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开关电源的设计毕业论文开关电源是一种高效率、小体积、轻质化的电源，随着现代电子设备的发展，应用越来越广泛。
开关电源的设计是电子工程专业毕业设计中的一个热门方向，本文将介绍开关电源的基本工作原理及设计方法，并以一个实际开关电源的设计为例，进行详细说明。
一、开关电源的基本工作原理开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为直流电源，其核心部分是开关管。
开关管工作时，会在电路中产生一个高频矩形波形。
再经过滤波电路、输出稳压电路等处理后，最终输出所需要的稳定直流电源。
在开关电源中，开关管的切换是关键，它的导通和截止决定程序的整个运行。
开关管的导通与截止又是由控制器控制的，所以控制器设计是非常重要的。
二、开关电源的设计方法1.功率计算开关电源的功率计算是设计的第一步。
功率 = 电流×电压，在设计前应要明确设备所需的电流和电压值并通过功率计算公式计算得出所需的功率。
2.电路设计电路设计是开关电源设计中较为复杂的一步。
主要包括直流输入电路、开关管、反馈电路、滤波电容、输出稳压电路等部分。
这些部分需要合理的组合和设计，并应通过电路仿真进行验证。
3.控制器设计在控制器设计中，主要有PWM控制器和开环控制器。
PWM控制器通常采用电流反馈控制方式，能够减少在输出处的纹波电压，提高稳定性。
开环控制器的设计要更为复杂，但是更容易实现。
4.保护电路设计保护电路是开关电源中非常重要的一部分，保护电路通常包括电流限制保护、过压保护、过载保护，以及温度保护等。
这些保护电路能够提高开关电源的使用寿命，避免因电路故障引起的安全事故。
三、开关电源设计实例以12V60W的开关电源设计为实例。
1.功率计算P = U × I = 12V × 5A = 60W。
2.电路设计直流输入电路：直流输入电路主要包括整流桥、电容滤波器和保险丝等。
整流桥需要选择合适的电流、电压值，电容滤波器应该选择合适的容量，保险丝则是起到安全保障作用。
20W小功率开关电源的设计2012年5月20W小功率开关电源的设计The Design of 20W Low-power Switching Power Supply摘要开关电源具有功耗小，效率高，稳压范围广，体积小等突出优点，在通信设备数控装置，仪表仪器影音设备，家用电器等电子电路中得到广泛应用。
TOP系列电源为美国POWER INTEGRATION公司生产的集成开关电源，具有集成度高，性价比高，外围电路简单，性能指标佳以及能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源等优点。
目前已成为国际上开发中、小功率开关电源，精密开关电源及电源模板的优选集成电路。
本论文主要有以下内容：(1) 介绍开关电源的发展史、分类及发展趋势，开关电源常用的几种控制方法。
为研究的论题—基于反激式变换器的开关电源研究作铺垫。
最后讲述了本课题的研究意义和工作内容。
(2)介绍反激式开关电源的工作原理以及 TOP223Y 芯片。
(3) 设计了基于TOP223Y芯片的单端反激式开关电源。
根据 TOP223Y 的特性给出了单端反激式开关电源的工程设计方法。
对外围电路的设计进行了分析和讨论。
(4) 对给出的具体实例电路进行仿真测试研究，得出结论并加以分析。
关键词:开关电源 TOP223Y 脉宽调制单端反激式AbstractSwitching power supply with low consumption, high efficiency, wide voltage, small advantage in communication equipment, CNC equipment, instrument audio equipment, household appliances, etc widely applied in electronic circuits.TOP U.S. power supply for series of integrated production company need to switch power, has high integration, cost-effective, outer circuit is simple, performance and can form no better efficiency of the isolated transformer switch power supply, etc. At present has become the international development of small power switch power supply, switching power supply, selection of template and integrated circuits.This paper has the following content:(1)Describes the development history, classification and development trend of switching power supply, switching power supply commonly used control methods. For the study of topic-based on the research of switching power supply for flyback converter bedding. Finally describes the significance of the subject and content of work.