1、 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))提高開(kāi)關(guān)式串聯(lián)型穩(wěn)壓電源可靠性的設(shè)計(jì)姓 名張飛學(xué)科專業(yè)應(yīng)用電子研究方向電子指導(dǎo)教師王琳完成時(shí)間2010年3月畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）承諾書(shū)本人鄭重承諾：1、本論文（設(shè)計(jì)）是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)行分析研究，獨(dú)立撰寫(xiě)而成的。2、本論文（設(shè)計(jì)）中，所有實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)和有關(guān)材料均是真實(shí)的。3、本論文（設(shè)計(jì)）中除引文和致謝的內(nèi)容外，不包含其他人或機(jī)構(gòu)已經(jīng)撰寫(xiě)發(fā)表過(guò)的研究成果。4、本論文（設(shè)計(jì)）如有剽竊他人研究成果的情況，一切后果自負(fù)。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 簽字日期：年月日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本論文作者完全了解亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院有關(guān)保留、使用論文的規(guī)

2、定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院可以將論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編論文。論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：簽字日期：年月日 簽字日期： 目錄引言.51 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)分析.41.1開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理. 1.2 開(kāi)關(guān)電源電路基本分類. 1.2.1 開(kāi)關(guān)電源的分類 1.2.2 開(kāi)關(guān)電源的選擇1.3 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源.1.3.1 開(kāi)關(guān)電源的電路組成 1.3.2開(kāi)關(guān)電源的工作原理及電壓波行.2 串聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路整體設(shè)計(jì). 2.1 串聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路圖及工作原理.

3、2.2 電路參數(shù)計(jì)算.總結(jié).致謝.參考文獻(xiàn).摘要現(xiàn)在，電子技術(shù)和應(yīng)用迅速地發(fā)展，對(duì)電子儀器和設(shè)備的要求是：性能上，更加安全可靠，在功能上，不斷地增加。在使用上自動(dòng)化程度越來(lái)越高。在體積上，要日趨小型化。這使采用具有眾多優(yōu)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源就顯得更加重要了。所以，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源在計(jì)算機(jī)、通信、航天、彩色電視等方面都得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮了巨大的作用，這大大促進(jìn)了開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的發(fā)展，從事這方面研究和生產(chǎn)的人員也在不斷地增加，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的品種和類型也越來(lái)越多.本論文以串聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源為例簡(jiǎn)要介紹其重要性.關(guān)鍵詞開(kāi)關(guān)晶體管 整流濾波電路 換能器 控制電路 引言開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源具有功耗小,效率高,溫升

4、低,重量輕,體積小,穩(wěn)壓范圍低以及用行頻脈沖作開(kāi)關(guān)信號(hào)等特點(diǎn).被譽(yù)為高效節(jié)能電源,現(xiàn)已成為穩(wěn)壓電源的主導(dǎo)產(chǎn)品,當(dāng)今開(kāi)關(guān)電源正向著集成化,智能化的方向發(fā)展,高度功能強(qiáng)大的開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源代表著開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的主流方向. 開(kāi)關(guān)晶體管采用行頻脈沖作為其開(kāi)關(guān)信號(hào),可使電源的開(kāi)關(guān)過(guò)程對(duì)電視圖像造成的干擾減至最小,而且由于頻率高,濾波電容的容量可大大減小.另外振蕩電路出現(xiàn)故障時(shí),由于開(kāi)關(guān)故障消失,電源就自動(dòng)切斷,自動(dòng)保護(hù)了行掃描電路.1 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)分析串聯(lián)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源原理圖如圖1所示。圖中u1是未經(jīng)穩(wěn)壓的的直流輸入電壓，晶體管vt為開(kāi)關(guān)管，ub為矩形波，控制開(kāi)關(guān)管的工作狀態(tài)，電感l(wèi)和電容c組成濾波電路

5、，vd為續(xù)流二極管。電路主要由開(kāi)關(guān)管、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路和濾波電路組成。 開(kāi)關(guān)管和濾波電路的工作原理如圖1所示。驅(qū)動(dòng)電路的工作原理由式(1)可知，當(dāng)電路的輸入電壓波動(dòng)或者電路的負(fù)載發(fā)生變化而引起輸出電壓的變化時(shí)，如果能在uo增大時(shí)，減小控制電壓ub的占空比或在uo減小時(shí)，增大ub的占空比，那么輸出電壓就可以獲得穩(wěn)定。驅(qū)動(dòng)電路的工作原理如圖1所示。驅(qū)動(dòng)電路主要由取樣電路（r1、r2）、基準(zhǔn)電壓電路、誤差放大器a1、三角波發(fā)生器和電壓比較器a2組成。取樣電路通過(guò)r1、r2對(duì)uo分壓得到反饋電壓uf，基準(zhǔn)電壓電路輸出穩(wěn)定的電壓vref，兩個(gè)信號(hào)之差經(jīng)a1放大后，作為由a2組成的電壓比較器的閾值電壓up，將

6、三角波發(fā)生器的輸出us與up比較，得到開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)ub。圖1 串聯(lián)式開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源原理圖當(dāng)uo升高時(shí)，反饋電壓uf隨之增大，與基準(zhǔn)電壓vref之間的差值減小，因而誤差放大器a1的輸出電壓up減小，經(jīng)電壓比較器使ub的高電平變小，占空比d變小，因此輸出電壓隨之減小，調(diào)節(jié)的結(jié)果令uo基本不變。其調(diào)節(jié)控制過(guò)程簡(jiǎn)述如下：如圖2波形所示，當(dāng)時(shí)， 的占空比大于50%；當(dāng)時(shí)，占空比小于50%，所以改變?nèi)与娐穜1、r2的比值，可以改變輸出電壓的數(shù)值。由以上分析可知，通過(guò)調(diào)節(jié)控制信號(hào)的占空比來(lái)改變開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間ton，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的目的，但是開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)周期t保持不變，所以根據(jù)以上模式工作的穩(wěn)壓電路被稱

