开关稳压电源的设计与分析毕业论文.doc

开关稳压电源的设计与分析毕业论文 目 录 摘 要 I Abstract II 第一章 绪论 1 1.1 概述 1 1.2 开关稳压电源的发展趋势 2 1.3数字开关稳压电源的优点 2 1.4设计指标要求 3 第二章 系统组成及原理 4 2.1 交流开关式稳压电源电路组成结构 4 2.2 开关式稳压电源的基本工作原理 4 2.3 交流开关式稳压电源工作原理描述 5 第三章 电路设计及分析 7 3.1 脉冲宽度调制（PWM）电路 7 3.2 高速电子开关电路 14 3.3 电压和电流取样电路 16 3.4 微处理器部分 17 3.5 隔离与驱动电路的设计 20 3.6 整流和滤波电路 20 3.7 系统供电电路 21 第四章 制作与调试 23 4.1 微处理器的调试 23 4.2 AD转换器的调试 23 4.3 DA转换器的调试 23 4.4 LCD显示器的调试 23 4.5 键盘的调试 24 4.6 主整流和滤波电路的调试 24 4.7 三角波的调试 24 4.8 正弦波调试 24 4.9 观测PWM波形 24 4.10 观测已经解调后的正弦波波形 25 4.11 连程序总调 25 第五章 性能指标测试 26 第六章 结论 27 致谢 28 参考文献 29  第一章 绪论 在国际上，自美国在20世纪50年代相继出现单端式和推挽式开关电源之后，在60年代就提出了要逐步取消工频整流式电源的要求。70年代，SG公司首先制造出了单片集成脉宽调制（PWM）控制芯片，使开关电源更加小型化，可靠性也得到了进一步的提高。 80年代初英国较早地研制了48V成套高频开关式通信电源系统，从那时到现在的十几年中，美国、德国、加拿大、澳大利亚、新西兰、瑞典、日本、法国、西班牙、挪威等国家，都先后研制出了高频开关式通信基础电源系统，并得到了推广应用。 尽管通信基础电源系统的容量比较大，但还是紧跟开关电源技术的发展而不断进步。各种开关电源的发展方向基本上都是采用更先进的新器件、新技术、新材料、新工艺逐步减少开关电源的体积和重量，改善电气性能指标，提高工作可靠性，降低对电网的污染，消除对其他设备的干扰，增强智能化程度等等。 1.1 概述 目前空间技术、计算机、通信、雷达及家电中的电源逐渐被开关电源取代。现在一般应用的串联调整稳压电源，是连续控制的线性稳压电源。这种传统的串联稳压器，调整管总是工作在放大区，流过的电流是连续的，这种稳压器的缺点是承受过载和短路的能力差、效率低，一般只有35~60%。由于调整管上损耗较大的功率，所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器。而开关电源的调整管工作在开关状态，功率损耗小，效率可达70~95%，稳压器体积小、重量轻，调整管功率损耗较小，散热器也随之减小。此外，开关频率工作在几十kHz，滤波电感、电容可用较小数值的元件，允许的环境温度可可以大大提高。 本毕业设计的宗旨就是如何将比较容易实现的开关式电源方案引用到交流电源稳定的场合 本毕业设计论文阐述一种利用脉冲宽度调制（PWM）技术配合高速电子开关、高频电子变压器和LC滤波器实现交流开关式稳压电源的实现思路并组装出样机予以测试。与传统的可控硅调角式交流稳压电源相比，具有效率高、体积小、非线性失真度低、输出电压和电流稳定等特点。 本文先从交流开关稳压电源的实现机理逐步展开，涉及到可控正弦波产生器、三角波发生器、比较器、脉冲宽度调制（PWM）器、高速电子开关、高频电压变换器以及微处理器及其周边元部件等，都给与较为详尽的阐述。接着对组装、调试、检测等也有相应的介绍，最后给出了按设计要求所测试的结论。 1.2 开关稳压电源的发展趋势 （1）非隔离DC／DC技术迅速发展近年来， 非隔离DC／DC技术发展迅速。现在的非隔离的DC，DC基本上分成两大类。一是在内部含有功率开关元件，称DC，DC转换器；二是不含功率开关．需要外接功率MOSFET，称DC，DC控制器 按照电路功能划分有降压的BUCK、升压的BOOST，还有升降压的BUCK—BOOST等． 以及正压转负压的INVERTOR等。其中品种最多芨展最快的是BUCK型。控制方式以PWM 为主。 （2）初级PWM控制IC不断优化有源筘位技术自从2002年VICOR公司此项专利技术到期解禁之后 新型有源箝位控制IC纷纷涌现。在大功率领域，全桥移相ZVS软开关技术在解决开关电源的效率上功不可没。INTERSIL公司推出的PwM 对称全桥的ZVS控制IC—ISL6752,既能控制初级侧的四个MOS开关为ZVS工作状态，又能准确地给出控制二次侧的同步整流为ZVS工作状态的驱动信号。采用这种IC制作的100W 的DC，DC再加上先进的功率MOSFET，转换效率可达到95％ 。小功率的开关电源仍用反激变换器的PWM 来控制IC。