output current of 100 A, low output voltage ripple, power factor> 0.9, if necessary, multiple use of power can be directly parallel, the parallel uneven load of <5%.Designed with the AC / DC / AC / DC transformation programme. After a rectification of DC voltage, the APFC links to improve the power factor, and then transform the half-bridge inverter circuits, high-frequency transformer isolation from the buck, the last DC rectifier output voltage. The main part of a DC / DC circuit, power factor correction circuit, PWM control circuit, both flow circuit and the protection of circuit.The main objective is to complete the design of a 38 V/100A directly parallel the high-power AC / DC converter, the main use of the active power factor correction technology to achieve the high power factor. DC / DC main circuit chips using current-mode PWM UC3846 control of the half-bridge converters, and proposed a new IGBT driver circuit. In order to meet the power needs of direct parallel operation was designed to flow both chip UC3907 are at the core of the current circuit.Keywords High efficiency; Half bridge converter; Power factor adjustment; Flows;AC/DC辽宁科技大学毕业设计（论文）第III页目录摘要 (I)Abstract·································································································I I第1章单片机概论 (1)1.1 单片机——微控制器嵌入式应用的概念 (1)1.2 单片机的特点 (2)1.3 单片机的应用领域 (5)1.4 单片机的历史与发展 (6)第2章有源功率因数校正 (9)2.1 功率因数校正方法分类 (9)2.1.1 按有源功率因数校正拓扑分类 (9)2.1.2 按输入电流的控制原理分类 (9)2.2 功率因数校正环节的设计 (10)第3章DC/DC主电路及控制部分分析 (12)3.1 DC/DC主电路拓扑 (12)3.2 PWM电路 (13)3.2.1 PWM电路 (13)3.2.2 PWM技术应用 (13)3.3 IGBT的驱动 (14)3.3.1 IGBT栅极特性 (14)3.3.2 正向导通特性 (20)3.3.3 动态特性 (20)3.3.4 IGBT的保护功能 (21)3.4 均流环节设计 (22)3.5 保护电路设计 (23)第4章分电路波形及所需重要元器件 (25)4.1 各部分电路波形 (25)辽宁科技大学毕业设计（论文）第IV页4.2 所需重要元件 (26)4.2.1 二极管 (26)4.2.2 三极管 (27)4.2.3 电容 (29)4.2.4 电阻 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)辽宁科技大学毕业设计（论文）第1页第1章单片机概论科技的进步需要技术不断的提升。
（1）DC-DC程控直流稳压电源设计一、任务设计并制作一个程控DC-DC电源，其结构框图如图1所示。
二、要求：1.基本要求（1）基本规格：输入直流19-23V，输出电压：0-15V/DC（2）基本技术指标：从0V到+15V，步进0.1V能用“+”、“-”键操作控制输出电压的步进或步减效率：大于70%（以输入直流21V，输出+15V/1A测试为准）最大输出电流：3.0A输出电压纹波：≤100mV（以输入直流21V，输出+15V/1A测试为准）（3）电压调整率≤1%（输入电压变化范围+19V～+23V）（4）负载调整率≤1%（输入电压+21V下，空载到满载）（5）用LED或LCD显示设定电压、输出电压。
（6）可用按键开启/关闭输出电压（不能使用继电器等开关切换）（7）具有输出记忆功能，当切断电源供电，重新启动后，输出电压保持不变。
2.发挥部分（1）输出电流步进功能，从100 mA-3A,，步进100mA；（2）用LED或LCD显示设定电流和输出电流。
