10kW直流开关电源设计_毕业设计论文

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。

开关电源系统设计方案毕业论文目录摘要.......................................... 错误!未定义书签。

Abstract............................................ 错误!未定义书签。

1 绪言1.1课题背景 (2)1.2选题的国内外研究现状及水平、研究目标及意义 (2)1.3本课题主要的研究内容 (3)2 系统设计方案与论证2.1课题研究的基本要求 (4)2.2方案论证 (4)2.2.1 DC/DC电路模块方案 (4)2.2.2 MOSEFT驱动电路方案 (7)2.2.3 单片机选择方案 (7)2.2.4检测采样方案 (8)2.2.5系统框图 (8)3 硬件电路设计3.1变压整流滤波电路 (9)3.2辅助电源的设计 (11)3.3 Buck电路参数选择原理和计算 (12)3.3.1参数选择原理 (12)3.3.2 电感值的计算 (15)3.3.3 滤波电容的计算 (15)3.3.4开关管的选择和开关管保护电路设计 (16)3.4驱动电路的设计 (18)3.5采样电路设计 (19)3.6保护电路的设计 (20)4 软件部分设计4.1 A VR128简介 (21)4.2 PWM波的产生 (22)4.3 AD采样 (25)5系统调试及结果分析6 总结与展望6.1 总结 (30)6.2 展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (34)1 绪言开关电源具有效率高、体积小、重量轻等特点，应用越来越广泛，从70年代开始，并用轻量高频变压器替代笨重的工频变压器。

高效的开关电源飞速发展，逐步替代传统的的线性电源，开关电源不需要较大的散热器，开关电源自20世纪90年代问世以来，便显示出强大的生命力，并以其优良特性倍受人们的青睐。

近年来，开关电源在通信、工业自动化、航空、仪表仪器等领域的应用越来越广泛。

随着电源技术的飞速发展，开关稳压电源正朝着小型化、高频化、模块化的方向发展，高效率的开关电源已经得到越来越广泛的应用。

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。

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。

摘要开关电源具有效率高、体积小、重量轻等显著特点。

目前世界各国都有广泛的应用，特别是对大容量高频开关电源的研究和开发已成为当今电力电子学的主要研究领域，并派生了很多新的研究方向。

本设计的题目为10kW直流开关电源的设计，直流开关电源的工作原理：电网输送来的交流电经整流滤波电路变为直流，经过高频逆变电路变为高频交流，通过高频变压器将高频交流电变压，然后高频交流电经单相桥式整流滤波电路变为直流。

根据直流开关电源的工作原理确定设计方案，选择三相桥式不控整流滤波电路作为主电路的输入级电路，通过分析比较各种变化器的优缺点，选用移相式全桥变换器，设计了高频变压器，选择单相桥式整流电路作为主电路的输出级电路，在电压调节环节上，详细分析了基于UC3825控制芯片的PWM控制电路。

并根据任务要求完成了IGBT驱动电路、系统反馈电路的、保护电路、辅助电源以及均流电路的设计。

本次设计的10kW直流开关电源具有输出电压可调、输出电流大、纹波小等特点。

实验结果表明它基本达到设计要求，从而验证了理论分析的正确性，具有广阔的应用前景。

关键词：变换器；开关电源；高频变压器；PWM控制AbstractSwitching power supply with high efficiency, small size, light weight and other significant characteristics. At present, all the countries in the world have a wide range of applications, especially in the research and development of large capacity and high frequency switching power supply has become a main research field of modern power electronics, and derive a lot of new research directions.The subject of this design is the design of 10kW DC switching power supply, the working principle of DC switching power supply: the grid to the AC rectified filter circuit into a DC, after high frequency inverter circuit into a high-frequency alternating current, high frequency alternating current transformer by high-frequency transformer will, then high frequency AC single-phase bridge rectifier filter circuit for dc. According to the design scheme to determine the working principle of DC switching power supply, selection of three-phase uncontrolled rectifier filter circuit as the input circuit of main circuit, comparing the advantages and disadvantages of various changes through the analysis, selection of phase-shift full bridge converter, high frequency transformer design, selection of single phase bridge rectifier circuit as output circuit of the main circuit, on the voltage regulation part, a detailed analysis of the UC3825 control chip control circuit based on PWM. And the IGBT drive circuit, feedback circuit, protection circuit, auxiliary power supply and a flow equalization circuit is designed according to the requirement of the task.The design of 10kW DC switching power supply has the characteristics of adjustable output voltage, output current, low ripple. The experimental results show that it meets the design requirement, which verifies the correctness of the theoretical analysis, has a broad application prospect.Keywords: converter；Switching power supply；high-frequency transformer；PWM control目录第1章绪论 (1)1.1 开关电源的简介 (1)1.2 开关电源的发展及国外现状 (1)1.3 国内开关电源的发展及现状 (3)第2章系统分析和设计方案确定 (5)2.1系统整体概述 (5)2.2变换器的选择 (6)2.3控制电路的实现 (6)2.4 整流滤波电路的选择 (8)2.4.1 输入整流滤波回路 (8)2.4.2 输出整流滤波回路 (8)第3章开关电源主电路的设计 (9)3.1 开关电源的设计要求 (9)3.2 主电路组成框图 (9)3.2.1 输入整流滤波电路 (10)3.2.2移相式全桥变换器的设计 (12)3.2.3 输出整流滤波电路 (16)第4章控制电路的设计 (19)4.1 PWM集成控制器的基本原理 (19)4.2 高速脉宽调制器UC3825 (19)4.2.1 主要特点 (21)4.2.2 极限参数 (21)4.2.3 内部电路工作原理 (22)4.3 UC3825的调试 (24)4.4 反馈电路的设计 (25)第5章保护电路的设计 (28)5.1 软启动电路的设计 (28)5.2 过流过压保护 (29)第6章辅助电源设计 (32)第7章均流电路设计 (34)7.1 均流电路概述 (34)7.2 开关电源并联系统常用的均流方法 (34)第8章结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录1 (40)附录2 (41)第1章绪论1.1开关电源的简介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，一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET 构成。

