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开关电源的设计与实现

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吉林大学珠海学院毕业设计降压DC/DC开关电源的设计与实现完成日期 2010 年 5 月 1 日吉林大学珠海学院本科毕业设计开题报告降压式DC/DC开关电源的设计与实现摘要人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展，所以电源管理技术变得至关重要。

在这种情况下，设计开发高效率、高频、小体积的DC/DC开关电源，无论是从经济角度，还是从科学研究上来讲都是很有价值的。

本文对开关电源的发展历史、当下发展状况以及发展的技术作了简要的介绍，随后阐述了降压型可调DC/DC转换器（降压斩波电路）的设计方案及其工作原理，描述了DC/DC 转换器的控制方法——脉宽调制控制（PWM）。

在此基础上设计了一款基于电压控制模式的PWM降压型DC/DC开关电源，设计的内容包括主电路的设计、控制及驱动电路的设计、保护电路的设计并给出设计参数，最后抗干扰与优化设计。

本论文的设计主要应用于电动车降压供电，笔记本电脑供电以及作为实验电源使用。

关键词：DC/DC降压斩波电路；脉宽调制控制（PWM）；抗干扰The Design and Implementation of Buck DC / DC Switching Power SupplySummaryPeople in the switching power supply technology is related to the development side of power electronic devices, switching frequency conversion technology development side, the two promote each other to promote the switching power supply to more than two-digit annual growth rate toward the light, small, thin, low noise,high reliability, interference direction. Therefore, power management becomes critical. In this case,Design and development of high efficiency, high frequency, small size DC/DC switching power supply chip, either from the economic point of view, or from scientific research are of great value in terms.This article on the history of development of switching power supply, current development and the development of the technology are briefly introduced,Then described a step-down DC/DC converter with adjustable (step-down chopper circuit) design and its working principle, describes the DC/DC converter control method - Pulse Width Modulation (PWM).On this basis, designed a model based on voltage control PWM step-down DC/DC switching power supply,Main circuit design includes the design, control and drive circuit design, the protection circuit design parameters are given, the last anti-jamming and optimization.This thesis is mainly used in electric cars buck power supply, laptop power supply as well as experimental use.Keywords: DC/DC step-down chopper；Pulse width modulation control (PWM)；Interference目录前言 (1)第一章开关电源的概述 (3)1.1 开关电源的定义 (3)1.2 开关电源与线性电源的区别 (3)1.2.1 线性电源的概述 (3)1.2.2 开关电源与线性电源的对比 (3)1.3 开关电源的发展史 (4)1.4 开关电源发展技术 (4)1.5 国内开关电源的市场情况 (5)第二章总体方案设计与基本工作原理 (6)2.1 电子元器件的识别、检测 (6)2.1.1 场效应管 (6)2.1.2 变压器 (7)2.1.3 电感 (7)2.1.4 电流互感器 (7)2.1.5 电源控制芯片UC384X系列 (7)2.2 开关电源总体方案设计 (8)2.2.1 开关电源的工作流程 (8)2.2.2 电路的总体方案 (8)2.3 开关电源基本工作原理 (9)2.3.1 PWM型降压型DC/DC的开关电源工作原理 (9)2.3.2 输出电压滤波电路原理 (11)第三章电路设计及元器件参数的确定 (15)3.1 本论文设计要求 (15)3.2 主电路设计 (15)3.2.1 主电路原理图设计 (15)3.2.2 降压电路参数的确定 (16)3.2.3 储能滤波电感的计算及分析 (16)3.2.4 储能滤波电容的计算及分析 (18)3.2.5 主电路元器件的选取 (20)3.3 控制电路及驱动电路设计 (20)3.3.1 控制芯片的简化方框图及引脚介绍 (20)3.3.2 控制电路及驱动电路原理图设计 (22)3.4 保护电路设计 (23)第四章抗干扰设计与优化 (24)4.1 电路抗干扰设计与优化 (24)4.1.1 变压器的磁芯要求 (24)4.1.2 滤波电感的磁芯要求 (24)4.2 PCB板抗干扰设计与优化 (25)4.2.1 全部元器件布局原则 (25)4.2.2 高频信号的干扰屏蔽 (25)第五章 PCB板的制作及调试 (27)5.1 原理图的绘制 (27)5.2 PCB板的制作 (27)5.3 调试 (27)5.3.1 UC3845的判断鉴别 (27)5.3.2 白盒测试 (28)5.3.3 纹波参数的测试 (30)5.3.4 调试总结与分析 (30)结语 (31)附录 (32)参考文献 (34)致谢 (35)前言随着电力电子技术的飞速发展，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。

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。

开关电源技术属于电力电子技术，它运用功率变换器进行电能变换，经过变换电能，可以满足各种对参数的要求。

这些变换包括交流到直流(AC/DC，即整流)，直流到交流(DC/AC，即逆变)，交流到交流(AC/AC，即变压)，直流到直流(DC/DC)。

广义地说，利用半导体功率器件作为开关，将一种电源形式转变为另一种电源形式的主电路都叫做开关变换器电路；转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称为开关电源（SwitchingPower Supply)。

