大学毕业设计20寸液晶电视开关电源的设计.doc

PAGE 20寸液晶电视开关电源的设计 摘 要 电源在一个典型系统中担当着非常重要的角色。电源给系统的电路提供持续、稳定的能量，使系统免受外部的侵扰，并防止系统对外部电源造成污染。相反地，如果电源内部发生故障，不应造成系统的故障。本文基于这个思想，设计和制作一个符合指标要求的电源。 开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。因此，本设计在20寸液晶电视外置式电源的设计中采用了开关电源技术。 本文以开关电源的发展历史、发展现状以及发展趋势为线索，介绍了开关电源的一些新技术，并利用这些技术设计符合要求的20寸液晶电视外置式开关电源。电源设计的主要指标是：电源工作频率为100kHz，输出直流电压24V，最大偏差小于0.4V，纹波小于220mV；最大输出功率108W；应用功率因数校正技术提高功率因数，使功率因数达到0.9以上；电源整机效率达到80％；此外，本文设计了电源保护电路和安全功能，包括过压保护（OVP）、过流保护（OCP），安全接地；实现了电源的高效率化，环保化，以及安全化。 最后，在完成基本指标的情况下，本文提出了电路改进的几条方案。包括无源功率因数校正电路，无源吸收电路，有源嵌位电路，以期使电路更加完善，电源性能更加优越，电源整机效率更高。 关键词：线性电源 开关电源 开关管 脉宽调制 开关变压器 英 文 缩 略 词 EMI：Electro Magnetic Interference，电磁干扰 PWM：Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制方式 PFM：Pulse Frequency Modulation，脉冲频率调制方式 PFC：Power Factor Correction，功率因数校正 TRC：Time Rate Control，时间比率控制 OVP：Over Voltage Protection，过压保护 OCP：Over Current Protection，过流保护 目 录 TOC \o \h \z 1 引言 1 2 开关电源的概述 1 2.1 开关电源的基本原理 1 2.2 开关电源的发展 2 2.3 开关电源的技术动向 2 2.3.1 单片式控制芯片的新技术 3 2.3.2 功率校正技术 3 3 开关电源在LCD中的应用 4 3.1 LCD电视功能模块 4 3.2 LCD电视的供电方式 4 4 设计指标及要求 4 5 方案的比较与确定 5 5.1 单片式电源控制芯片 5 5.2 PWM控制芯片 6 5.3 带PFC的PWM控制芯片 7 5.4 芯片的选择 7 5.5 原理框图及电路设计 8 6 电路原理分析及设计 9 6.1 电路原理的概述 9 6.2 开关电源的EMI设计 9 6.2.1 EMI的结构与原理 11 6.2.2 EMI滤波器选用与安装 11 6.2.3 外壳对EMI的影响及其设计 12 6.3 开关电源保护电路的设计 12 6.3.1 热敏电阻防冲击电流电路 12 6.3.2 压敏电阻防浪涌电压电路 13 6.4 开关管的选择 13 6.5 变压器的设计 13 6.6 整流管的选择 15 6.7 反馈电路的设计 15 6.8 输出滤波器 16 7 电路板的制作与调试 16 7.1 PCB布局、布线设计 16 7.1.1 总体布局、布线设计的原则 16 7.1.2 布线步骤及注意问题 17 7.2 电路测试及测试结果 17 7.2.1 测试工具 17 7.2.2 测试方法 18 7.2.3 测试结果 19 8 电路的优缺点及改进方案 22 8.1 开关电源对电网产生的谐波干扰与抑制 22 8.1.1 产生谐波的原因 22 8.1.2 采用无源功率因数校正电路 22 8.2 改善开关电源效率的技术 23 8.2.1 开关电源内部的主要损耗 23 8.2.2 降低主要损耗的各种技术 23 9 结束语 25 致谢 26 参考文献 27 英文摘要 28 毕业设计成绩评定表 PAGE 26 1 引言 图1 线性电源原理图线性电源的工作过程为: 将220V/50Hz的工频电网电压经过线性变压器T降压以后, 再经过整流D、滤波器FILTER和线性稳压，最后输出一组(或多组) 波纹电压和稳定度均符合要求的直流电源电压（李成章，1992）。线性电源的原理图如图1所示。 图1 线性电源原理图 图2