反激式开关电源电路设计(毕业设计)

1 引言电源，即提供电能的设备，主要分三类：一次电源（将其它能量转换为电能），二次电源和蓄电池。

其中，二次电源指的是把输入电源（由电网供电）转换为电压、电流、频率、波形及在稳定性、可靠性（含电磁兼容，绝缘散热，不间断电源，智能控制）等方面符合要求的电能供给负载。

高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。

开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高的线形调整率精度，后者，较电压控制型有不可比拟的优点。

UC3842是由Unitrode公司开发的新型控制器件，是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。

所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。

在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。

由于结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是比较理想的新型的控制器闭。

2 开关电源概述2.1 开关电源的分类开关型稳压电源的电路结构一般分类如下：（1）按驱动方式分，有自激式和他激式。

（2）按DC/DC变换器的工作方式分：①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等；②降压型、升压型和升降压型等。

（3）按电路组成分，有谐振型和非谐振型。

（4）按控制方式分：①脉冲宽度调制(PWM)式；②脉冲频率调制(PFM)式；③PWM 与PFM混合式。

2.2 开关电源的控制原理开关电源是指电路中的电力电子器件工作在开关状态的稳压电源，是一种高频电源变换电路,采用直-交-直变换,能够高效率地产生一路或多路可调整的高品质的直流电压。

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。

开关电源的基本构成如图2.1所示，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。

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。

目录摘要 (2)第一章开关电源概述 (1)1.1 开关电源的定义与分类 (1)1.2 开关电源的基本工作原理与应用 (1)1.2.1 开关电源的基本工作原理 (1)1.2.2 开关电源的应用 (2)1.3 开关电源待解决的问题及发展趋势 (5)1.3.1 开关电源待解决的问题 (5)1.3.2 开关电源的发展趋势 (5)第二章设计方案比较与选择 (7)2.1 本课题选题意义 (7)2.2 方案的设计要求 (7)2.3 选取的设计方案 (8)第三章反激式高频开关电源系统的设计 (9)3.1 高频开关电源系统参数及主电路原理图 (9)3.2 单端反激式高频变压器的设计 (10)3.2.1 高频变压器设计考虑的问题 (10)3.2.2 单端反激式变压器设计 (11)3.3 高频开关电源控制电路的设计 (15)3.3.1 PWM 集成控制器的工作原理与比较 (15)3.3.2 UC3842工作原理 (17)3.3.3 UC3842的使用特点 (18)3.4 反馈电路及保护电路的设计 (19)3.4.1 过压、欠压保护电路及反馈 (19)3.4.2 过流保护电路及反馈 (19)3.5变压器设计中注意事项 (20)第四章总结 (21)参考文献 (23)致谢 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。

摘要开关电源的高频化电源技术发展的创新技术，高频化带来的效益是使开关电源装置空前地小型化，并使开关电源进入更广泛的领域，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节约资源及保护环境方面都具有深远的意义。

为此本论文以反激式高频开关电源为设计方向而展开，对高频变压器的认知及所注意的问题，其中包括磁芯损耗、绕组损耗、温升以及磁芯要求。

摘要针对晶体管串联提供稳压电源的具有体积很大而且笨重的工频变压器，体积和重量都很大的滤波器，占用较大空间，质量较大，效率较低不适用现在电子技术的发展的的缺点，提出了发展新型电源的意见。

为了能够适用电力电子越小型化、轻型化的要求，开关电源随之出现。

开关电源采用功率半导体作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空来调整输出电压，因为开关电源是直接对电网电压进行整流、滤波、调整，不需要电源变压器，工作频率高，滤波电容小、电感小，所以体积相对较小，而且开关电源的功耗较低，对电网的适用能力强，所以开关电源的应用逐渐取代了传统的电源。

