《开关电源设计与制作》教材120823.doc

校企合作讲义 开关电源设计与制作 编著：万其明 中山职业技术学院 中山职业技术学院电子信息工程系 2012年8月23日 中山·ZHONGSHAN 中山职业技术学院电子信息工程系 校企合作教材编委会成员名单 主 任：李微波 副主任：闫胜利 李占琪 冷小冰 洪志刚 贺贵腾 陈忠仁 肖伟平 委 员：曹人靖（中山市明阳电气有限公司） 曹正华（中山市爱米特电子有限公司） 恩 旺（中国建筑科学院机械化研究分院电梯中心） 黄 英 （广东菱电电梯（中山）有限公司） 江国安（广东铁将军防盗设备有限公司） 李树勇（纬创资通（中山）有限公司） 李习伦（广东百佳百特实业有限公司） 李晓静（广东电力科技有限公司中山分公司） 李增健 （ 《中国电梯》杂志） 林绍雄（三洋电梯（珠海）有限公司） 林振航（中山市力生电器有限公司） 刘建军（广东固特科技发展有限公司） 刘振华（中山市龙的资讯科技有限公司） 罗 杰（中山市声恒电子产品制造有限公司） 莫 礼 （蒂森电梯（中山）有限公司） 沈 阳（中山市力泰电子工业有限公司） 唐红兵（中山市三怡电器有限公司） 王方斌（中山市积目科技有限公司） 吴宗林（中山市宇通通讯有限公司） 阎 森（中山市新宏业自动化工业有限公司） 张秀成（中山市电梯工程技术研究开发中心） 王 春（中山市澳克士照明电器有限公司） 杨炯建（盛群半导体有限公司） 陈秀和 杜维玲 贺德明 李 森 刘宁芬 罗智祥 张文庆 编 写 说 明 本讲义是根据中山职业技术学院《开关电源设计与制作》课程标准编写的，用于电子信息技术专业《开关电源设计与制作》课程的教学参考。 随着整个社会节能环保意识逐步增强，环保节能型社会人才越来越受到重视。而开关电源作为日常生活必不可少的工具，必然成为节能环保研究的一个重点方向。这也就使《开关电源设计与制作》这门课程对接了环保节能型社会发展和本地经济的需求，成为培养环保节能型社会人才的一门难得的很全面的电子电路应用课程。 本每个都按照、、的模式来编写。提供了电路图、等，并对其进行的路分析，力求使看后能懂，照着能做，做了能用。前 言 1 任务一：开关电源项目电路分析与设计 2 子任务1 开关电源项目的电路分析 2 子任务2 开关电源项目的电路设计 6 任务二：开关电源项目电路板的设计 28 子任务1 开关电源项目的电路板设计基本实操 28 子任务2 开关电源项目的电路板设计特殊实操 32 任务三：开关电源项目元器件的选作 41 子任务1 高频变压器的设计与制作 41 子任务2 电路主要元器件的选用 49 子任务3 电路其他元器件的选用 61 任务四：开关电源电路的制作与测试 81 子任务1 电路的制作 81 子任务2 电路的测试与调试 90 任务五：开关电源电路项目作品的制作 103 附 录 104 附录1 布板布线检查项目 104 附录2 开关电源的性能指标 106 参考文献 109 前 言 电源有如人体的心脏，是所有电力电子设备的动力。但电源却不像心脏那样形式单一；因为，标志电源特性的参数有功率、电压、频率、噪声及带载时参数的变化等等；在同一参数要求下，又有体积、重量、形态、效率、可靠性等指标；人可按此去制作不同类型的电源，因此电源的形式是极多的。 一般电力（如市电）要经过转换才能符合使用的需要。转换例子有：交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率中取小功率等等。这一过程有人形象地说成：粗电炼为精电。炼为精电后才好使用。 上世纪60年代开关电源问世之前，各种电子产品都使用线性稳压电源。线性稳压电源需要用工频变压器与电网隔离且调整管的功率损耗很大，致使其体积大，重量大，效率低。开关电源的问世，使其逐步取代了线性稳压电源。最先出现了SCR(Silicon Controlled Rectifier)相控开关电源。40多年来，开关电源技术有了飞速发展和变化，经历了功率半导体器件、高频化和软开关技术、开关电源系统的集成技术三个发展阶段。 70年代由分立元件制成的各种开关电源，均因效率不够高，开关频率低，电路复杂，调试困难而难于推广。70年代后期以来随着集成电路设计与制造技术的进步，各种开关电源专用芯片大量问世，这种新型节能电源才重获发展。目前，开关频率已从2kHz左右提高到几百干赫至几兆赫。与此同时，供开关电源使用的元器件也获得长足发展。MOS功率开关管(MOS-FET)、肖特基二极管（SBD）、超快恢复二极管(SRD)、瞬态电压抑制器（TVS）、压敏电阻器(VSR)、熔断电阻器