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开关电源毕业论文

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一、引言

近年来，由于电子产品的广泛应用，稳定的电源变得非常

重要。目前，开关电源已成为电子产品中最常用的电源之一。

开关电源具有体积小、重量轻、效率高、可靠性高等优点，是

电子产品中广泛应用的电源。本文旨在探讨开关电源的原理、

特点、设计方法以及研究现状。

二、开关电源的原理

开关电源是一种将直流电转换为稳定的直流电的电源。一

般情况下，开关电源由三个部分组成：变压器、整流电路和滤

波电路。

1.变压器

开关电源中的变压器是一个关键部件，它可以将输入电压

变高或变低。变压器通过变换输入电压的信号频率而实现电压

变换。交流输入电压经过变压器的初级线圈，进入变压器的磁

性芯，再经过变压器的次级线圈输出。因为变压器是通过变换

输入电压的频率来实现电压变换的，所以变压器的次级电压可

以高于或低于初级电压。变压器的设计需要根据电源输入电压

和输出电压来进行。

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2.整流电路

整流电路主要用于将变压器的次级电压转换为直流电压。

整流电路一般有半波整流电路或全波整流电路两种方式。半波

整流电路只对电压正半周期进行整流，而全波整流电路对整个

电压周期进行整流。

3.滤波电路

滤波电路用于削减整流电路输出的脉动电压，使输出电压

更加稳定。滤波电路通常使用电容和电感。电容作为一个储存

电荷的器件，在高频信号中可以起到滤波的作用。电感则被用

来解决低频噪声问题。

三、开关电源的特点

1.高效

由于开关电源是通过高速开关开关电流来控制输出电压的，

所以开关电源具有高效率的特点。开关电源通常可达到90%以

上的效率，而传统的直接变压器、整流储能电源则只能达到

60%-70%的效率。

2.体积小

由于开关电源是由半导体元件构成的，体积小而轻便，而

传统的直接变压器、整流储能电源体积大且重。

3.可靠性高

由于开关电源采用了电子元件，其寿命长，故可靠性高。

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4.成本低

开关电源是用半导体元件制成的，故其成本低于其他电源。

四、开关电源的设计方法

1.需求分析

在设计开关电源之前，首先需要明确电源的工作电压、额

定负载电流、输出电压波动率、输出电压纹波幅度和效率等需

求。

2.选择元件

选择合适的元件是开关电源设计中很重要的步骤。开关电

源主要由MOS管、二极管、电感和电容等元件构成。MOS管

和二极管是开关电源的核心元件，因为它们不仅影响电源的效

率，而且对电源的正常工作也是至关重要的。电感和电容则是

用来控制输出电压的波动和纹波的。

3.设计输出电压电路

根据需要设计输出电压电路，这通常使用反馈电路来控制

输出电压。

4.设计控制电路

控制电路用于控制MOS管的开关，使之处于合适的状态，

以控制输出电压。在开关电源的设计中，通常使用PWM