毕业论文（设计）题目开关电源设计英文题目switch source design院系专业姓名年级指导教师2015年4月摘要摘要内容：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。

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。

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Switch Source DesignAbstractAbstract content:The topic of this thesis is designed according to the actual situation of the school and professional school students which reflects the effects of school students theoretical knowledge and practical ability, and let the students give fulllay to their own knowledge.With the rapid development of large-scale and ultra large scale integrated circuit, especially the microprocessor and a semconductor memory utilization, gave birth to the electronic system of a new generation of products. Obviously, the volume is big and , light weight, circuit. It makes the AC power efficient generates one or more adjusted stable DC voltage.T his paper is divided into seven chapters, including: input switching power supply circuit, an overview, isolation of single end flyback converter circuit, principle and technical parameters of UC3842, UC3842 common voltage feedback circuit selection, application of UC3842 in switching power supply circuit, power market overview.Key Words：Transformer ；Wave filtering ；Overload目录第1章开关电源概述1.1 开关电源的产生与发展 (5)1.2 隔离式高频开关电源 (5)1.3 开关电源所用的术语 (6)第2章输入电路2.1 电压倍压整流技术 (9)2.2 输入保护器件 (9)2.3 输入阳间电压保护 (10)第3章隔离单端反激式变换器电路3.1 单端反激式变换器电路中的开关晶体管 (12)3.2 单端反激式变换器电路中的变压器绕组 (13)第4章 UC3842的原理及技术参数4.1 原理与特点 (15)4.2 工作描述 (16)4.3 技术参数 (19)第5章 UC3842常用的电压反馈电路的选用5.1 概述…………………………………………………………………………………235.2 UC3842常用的电压反馈电路 (23)5.2.1 输出电压直接分压作为误差放大器的输入 (23)5.2.2 辅助电源输出电压分压作为误差放大器的输入 (24)5.2.3 采用线性光偶改变误差放大器的输入误差电压 (25)5.2.4 结语 (27)第6章 UC3842在开关电源电路的应用6.1 UC3842 组成的开关电源电路 (28)6.1.1 启动过程 (29)6.1.2 稳压过程 (29)6.1.3 过流保护原理 (30)6.1.4 过压保护原理 (31)6.1.5 开关保护电路 (31)6.1.6 起动电路的设计 (31)6.1.7 反馈绕组的设计 (31)6.2 显示器开关电源电路 (32)6.2.1 特点 (32)6.2.2 采用开关稳压电源激励行输出的优缺点如下 (32)6.2.3 UC3842在显示器电路的应用 (33)第7章电源市场的概述7.1 直流稳压电源(出口)购市场概况 (34)7.2 开关电源的市场概况 (35)7．2．1开关电源的市场规模 (35)7.2.2 开关电源的生产倾向 (36)致谢 (37)参考文献 (38)第1章开关电源概述1.1 开关电源的产生与发展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。

河南科技学院本科毕业论文（设计）论文题目：实验室开关电源设计所在院系：机电学院所学专业：电气工程及其自动化摘要目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等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。

