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高频开关电源的设计与制作(论文)《高频开关电源的设计与制作》论文版本,是提取了重点来简单论述的。
这也是在毕业设计最后学校要求进行缩减后拿去参评校级优秀毕业设计的,当然这是获奖的啦!欢迎下载参考!高频开关电源的设计与制作洛阳理工学院电气工程与自动化系黄贝利指导老师杨文方2011摘要：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。
我们设计了以MOSFET作为功率开关器件采用脉宽调制(PWM)技术，输出实时采样电压反馈信号，来控制输出电压变化的。
本文具体介绍了其系统构成，工作原理，基本控制器结构、功能和特点。
关键词：高频开关电源变换器SG3525 过流保护0. 前言随着电力电子技术的高速发展，开关电源不断向高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化方向发展。
另外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。
现在迫切需要物美价廉，能满足多种不同工况要求的多规格、多品种、系列化的高质量、高性能的高频高压开关电源。
虽国内已有少数厂家生产高频高压开关电源，但价格昂贵。
因此设计开发价格低廉的高频高压开关电压是大势所趋，具有良好的市场。
[1] [2]1. 系统设计原理及其框图开关电源采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。
其中DC／DC变换器进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。
输出采样电路检测输出电压变化，与基准电压研比较，误差电压经过放大及脉宽调制(PWM)电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从而达到调整输出电压大小的目的。
开关电源结构框图如图1所示：图1 开关电源结构框图2. 高频开关电源的电路设计2.1 电源输入滤波及桥式整流电源输入滤波又称电磁干扰(EMI)，主要用于抑制电气噪声和消除电磁干扰。
经滤波后送入桥式整流电路，将其整流得到所需的300V高压直流电，然后再送入功率变换器。
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)3.3.3 仿真结果 (1)3.3.4 结果分析 (1)3.4本章小结 (2)4功率因素校正技术 (2)4.1谐波 (2)4.1.1 谐波的危害 (2)4.1.2 谐波补偿和功率因素校正 (2)4.2有源功率因数校正 (2)4.2.1 APFC技术分类 (2)4.2.2 临界导电模式APFC的控制原理 (2)4.2.3 功率因素校正电路的缺点及解决方法 (2)4.3本章小结 (2)5软开关功率变换技术 (2)5.1软开关技术的提出 (2)5.1.1 开关损耗的成因 (2)5.2软开关技术 (2)5.2.1 软开关技术的一般实现方法 (2)5.2.2 软开关的发展历程主要分类 (2)5.3本章小结 (3)6双管正激变换器的设计 (3)6.1工作原理 (3)6.2SG3525的功能介绍以及应用 (3)6.2.1 SG3525基本工作原理和应用特点 (3)6.2.2 SG3525在双管正激开关电源中的应用 (3)6.3启动电路的改进 (3)6.4SABER仿真 (3)6.4.1 设计步骤简介 (3)6.4.2 设计规范 (3)6.4.3 开环设计（功率电路设计） (3)6.4.4 调制器设计和闭环仿真 (4)6.5仿真结果 (4)6.6本章小结 (4)7BOOST变换器的设计 (4)7.1工作原理 (4)7.2SABER仿真 (5)7.2.1 设计规范 (5)7.2.2 参数设计 (5)7.2.3 仿真结果 (5)7.3本章小结 (5)8系统集成调试 (5)9结论与展望 (5)谢辞 (5)参考文献 (5)附录 (5)引言人类已经进入工业经济时代，并处于转入高新技术产业迅猛发展的时期。
电力电子技术实操技能训练CR6853控制的反激式开关电源设计系别专业班级学生姓名指导教师王志强提交日期2012年9月20日一、 反激稳压电源的工作原理1、 设计要求：（1） 输入直流电压为90V～220V； （2） 输出直流电压为12V，功率为30W； （3） 开关频率为65KHz。
2、 CR6853控制的反激式开关电源原理分析：图1 CR6853控制的反激式开关电源原理图（1） 输入滤波电路开关电源的输入滤波器的主要作用是抑制电网中的噪声，使电子设备抗干扰能力大大加强，仅使电源工作频率附近的频率成分顺利通过，衰减高次频率成分。
它还能抑制开关电源所产生的共模干扰和差模干扰进入交流电网，避免干扰其他电气电子设备。
开关电源输入滤波器的结构如图2所示：图2 入滤波器的结构输入滤波器主要是由电容和电感组成。