(2)Introduced the working principle and TOP223Y of Flyback switching power supply chips.(3)Design based on single-end Flyback switching power supply for TOP223Y chip. According to the characteristics of TOP223Y gives single-end Flyback switching power supply design. Analysis and discussion on periphery circuit design.(4)To give specific examples of circuits simulation test study concluded and analysis.Key words: switching power supply TOP223Y pulse-width modulationsingle-end flyback目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1 开关电源的分类及原理 (3)1.1 开关电源的分类 (3)1.1.1 单端反激式开关电源 (3)1.1.2 单端正激式开关电源 (4)1.1.3 自激式开关稳压电源 (4)1.1.4 推挽式开关电源 (5)1.1.5 降压式开关电源 (6)1.1.6 升压式开关电源 (6)1.1.7 反转式开关电源 (7)1.2 开关电源的基本组成和原理 (7)1.3 PWM的基本工作方式及原理 (8)2 TOP SwitchⅡ芯片介绍 (10)2.1 TOP Switch-Ⅱ系列的特点 (10)2.2 TOP Switch-Ⅱ结构组成 (11)2.3 TOP Switch-Ⅱ芯片的工作原理 (13)3 基于TOP223Y开关电源的设计 (15)3.1 技术指标和性能要求 (15)3.2 选择TOPSwitch芯片的型号 (15)3.3 TOP223Y的主要性能特点和元件选择 (15)3.3.1 TOP223Y性能特点 (15)3.3.2 线性光耦合器PC817 (17)3.3.3 可调式精密并联稳压器TL431 (18)3.4 开关电源的电路设计 (19)3.4.1 基于TOP223Y开关电源原理图 (19)3.4.2 输入整流滤波电路 (19)3.4.3 高频变压器的设计 (20)3.4.4 钳压齐纳管（VR）和阻断二极管（VD）的选择 (22)3.4.5 输出整流电路的设计 (22)3.4.6 反馈电路的设计 (23)3.5 开关电源干扰的产生及其抑制 (23)3.5.1 开关电源干扰产生的机理 (23)3.5.2 对于开关电源干扰的一些抑制措施 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)绪论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。
小功率反激式开关电源设计作者姓名：学号：指导教师：摘要小功率反激式开关电源以其设计简单，体积小巧等优势，广泛应用于小功率场合。
开关电源以其小型、轻量和高效率的特点，被广泛地应用于各种电气设备和系统中，其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。
开关稳压电源有多种类型，其中单端反激式开关电源由于具有线路简单，所需要的元器件少，能够提供多路隔离输出等优点而广泛应用于小功率电源领域。
传统的反激式开关电源一般由PWM控制芯片和功率开关管(频率较高时一般使用MOSFET)组成，PWM芯片控制环路设计复杂，容易造成系统工作不稳定，功率开关管有时需要外加驱动电路。
高效率与小型化在一定程度上是互相限制的，因为实现高效率会要求电路有相当的复杂度，大量的器件对小型化十分不利。
在开关电源设计初期，采用的都是分立元件，集成度很低，大部分电路只能在PCB版上实现，极大的限制了小型化实现的可能。
而且大量器件暴露在外，也影响了系统的稳定性。
采用近年来，为了实现更高的效率和更小的体积，开关电源的工作频率有了很大的提高。
高工作频率能够减小外围电感和电容的大小，从而减少系统的体积。
另外，反激变压器的设计也是一个难点，其往往导致电源设计周期延长。
随着NXP公司生产的以OB2268芯片为代表的新一代单片开关电源的问世，以上诸多问题都得到了很好的解决。
应用OB2268设计开关电源，不仅器件更少，结构更简单，发热量更少，工作更可靠，采用该系列芯片已成为一种高效的反激式开关电源设计方案。
