超薄型中功率LED显示屏电源系统设计毕业论文.doc

超薄型中功率LED显示屏电源系统设计毕业论文 目录 第1章 绪论 1 1.1 课题的意义 1 1.2 课题研究的内容 1 1.3性能指标 1 第2章 系统方案设计与论证 2 2.1 系统方案设计 2 2.2 系统方案论证 3 第3章 系统硬件电路设计 5 3.1 主电路方案设计与论证 5 3.1.1 主电路方案设计 5 3.1.2 主电路方案论证 8 3.2 输入端整流滤波电路的设计 9 3.2.1滤波电路设计 9 3.2.2整流电路设计 10 3.3 开关占空比控制电路的设计 10 3.3.1 脉宽调制芯片的选取 10 3.3.2 基于NCP1252A的控制电路设计 12 3.3.3 控制电路的元器件选取 12 3.4 高频变压器的设计与绕制 15 3.4.1 高频变压器的规格设计 15 3.4.2 高频变压器的绕制工艺 19 3.5 输出端的电路设计 21 3.5.1 整流滤波电路的设计 21 3.5.2 稳压电路的设计 22 3.6 硬件电路印刷电路板的绘制 23 3.6.1 印刷电路板绘制软件简介 23 3.6.2 印刷电路板的设计 24 3.6.3 印刷电路板设计效果图 26 3.7 电源系统的热设计 27 3.7.1 电源热系统的热分析 27 3.7.2 电源系统的散热方式选择与设计 28 第4章 系统调试与数据分析 30 4.1 测试要求与步骤 30 4.2 调试结果及数据分析 31 第5章 设计总结 36 参考文献 37 致谢 39 附录一 硬件原理图 40 附录二 元器件清单 41 附录三 变压器绕制说明 44 附录四 实物图 45 第1章 绪论 1.1 课题的意义 LED显示屏主要有着商品宣传，店面装饰，烘托氛围等作用。LED显示屏能主动发光，且工作电压低，可以通过电流调节LED显示屏的亮度。LED显示屏本身具有耐冲击、寿命长等有点，在大型显示设备中LED显示屏有着无可替代的优势[1]。 电源系统作为LED显示屏的核心，为LED显示屏提供能量，起着至关重要的作用。同时，在电子电气设备日益发展的今天，电源系统不断的改善、创新，以满足不同设备的需求。 1.2 课题研究的内容 本文主要研究LED显示屏电源系统的热分析和设计，重点分析了电源方案的选取、主电路拓扑方式的确定，及各模块电路器件的计算等。本文设计的是一款超薄型AC-DC直流稳压开关电源，详细介绍了高频变压器的设计，变压器磁芯的确定。全面的描述了开关电源的设计流程，并组装调试成功达到预期目标。 1.3性能指标 一、AC输入电压：200～240VAC 二、AC输入频率范围：47～63HZ 三、DC输出电压要求：输出电压下限(通过调节电位器):11.55±0.5(V) 输出电压上限(通过调节电位器):12.45±0.5(V) 四、DC输出功率要求:额定功率:180(W) 五、DC输出测试要求:当输入220VAC时: （1）空载:输出电压: 12±0.5V 空载功耗：＜1.5W （2）满载:输入电压220VAC时，输出12V,15A时，输出电压下跌不超过0.5V； 输入功率不大于250(W)；输出纹波电压VP-P值≤500mV。 第2章 系统方案设计与论证 在电源的设计之初，了解到常见的直流电源分为线性电源和开关电源。选取电源的类型至关重要，直接影响产品设计的成功与否。经过对线性电源和开关电源的全面了解，以及多方面的综合考虑，我们在本章选取合适的电源设计系统方案。 2.1 系统方案设计 方案一：线性电源 线性电源是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后得到脉冲直流电，然后经过滤波得到带有微小纹波电压的直流电压[2]。要达到高精度的直流电压则需要经过文雅电路进行稳压。 线性电源的工作原理框图，如图2-1所示： 图2-1 线性电源工作原理框图 方案二：开关电源 开关电源是通过整流滤波，得到直流电，再经过PWM控制芯片调节占空比，直流斩波后通过高频变压器向输出端传递能量，再次经过整流滤波得到直流输出。开关电源的高频变压器需要经过详细的计算确认，高频变压器有着隔离，传输能量的作用，它的绕制工艺也较为复杂[3]。电源的控制芯片多种多样，也需要经过仔细的筛选。输出端需要有稳压电路和反馈电路。 开关电源的工作原理框图，如图2-2所示： 交流输入 Vo 图2-2 开关电源工作原理框图 2.2 系统方案论证 一、线性电源的优缺点 线性电源输出为线性直流电，输出电压纹波较小，质量高，大多用在要求较高的场合。另外线性电源的结构简单，设计思路清