7、為脈寬調(diào)制型（pwm，pulse width modulation）開(kāi)關(guān)電源。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理以串聯(lián)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源為例，介紹開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理，串聯(lián)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源原理圖如圖1所示。圖中u1是未經(jīng)穩(wěn)壓的的直流輸入電壓，晶體管vt為開(kāi)關(guān)管，ub為矩形波，控制開(kāi)關(guān)管的工作狀態(tài)，電感l(wèi)和電容c組成濾波電路，vd為續(xù)流二極管。電路主要由開(kāi)關(guān)管、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路和濾波電路組成。開(kāi)關(guān)管和濾波電路的工作原理如圖1所示。驅(qū)動(dòng)電路的工作原理由式(1)可知，當(dāng)電路的輸入電壓波動(dòng)或者電路的負(fù)載發(fā)生變化而引起輸出電壓的變化時(shí)，如果能在uo增大時(shí)，減小控制電壓ub的占空比或在uo減小時(shí)，增大ub的占空比，那么輸出電

8、壓就可以獲得穩(wěn)定。驅(qū)動(dòng)電路的工作原理如圖1所示。驅(qū)動(dòng)電路主要由取樣電路（r1、r2）、基準(zhǔn)電壓電路、誤差放大器a1、三角波發(fā)生器和電壓比較器a2組成。取樣電路通過(guò)r1、r2對(duì)uo分壓得到反饋電壓uf，基準(zhǔn)電壓電路輸出穩(wěn)定的電壓vref，兩個(gè)信號(hào)之差經(jīng)a1放大后，作為由a2組成的電壓比較器的閾值電壓up，將三角波發(fā)生器的輸出us與up比較，得到開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)ub。圖1 串聯(lián)式開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源原理圖當(dāng)uo升高時(shí)，反饋電壓uf隨之增大，與基準(zhǔn)電壓vref之間的差值減小，因而誤差放大器a1的輸出電壓up減小，經(jīng)電壓比較器使ub的高電平變小，占空比d變小，因此輸出電壓隨之減小，調(diào)節(jié)的結(jié)果令uo基本不變。

9、其調(diào)節(jié)控制過(guò)程簡(jiǎn)述如下：當(dāng)uo減小時(shí)，與上述變化過(guò)程相反。值得注意的是，負(fù)載電阻變化時(shí)會(huì)影響lc濾波電路的濾波效果，因而開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路不適用于負(fù)載變化較大的場(chǎng)合。如圖2波形所示，當(dāng)時(shí)，的占空比大于50%；當(dāng)時(shí)，占空比小于50%，所以改變?nèi)与娐穜1、r2的比值，可以改變輸出電壓的數(shù)值。由以上分析可知，通過(guò)調(diào)節(jié)控制信號(hào)的占空比來(lái)改變開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間ton，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的目的，但是開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)周期t保持不變，所以根據(jù)以上模式工作的穩(wěn)壓電路被稱為脈寬調(diào)制型（pwm，pulse width modulation）開(kāi)關(guān)電源。圖2pwm控制器（開(kāi)關(guān)電源控制器）開(kāi)關(guān)電源控制器在串聯(lián)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路中的應(yīng)用如圖

10、15-3-3所示，它實(shí)際上就是一個(gè)脈沖寬度調(diào)制控制器，也適用于其他脈寬調(diào)制的場(chǎng)合?？偨Y(jié)經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)研究,我對(duì)開(kāi)關(guān)電源的原理和設(shè)計(jì)方法有了更深刻的認(rèn)識(shí),結(jié)合我在完成論文的過(guò)程中所學(xué)到的知識(shí)及獲得的經(jīng)驗(yàn),可以得到以下結(jié)論:1. 開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(pwm)控制和ic和三極管構(gòu)成.2. 數(shù)字化的控制將在開(kāi)關(guān)電源將來(lái)的發(fā)展中起到越來(lái)越重要的作用,它將使控制更加智能化,網(wǎng)絡(luò)化,調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)更加方便,滿足對(duì)高質(zhì)量開(kāi)關(guān)電源的可靠性和實(shí)時(shí)控制的要求.3. 本論文的開(kāi)關(guān)電路我用的是三極管作為開(kāi)關(guān),也可以用場(chǎng)

11、效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān)管,它在這樣可以省去控制電路.本論文的完成只有一個(gè)學(xué)期,時(shí)間很短,加之本人知識(shí)水平有限,對(duì)各種開(kāi)關(guān)電源的理解還不夠深入,所以論文只能在一個(gè)較淺的層面進(jìn)行討論,不足之處我深感遺憾,并爭(zhēng)取在今后的學(xué)習(xí),工作中進(jìn)一步提高認(rèn)識(shí),彌補(bǔ)欠缺.致謝 三年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 回首三年，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂(lè)也有艱辛。感謝老師三年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。學(xué)友情深，情同兄妹。三年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏

12、的最美好的記憶。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開(kāi)父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。 最后，我要特別感謝李建設(shè)老師、王琳老師。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì),使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心的感激.#老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝她耐心的輔導(dǎo)。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中#老師也給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得系統(tǒng)能夠及時(shí)開(kāi)發(fā)完成，這里一并表示真誠(chéng)的感謝。參考文獻(xiàn)1林春方,機(jī)械工業(yè)出版社,20092 周志敏 周紀(jì)海 開(kāi)關(guān)電源使用技術(shù)設(shè)計(jì)與