关键词:反激式变换器高频变压器开关电源 PWM控制AbstractLow power flyback switching power supply with its simple design, small size and other advantages, is widely used in small power applications. Switching power supply with its features of small, light weight and high efficiency, is widely used in various electrical equipment and systems, its performance is directly related to the realization of the function of the whole system. There are many types of switching power supply, wherein the single end flyback switching power supply with simple circuit, fewer components needed, can provide multiple isolated output has been widely used in small power field.Flyback switching power supply generally by the traditional PWM control chip and a power switch (generally use MOSFET high frequency) components, PWM chip control loop design of complex, easy to cause the system is not stable, tube sometimes need external driving circuit of power switch. High efficiency and miniaturization is limited to each other in a certain extent, because to achieve high efficiency would require circuit has considerable complexity, a large number of devices is very harmful to the miniaturization. Early in the design of switching power supply, are using discrete components, low integration degree, most of the circuit can only be achieved in the PCB version, greatly limit the miniaturization possible. And the number of device is exposed outside, also affects the stability of the system. Adopted in recent years, in order to achieve higher efficiency and smaller size, the operating frequency of the switching power supply has been greatly improved. High frequency can reduce the size of the external inductance and capacitance, thereby reducing the volume of the system.In addition, but also a difficult design of the flyback transformer, which often leads to power supply design cycles. Along with the NXP produced by the OB2268 chip as the representative of a new generation of single chip switching power supply was published, the problems are solved. Application of OB2268 switching power supply design, not only fewer devices, the structure is more simple, lessheat, the work is more reliable, the series of chips have become a high efficiency flyback switching power supply design.Key words: flyback converter high frequency transformer of switch power supply PWM control目录绪论 (1)第1章方案论证 (3)1.1 变压器设计选择 (4)1.2 电流模式PWM控制器选择 (6)1.3 光敏开关的选择 (9)第2章硬件电路的设计 (11)2.1电流模式芯片OB2268简介 (11)2.2 整流电路及桥路电路设计 (14)整流电路设计 (14)桥路电路设计 (15)2.3 电流模式控制电路设计 (16)2.4 采样电路设计 (18)2.5 电源保护电路设计 (21)2.6 闭环反馈回路设计 (23)第3章硬件设计 (26)3.1 数据采集设计 (26)第4章系统硬件调试 (30)4.1 调试工具简介 (30)4.2 系统硬件联调 (30)第5章结论 (31)5.1 社会经济效益分析 (31)5.2 收获与体会 (31)结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录1 电路图 (45)绪论开关电源的前身是线性稳压电源。