开关电源的发展促使了电力电子器件朝着轻薄化的发展，开关电源有多种拓扑结构，选择合适的拓扑结构，合适的器件，是设计开关电源的重中之重。

关键字：开关电源；拓扑结构；稳压管；芯片AbstractS eries to provide power supply for the transistor with large and bulky size-frequency transformers, size and weight are great filters, occupy a larger space, the quality of larger, less efficient not apply to the development of electronic technology is now thepaper proposed the development of new power views.In order to apply more power electronics miniaturization and light requirements, switching power supply soon.Switching power supply using power semiconductor devices as switches, through periodic on-off switch, control switch to adjust the air component of the total output voltage, because switching power supply is directly rectified mains voltage, filter, adjustment, no power transformer, high frequency, filter capacitance, inductance is small, so relatively small size, low power consumption and switching power supply on the application of strong power, so switch power gradually replaced the traditional power.Switching power supply prompted the development of power electronic devices toward the light of the development of a variety of switching power supply topology, select the appropriate topology, the appropriate device, is the top priority of switching power supply design.Keywords：switch power supply；Topology Structure；stabilivolt；Chip目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................................. I II 第一章绪论 (1)1.1 开关电源的产生 (1)1.1.1 开关电源产生的时代背景 (1)1.1.2 开关电源的产生 (1)1.2 开关电源的发展 (2)1.2.1 我国的开关电源的发展 (2)1.2.2 国外开关电源的发展 (3)1.2.3 开关电源发展的整体趋势 (4)1.3 开关电源的现状 (5)本章小结 (5)第二章开关电源的几种结构 (6)2.1 boost电路 (6)2.1.1boost电路图 (6)2.1.3 boost电路特点 (7)2.2 buck电路 (8)2.2.1 buck电路图 (8)2.2.2 buck电路的工作原理 (8)2.2.3 buck电路的特点 (9)2.3 正激电路 (10)2.3.1 正激电路图 (10)2.3.2 正激电路的工作原理 (10)2.3.3 正激电路的特点 (12)2.4 反激电路 (12)2.4.1 反激电路图 (12)2.4.2 反激电路的工作原理 (12)2.4.3 反激电路的特点 (14)本章小结 (14)第三章电路的选择 (15)3.1 电路拓扑类型的选择 (15)3.1.1电路拓扑结构选择要注意的问题 (15)3.1.2拓扑结构的对比分析 (15)3.2 反激变压器的主要方程 (17)3.3 变压器磁芯的选择和匝数的计算 (18)3.3.1 变压器的磁芯的选择 (18)3.3.2 变压器的匝数的计算 (20)3.3.3 磁芯等的各种损耗 (21)本章小结 (23)第四章开关电源中的芯片介绍 (24)4.1 TOP250 (24)4.1.1 TOP250的管脚图及其作用 (24)4.1.2 TOP250的特色 (25)4.2 pc817 (29)4.2.1 pc817的管脚图和封装图 (29)4.2.2 pc817 的特点和应用 (29)4.2.3 pc817 最大绝对值和观点特性 (29)4.3肖特基二极管 (31)4.3.1 肖特基二极管的外观及结构 (31)4.3.2 肖特基二极管的工作原理 (32)4.3.3 肖特基二极管的检测 (33)本章小结 (33)第五章硬件电路 (34)5.1 交流-直流电路 (34)5.1.1交流-直流电路图 (34)5.1.2 交流-直流的波形图 (34)5.1.3 整流电路的工作原理 (35)5.2 直流-直流的电路 (37)5.2.1 直流-直流的电路图 (37)5.2.2 直流-直流的分析 (37)5.3 测试分析 (39)5.3.1 负载特性测试 (39)5.3.1.1 负载特性测试电路图 (39)5.3.1.2 负载特性测试所用器材 (39)5.3.1.3 负载特性测试数据 (40)5.3.1.4 负载特性测试数据分析 (41)5.3.2 纹波特性测试 (41)5.3.2.1 纹波特性测试电路图 (41)5.3.2.2 纹波特性测试所用器材 (42)5.3.2.3 纹波特性测试数据 (42)5.3.2.4 纹波特性测试数据分析 (43)5.3.3 交流特性测试 (43)5.3.3.1 交流特性测试电路图 (43)5.3.3.2 交流特性测试器材 (44)5.3.3.3 交流特性测试数据 (44)5.3.3.4 交流特性测试数据分析 (45)本章小结 (45)总结 (46)致谢 (47)参考资料 (48)附录1 元件清单 (50)附录2 总电路图 (51)附录3 实物 (52)第一章绪论1.1 开关电源的产生1.1.1 开关电源产生的时代背景在开关电源产生之前，电源是晶体管串联构成稳压电源。