由于其高效节能可带来巨大经济效益，因而引起社会各方面的重视而得到迅速推广。

当今软开关技术使得DC／DC发生了质的飞跃，美国V～COR公司设计制造多种EC～软开关DO／DO变换器，其最大输出功率有300W、6OOW、800W等，相应的功率密度为6、2、10、17瓦每立方厘米，效率为200300kHz，功率密度已达到27瓦每立方厘米，采用同整流器（M0SFET代替肖特基二极管），使整个电路功率提高90%。

电源管理芯片实际上也是指具有自动控制环路和保护电路的DC-DC变换芯片，是开关电源的核心控制芯片。

电源管理芯片在90年代中后期问世，由于替换了大部分分立器件，使开关电源的整体性能得到大幅度提高，同时降低了成本，因而显示出强大的生命力。

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、簿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智能化的元器件，特别是该变二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn．Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频和较大磁通密度（Bs）下获得高磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。

我国开关电源起源于1970年代末期，到1980年代中期，开关电源产品开始推广应用。

那时的开关电源产品采用的是频率为20 kHz以下的PWM技术，其效率只能达到60%~70%。

过20多年的不断发展，新型功率器件的研发为开关电源的高频化莫定了基础，功率MOSFET 和IGBT的应用使中、小功率开关电源工作频率高达到400kHz(AC/DC)和1MHz(DC/DC)。

软开关技术的出现，真正实现了开关电源的高频化，它不仅可以减少电源的体积和重量，而且提高了开关电源的效率。

目前，采用软开关技术的国产开关电源，其效率已达到93%。

但是，目前我国的开关电源技术与世界上先进的国家相比仍有较大的差距。

随着电力电子技术的不断创新，研究发展新型集成电路开关电源是当今国际工业界所关注一个重要的研究新领域，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，走出有中国特色的产学研联合发展之路。

第一章开关电源的概述1. 1 开关电源的定义顾名思义，开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。

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开关电源的设计与实现

开关电源的设计与实现

开关电源电路的设计与实验人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展，所以电源管理技术变得至关重要。

在这种情况下，设计开发高效率、高频、小体积的DC/DC开关电源，无论是从经济角度，还是从科学研究上来讲都是很有价值的。

本文对开关电源的发展历史、当下发展状况以及发展的技术作了简要的介绍，随后阐述了降压型可调DC/DC转换器（降压斩波电路）的设计方案及其工作原理，描述了DC/DC转换器的控制方法——脉宽调制控制（PWM）。

在此基础上设计了一款基于电压控制模式的PWM降压型DC/DC开关电源，设计的内容包括主电路的设计、控制及驱动电路的设计、保护电路的设计并给出设计参数，最后抗干扰与优化设计。

本论文的设计主要应用于电动车降压供电，笔记本电脑供电以及作为实验电源使用。

目录前言 (1)第一章开关电源的概述 (3)1.1 开关电源的定义 (3)1.2 开关电源与线性电源的区别 (3)1.2.1 线性电源的概述 (3)1.2.2 开关电源与线性电源的对比 (3)1.3 开关电源的发展史 (4)1.4 开关电源发展技术 (4)1.5 国内开关电源的市场情况 (5)第二章总体方案设计与基本工作原理 (6)2.1 电子元器件的识别、检测 (6)2.1.1 场效应管 (6)2.1.2 变压器 (7)2.1.3 电感 (7)2.1.4 电流互感器 (7)2.1.5 电源控制芯片UC384X系列 (7)2.2 开关电源总体方案设计 (8)2.2.1 开关电源的工作流程 (8)2.2.2 电路的总体方案 (8)2.3 开关电源基本工作原理 (9)2.3.1 PWM型降压型DC/DC的开关电源工作原理 (9)2.3.2 输出电压滤波电路原理 (11)第三章电路设计及元器件参数的确定 (15)3.1 本论文设计要求 (15)3.2 主电路设计 (15)3.2.1 主电路原理图设计 (15)3.2.2 降压电路参数的确定 (16)3.2.3 储能滤波电感的计算及分析 (16)3.2.4 储能滤波电容的计算及分析 (18)3.2.5 主电路元器件的选取 (20)3.3 控制电路及驱动电路设计 (20)3.3.1 控制芯片的简化方框图及引脚介绍 (20)3.3.2 控制电路及驱动电路原理图设计 (22)3.4 保护电路设计 (23)第四章抗干扰设计与优化 (24)4.1 电路抗干扰设计与优化 (24)4.1.1 变压器的磁芯要求 (24)4.1.2 滤波电感的磁芯要求 (24)4.2 PCB板抗干扰设计与优化 (25)4.2.1 全部元器件布局原则 (25)4.2.2 高频信号的干扰屏蔽 (25)第五章 PCB板的制作及调试 (27)5.1 原理图的绘制 (27)5.2 PCB板的制作 (27)5.3 调试 (27)5.3.1 UC3845的判断鉴别 (27)5.3.2 白盒测试 (28)5.3.3 纹波参数的测试 (30)5.3.4 调试总结与分析 (30)结语 (31)附录 (32)1 引言随着电力电子技术的飞速发展，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。