开关电源毕业设计开关电源毕业设计引言开关电源是现代电子设备中常见的一种电源供应方式。
它具有高效率、小体积、轻重量等优点，因此被广泛应用于各个领域。
作为一名电子工程专业的毕业生，我选择了开关电源作为我的毕业设计课题。
在这篇文章中，我将分享我在开关电源毕业设计过程中的学习和经验。
理论基础在开始设计之前，我首先深入研究了开关电源的理论基础。
开关电源的核心是开关器件，如MOSFET和二极管。
了解它们的工作原理和特性对于设计一个稳定和高效的开关电源至关重要。
此外，我还学习了开关电源的拓扑结构，如Buck、Boost和Buck-Boost等。
每种拓扑结构都有其适用的场景和特点，因此选择适合项目需求的拓扑结构也是一个重要的决策。
电路设计在理论基础的基础上，我开始进行电路设计。
首先，我绘制了整个开关电源的框图，明确了各个模块之间的关系和功能。
然后，我进行了详细的元器件选型和电路设计。
在选型过程中，我考虑了功率需求、效率要求、可靠性等因素。
在电路设计中，我注意到了一些关键问题，如输出滤波电容的选择、反馈控制电路的设计等。
通过仔细的设计和仿真，我确保了电路的稳定性和性能。
PCB设计完成电路设计后，我转向了PCB（Printed Circuit Board）设计。
PCB设计是将电路设计转化为实际的电路板的过程。
我使用专业的PCB设计软件，将电路布局在电路板上，并进行布线。
在布局过程中，我注意到了信号和功率之间的隔离，以及元器件之间的距离和位置。
在布线过程中，我遵循了最佳实践，如减少信号线的长度、避免信号线的交叉等。
通过精心的PCB设计，我确保了电路的可靠性和稳定性。
实验验证完成PCB设计后，我开始进行实验验证。
我首先搭建了实验平台，将开关电源连接到负载上，并通过示波器和多用表等仪器进行测量和分析。
我测试了开关电源的输出电压、输出电流、效率等参数，并与设计要求进行对比。
在实验过程中，我遇到了一些问题，如电磁干扰、温升等。
摘要电力电子技术的发展使得开关电源的应用领域越来越广。
相比于传统的线性电源，开关电源有着体积小、功耗低、成本少、可靠性高等诸多的优势，因此在各类电子设备中得到了普遍的应用。
作为在我国能源结构中一直占据最重要位置的煤矿产业，其井下电源也由最初的线性电源逐渐被开关电源所取代。
而白光LED技术的发展也使得井下灯具中LED的使用率越来越高。
本文介绍比较了常见的开关电源的拓扑结构特点和控制反馈方式，结合LED 电气特性以及驱动方法，选用反激式电路，设计了一款基于高性能电流型PWM 控制器UC3842的单端反激式开关电源。
该电源以恒压型输出的方式驱动大功率白光LED完成井下的照明工作。
本设计将总体电路进行了模块化设计。
包含了前级EMI电路、整流电路、输入过压保护电路、钳位电路、UC3842芯片外围电路、反激变换器电路、反馈回路等等。
通过对各个模块电路的理论分析，确定了各组成模块中各个器件的器件型号以及参数数据。
最后通过saber仿真软件进行了仿真，得到了电路的工作性能参数。
关键字：开关电源，白光LED，反激式电路，UC3842，saberABSTRACTWith the development of power electronic technology switching power supply applications more pare with traditional linear power supply,switching power supply has a small size,low power consumption,low cost,high reliability advantage,that has been widely used in various types of electronic equipment.As China's energy structure occupies the most important position in the coal mining industry,the underground power from the initial linear power supply was gradually replaced by a switching power supply.The development of white LED technology also makes underground lamps LED usage is increasing.This article describes the comparison of the common characteristics of the switching power supply topology and control feedback manner,combined with LED electrical characteristics and driving methods,selection of Flyback circuits,based on high-performance current-designed UC3842PWM controller of single-end Flyback switching power supply.The