（3）提供电路效率：大于85%（以输出+15V/1A测试为准）（4）具有限流保护功能：当输出电流大于3A时，能自动切断输出供电。
5s后自动恢复。
（5）其它创新设计。
三、评分标准四、说明1.图1中DC-DC变换器不允许使用成品模块，但可使用开关电源控制芯片。
2.DC-DC变换器、控制、显示电路只能由U i供电，不得另加辅助电源，但控制器电源允许使用DC-DC成品模块。
3.本题中的输出噪声纹波电流是指输出电流中的所有非直流成分，要求用毫伏表测量输出纹波电压，再换算成输出纹波电流值。
4.整机效率 =P o/ P I，其中P o＝U o I o，P I＝U i I i。
第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目A题直流稳定电源一、任务设计并制作交流变换为直流的稳定电源。
二、要求1．基本要求（1）稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下：a．输出电压可调范围为+9V～+12Vb．最大输出电流为1.5Ac．电压调整率≤0.2%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）d．负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载）e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载）f．效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）g．具有过流及短路保护功能（2）稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下：a．输出电流：4～20mA可调b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）（3）DC-DC变换器在输入电压为+9V～+12V条件下：a．输出电压为+100V，输出电流为10mAb．电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V）c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，空载到满载）d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV （输入电压+9V下，满载）2．发挥部分（1）扩充功能a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态b．过热保护c．防止开、关机时产生的“过冲”（2）提高稳压电源的技术指标a．提高电压调整率和负载调整率b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值（3）改善DC-DC变换器a．提高效率（在100V、100mA下）b．提高输出电压（4）用数字显示输出电压和输出电流三、评分意见开关稳压电源一、任务设计并制作如图1所示的开关稳压电源。
电源设计之DC／DC 工作原理及芯片详解-设计应用DC/DC电源指直流转换为直流的电源，从这个定义上看，LDO(低压差线性稳压器)芯片也应该属于DC/DC电源，但一般只将直流变换到直流，且这种转换是通过开关方式实现的电源称为DC/DC电源。
一、工作原理要理解DC/DC的工作原理，首先得了解一个定律和开关电源的三种基本拓扑(不要以为开关电源的基本拓扑很难，你继续往下看)。
1、电感电压伏秒平衡定律一个功率变换器，当输入、负载和控制均为固定值时的工作状态，在开关电源中，被称为稳态。
稳态下，功率变换器中的电感满足电感电压伏秒平衡定律：对于已工作在稳态的DC/DC功率变换器，有源开关导通时加在滤波电感上的正向伏秒一定等于有源开关截止时加在该电感上的反向伏秒。
是不是觉得有点难理解，接着往下看其公式推导过程。
伏秒平衡方程推算过程：电感的基本方程为：V(t)=L*dI(t)/dt,即电感两端的电压等于电感感值乘以通过电感的电流随时间的变化率。
根据上述方程，可得dI(t)=1/L∫V(t)dt,对于稳态的一个功率变换器，其应保证在一个周期内电感中的能量充放相等，反映在V-t图中即表示在一个周期内其面积之和为0，所以得出电感电压伏秒平衡定律。
此处可参考：DC/DC电源详解第8页(如果此处还无法理解，可先阅读下面开关电源三种基本拓扑的工作原理)。
扩展资料：1、当一个电感突然加上一个电压时，其中的电流逐渐增加，并且电感量越大，其电流增加越慢；2、当一个电感上的电流突然中断，会在电感两端产生一个瞬间高压，并且电感量越大该电压越高；3、电容的基本方程为：I(t)=dV(t)/(C*dt)，当一电流流经电容时，电容两端电压逐渐增加，并且电容量越大电压增加越慢；2、开关电源三种基本拓扑2.1、BUCK降压型图1 BUCK型基本拓扑简化工作原理图图2 电感V-t特性图BUCK降压型基本拓扑原理如图1所示，其电感L1的V-t特性图如图2。
直流电源设计方案目录1.概述 (1)2 系统的整体结构设计 (3)3．三相六开关APFC电路设计 (23)4. 移相全桥ZVS PWM变换器分析与设计 (28)5．高压直流二次电源DC／DC变换器设计 (34)6. 器材选取 (40)7. 电源系统散热分析 (55)8. 参数设计仿真结果 (58)1.概述1.1 目的和意义目前，越来越多的电力电子设备投入到电网中，由于不可控整流器在大功率电源设备中的广泛应用，其对电网造成的谐波污染日益严重，使得电能生产、传输和利用的效率降低，并影响电网的安全运行。
