開關(guān)電源設(shè)計畢業(yè)論文

1、精品文檔電子技術(shù)課程設(shè)計設(shè)計課題：開關(guān)電源電氣工程及自動化電氣班。- 1 -歡迎下載精品文檔目錄一設(shè)計目的二設(shè)計要求三方案總體概要設(shè)計四分模塊設(shè)計與分析五電路的安裝與調(diào)試六總結(jié)七元器件清單八參考文獻和輔助工具。- 2 -歡迎下載精品文檔一. 設(shè)計目的目前電子類的產(chǎn)品已經(jīng)深入到人們生活的各項領(lǐng)域當(dāng)中，每個產(chǎn)品都離不開電源。就目前電源發(fā)展這一塊也是形式多樣化。 但也存在功率省耗大， 轉(zhuǎn)換效率不高，體積大不便于攜帶等導(dǎo)致性價比不高?；谶@些我們設(shè)計一個AC-DC的直流穩(wěn)壓可調(diào)的開關(guān)電源，它的性能優(yōu)越，電壓可調(diào)，體積小、重量輕、性價比高等他將更加普遍使用于生活當(dāng)中。希望通過本次課程設(shè)計了解ncp105

2、0 的功能及用法， 進一步將數(shù)模電知識加以運用，進而不斷提高自己的專業(yè)知識。二. 設(shè)計要求基本要求：1、輸入電壓：單相交流額定電壓有效值220V±20%2、頻率：頻率范圍45-65Hz3、電流：在滿載運行時 , 輸入 220V, 小于8A。在 264V 時,沖擊電流不大于18A。- 3 -歡迎下載精品文檔4、輸出電壓U?？烧{(diào)范圍： 3036V。5、最大輸出電流IOMAX： 2A。6、輸出噪聲紋波電壓峰峰值Uopp 1 V7、DCDC變換器的效率q 70發(fā)揮部分：1、進一步提高效率，使q 852、排除過流故障后，電源能自動恢復(fù)為正常狀態(tài)。三. 方案總體概要設(shè)計：方案一步驟如下：隔離變壓

3、整 流 濾DC-DC控 制 系顯示部份波變換器統(tǒng)方案一框圖說明：選擇了 Boost 升壓變換器實現(xiàn) DC-DC變換，控制系統(tǒng)選用單片機 ADuC812和脈寬調(diào)制控制器 SG3525通過雙閉環(huán)回路共同控制 DC-DC變換電路，實現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定、可調(diào)； SG3525 產(chǎn)生高頻脈沖控制 DC-DC變換， ADuC812實現(xiàn)顯示、 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換、過流保護、處理電壓反饋信號。該方案的優(yōu)點：1. 電路結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)換效率高穩(wěn)壓性能優(yōu)， 并且轉(zhuǎn)換效率高 ;。- 4 -歡迎下載精品文檔2. 控制系統(tǒng)軟件編程工作量較小，難度不大；3. 用脈寬調(diào)制型控制器實現(xiàn) PWM控制，產(chǎn)生頻率為 100KHZ的脈沖

4、較容易，并且完全由硬件產(chǎn)生高頻脈沖，實時性好；該方案的缺點：1. 件電器設(shè)計難度較大；電路板布線工作量較大。3. 控制軟件編程工作量大、難度大；4. 所有控制都由單片機實現(xiàn) , 對單片機的硬件資源要求很高；方案二步驟如下：隔離變壓整流濾高頻變控制電調(diào)整輸出波換路方案二框圖隔離變壓 =>整流濾波 =>高頻變換 =>控制電路 =>調(diào)整輸出說明：本電路主要采用3 塊集成芯片實現(xiàn)對電路的控制，分別是 IC1（ NCP1050）、 IC2（光耦合器 SFH615)、IC3（可調(diào)式精密電壓調(diào)節(jié)器 TL431）。該方案的優(yōu)點：1. 電路結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)換效率高穩(wěn)壓性能優(yōu)，并且轉(zhuǎn)換效率高