power supply with constant voltage output to drive high power white LED complete lighting of the underground work.The overall circuit design modular analysis.It includes pre-EMI circuit,a rectifying circuit,input overvoltage protection circuit,a clamp circuit,UC3842chip peripheral circuits, flyback circuit,the feedback loop,and so on.Theoretical analysis of circuit through the various modules,each composition is determined the device type of the device and the parameters in the module data.Finally,Saber simulation software simulation, circuit performance parameters are received.KEY WORDS:switching power,white light LED,Flyback supply,UC3842,Saber目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1本设计研究背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本设计主要工作内容 (3)1.4论文组织结构 (3)第2章开关电源原理与LED特性 (4)2.1开关电源基本结构 (4)2.2开关电源拓扑结构 (5)2.2.1降压型（buck）开关电源 (5)2.2.2升压型（Boost）开关电源 (6)2.2.3升降压型（buck-boost）开关电源 (7)2.2.4正激式（Forward）开关电源 (7)2.2.5反激式（Flyback）开关电源 (9)2.3开关电源控制模式 (10)2.3.1电压型PWM (10)2.3.2电流型PWM (12)2.4LED特性 (13)2.4.1LED电气特性 (13)2.4.2LED驱动电路 (14)第3章开关电源电路模块设计 (15)3.1EMI滤波电路设计 (16)3.1.1EMI滤波基本原理 (16)3.1.2EMI电路参数计算 (18)3.2整流滤波电路设计 (19)3.2.1整流电路设计 (19)3.2.2滤波电容的计算 (20)3.3RCD缓冲电路设计 (20)3.4UC3842控制电路设计 (21)3.4.1UC3842芯片介绍 (21)3.4.2UC3842控制电路设计 (22)3.5输入过压保护电路设计 (24)3.6输出滤波电路设计 (26)3.7输出电压电流反馈电路设计 (27)3.7.1反馈电路原理介绍 (28)3.7.2反馈电路相关参数设计 (29)第4章功率变换电路设计 (30)4.1功率开关管的选择 (30)4.2高频变压器设计 (30)4.2.1磁芯的选择 (31)4.2.2最大占空比MAX D 的确定 (32)4.3.3初次级匝数比S P N /N 及匝数的确定 (32)4.3.4初次级侧绕组电感电流参数的确定 (32)4.3.5初次级绕组线径的选择 (33)4.3.6初级侧电感值的确定 (34)第5章仿真电路分析与设计总结 (35)5.1仿真电路设计 (35)5.2仿真结果分析 (35)5.3本次设计总结 (37)附录 (38)附录1：矿用低功耗DC/DC 开关电源电路图 (38)第1章绪论1.1本设计研究背景电源部分是电子设备的“心脏”，其性能的优良关系到电子设备能否正常工作[1]。
多用途小功率开关电源设计毕业设计目录1 绪论 (2)1.1 引言 (3)1.2开关电源市场情况31.3 开关电源的技术性能 (4)1.4 设计的指标 (6)2 开关电源电路的工作原理 (7)2.1 开关电源的电路组成 (7)2.2 输入电路的原理及常见电路 (8)2.3 功率变换电路 (8)2.4 输出整流滤波电路 (10)2.5 稳压环路原理 (11)2.6 短路保护电路 (12)2.7 输出端限流保护 (14)3 基于TL494开关电源的实现 (15)3.1 芯片选择 (15)3.2 整个控制电路的设计 (19)3.3 整个系统框图 (27)4 可靠性分析 (28)4.1 影响开关电源可靠性的因素 (28)4.2 可靠性设计的原则 (31)4.3 可靠性设计 (32)4.4 电源的热设计 (33)5 总结 (354)参考文献 (365)21 绪论1.1 引言随着电力电子技术的告诉发展，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。
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。
伴随电子技术旳高速发展，电子系统旳应用领域越来越广泛，电子设备旳种类也越来越多，电子设备与人们旳工作、生活旳关系日益亲密。
任何电子设备都离不开可靠旳电源，他们对电源旳规定也越来越高。
电子设备旳小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效速为发展方向，深受广大厂家和商家以及人们旳青睐。
