高频开关稳压电源设计课程设计

摘要

电子设备离不开电源，电源供给电子设备所需要的能量，这就决定了电源在电子设备中的重要性。电源的质量直接影响着电子设备的工作可靠性，所以电子设备对电源的要求日趋增高。

现有的电源主要由线性稳压电源和开关稳压电源两大类组成。这两类电源由于各自的特点而被广泛应用。线性稳压电源的优点是稳定性好、可靠性高、输出电压精度高、输出纹波电压小。它的不足之处是要求采用工频变压器和滤波器，它们的重量和体积都很大，并且调整管的功耗较大，是电源的效率大大降低，一般情况均不会超过50%。但它的优良的输出特性，使其在对电源性能要求较高的场合仍得到广泛的应用。相对线性稳压电源来说，开关稳压电源的优点更能满足现代电子设备的要求，从20世纪中期开关电源问世以来，由于它的突出优点，使其在计算机、通信、航天、办公和家用电器等方面得到了广泛的应用，大有取代线性稳压电源之势。

本课题是设计一种基于SG3525 PWM控制芯片为核心构成的高频开关电源电路。

关键词：高频开关稳压电源、SG3525、PWM

1

目录

1 高频开关稳压电源概述.........................................................................

目录

1课程设计任务 ................................................................................................................................ 2

1.1设计要求 ............................................................................................................................. 2

1.2发挥部分： ........................................................................................................................ 2

2本设计方案思路 ..................................................................................................................

本报告主要是设计并制作一个连续可调直流稳压电源,主要技术指标要求：① 输出电压可调：输入电压在220V±10%时Uo=+3V～+12V②输出电流：Io＞0.5A③ 输出电压变化量：ΔUo≤5mV④ 稳压系数：SV≤5×10E-3⑤输出内阻：R0﹤0.1Ω⑥具有过流保护,过压保护功能：当输出电流超过0.7A时电路自动过流保护;当输入电压超过250v时电路自动过压保护⑦主要调整元件由晶体管组成

衡阳师范学院

物理与电子信息科学系

《模拟电子技术》

课程设计报告

直流稳压电源

班 级 学生姓名 指导老师 提交日期

本报告主要是设计并制作一个连续可调直流稳压电源,主要技术指标要求：① 输出电压可调：输入电压在220V±10%时Uo=+3V～+12V②输出电流：Io＞0.5A③ 输出电压变化量：ΔUo≤5mV④ 稳压系数：SV≤5×10E-3⑤输出内阻：R0﹤0.1Ω⑥具有过流保护,过压保护功能：当输出电流超过0.7A时电路自动过流保护;当输入电压超过250v时电路自动过压保护⑦主要调整元件由晶体管组成

第一部分 设计任务

目 录

1.1 设计目的

摘要：电子设备中都需要稳定的直流电源，功率较小的直流电源大多数都

是将50Hz的交流电经过整流、滤波和稳压后获得。整流电路用来将交流电变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是当输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。本课题要求分别设计制作一个+5V、+12V、1.25V-30V可调输出直流稳压电源。本课题采用7805，7812，317系列稳压器实现功能，融入了整流桥式的整流作用以及电容的滤波作用，实现直流稳压电源的输出。主要阐述如何使用以上集成芯片完成对生活中经常要用到小功率稳压电源的设计，其中对包括参数的选取、实际情况对电路的影响的解释，以及对今后设计同类电路的总结。通过学习，我知道了直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。

如图所示：

上图中，输入220V、50Hz的交流电压将通过电源变压器变为我们需要的电压、然后再经过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。因为此脉动的直流电压含有较大的纹波成分，必须经过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。但此电压还是会因为电网电压的波动、负载和温度的变化而变化。因此，在经过整流

开关稳压电源设计方

案

1 系统方案设计与论证 1.1 设计思路

基于题目的基本要求，可以采用图1所示的方案。系统主要由隔离变压、整流滤波、DC—DC变换器、控制系统、显示等电路模块组成。隔离变压模块实现220VAC变压为18VAC，再经整流滤波电路转换为直流电压；控制器模块实现数码管显示、A/D和D/A转换、过流保护、DC—DC电压输出控制和稳压、显示、人机交换等功能;过流保护电路实现输出电流过流保护功能；同时，电压负反馈电路进一步对负载电压进行精确控制。