（2） 整流滤波电路一般情况下的交流电压输入的电源，其整流器大多为桥式整流电路，每半个周期里，有两个整流二极管参与导电。
整流滤波电路如图3所示：图3 整流滤波电路（3） RCD吸收电路MOSEFT关断时，当 超过RCD缓冲电路中的电容两端的电压 时，缓冲二极管导通，尖峰电流被RCD电路吸收时，从而削减尖峰电流。
缓冲电容一定要足够大，才能保证在一个开关周期内电容两端的电压没有显著变化。
但吸收电容太大，也会增加缓冲电路的损耗，必须折中。
图4 RCD 吸收电路（4） 电压反馈控制电路反激电源原副边隔离，电压调节需要采样副边输出电压，经过调节后需要控制原边开关管的门极驱动，因此电压反馈控制涉及到采样隔离和PI 调节。
采用TL431 和TLP521 的控制电路如下：图5 TL431控制电路T L431提供参考电压，并与Rf1，Rf2，Rf4，Cf1构成PI 调节器，Rf3用于增加TL431的偏置电流，使其工作在稳压状态。
TLP521用于隔离模拟信号，在一定范围内可以等效为比例环节。
+-V DCV RO+-图6 TL431控制电路（5） 逆变电路反激式变换器是一种电气隔离的升压/降压变换器，也是最简单的隔离型直流变换器。
高频电路实训教案第一章：高频电路概述1.1 学习目标了解高频电路的定义、特点和应用范围掌握高频电路的基本元件和功能理解高频电路的频率范围及其划分1.2 教学内容高频电路的定义与特点高频电路的应用范围高频电路的基本元件高频电路的功能高频电路的频率范围及其划分1.3 教学方法采用讲授法，讲解高频电路的基本概念和知识点通过实物展示和举例，使学生更好地理解高频电路的应用和功能利用多媒体教学，展示高频电路的图形和示意图，增强学生的直观感受1.4 教学评估进行课堂测试，检查学生对高频电路基本概念的理解要求学生完成课后作业，巩固所学的知识点观察学生在实验中的表现，评估学生对高频电路应用的理解和实践能力第二章：高频信号的传输2.1 学习目标了解高频信号的传输原理和方式掌握传输线的特性及其在高频电路中的应用理解高频信号的传输损耗和匹配原理2.2 教学内容高频信号的传输原理传输线的特性阻抗和传播特性传输线的反射和匹配原理高频信号的传输损耗2.3 教学方法采用讲解法，阐述高频信号传输的基本原理和传输线的特性通过示例和模拟实验，使学生了解传输线的应用和匹配原理利用计算机软件，模拟高频信号传输的过程，增强学生的直观理解2.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对高频信号传输原理的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的传输线知识和匹配原理观察学生在实验中的表现，评估学生对高频信号传输实践能力第三章：高频小信号放大器3.1 学习目标了解高频小信号放大器的作用和分类掌握放大器的级联和频率响应特性理解放大器的稳定性和平衡性原理3.2 教学内容高频小信号放大器的作用和分类放大器的级联和频率响应特性放大器的稳定性和平衡性原理放大器的性能指标和测试方法3.3 教学方法采用讲解法，讲解高频小信号放大器的基本作用和分类通过示例和模拟实验，使学生了解放大器的级联和频率响应特性利用实验室设备，进行放大器的测试和性能评估3.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对高频小信号放大器的基本作用和分类的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的放大器知识和频率响应特性观察学生在实验中的表现，评估学生对放大器的实践能力第四章：振荡器和振幅调制4.1 学习目标了解振荡器的作用和分类掌握振荡器的振荡原理和频率稳定特性理解振幅调制的基本原理和应用4.2 教学内容振荡器的作用和分类振荡器的振荡原理和频率稳定特性振幅调制的基本原理振幅调制的应用和调制方式4.3 教学方法采用讲解法，讲解振荡器的基本作用和分类通过示例和模拟实验，使学生了解振荡器的振荡原理和频率稳定特性利用实验室设备，进行振幅调制的实验和性能评估4.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对振荡器的基本作用和分类的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的振荡器和振幅调制知识观察学生在实验中的表现，评估学生对振荡器和振幅调制的实践能力第五章：高频电路的测量与测试5.1 学习目标了解高频电路测量与测试的基本方法掌握高频信号发生器、频谱分析仪等仪器的基本使用方法理解高频电路测试中的误差分析和信号分析5.2 教学内容高频电路测量与测试的基本方法高频信号发生器、频谱分析仪等仪器的基本使用方法高频电路测试中的误差分析高频电路信号分析方法5.3 教学方法采用讲解法，讲解高频电路测量与测试的基本方法和仪第六章：调频与调相6.1 学习目标了解调频与调相的原理和应用掌握调频与调相电路的工作原理理解调频信号与调相信号的特性及其区别6.2 教学内容调频与调相的原理调频与调相电路的组成和工作原理调频信号与调相信号的特性调频与调相技术的应用6.3 教学方法采用讲解法，讲解调频与调相的原理和电路组成通过示例和模拟实验，使学生了解调频与调相电路的工作原理利用实验室设备，进行调频与调相实验，观察信号特性6.