开关电源是近年来应用非常广泛旳一种新式电源，它具有体积小、重量轻、耗能低、使用以便等长处，在邮电通信、航空航天、仪器仪表、医疗器械、家用电器等领域应用效果明显。
目前伴随技术发展，新型多功能开关电源集成控制芯片不停推向市场，大量旳超小型、多功能、模块化开关电源不停涌现。
中国开关电源市场总体销售额到达123.8亿元，销售额同比增长了14.8%。
开关电源市场与我国各个行业旳发展有着亲密旳关系，而重点行业在我国宏观经济旳拉动下，展现出平稳较快旳发展态势。
因此，开关电源市场近年来也出现了平稳增长旳状态。
在开关电源市场中，除了少数几家厂商拥有关键技术外，其他整机生产厂家大多不具有关键技术，只是依托组装生产，经营区域性市场，这大大克制了开关电源产品性能旳发展。
开关电源产品由于其行业旳特殊型，顾客对产品安全性、稳定性有很高旳规定，而对于价格旳敏感性却比较低，因此厂商对价格有一定旳议价能力。
中国开关电源主力厂商大部分拥有较为完备旳产品线，集成能力强，各具行业优势。
关键词：电子技术开关电源充电器1 绪论.................................................... 错误!未定义书签。
1.1 充电器简介........................................ 错误!未定义书签。
1.1.1 充电器旳概念与分类.......................... 错误!未定义书签。
1.1.2 国内外现实状况分析.......................... 错误!未定义书签。
毕业设计题题：小功率开关电源技术的设计学校：烟台汽车工程职业技术学院系别：电子工程系专业：生产过程自动化班级： 08341 学号：学生：张克伟指导老师：何晓华2011年4月课题摘要随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。
开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。
电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。
开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务，信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。
本次设计采用典型的反激式开关电源结构设计形式，以UC3842作为控制核心器件，运用脉宽调制的基本原理，并采用辅助电源供电方式为其供电，有利于增大主电源的输出功率。
采用场效应管作为开关器件，其导通和截止速度很快，导通损耗小，这就为开关电源的高效性提供保障。
同时，电路中辅以过压过流保护电路，为系统的安全工作提供保障，本电路注意改善负载调整率,降低了电磁串扰，达到绿色环保的目的。
输出电压可调，使其可适用于不同场合。
目次1 引言 (1)2 系统方案选择和论证 (2)2.1 设计要求 (2)2.2系统基本方案 (2)2.3方案选择和论证 (3)2.3.1 主电路方案 (3)2.3.2 主电路功率模块 (6)2.3.3 控制电路的选择 (8)2.3.3 系统方案确定 (9)3 系统设计与实现 (10)3.1系统硬件的基本组成 (10)3.2 主要单元的电路设计 (10)3.2.1 主要电路部分电路设计 (10)3.2.2 控制回路单元的设计 (15)4 主要元件介绍 (17)4.1 光电耦合器 (17)4.2肖特基二极管 (18)4.3 基准电压 (19)4.4 UC3842介绍 (20)结论 (22)参考文献 (22)附录一元器件清单 (23)附录二总原理图 (24)1 引言电是工业的动力，是人类生活的源泉。
开关电源设计毕业论文一、内容综述随着科技的飞速发展，开关电源设计已成为现代电子设备不可或缺的一环。
本文将带你走进开关电源设计的世界，一探其奥妙和实用之处。
在这里我们不仅仅是研究技术，更是在寻找实用性和性能之间的平衡。
我们所关心的不仅是理论数据，更是其在现实应用中的表现。
首先我们要了解开关电源设计的基本概念和原理，了解电源在电子设备中的角色和功能后，我们就会知道电源不仅仅是设备运行的能源供应者，更是整个设备稳定性的关键。
开关电源设计就是在这个基础上，通过技术和创新来提升电源的性能和效率。
1. 开关电源的背景和意义开关电源在我们的日常生活中可以说是无处不在，从家庭电器的使用到工业设备的运行，再到数据中心的高效运作，开关电源都是不可或缺的重要角色。
为什么我们会对开关电源的研究这么重视呢？这里面可是有深意的，听我慢慢道来。
2. 开关电源设计的研究现状和发展趋势开关电源设计在现代电子领域可是风头正劲的话题，大家都知道，开关电源是我们生活中电子产品的心脏，它不断地为我们身边的电子设备输送“能量”。
那么现在开关电源设计的研究现状是怎样的呢？随着科技的飞速发展，开关电源设计技术也在不断进步。
虽然传统的开关电源设计已经能满足一些基本需求，但随着人们对电子设备性能要求的提高，新的技术和方法也在不断涌现。
例如智能化、小型化、高效化已成为当下开关电源设计的重要方向。
3. 论文研究的目的、内容和方法首先写这篇论文的目的，就是想通过研究和设计开关电源，解决现实中遇到的一些问题，比如电源效率不高、稳定性不好等等。
毕竟开关电源在我们的日常生活中应用广泛，涉及到很多领域，比如计算机、通信、家电等等。
所以研究开关电源设计，不仅具有理论价值，还有很大的实际意义。
那么我们研究的内容是什么呢？简单来说就是分析开关电源的工作原理，研究其设计过程，然后设计出一个既实用又高效的开关电源。