tps54340的dcdc降压开关电源的设计与实现

tps54340的dcdc降压开关电源的设计与实现

tps54340的dcdc降压开关电源的设计与实现
TPS54340是德州仪器（TI）公司推出的一款降压开关电源控制器。

其特点是工作电压范围广，效率高，可编程输出电压和起停时间等，具有很好的稳定性和可靠性。

下面是TPS54340 DCDC降压开关电源设计与实现的步骤：
1. 确定工作电压范围：TPS54340的输入电压范围为4.5V至32V。

2. 根据需要计算输出电压：根据需要确定输出电压，TPS54340的输出电压可通过精确的电压反馈电路进行编程。

3. 选择外部元器件：根据TPS54340的设计说明书，选择合适的输出电感、电容、二极管和功率管等外部元器件。

选择高品质的元器件，以确保转换器的性能和稳定性。

4. 连接电路：按照TPS54340的设计说明书，连接电路，确认电路布局正确、尽量规整、短路和漏电检查以及地线的布局良好。

5. 调试：进行电路测试和调试，测量输入和输出电压、电流和功率等参数，保证转换器符合设计要求。

6. 优化：根据测试结果，对转换器进行必要的调整和优化，例如选择更高效的元器件或改进电路布局等，以提高转换器的性能。

以上是TPS54340 DCDC降压开关电源设计与实现的基本步骤，需要注意的是，在设计和实施过程中，需要遵循相关的安全和EMC标准。

同时，在实现时也需要注意对不同类型的干扰源进行抑制，以确保该电源的稳定性和可靠性。

dcdc开关电源设计原理和制作

dcdc开关电源设计原理和制作

dcdc开关电源设计原理和制作一、开关电源的基本原理开关电源是一种通过控制开关晶体管开通和关断时间比率，维持稳定输出电压的电源。

它主要由输入电路、输出电路、开关晶体管、振荡电路、稳压控制电路等组成。

开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，广泛应用于电子设备、电力电子等领域。

二、开关电源的组成开关电源主要由以下几个部分组成：1.输入电路：接收交流电源输入，进行滤波、整流等处理，将交流电转化为直流电。

2.输出电路：将开关晶体管输出的脉动直流电进行滤波、稳压等处理，输出稳定的直流电。

3.开关晶体管：控制电源的开通和关断，决定输出电压的大小。

4.振荡电路：产生一定频率的脉冲信号，控制开关晶体管的开通和关断时间比率。

5.稳压控制电路：根据输出电压的变化，控制开关晶体管的导通时间，维持输出电压的稳定。

三、开关电源的设计设计开关电源需要考虑以下因素：1.输入电压范围：根据设备需要确定输入电压范围。

2.输出电压和电流：根据设备需要确定输出电压和电流。

3.转换效率：选择合适的开关晶体管和电路设计，提高转换效率。

4.稳定性：选择合适的稳压控制电路和反馈元件，保证输出电压的稳定性。

5.散热设计：选择合适的散热器和设计合适的散热结构，保证开关电源的正常工作。

四、开关电源的制作制作开关电源需要按照以下步骤进行：1.设计电路板：根据设计好的电路图，制作适合的电路板。

2.选择合适的电子元件：根据设计需要选择合适的电子元件，如开关晶体管、电容、电感等。

3.组装电路：将选择的电子元件按照电路图组装在一起。

开关电源设计与实现毕业设计(论文)

开关电源设计与实现毕业设计(论文)

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
本论文共分七章，内容包括：开关电源概述，输入电路，隔离单端反激式变换器电路，UC3842的原理及技术参数，UC3842常用的电压反馈电路的选用，UC3842在开关电源电路的应用，电源市场的概况。
【关键词】：
变压器
滤波
过载
SwitchSourceDesign
Abstract
摘要内容：
Abstract content:
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。
本论文题目是学校根据学生的实际情况和所学的专业而设计的，它体现了学校对学生的理论知识和实践动手能力的考察，并且让学生充分的发挥自己所学的知识。
The topic of thisthesis is designed according to the actual situation of the school and professionalschoolstudents which reflects the effects of school students theoretical knowledge and practical ability, and let the students givefulllay to their own knowledge.随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，特别是微处理器和半导体存储器的开发利用，孕育了电子系统的新一代产品。显然，那种体积大而笨重的使用工频变压器的线性调节稳压电源已经过时。取而代之的是小型化、重量轻、效率高的隔离式开关电源。隔离式开关电源的核心是一种高频电源变换电路。它使交流电源高效率地产生一路或多路经调整的稳定直流电压。