为了保证电网的正常运行，现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量，这就限制了一些大功率直流电源的使用。
电力电子装置，尤其是各种直流变换装置向高频化、高功率密度化发展，其关键技术是软开关技术。
因此，大功率开关电源的功率因数校正技术及DC/DC变换器软开关技术是当前研究的热点。
1.2 开关电源技术发展现状开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件，通过控制开关元件的占空比进而调整输出电压的电源变换装置，开关电源的前置级将电网工频电压经整流滤波为直流电压，再经直流变换电路即开关电源后即处理后输出、整流、滤波。
为了稳定输出电压，设计电压反馈电路对输出的电压进行采样，并把所采样的电压信号送到控制电路中，进行比较处理，调节输出的控制脉冲的占空比，最终使输出电压的纹波及电源的稳定满足设计指标。
开关电源通常包括EMI滤波模块、AC/DC变换模块、DC/DC变换模块、控制、驱动及保护模块、辅助电源模块等。
传统的开关电源输入电流中谐波含量高,功率因数低,开关损耗大、电磁干扰严重等一系列问题阻碍了电源技术向着高效率、绿色化、实用化的方向发展。
自20世纪80年代以来,随着有源功率因数校正技术和软开关技术的发展,上述问题得到了较好的解决，开关电源技术也步入了一个新的迅速发展的阶段。
1.3 本次设计的主要容本次设计一款符合《航天地面直流电源通用规》要求的直流电源系统。
ACDC电源的设计原理AC/DC电源的设计原理来源：21ic 关键字：TL4311、输入整流滤波单元本设计电源的输入电压是50Hz交流电压85～265Vac，需要整流成直流再参与变换。
最简单的方法是整流桥整流，50Hz交流电压经过全波整流后变成脉动直流电压，再通过输入滤波电容得到直流高压。
1)整流桥的选择整流桥的主要参数有反向峰值电压VRR(V)，正向压降VF(V)，平均整流电流IF(A)，正向峰值浪涌电流IFSM(A)，最大反向漏电流IRM(μA)。
整流桥的反向击穿电压VRM应满足下式要求：VRM>1.25*1.4Vinmax 即1.25*1.4*265=450 V应选耐压600V的整流桥整流桥额定的有效值电流为IF，应当使IF≥3IRMS。
计算IRMS的公式如下：IRMS= Is= P/η/Vs=2.5/0.75/110=30.3 mA实际选用lA、600V的整流桥，以留出一定余量。
2)输入滤波电容器的选择铝电解电容器的额定电压的1.3倍作为电容器的浪涌电压，工作电压高于160V时，是额定工作电压+50V作为浪涌电压，这是生产厂家保证的电压，可以允许在短时间内承受此电压。
电容器处于浪涌电压时，电流会很大，如果时间太长，会爆开。
所以铝电容器应该选用额定电压稍高的，实际工作电压为标称额定电压的70~80%为宜，所以选用额定电压值为400V的铝电解电容。
由于模块电源体积的限制，在85～265Vac的输入范围内，前级储能铝电解电容的容值一般选取2倍于输出功率的值，即2.5*2=5，综上，铝电解电容的取值以4.7μF/400V为宜。
2、功率变压器的设计1) 考虑到2.5W的输出功率实际很小，还有模块电源的体积限制。
选择截面积足够而体积尽可能小的EPC13(Ae=12.5mm2)的铁氧体磁芯来完成功率的转换。
2) 计算ton原边绕组开关管的最大导通时间对应在最低输出电压和最大负载时发生。
设D=ton/Ts=0.45有：Ts=1/f=1*106/66*103=15.2 μston =D* Ts =0.45*15.2=6.84 μs3) 计算最低直流输入电压设电源在最低电压时输出最大负载，计算输入端的直流电压。
DCDC转换器回路设计指南本资料为DC/DC转换器电路的设计提供一些提示，尽量用具体事例说明在各种制约条件下，怎样才能设计出最接近要求规格的DC/DC转换器电路。
DC/DC转换器电路的各种特性(效率、纹波、负载瞬态响应等)可根据外设元件的变更而变更，一般最佳外设元件因使用条件(输入输出规格)不同而不同，例如，当您问“怎样才能提高效率？”，回答“视使用条件而不同”或者“那要看具体情况啦”，感觉好像被巧妙地塘塞过去了，估计您也遇到过这样的情况吧。
那么，为什么会出现这样的回答呢？其理由就是因为电源电路大多使用市售的商品作为电路的一部分，所以必须既要考虑大小、成本等的制约又要考虑电气要求规格来设计。
通常产品目录中的标准电路选定的元件大多是在标准使用条件下能发挥一般特性的元件，因而，并不一定能说在各种使用条件下都是最佳的元件选定。
所以在各个设计中，必须根据各自的要求规格(效率、成本、贴装空间等)从标准电路进行设计变更。
但要能设计出符合要求规格的电路，需要足够的知识和经验。
本资料就用具体的数值为不具备这些知识和经验的人说明哪些元件如何改变就能达到要求的动作，这样不需要进行复杂的电路计算就能快捷地使DC/DC转换器电路正常工作。
至于正常工作后对设计的检验，可以自己以后细细地计算，也可以一开始就请具有丰富知识和经验的人进行检验。
DC/DC转换器的种类和特点DC/DC转换器电路根据其电路方式主要有以下一些：非绝缘型基本(单线圈)型电容耦合型双线圈SEPIC, Zeta,…电荷泵(开关电容/无线圈)型绝缘型变压器耦合型正向变压器耦合型回扫基本型系指通过将电路工作限定为只升压或者只降压来最低限度地减少元件数目，输入侧和输出侧没有电气绝缘的类型。