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对调频与调相原理的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的调频与调相知识观察学生在实验中的表现，评估学生对调频与调相电路实践能力第七章：高频通信系统7.1 学习目标了解高频通信系统的组成和原理掌握调制解调器的工作原理理解多路复用和高频通信系统的性能指标7.2 教学内容高频通信系统的组成和原理调制解调器的工作原理多路复用技术高频通信系统的性能指标7.3 教学方法采用讲解法，讲解高频通信系统的组成和原理通过示例和模拟实验，使学生了解调制解调器的工作原理利用实验室设备，进行高频通信系统实验，观察信号传输7.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对高频通信系统组成和原理的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的调制解调器和多路复用知识观察学生在实验中的表现，评估学生对高频通信系统实践能力第八章：高频电路设计与仿真8.1 学习目标了解高频电路设计的基本原则和方法掌握高频电路仿真软件的使用能够运用所学知识进行高频电路设计与仿真8.2 教学内容高频电路设计的基本原则和方法高频电路仿真软件的使用高频电路设计案例分析8.3 教学方法采用讲解法，讲解高频电路设计的基本原则和方法通过示例和模拟实验，使学生了解高频电路仿真软件的使用利用计算机软件，进行高频电路设计与仿真实验8.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对高频电路设计原则和方法的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的电路设计与仿真知识观察学生在实验中的表现，评估学生对高频电路设计与仿真实践能力第九章：高频电路的故障诊断与维护9.1 学习目标了解高频电路故障诊断的基本方法掌握高频电路故障诊断的工具和技巧能够对高频电路进行故障诊断和维护9.2 教学内容高频电路故障诊断的基本方法高频电路故障诊断的工具和技巧高频电路故障诊断与维护案例分析9.3 教学方法采用讲解法，讲解高频电路故障诊断的基本方法和工具通过示例和模拟实验，使学生了解高频电路故障诊断的技巧利用实验室设备，进行高频电路故障诊断与维护实验9.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对高频电路故障诊断方法和工具的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的故障诊断与维护知识观察学生在实验中的表现，评估学生对高频电路故障诊断与维护实践能力第十章：高频电路在现代通信技术中的应用10.1 学习目标了解高频电路在现代通信技术中的重要作用掌握高频电路在无线通信、卫星通信等领域的应用理解高频电路在未来通信技术发展中的趋势和挑战10.2 教学内容高频电路在现代通信技术中的作用高频电路在无线通信、卫星通信等领域的应用案例高频电路在未来通信技术发展中的趋势和挑战10.3 教学方法采用讲解法，讲解高频电路在现代通信技术中的重要作用通过示例和模拟实验，使学生了解高频电路在无线通信、卫星通信等领域的应用利用多媒体教学，展示高频电路在未来通信技术发展趋势和第十一章：无线通信系统中的高频电路11.1 学习目标了解无线通信系统的基本构成和高频电路的作用掌握无线通信系统中高频放大器、滤波器的设计与应用理解射频前端模块在高频电路中的重要性11.2 教学内容无线通信系统的基本构成高频放大器、滤波器的设计与应用射频前端模块的设计与实现高频电路在无线通信系统中的性能优化11.3 教学方法采用讲解法，讲解无线通信系统的基本构成和高频电路的作用通过示例和模拟实验，使学生了解高频放大器、滤波器的设计与应用利用实验室设备，进行射频前端模块的设计与实现实验11.