现在多数直流电子负载均由标准电源供电，但标准电源电压未必能够满足微处理器，电机、LED，以及其它的负载所需电压，尤其是这个电源电压是不稳定的。

由电池供电的设备就是反应这个问题最好的例子：在日常使用中，标准LI离子或者NIMH电池的电压要么太高，要么太低，或者是在使用放电中，电压下降过多。

用开关电源来实现DC－DC能量转换，是目前流行的选择，有时候甚至是必要的选择。

考虑到种类繁多的电子设备对直流电压的需求也是多样的，因此，设计者需要把标准的电源电压转换成负载所需要的电压。

电压转换必须是一个通用高效并且可靠的过程。

本文设计了一款开关电源，对电源的结构和主要电路作了详细的讨论。

本电源设计采用全桥整流电路，全桥逆变电路，桥式可逆变斩波电路及全波可控整流电路。

其脉宽调制波产生芯片选用的是KA7500B。

关键词：KA7500B，开关电源，全桥逆变电路AbstractCurrently, switching power supply to small, Light volume and the characteristics of high efficiency has been widely used in electronic computer-driven variety of terminal equipment, Communications equipment almost all electronic equipment, the electronic information industry indispensable to the rapid development of a power mode.The majority of electronic DC loads are supplied from standard power sources. Unfortunately, standard source voltages may not match the levels required bymicroprocessors, motors, LEDS, or other loads, especially when the source voltage is not regulated. Battery-powered devices are prime examples of the problem: the typical voltage of a standard Li+ cell or NIMH stack is either too high/low or drops too far during discharge to be used in conventional applications.Switch-mode power supplies are a popular and sometimes necessary choice for DC-DC power conversion. Considering the multiple DC voltage levels required by many electronic devices, designers need a way to convert standard power-source potentials into the voltages dictated by the load. V oltage conversion must be a versatile, efficient, reliable process.This paper introduces a kind of the design of switching power supply ,the structure of the main circuit and the control circuit are discussed and analyzed in detail．The power supply use Full-Bridge Converter, Single-Phase Full-Bridge Inverter，Bridge Reversible Chopper and Single-Phase Full-Bridge Controlled Rectifier. The PWM controller is KA7500B．Keywords：KA7500B, Switching Power Supply, Full-Bridge Inverter目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景及研究的意义 (1)1.1.1 课题背景 (1)1.1.2 课题研究的意义 (1)1.2 本文的研究内容 (1)第2章开关电源简介 (2)2.1 概述 (2)2.2 开关电源的分类 (3)2.3 开关电源的技术追求和发展趋势 (3)第3章开关稳压电源的基本原理 (4)3.1 开关电源的基本工作原理 (4)3.2 开关电源的调制方式 (5)3.2.1 脉冲宽度调制方式（PWM-Pulse Width Modulation） (5)3.2.2 脉冲频率调制方式（PFM-Pulse Frequency Modulation） (6)3.2.3 脉宽脉频调制方式 (7)3.2.4 脉冲幅度调制方式（PAM-Pulse Amplitude Modulation） (7)3.3 占空比（Duty Cycle） (8)3.3.1 占空比及其定义 (8)3.3.2 占空比变化的几种情况 (9)3.4 开关电源的滤波电路 (10)3.5 开关电源的保护电路 (11)3.5.1开关电源保护电路的设计原则 (11)3.5.2 整机保护措施 (11)3.5.3 开关电源各种保护电路 (12)第4章脉冲宽度调制器KA7500B (17)4.1KA7500B芯片简介 (17)4.2PWM 的产生 (18)第5章开关稳压电源设计整机工作原理分析 (18)5.1 简述 (18)5.2 滤波整流电路 (19)5.3 振荡电路 (19)5.4 逆变电路 (21)5.5 直流斩波电路 (22)5.6 保护电路 (23)结论.............................................................................................. 错误！未定义书签。

摘要开关电源具有效率高、体积小、重量轻等显著特点。

目前世界各国都有广泛的应用，特别是对大容量高频开关电源的研究和开发已成为当今电力电子学的主要研究领域，并派生了很多新的研究方向。

本文的主要内容就是研制一种高性能、大功率直流开关电源。

本文详细分析了高性能、大功率直流开关电源的工作原理，并提出了主电路和控制电路的详细设计方案。

在此基础上，完成了整个系统的硬件电路设计和软件程序的编制，并对电源装置的硬件和软件进行了调试和修改。

在分析原理的基础上，本文从三相桥式不控整流、全桥变换器、高频变压器、滤波电路等环节对该系统的主电路进行了阐述，同时探讨了该电源系统实现大功率的解决方案，即采用多个电源模块并联运行。

本文还探讨了多个电源模块并联运行时的自动均流技术，并详细介绍了基于平均值的自动均流电路。

在电压调节环节上，详细分析了基于UC3825控制芯片的PWM控制电路。

本文研制的直流开关电源具有输出电压可调、输出电流大、纹波小等特点，而且还具有换档、远程控制等功能。

实验结果表明它基本达到设计要求，从而验证了理论分析的正确性，具有广阔的应用前景。

关键词:DC-DC变换器，开关电源，均流，高频变压器，PWM控制目录摘要 .............................................. 错误!未定义书签。

ABSTRACT ........................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论 ........................................ 错误!未定义书签。

开关电源的发展及国外现状........................ 错误!未定义书签。

国内开关电源的发展及现状........................ 错误!未定义书签。

第2章系统的整体分析和选择 ........................ 错误!未定义书签。