反激电路毕业设计反激电路毕业设计在电子工程领域，反激电路是一种常见的电路设计，广泛应用于各种电子设备中。

反激电路的设计和优化对于提高电子设备的性能和稳定性至关重要。

本文将探讨反激电路的毕业设计，介绍设计中的关键要素和挑战，以及一些常见的解决方案。

1. 反激电路的基本原理反激电路是一种采用变压器的电路，用于将直流电源转换为交流电源。

其基本原理是通过开关管控制输入电流的开关时间，从而控制变压器的磁场变化，进而实现电能的传输和转换。

反激电路主要由开关管、变压器、电容和负载组成。

2. 设计中的关键要素在反激电路的设计中，有几个关键要素需要考虑。

首先是开关管的选择，需要根据电流和功率要求选择合适的开关管。

其次是变压器的设计，包括匝数、绕组和磁芯的选择。

此外，电容的选取和负载的匹配也是设计中需要注意的要素。

3. 设计中的挑战反激电路的设计并不简单，会面临一些挑战。

首先是电磁干扰的问题，由于开关管的开关频率较高，容易产生电磁干扰，影响其他电子设备的正常工作。

其次是电源稳定性的要求，反激电路需要能够提供稳定的电源输出，以保证电子设备的正常运行。

此外，电路的效率和功率损耗也是需要考虑的因素。

4. 解决方案为了解决反激电路设计中的挑战，可以采取一些常见的解决方案。

首先是添加滤波电路，用于减小电磁干扰。

滤波电路可以通过添加电感和电容来实现，有效地降低电磁干扰。

其次是采用稳压电路，用于提供稳定的电源输出。

稳压电路可以通过反馈控制和稳压芯片来实现，保证输出电压的稳定性。

此外，合理选择开关管和变压器参数，以及优化电路拓扑结构，也可以提高电路的效率和降低功率损耗。

5. 实验设计与仿真在反激电路的毕业设计中，实验设计和仿真是非常重要的环节。

通过实验设计，可以验证电路的性能和稳定性，找出潜在的问题并进行改进。

仿真可以帮助设计师快速评估不同参数和拓扑结构对电路性能的影响，加快设计过程。

6. 结论反激电路的毕业设计是电子工程领域的重要课题。

反激式开关电源电路设计一、反激式开关电源的基本原理1.输入滤波电路：用于对输入电压进行滤波，消除噪声和干扰。

2.整流电路：将输入交流电压转换为直流电压。

3.开关变压器：通过变压器实现电压的升降。

4.开关管：通过快速开关控制电源的输出。

5.输出滤波电路：对输出电压进行滤波，减小纹波。

二、反激式开关电源的设计步骤1.确定需求：首先需要确定设计要求，包括输出电压和电流、负载稳定性要求、效率要求等。

2.选择开关管和变压器：根据需求选择合适的开关管和变压器，考虑其最大工作电流和功率损耗。

3.转换频率的选择：根据应用的具体要求，选择合适的转换频率。

较高的频率可以减小变压器的尺寸，但也会增加开关管的功耗。

4.控制电路设计：设计开关管的控制电路，包括驱动电路和保护电路，确保开关管的正常工作和保护电路的可靠性。

5.输出滤波电路设计：设计输出滤波电路，用于滤除输出电压中的高频噪声和纹波，提高稳定性和负载能力。

6.开关电路设计：设计开关电路，确保开关管的快速开关和可靠性。

7.其他辅助电路设计：如过温保护电路、过流保护电路等。

8.电路板布局和布线：根据电路设计和要求进行电路板布局和布线，提高电路的可靠性和稳定性。

9.电路仿真和调试：使用仿真软件对设计的电路进行仿真分析，并进行实际的电路调试，确保电路的可靠性和稳定性。

三、反激式开关电源设计的注意事项1.高效率设计：选择合适的元件和电路设计，减小功率损耗，提高电源的整体效率。

2.稳定性设计：考虑负载稳定性的要求，选择合适的控制策略和滤波电路，提高电源的稳定性和负载能力。

3.保护设计：考虑过温、过流、短路等保护功能的设计，保护电源和负载器件的安全。

4.电磁兼容设计：反激式开关电源中产生的高频噪声易对其他电子设备产生干扰，需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施。

5.安全性设计：合理设置安全保护电路和安全措施，确保电源在故障情况下能够及时切断电源，保护用户的安全。

通过以上步骤和注意事项，可以设计出一台高效、稳定、安全的反激式开关电源，满足不同应用领域的需求。

第一章开关电源设计任务书 (1)1.1课程设计的目的 (1)1・2课程设计的要求 (1)1.2. 1 题目 (1)1.2.2设计装置的主要技术数据 (1)1.2.3课程设计主要内容 (2)1.2.4课程设计的要求 (2)1.3课程设计报告的基本格式 (2)第二章总体方案的确定 (3)2.1反激式开关电源的介绍 (3)2.2 UC3842开关电源简介 (4)2.2.1 UC3842内部工作原理简介 (4)2.2.2 UC3842的使用特点 (6)2.23 UC3842组成的反激式开关电源 (6)2.3 总体方案的确定 (7)第三章具体电路设计 (8)3.1 EMI滤波电路 (8)3.2整流滤波电路的设计 (9)3.3高频变压器的设计 (10)3.4控制电路的选择 (17)3.5反馈电路的设计 (18)3.5.1 电压反馈电路 (18)3.5.2 输出电流反馈 (18)3.6保护电路的设计 (19)3.6.1 输出电压保护电路 (19)3.6.2输入欠压过压保护 (20)3.7输出整流滤波电路设计 (21)第四章个人心得体会 (22)附录1重薄膜绝缘导线参数.............................................. *23附录2设计完整电路图............................................... 附大图致谢. (24)参考文献 (24)第一章开关电源设计任务书1.1 课程设计的目的通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。