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对无线通信系统和高频电路的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的无线通信系统和高频电路知识观察学生在实验中的表现，评估学生对射频前端模块设计与实现的实践能力第十二章：卫星通信系统中的高频电路12.1 学习目标了解卫星通信系统的基本构成和高频电路的作用掌握卫星通信系统中高频放大器、调制器的设计与应用理解卫星通信系统中高频电路的抗干扰性能12.2 教学内容卫星通信系统的基本构成高频放大器、调制器的设计与应用高频电路在卫星通信系统中的抗干扰性能高频电路在卫星通信系统中的性能优化12.3 教学方法采用讲解法，讲解卫星通信系统的基本构成和高频电路的作用通过示例和模拟实验，使学生了解高频放大器、调制器的设计与应用利用实验室设备，进行卫星通信系统中高频电路的抗干扰性能实验12.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对卫星通信系统和高频电路的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的卫星通信系统和高频电路知识观察学生在实验中的表现，评估学生对高频电路在卫星通信系统中的应用实践能力第十三章：高频电路在物联网技术中的应用13.1 学习目标了解物联网技术的基本概念和高频电路的作用掌握高频电路在物联网通信模块中的应用理解高频电路在物联网中的传输性能和抗干扰性能13.2 教学内容物联网技术的基本概念高频电路在物联网通信模块中的应用高频电路在物联网中的传输性能和抗干扰性能高频电路在物联网技术中的性能优化13.3 教学方法采用讲解法，讲解物联网技术的基本概念和高频电路的作用通过示例和模拟实验，使学生了解高频电路在物联网通信模块中的应用利用实验室设备，进行高频电路在物联网中的传输性能和抗干扰性能实验13.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对物联网技术和高频电路的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的物联网技术和高频电路知识观察学生在实验中的表现，评估学生对高频电路在物联网技术中的应用实践能力第十四章：高频电路在雷达技术中的应用14.1 学习目标了解雷达技术的基本原理和高频电路的作用掌握高频电路在雷达系统中的应用，包括发射、接收和信号处理等方面理解高频电路在雷达技术中的性能要求和支持系统14.2 教学内容雷达技术的基本原理高频电路在雷达系统中的应用高频电路在雷达技术中的性能要求和支持系统高频电路在雷达技术中的发展趋势14.3 教学方法采用讲解法，讲解雷达技术的基本原理和高频电路的作用通过示例和模拟实验，使学生了解高频电路在雷达系统中的应用利用实验室设备，进行高频电路在雷达技术中的性能要求和support system 实验14.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对雷达技术和高频电路的理解要求学生完成课后练习，巩固所学的雷达技术和高频电路知识观察学生在实验中的表现，评估学生对高频电路在雷达技术中的应用实践能力第十五章：高频电路技术的未来发展趋势15.1 学习目标了解高频电路技术在现代通信和电子领域的最新发展趋势掌握高频电路技术在5G通信、物联网、卫星通信等领域的应用前景理解高频电路技术在未来重点和难点解析本文主要介绍了高频电路实训教案，内容包括高频电路的基本概念、特点、应用范围、基本元件、功能、频率范围等。
高频开关电源课程设计指导书在现代电力电子技术中，电力变换有下列几种，AC-DC（即AC 转换成为DC，其中AC 表示交流电，表示直流电）DC 称为整流，DC-AC 称为逆变，AC-AC 称为交流-交流变换，DC-DC 称为直流-直流变换。
高频半导体功率器件出现后，用半导体功率器件作为高速开关，使其在开关状态下工作，实现能量转换的电路，称为开关变换器电路。
利用闭环反馈控制稳定变换器的输出，再加上保护环节等，即可构成开关电源（Switching Power Supply）。
开关电源主要组成部分是DC-DC 变换器，它是功率转换的核心。
把直流电压变换为低于这一数值的直流电压，最简单办法是串联一个可变电阻（功率三极管），用线性器件控制阻值的大小，实现稳定的输出，这就是线性电源，它不涉及变频问题，电路简单，但效率低。
用半导体功率器件作为开关，使变换器在固定频率下工作，通过调制占空比（PWM）控制输出，称为脉宽调制变换器，还可以固定开关导通时间，通过改变工作频率（PFM）控制输出，这称为频率控制变换器。
另外，还有脉宽和频率都可以改变的变换电路。
给变换电路加上整流电路和滤波电路，就构成一个完整的DC-DC 变换器。
一个开关周期Ts 内，功率开关导通时间tON 所占整个开关周期Ts 的比例，称为占空比D，即D = tON Ts ；占空比越大，负载上电压越高。
目前应用较广的是脉宽调制型（PWM）变换器，它包括正激式、反激式、推挽式、半桥式和全桥式等多种类型。
在高频开关电源功率转换电路中，单端变换器（反激、正激）中的高频变压器的磁芯只工作在第一象限，即处于磁滞回线的一边。