图1所示为升压电路图2所示为降压电路这些电路具有小型、便宜、纹波小等优点，随着设备的小型化对它们的需要在增加。
SEPIC、Zeta分别是在基本型的升压电路、降压电路的VIN-VOUT间插入电容器，并增加了一个线圈。
目录摘要 (I)1.设计任务 (1)2开关电源 (1)2.1 背景综述 (1)2.2 开关电源 (1)2.3 开关电源的发展 (2)2.4 开关电源的分类 (3)2.4.1 直流-直流变换电路 (3)2.4.2交流-直流变换电路 (3)2.5 开关电源的组成 (3)3 开关电源原理及设计 (4)3.1开关电源工作原理 (4)3.2电源设计原理 (5)4主电路原理与设计 (5)4.1 整流电路设计 (5)4.1.1整流电路工作原理 (5)4.1.2 整流电路设计 (6)4.2 降压斩波电路设计 (7)4.2.1 buck电路的设计 (7)4.2.2控制方案选择 (9)4.3 PWM控制的基本原理 (9)4.3.1 IGBT基本简介 (9)4.3.2面积等效原理 (10)4.3.3 PWM控制的基本原理 (10)4.4电路设计参数的计算 (11)4.4.1整流滤波电路 (11)4.4.2直流降压斩波电路 (11)5 SIMULINK仿真模型 (13)5.1 Matlab简介 (13)5.2 SIMULINK简介 (13)5.3 开环仿真电路及波形 (13)5.3.1 开环仿真电路原理图 (13)5.3.2 开环仿真电路仿真结果 (15)5.4.3结果分析 (17)5.4闭环仿真电路及波形 (18)5.4.1 闭环仿真电路图 (18)5.4.2 闭环仿真电路仿真 (19)5.4.3结果分析 (20)5.5控制方案比较 (21)6心得与体会 (22)参考文献 (24)摘要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，以其小型、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。
按照设计要求，结合开关电源和电力电子技术相关知识，本文设计出了一个AC-DC-DC电路，结合了整流滤波电路，和降压斩波电路，构成了能实现将单相交流输入220V/50Hz，转化为输出直流电压100V,纹波系数<5%，功率1000W的直流电。
并采用闭环控制方法，转变为100V的直流输出，保证了系统的供电性能。
最后利用SIMULINK搭建仿真模型，对所设计的电路进行仿真,并考虑了电路开环和闭环所构成的影响以及对纹波系数的影响。
最后，对仿真结果进行了简要的对比分析。
关键字：开关电源AC-DC-DC电路闭环控制AC-DC-DC电源(100V，1000W)设计1.设计任务设计一个AC-DC-DC电源，具体参数如下：单相交流输入220V/50Hz，输出直流电压100V,纹波系数<5%，功率1000W。
并要求完成的如下任务：1）对AC-DC-DC 电源进行主电路设计；2）控制方案设计；3）给出具体滤波参数的设计过程；4）在MATLAB/Simulink搭建闭环系统仿真模型，进行系统仿真；5) 分析仿真结果，验证设计方案的可行性。
2开关电源2.1 背景综述随着电力电子技术的高速发展，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。
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。
2.2 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构成开关电源中主要的组成部分有：PWM控制器、功率开关管、变压器和反馈电路。
根据反馈电路的不同，对输出的控制精度也不同。
这不但增加了成本和体积，而且还使可靠性受到影响。
从提高开关电源的竞争力来说，提高控制电路和保护电路的可集成性，使电源系统的设计简单化成为一个关键的问题。
与线性电源相比，开关电源输出精度高、转换效率高，性能可靠。
开关电源代替线性电源是大势所趋。
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安防监控，节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
2.3 开关电源的发展1)高频化开关电源采用高频开关调制，容易实习功率等级的稠密化，理论分析和实践表明，电器产品的变压器、电感线圈和电容的体积重量与供电频率的平方成正比，由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高，促使原本传统的设备高频化。
开关电源一般采用10kHz~100kHz的高频调制，随着软开关技术的发展，工作频率还要提高。
2）电源电路的模块化、集成化。
其一是他的功率器件模块化，其二是电源单元模块化。
常见的模块集成化含有一单元、二单元、六单元甚至更多单元，电源单元的模块化使单个有限功率等级的电源可以使用均流技术，既扩大了功率容量也满足了大电流输出的要求。
3）绿色化。
首先是节电，其次是这些电源减少了对电网及其他电器产生的污染。
4)低电压、大电流、高功率。
开关电源已经逐步采用低电压、大电流、高功率变换技术。
同时，电源的输出指标，如纹波、精度、效率、启动时间、启动过冲以及动态特性等，也得到进一步提高。
它的研究内容非常广泛，包括电路拓扑结构、动态问题(尤其是负载的大信号动态问题)、同步整流技术、控制技术以及其它相关技术的研究。