2、培养学生综合分析问题、发现问题，特别是解决问题的能力。

3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。

4、培养学生运用仿真工具的能力。

5、提高学牛课稈设计报告撰写水平。

1.2 课程设计的要求1.2.1题目题目：反激式开关电源电路设计注意事项：①学生也可以选择规定题目方向外的其他开关电源电路设计。

摘要针对晶体管串联提供稳压电源的具有体积很大而且笨重的工频变压器，体积和重量都很大的滤波器，占用较大空间，质量较大，效率较低不适用现在电子技术的发展的的缺点，提出了发展新型电源的意见。

为了能够适用电力电子越小型化、轻型化的要求，开关电源随之出现。

开关电源采用功率半导体作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空来调整输出电压，因为开关电源是直接对电网电压进行整流、滤波、调整，不需要电源变压器，工作频率高，滤波电容小、电感小，所以体积相对较小，而且开关电源的功耗较低，对电网的适用能力强，所以开关电源的应用逐渐取代了传统的电源。

开关电源的发展促使了电力电子器件朝着轻薄化的发展，开关电源有多种拓扑结构，选择合适的拓扑结构，合适的器件，是设计开关电源的重中之重。

关键字：开关电源；拓扑结构；稳压管；芯片AbstractS eries to provide power supply for the transistor with large and bulky size-frequency transformers, size and weight are great filters, occupy a larger space, the quality of larger, less efficient not apply to the development of electronic technology is now thepaper proposed the development of new power views.In order to apply more power electronics miniaturization and light requirements, switching power supply soon.Switching power supply using power semiconductor devices as switches, through periodic on-off switch, control switch to adjust the air component of the total output voltage, because switching power supply is directly rectified mains voltage, filter, adjustment, no power transformer, high frequency, filter capacitance, inductance is small, so relatively small size, low power consumption and switching power supply on the application of strong power, so switch power gradually replaced the traditional power.Switching power supply prompted the development of power electronic devices toward the light of the development of a variety of switching power supply topology, select the appropriate topology, the appropriate device, is the top priority of switching power supply design.Keywords：switch power supply；Topology Structure；stabilivolt；Chip 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。

单端反激式开关电源设计UC3842—毕业设计论文基于UC3842的开关电源设计摘要电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。

在信息时代，农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展，对电影产业提出个更多、更高的要求，如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。

这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术，做出最好的电源产品，以满足各行各业的要求。

开关电源是一种新型的电源设备，较之于传统的线性电源，其技术含量高、耗能低、使用方便，并取得了较好的经济效益。

UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器。

假如由于某种原因使输出电压升高时，脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度，亦即占空比D，使斩波后的平均值电压下降，从而达到稳压目的，反之亦然。

UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等，适合于制作20,80W小功率开关电源。

由于器件设计巧妙，由主电源电压直接启动，构成电路所需元件少，非常符合电路设计中“简洁至上”的原则。

设计思路，并附有详细的电路图。

关键词:开关电源，uc3842，脉宽调制，功率，IGBTI前言 ..................................................................... ............................. 1 第1章开关电源的简介 (2)1.1 开关电源概述 ..................................................................... .. 21.1.1 开关电源的工作原理 (2)1.1.2 开关电源的组成 (3)1.1.3 开关电源的特点 ......................................................... 4 1.2 开关器件...................................................................... (4)1.2.1开关器件的特征 (4)1.2.2器件TL431. .................................................................51.2.3电力二极管 (5)1.2.4光耦PC817 ..................................................................61.2.5电力场效应晶体管MOSFET ......................................7 第2章主要开关变换电路 ............................................................... 8 2.1滤波电路...................................................................... ......... 8 2.2 反馈电路...................................................................... (8)2.2.1电流反馈电路 (8)2.2.2电压反馈电路 .............................................................. 9 2.3电压保护电路 ..................................................................... ... 9 第3章UC3842 ................................................................. .............. 10 3.1 UC3842简介 ..................................................................... .. 103.1.1 UC3842的引脚及其功能 ..........................................113.1.2 UC3842的内部结构 (11)3.1.3 UC3842的使用特点 .................................................. 13 3.2 UC3842的典型应用电路 (14)3.2.1反激式开关电源 (14)3.2.2 UC3842控制的同步整流电路 (15)3.2.3升压型开关电源 ........................................................ 17 第4章利用UC3842设计小功率电源 (18)4.1 电源设计指标 .....................................................................18II4.1.1元件的选择 (19)4.1.2电路结构的选择 (20)4.2 启动电路...................................................................... . (21)4.3 PWM脉冲控制驱动电路 (22)4.4 直流输出与反馈电路 (23)4.5 总体电路图分析 (24)结论 ..................................................................... ........................... 24 参考文献 ....................................................... 错误～未定义书签。