按变压器的副边开关整流器二极管的不同连接方式，单端变换器有两种类型：一种是单端反激式变换器（主功率开关管与变压器副边整流管的开通时间相反：当前者导通时后者截止，反之当前者截止时后者导通），另一种是单端正激式变换器（两者同时导通或截止）。
1一、单端反激式开关稳压电源设计单端反激式开关稳压电源设计1.1 单端反激式开关电源由Buck-Boost 推演并加隔离变压器后得反激变换器原理线路，如图1-1 示。
河西学院物理与机电工程学院综合设计实验开关电源的设计实验报告学院：物理与机电工程学院专业：电子信息科学与技术：侯涛日期：2016年4月12日绪论开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源，它具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点，在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业设备、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。
一、开关电源的概念和分类电源是将各种能源转换成为用电设备所需电能的装置，是所有靠电能工作的装置的动力源泉。
1.开关电源的概念电是工业的动力，是人类生活的源泉。
电源是产生电的装置，表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率等；在同一参数要求下，又有重量、体积、效率和可靠性等指标。
我们用的电，一般都需要经过转换才能适合使用的需求，例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率变换为小功率等。
按照电子理论，所谓AC/DC就是交流转换为直流；AC/AC称为交流转换为交流，即为改变频率；DC/AC称为逆变；DC/DC为直流变交流后再变直流。
为了达到转换的目的，电源变换的方法是多样的。
自20世纪60年代，人们研发出了二极管、三极管半导体器件后，就用半导体器件进行转换。
所以，凡是用半导体功率器件作开关，将一种电源形态转换成另一种形态的电路，叫做开关变换电路。
在转换时，以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源。
开关电源在转换过程中，用高频变压器隔离称之为离线式开关变换器，常用的AC/DC 变换器就是离线式变换器。
开关电源通常由六大部分组成，如图所示。
第一部分是输入电路，它包含有低通滤波和一次整流环节。
220V交流电直接经低通滤波和桥式整流后得到未稳压的直流电压Vi，此电压送到第二部分进行功率因数校正，其目的是提高功率因数，它的形式是保持输入电流与输入电压同相。
功率因数校正的方法有无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。
所谓有源功率因数校正，是指电源在校正过程中常采用三极管和集成电路。
开关电源电路常采用有源功率因数校正。
少年易学老难成，一寸光阴不可轻- 百度文库《高频电路设计与制作》实训进度安排表年级：2010级应本面向专业：电子信息工程学生人数：162 人学时2周实施时间17-18周指导教师胡机秀、邓艳容、李秀东、班立新、陈小毛设计场所通信与信息处理实验室（东区2508实验室）具体工作内容时间安排在2226（或2324）教室进行实训动员及实训过程的安排，讲解调频发12月17日9:00-10:30 301-303班射及接收机的工作原理及制作要领。
（胡机秀、班立新、邓艳容、李秀东、陈小毛）在2226（或2324）教室进行实训动员及实训过程的安排，讲解调频发射及接收机的工作原理及制作要领。
（胡机秀、班立新、邓艳容、李秀12月17日10:30-12:00 304-305班东、陈小毛）领取调频发射机或者接收机的元器件。
（胡机秀）12月18日9:00-12:00 301-303班领取调频发射机或者接收机的元器件。
（胡机秀）12月18日14:30-17:30 304-305班301班集中到2508进行焊接。
其他班同学早上九点半前到2508签到12月19 日9:00-12:00 301班（班立新）302班集中到2508进行焊接。
（班立新）12月19 日14:30-17:30 302班303班集中到2508进行焊接。
其他班同学早上九点半前到2508签到12月20 日9:00-12:00 303班（陈小毛）304班集中到2508进行焊接。
其他班同学早上九点半前到2508签到。
12月21 日9:00-12:00 304班（邓艳容）305班集中到2508进行焊接。
（邓艳容）12月21 日14:30-17:30 305班301班集中到2508调试调频发射或接收机。
其他班同学早上九点半前12月24日9:00-12:00 301班到2508签到（李秀东）302班集中到2508调试调频发射或接收机。
（李秀东）12月24日14:30-17:30 302班303班集中到2508调试调频发射或接收机。
