Protel课程设计报告书

天津工业大学

理学院

《电子线路课程设计》报告书

班级：姓名：***

学号： 同组成员：

指导老师：*** 2012-11-4

目录

一、课程设计的目的····················3 二、技术参数和设计要求··················3 三、电路设计·······················3 四、绘制原理图与PCB···················7 4.1、电路原理图设计··················7 4.2、PCB设计····················11 五、课程设计总结····················12 六、参考文献······················13 七、附录（电路原理图，元件清单报表，PCB）·······15

一、课程设计的目的

1. 了解TOPSwitch-II系列器件的特性；

2. 理解开关电源的设计思想和优点。

二、技术参数和设计要求

1. 输入电压范围90～264V AC（50/60Hz），输出直流+5V； 2. 稳定精度优于±3%，输出功率4W;

3. 使用TOP100器件，使典型变换效率为70%。

三、电路设计

一、主电路

从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：

1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。

3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。

4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 二、控制电路

一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的资料，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。 三、检测电路

除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表资料。 四、辅助电源

提供所有单一电路的不同要求电源 1、

滤波整流：用4个二极管组成桥式整流器，将其变为大小变化的直

流电

2、

后面再接一个整流滤波电路，由两个电容组成

3、

将接入的交流电整流滤波以后，VD1和VD2用来消除因变压器漏感

引起的尖峰电压。再用一个单片机控制整个电路工作。U1是一个内置MOS-FET的PMW控制器（TOP210PF1）

4、R2和R3是取样电阻，和U2、U3一起对输出电压进行反馈设置，以确

保负载变化时输出电压稳定

4、VD3和C3是次级整流滤波电路，L2和C4对输出电压进一步滤波以便降低输出纹波电压。

5、还要注意散热和隔离的问题，U1，T1，VD3为发热元件，布局时要与

其他元件相隔一定距离，U1的六个S引脚要在输入端采用大面积铜箔可靠连接，并利用它散热。输入和输出端的原件要以变压器T1和光电耦合器U2为轴线分为二边分布，中间留足空间以满足输入输出间对隔离电压的设计要求。 6、元器件清单报表

四、绘制原理图与PCB

4、1电路原理图设计 （1）新建项目

首先创建一个名为“开关电源电路”的文件夹，然后启动Protel DXP 2004。执行菜单命令【File】、【New】、【Project】、【PCB Project】，创建一

个新的PCB项目，将该项目更名为“开关电源电路.PrjPCB”并保存到“开关电源电路”文件夹中。 （2）添加新的原理图文件

执行【File】、【New】、【Schematic】，新建一个新的原理图文件，将该文件更名为“开关电源电路.SchDoc”并保存在“开关电源电路”文件夹中。

（3）设置原理图图纸参数

在当前原理图空白处单击鼠标右键，从弹出的右键菜单中选择【Options】、【Document Options】选项，打开【Document Options】对话框。

在【Units】选项卡中设置如下：

在【Sheet Options】选项卡中修改原理图图纸参数如下：

（4）制作新的原理图文件

因为在元件库中没能找到TOP210PF1，所以需要自己制作。制作步骤如下：

执行【File】、【New】、[Library】、【Schematic Library】，保存在“开关电源电路”文件夹中。

执行【View】、【Workspace Panels】、【SCH】、【SCH Library】，打开【SCH Library】工作面板。

按住【Ctrl+Home】键，使光标跳到图纸的坐标原点。

绘制元件的外形，单击【Place】、【Rectangle】，放置一个矩形。 执行【Place】、【Pins】，按下【Tab】键设置引脚的有关属性如图：

绘制完元件符号的外形和引脚后，设置元件的属性，在【SCH Library】工作面板中单击鼠标左键选中“COMPONENT_1”

，单击

按钮，

打开【Library Component Properties】对话框，设置元件序号为"U1”【Comment】输入栏输入TOP210PF1，【Library Ref】输入栏输入TOP210PF1。

绘制完的新的原理图元件如图：

（5）放置元件

单击工作区右侧的【Libraries】标签，打开【Libraries】工作面板，搜索相应元件放入工作区中的合适位置。

（6）放置其他电气对象，单击工具栏中的相应按钮，放置导线、地等。 （7）元件注释

执行菜单命令【Tools】、【Annotate】弹出元件注释对话框，对元件进行注释

（8）电气规则检查

执行菜单命令【Project】、【Compile PCB Project 开关电源电路.PrjPCB】，执行项目的编译操作，在【Messages】工作面板上可以看到是否有错误或警告的信息，没有错误后则打印原理图报表。 （9）原理图报表

网络表 执行菜单命令【Disign】、【Netlist for Document】、【Protel】为原理图文件“开关电源电路”生成网络表

元件清单报表 执行菜单命令【Reports】、【Bill of Materia】，弹出【Bill of Materia for Document】对话框，单击对话框右下角【Report】按钮，在弹出的【Report Preview】对话框中单击【Export】按钮，将文件以PDF文件保存在“开关电源电路”文件夹中。

4.2、PCB设计

（1）在项目中新建PCB文件

执行菜单命令【File】、【New】、[PCB]，创建一个空白的PCB文件,更名为“开关电源电路.PcbDoc”并保存在“开关电源电路”文件夹中 （2）设置工作参数 均采用默认值 （3）规划电路板

绘制PCB物理边界 单击【Mechanical 1】，切换到机械层Mechanical 1层面

执行菜单命令【Place】、【Keepout】、【Track】绘制物理边界为4300mil*3000mil

绘制PCB的电气边界 单击【KeepOutLayer】，切换到禁止布线层KeepOutLayer层面上

执行菜单命令【Place】、【Keepout】、【Track】绘制电气边界为4300mil*3000mil （4）载入网络表和元件封装

在PCB设计系统的窗口中执行【Design】、【IMport Changes From 电源电路.PrjPCB】命令，打开【Engineering Change Order

】对话框，依次单击

按钮和

（5）元件布局

从原理图更新到PCB后，将各个元件一一拖到PCB中的“Keep—Outlayer区域内 （6）手动布线 （7）保存项目

，关闭该对话框。

五、课程设计总结

做这次课程设计真的是让我们受益匪浅。通过做这次的课程设计，我

们真切地知道了一个集成电路板的开发全过程：首先是设计集成电路，然后是用Protel DXP 2004 软件绘制出电路原理图和PCB图，最后是制作PCB电路板，我想这对我们以后自己动手制作集成电路板是大有帮助。

虽然这次课程设计过程中，我们遇到了很多问题，如稳压精度高的4W/5V开关型稳压电路的设计、TOP210PF1器件和带三管脚的稳压管的绘制封装···但正是这些问题的存在，让我们体会到了通过自己看书查资料解决问题以后的喜悦。所以说这次课程设计不仅让我们对TOPSwitch-II系列器件的特性和开关电源的设计思想有了更进一步的理解，也不仅仅是让我们更加熟悉了Protel DXP 2004 软件绘制电路图的一些基本的操作方法，更为重要的是让我们提高了自己发现问题和解决问题以及团结协作的能力。

所以最后，我要衷心的感谢帮助过我的老师和同学们，谢谢你们！

六、参考文献

《经典开关电源实用电路139例》周志敏、纪爱华，电子工业出版社，2011年5月

附件一：

附件二：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jgsm.html