诸如布线、磁集成、新兴电容、封装和高频大功率器件等技术。
从目前至今后一段时间内。
它都是电力电子界的热点。
2.4 开关电源的分类开关电源可分为DC ／DC 和AC ／DC 两大类，DC ／DC 变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC ／DC 的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。
以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。
2.4.1 直流-直流变换电路直流-直流变换电路（DC-DC ）是将直流电变为另一种固定电压或者可调电压的直流电，包括直接直流和间接直流变流电路，斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式、，二是频率调制方式、其具体的电路由以下几类1) Buck 电路，降压斩波器，其输出平均电压0U 小于输入电压i U ，极性相同。
2) Boost 电路，升压斩波器，其输出平均电压0U 大于输入电压i U ，极性相同。
3) Buck-Boost 电路，降压或升压斩波器，其输出平均电压0U 大于或小于输入电压i U ，极性相反。
4) Cuk 电路，降压或升压斩波器，其输出平均电压0U 大于或小于输入电压i U 极性相反，电容传输。
2.4.2交流-直流变换电路交流-直流变换电路变换（AC ／DC ）是将交流电压变换为直流电压，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流"，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
交流-直流变换电路变换变换按电路的接线方式可分为半波电路、全波电路。
按电源相数可分为单项、三相、多相。
2.5 开关电源的组成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。
1）主电路冲击电流限幅：限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。
输入滤波器：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。
整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。
逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。
输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
2）控制电路一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。
3）检测电路提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。
4）辅助电源实现电源的软件（远程）启动，为保护电路和控制电路（PWM等芯片）工作供电。
3 开关电源原理及设计3.1开关电源工作原理开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值。
最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。
控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。
也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。
他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。
开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换。
尽管它们各部分的布置差别很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。
3.2电源设计原理按照设计要求，单相220V，50Hz的交流电输入，经过AC-DC-DC变换电路，得到交流输入220V/50Hz，输出直流电压20V,纹波系数<5%，功率500W，开关电源原理控制框图如图。
所示。
图3-1 开关电源设计原理框图由原理图可得，单相交流电输入，经过整流环节，整流部分是利用具有单向导通性的二极管构成桥式电路来实现的；随后经过滤波电容，滤除高频谐波，得到直流电压，随后利用以PWM为控制方式的直流斩波电路进行降压，最后经过LC滤波电路的到所需电压，再由输出信号与基准信号的差值来控制闭环反馈，以调节导通时间t，最终控制输出稳定的电压（或电流）。
on4主电路原理与设计4.1 整流电路设计4.1.1整流电路工作原理整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。
经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。
习惯上称单向脉动性直流电压。
4.1.2 整流电路设计单相220V，50Hz的交流电输入，为了得到直流输出电压，我们首先设置一个整流电路，整流部分由四个二极管反向并联组成，为了滤除谐波分量，同时加入了两个滤波电容。