在这个过程中，我们还要研究不同材料的选用、电路设计、散热方案等等。
1开关电源简介小功率开关电源以其诸多优良的性能，在测控仪器仪表、通信设备、学习与娱乐等诸多电子产品中得到广泛的应用。
随着环境和能源问题日益突出，人们对电子产品的环保要求不断提高，对电子产品的能源效率更加关注。
设计无污染、低功耗、高效率的绿色模式电源已成为开关电源技术研究的热点。
本文研究一种中小功率开关电源，应用过渡模式有源功率因数校正、准谐振变频功率隔离变换控制和同步整流等多种先进的电源控制技术，以实现绿色开关电源设计的目的。
1.1开关电源的基本结构所有事物都要遵循能量守恒定律，开关电源也不例外，实际上，开关电源也要通过以能量形式传递完成的。
从能量上看，开关电源可以分为直流开关电源模式和交流开关电源模式，直流开关电源模式主要是输出为直流信号电能，而交流开关电源模式主要是输出为交流信号电能。
直流开关电源模式为当前的主流模式，该开关电源模式的基本组成结构框图如下图1.1所示：桥式整流滤波LC组成滤波器DC/DC变换器转换输出整流滤波DC直流输出控制电路放大电路占空比控制电路交流输入图1.1开关电源基本组成结构框图由上图中可知：开关电源主要由整流滤波、DC/DC变换电路、开关占空比控制电路以及控制电路等模块组成。
交直流输入电压经LC滤波器，再通过桥式整流与母线电解电容平滑后变为直流电压，再经DC/DC变换器转换，再经二极管整流和电解电容的滤波至输出，为了能使电路成为一个闭环工作，在输出端引出一个控制电路再经放大电路到占空比控制电路至DC/DC变换器转换器形成一个闭环。
占空比控制电路中占空比的表示方法如下图1.2所示：图1.2占空比示意图由上图中可知：占空比D=Toff/(TOff+Ton)，周期T=Ton+Toff，频率f=1/T。
1.2传统开关电源的缺陷传统开关电源基本上采用的都是传统电路，传统电路大部分采用的电路芯片都为PWM控制的KA38系列芯片，这当中也要用到开关MOSFET管，还有就是也要加个启动电阻，根据P=U*U/R可知该电路上的待机功耗至少要大于0.5W，而低功耗的要求待机功耗至少要小于0.5W，甚至有些要小于0.3W。
如果功耗大，对人口密集的中国来说，电能的损耗无疑是巨大的。
另外传统电源存在着某些有害物质，根据我国CCC标准中的《关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令》，从而没能达到环保的功能。
1.3绿色开关电源的发展方向由于传统电源存在着诸多的缺陷，为了能量的有效利用，人们从而提出了绿色开关电源，绿色开关电源产品主要向高频、高效率、低功耗、小型化、集成化、模块化、智能化、高可靠性、满足EMC标准和环保等诸多方向不断发展。
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，并在功率比铁氧化体（Mn Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频率和交大磁通密度（Bs）下获得提高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。
以下几个方面将是开关电源发展的方向：（1）小型化、薄型化、轻量化。
开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积。
（2）高频化。
在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸，而且还能够抑制干扰，改善系统的动态性能，因此高频化是开关电源的主要发展方向。
（3）高可靠性。
开关电源比连续工作电源使用的元器件多数十倍，因此降低了可靠性。
从寿命角度出发，点解电容、光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。
所以，要从设计方面着眼，尽可能使用较少的器件，提高集成度，采用模块化技术可以满足分布式电源系统的需要，提高系统的可靠性。
（4）低噪声。
开关电源的缺点之一是噪声大，单纯地追求高频化，噪声也会随之增大。
采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声，所以，尽可能降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。
（5）采用计算机辅助设计和控制。
采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数，使开关电源具有最简结构和最佳工况。
在电路中引入微机监测和控制，可构成多功能监控系统，可以实时监测、记录并自动报警等。
开关电源被誉为高效能电源，它袋包着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。
采用了高频变压器和控制集成电路的开关电源更具有效率高、输出稳定、可靠性高等特性，是今后电源的发展趋势。
2低功耗小功率开关电源电路设计2.1设计方案的选择在进行变换器的任何设计工作之前，首先要选择电路拓扑结构，这是一项非常重要的工作。
由于电路拓扑结构在现在多达上百种，所以，开关电源电路拓扑结构可以选择为二种方案，第一种方案是采用单端正激式变换器的开关电源设计，第二种方案是采用单端反激式变换器的开关电源设计。