5、;2. 性能優(yōu)越，電壓可調(diào)，體積小、重量輕、性價比高，。- 5 -歡迎下載精品文檔可普遍使用于生活當(dāng)中；3. NCP1050,TL431等芯片器件功能強大，設(shè)計起來比較簡單。該方案的缺點：1.輸出較難調(diào)節(jié) ;2.電路圖難以實現(xiàn)仿真;結(jié)合老師提供的器件及對兩種方案的對比，發(fā)現(xiàn)方案 2 容易實現(xiàn) ,最終我們小組決定采用第2 種方案實行本次電子課程設(shè)計。四各單元模塊設(shè)計和分析。- 6 -歡迎下載精品文檔NCP1050內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖NCP1050的構(gòu)成1、門控振蕩器；2、啟動與調(diào)節(jié)電路；3、欠壓閉鎖電路；4、輸人控制電路；5、脈寬調(diào)制器；6、功率開關(guān)管及過流檢測電阻；7、故障邏輯和定時器電路；8、開啟觸發(fā)

6、器與關(guān)斷觸發(fā)器；9、過熱保護電路；NCP1050系列電源的性能特點（1）芯片內(nèi)部包含上電啟動調(diào)節(jié)電路、門控振蕩器、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動門、功率開關(guān)管、故障邏輯與故障觸發(fā)器、開啟觸發(fā)器、關(guān)斷觸發(fā)器、前沿閉鎖電路。采用100V、115V 或 230V 交流固定輸人電壓時 ,該系列的輸出功率為640W, 配 85265V 寬范圍交流輸人電壓時,可提供320W 的功率。占空比調(diào)節(jié)范圍是077%。（2）內(nèi)部有一個完整的門控振蕩器,不需要外接阻容元件即可產(chǎn)生矩形波信號和時鐘信號。（3）利用芯片內(nèi)部的動態(tài)自供電源來提供電源電壓二并對其進行調(diào)整 ,能省去反饋繞組 ,簡化高頻變壓器的設(shè)計。（4）它采用獨特的雙沿口開

7、、關(guān)觸發(fā)模式來完成脈寬調(diào)制功。- 7 -歡迎下載精品文檔能,可實現(xiàn)控制環(huán)路的快速響應(yīng)。（5）具有完善的保護功能 , 包括帶滯后特性的輸人欠壓、 保護、過流保護亦稱過載保護、輸出短路保護、過熱保護、控制環(huán)路的開環(huán)保護功能。電壓調(diào)節(jié)器TL431 內(nèi)部結(jié)構(gòu)。- 8 -歡迎下載精品文檔10w精密開關(guān)電源作精密開關(guān)電源使用時,滿載時的電率為0.38%(u=85-265v,Io=1.91負載整率為0.57%(u=230v,Io=0.19-1.91A)。最大輸出功率為10w。該電源總共使用了三片集成電路:IC1(NCP1050) 、IC2( 光耦合器sfh615a-4) 、IC3( 可調(diào)式精密電壓調(diào)節(jié)器tl

8、431) 。85-265v 交流電經(jīng)過電磁干擾濾波器（ c1，l1) 整流濾波器 (V1-V4,C2) 產(chǎn)生直流高壓、再經(jīng)過一次繞組接 NCP1050B的漏極。由 R1 、C3和 v5 構(gòu)成的鉗位保護電路 , 可吸收高頻變壓器漏感產(chǎn)生的尖峰電壓 , 防止尖峰電壓疊加在輸人電壓（ U1）和感應(yīng)電壓（ Uor）上 , 使 Ud 超過 700V 而導(dǎo)致 MOSFET雪崩擊穿。 R2,C4 用來抑制由振鈴電壓形成的輻射噪聲。 C5 為供電電容 ,它有三種功能 : 第一 , 利用動態(tài)自供電源來代替反饋繞組 , 為 IC1 提供電源電壓 , 因此高頻變壓器不需要輔助繞組 ; 第二 , 為門控振蕩器頻率掃描