2.1.1单端正激式变换器有隔离变换器的DC/DC变换器按照铁芯磁化方式，可分为双端变换器（全桥、半桥、推挽等）和单端变换器（正激式、反激式等）和双端变换器比较，单端变换器线路简单、无功率管共导通问题、也不存在高频变换器单向偏磁和瞬间饱和问题，但由于高频变换器只工作在磁滞回线一侧，利用率低。
因此，它只适用于小功率输出场合。
单端正激变换器是一个隔离开挂变换器，隔离型变换器的一个根本特点是有一个用于隔离的高频变压器，所以可以用于高电压的场合。
由于引入了高频变压器极大的增加了变换器的种类，丰富了变换器的功能，也有效的扩大了变换器的使用范围。
单端正激变换器拓扑以其结构简单、工作可靠、成本低廉而被广泛应用于独立的离线式中小功率电源设计中。
单端正激式开关电源由于输出电感和续流二极管的作用，输出电流式连续的。
开关晶体管截止时，降在其上的最大电压Vcemax为2Vin。
变换器在开关晶体管导通时经变压器向负载传输能量，输出功率范围较大，高频变压器既要起变压器隔离和传输能量的作用，又起到电感线圈储能的作用。
控制电路以继承的PWM脉宽调制电路为基础组成，能十分方便实现稳压调节及过压、欠压、限流和关断电源输出等保护控制功能。
2.1.2单端反激式变换器反激式开关电源采用了稳定性很好的双环路反馈（输出直流电压隔离取样反馈外环回路和初级线圈充磁值电流取样反馈内回路）控制系统，就可以通过开关电源的PWM（脉冲宽度调制器）迅速调整脉冲电压和初级线圈充磁峰值电流进行有效调节，达到稳定输出电压的目的。
这种反馈控制电路的最大特点是：在输入电压和负载电流变化较大时，具有更快的动态响应速度，自动限制负载电流，补偿电路简单。
2.1.3设计方案我所要做的绿色开关电源为小功率且比较小型化，这就不需要高成本且复杂的电路拓扑结构，这也是有利于市场上销售，所以对此小功率开关电源选用的电路拓扑结构为隔离反激式变换器电路拓扑。
此电路拓扑结构对小功率、小体积开关电源是比较适合的，而要实现开关电源功能则需要在电路上做一系列的设计了。
2.2桥式整流滤波电路和LC组成滤波器设计由图1.1图中可知开关电源基本上由六大部分组成的，本设计的输入电压Vin为AC165V~AC264V，输出电压Vo为DC12V，输出额定电流Io为3A，桥式整流滤波电路和LC组成滤波器如图2.1所示：图2.1桥式整流滤波电路和LC组成滤波器由于元器件要看它本身的耐压值，所以在输入为AC264V时，经过整流桥DF06的电压是最大的，一般整流出来的直流电压乘以（1.45~1.55）可得出经过整流桥的最大耐压值，即Vmax=264V*1.4*1.55=572.88V，所以要选用的整流桥耐压必须大于572.88V，而DF06的耐压有600V，因而满足要求。
由C1与L1组成的低通滤波器，且在电路形成的阻抗有15欧姆，另电路上有一个5欧姆热敏电阻，从而形成对整流桥的冲击电流为：264伏*1.4/20欧=18.48安，而整流桥本身的最大冲击电流为30A，所以整流桥是不易被冲坏。
另假设效率能达到82%，则输入功率为：10W/0.82=12.2W，可算出流过整流桥的平均电流为：12.2W/(88V*1.4)=0.1A，也可满足整流桥的平均电流1A。
而电解电容C2主要起平滑电压作用，经整流桥后的电压成馒头波，所以需电解电容C2来平滑，在不考虑时序要求的情况下，可以根据1W需要1*2=2μ的电容来计算，故10W需要20μ的容量，而在电容规格没有20μ，最好选择是22μ/400V，因整流出的电压最大为DC370V，故选400V的电容能满足要求。
2.3PWM控制芯片的拓扑分析PWM控制芯片组成控制电路如下图2.2所示：图2.2PWM控制芯片组成控制电路我所选用的芯片是MOSFET开关管集成在芯片中的，所以不用多选用一个MOSFET开关管，在一个开关电源电路里，主要的功耗在于MOSFET开关管的损耗，MOSFET开关管的损耗包括三方面的损耗：1.MOSFET开关管导通损耗。
2.MOSFET 开关管导通关断间损耗。
3.MOSFET开关管关断损耗。
所以在芯片的MOSFET开关管的导通电阻就显得非常关键了，要使损耗变得越小，则需要的MOSFET开关管的导通电阻越小越好。
选用的ICE3A0565芯片的Rd（MOSFET开关管的导通电阻）为4.7欧姆，开关管Drain电压最大为650V，频率为100KHz，在全范围电压AC85V~AC264V条件下可以出12W功率，该芯片实现的技术指标有：1.芯片有软启动电路。
2.具有抗EMI功能。
3.具有过温保护功能和过功率保护功能。
4.待机功耗低于0.1W。
5.属于无铅产品。
对该控制电路进行分析：第1脚BL为软启动脚，对地加的电容为C6、C16，由于该产品需要能在-5℃正常工作，所以该电路中所选用的器件要低温特性好的器件，这芯片本身就是一种低功耗芯片，BL脚对地上的电容需要加到一定容量才能使软启动电路正常工作，所以需要加到2u的容量。
第2脚FB比较对地也需要加一电容，该电容的大小直接将影响到动态环路的好与坏。
第3脚CS为采样电流脚，而第6脚是空脚（具有散热功能），CS脚本身电流流过也比较大，所以将第6脚连起来有利于CS脚的散热，R4、R6、R7、R18称为采样电阻，因为芯片全范围电压下能出12W，而该产品的额定功率只需要10W，则需要采样电阻来控制采样限流。
第4、5脚Drain为漏极脚，最高电压为650V。
第7脚Vcc为辅助源脚，从电路上可看出来，该辅助源不需要加一个启动电阻，从而使该电源工作的同时可以降低功耗，一般情况下，在高压端AC264V，将近有0.8W损耗，C4、C5为辅助源电容，R2、R5电阻起到抗冲击的作用，防止辅助源二极管D4冲坏。
第8脚为接地脚，要与母线电解电容C2连接起来。
这PWM控制芯片组成控制电路实际上也包括了占空比控制电路了。