9、提供定時時間第三 , 對輸出故障過載、短路或開環(huán)故障做出響應(yīng)。輸出整流管 V5 采用 IN5822 型 3A/40V 快恢復(fù)二極管。為提高電源效率, 亦可用型肖特基二極管來代替。輸出濾波器由 C7,C8,C9,L2,C11,C12 構(gòu)成。分別將 C7-C9，C11-C12作并聯(lián)使用 , 可減小分布電感。 L2 采用 5uH的磁珠。 R5，R6 為輸出端的取樣電阻。取樣電壓 UQ與 TL431內(nèi)部的 2.5V 基準(zhǔn)電壓進行比較 , 以決定 TL431 的陰極電壓 UK。當(dāng) U0 上升 導(dǎo)致 UQ上升 導(dǎo)致 uk 下降時 , 光藕合器中 LED比的工作電流 If 增大 , 使 NCP1050B的輸

10、出占空比減小 , 最終使 U0 保持不變。 , 為頻率補償電容 , 防止 TL431 產(chǎn)生自激振蕩。 C6。- 9 -歡迎下載精品文檔是安全電容。五. 電路的安裝與調(diào)試總的設(shè)計原理圖完成了理論設(shè)計的基礎(chǔ)之后，進行對自己設(shè)計不大肯定的電路，由于軟件protues沒有 ncp1050 的元件，不好進行仿真測試，修正。所以直接開始電路的安裝和調(diào)試。在拿到了工具的和器材之后，首先對各元器件進行測試，檢查是否芯片存在問題。在確認沒有問題之后，就可以按照布線方案來進行布線了。布線方案首先我們小組在protel上設(shè)計好原理圖，如上圖。先利用protel的自動布線功能，把個連線都布好，然后個別修要。- 10

11、-歡迎下載精品文檔修改的元件進行了調(diào)整和跳線的修改，因為我們平時沒怎么實驗和設(shè)計過的電路， ncp1050 ，tl431 等元件開始沒有見到元器件，不曉得到底是幾引腳，都是按照下載的資料設(shè)計的封裝，電容也是的按照一般的電容的引腳的大小設(shè)計的封裝。與同學(xué)的交流討論之后，完成了布線的過程。布線圖如下：、六總結(jié)1. 設(shè)計過程中遇到的問題及其解決方法。1) 由于上期學(xué)習(xí) Protel 軟件時，很多要點都沒有理解透徹，通過這次畫原理圖，加深了對所學(xué)知識的理解與應(yīng)用。比如，在設(shè)置地線與電源線寬時應(yīng)多加注意。2) 在制板過程中，對 PCB 的腐蝕應(yīng)當(dāng)小心，注意安全。- 11 -歡迎下載精品文檔問題。在調(diào)試過

12、程中應(yīng)耐心，仔細，一步一步調(diào)試，否則很難找出錯誤。3) 在 PCB 板布線過程中，應(yīng)注意線與線之間的距離，否則做出實物板后，有些線會連到一起。同時應(yīng)注意元器件的封裝。2 設(shè)計體會1 ，在此次的開關(guān)電源的設(shè)計過程中，更進一步熟悉了 protel 軟件的使用，增強了自己的動手能力。2 ，通過此次電源開關(guān)的設(shè)計，了解了電子專業(yè)PCB板的制做流程。3 ，對以前所學(xué)數(shù)模電知識有了更深的撐握。七元器件清單單片開關(guān)電源集成NCP1050個1015電路光耦合器SFH615A個1015電壓調(diào)節(jié)器TL431個1015晶體管2N3904個1015整流二極管1N4006個4060快恢復(fù)二極管MUR160個1015快恢

13、復(fù)二極管IN5822個1015電阻器RTX-0.125W-91k個1015電阻器RTX-0.125W-2.2k個1015電阻器RTX-0.125W-47個1015電阻器RTX-0.125W-1k個1015電阻器RTX-0.125W-2k個1015電阻器RTX-0.125W-2.2k個1015。- 12 -歡迎下載精品文檔電阻器RTX-1W-0.5個1015電阻器RTX-1W-1.2個1015電阻器RTX-0.125W-22個1015電阻器RTX-0.125W-220個1015電容器CL-0.1UF/600V個1015電容器CD11-33UF/400V個1015電容器CC-220PF/400V個1015電容器CC-22PF/400V個1015電容器CD11-10UF/100V個1015電容器CC-100PF/100V個1015電容器CD11-330U