1.2 方案的论证 1.2.1 DC-DC主回路

设计的要求是进行升压变换，选择了Boost变换器。Boost换器电路

结构简单，由开关管、二极管、电感、电解电容等元件组成，便于进行电路设计，稳压性能优，并且转换效率高。原理图如图2所示。

1

1.2.2 控制方法及实现方案

控制系统有两种设计方案：

(1) 方案一：单片机来实现整个系统的控制。

该方案的优点：布线简单，硬件设计节省时间； 该方案的缺点：

⒈控制软件编程工作量大、难度大；

⒉所有的控制都由单片机来实现，对单片机的硬件资源要求很高；

⒊该设计要求对DC-DC变换器实现PWM控制的开关频率至少要为100KHZ，这是

《电子技术》课程设计

学 院： 工学院

专 业： 机械设计制造及其自动

班 级： 1303班

姓 名： 某某某

学 号： 2222222222

指导教师：

2015年12月7日

Ⅰ

工学院课程设计评审表

学生姓名 设计题目 评价内容 设计目的及设计方案 专机械设计制造某某某 业 及其自动化 年2013学级 级 号 可调直流稳压电源 评分 权值 评定 成绩 评价指标 有扎实的基础理论知识和专业知识；能正确设计实验方案；独立进行实验工作；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。20 选题合理、目的明确。设计方案正确，具有可行性、创新性。 论文结果有应用价值；图纸绘制符合国家标准，质量符合要求；课程设计结果 工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。（电子CAD 图纸、测试或仿真数据、在试验箱上搭建电路或用电路板制作产品）计算及测试结果准确；能正确处理实验数据。

《电子技术》课程设计

学 院： 工学院

专 业： 机械设计制造及其自动

班 级： 1303班

姓 名： 某某某

学 号： 2222222222

指导教师：

2015年12月7日

Ⅰ

工学院课程设计评审表

学生姓名 设计题目 评价内容 设计目的及设计方案 专机械设计制造某某某 业 及其自动化 年2013学级 级 号 可调直流稳压电源 评分 权值 评定 成绩 评价指标 有扎实的基础理论知识和专业知识；能正确设计实验方案；独立进行实验工作；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。20 选题合理、目的明确。设计方案正确，具有可行性、创新性。 论文结果有应用价值；图纸绘制符合国家标准，质量符合要求；课程设计结果 工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。（电子CAD 图纸、测试或仿真数据、在试验箱上搭建电路或用电路板制作产品）计算及测试结果准确；能正确处理实验数据。

《电子技术》课程设计

学 院： 工学院

专 业： 机械设计制造及其自动

班 级： 1303班

姓 名： 某某某

学 号： 2222222222

指导教师：

2015年12月7日

Ⅰ

工学院课程设计评审表

学生姓名 设计题目 评价内容 设计目的及设计方案 专机械设计制造某某某 业 及其自动化 年2013学级 级 号 可调直流稳压电源 评分 权值 评定 成绩 评价指标 有扎实的基础理论知识和专业知识；能正确设计实验方案；独立进行实验工作；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。20 选题合理、目的明确。设计方案正确，具有可行性、创新性。 论文结果有应用价值；图纸绘制符合国家标准，质量符合要求；课程设计结果 工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。（电子CAD 图纸、测试或仿真数据、在试验箱上搭建电路或用电路板制作产品）计算及测试结果准确；能正确处理实验数据。

模拟电子技术课程设计报告

课程名称： 模电电子技术课程设计 设计题目： 可调直流稳压电源

学生姓名： 专 业： 班级学号： 指导教师： 设计日期： 年 月 日

至 年 月 日

设计成绩总评：

可调直流稳压电源

一、设计任务与要求

本实验应用变压器（220V/15V），整流桥（0.5A），三端可调稳压器LM317AH，电解电容，电阻，电位器，二极管来实现可调直流稳压电源的设计。该设计电路的主要技术指标为：

1.输出电压在1.25V~12V范围内连续可调

2.输出电流最大可达 12v/510 = 24mA。 3.设计电路图，选择电路元件，计算确定元件参数 4.运用EWB进行仿真。

5.运用电压表和信号发生器检测幅值和波形是否正确。

应用：可调直流稳压电源，可以为部分电源电压要求不同的电路提供连续可调的直流输入电压。

二：方案设计与论证

从实验电路的题目中可以看出，本电

开关电源

摘要：开关电源是一种效率很高的电源变换电路,通过对Boost型开关电源作详细的数学推导后得到准确数据.该系统包括整流滤波模块、DC-DC变换模块、过流保护及人机接口模块,以DC-DC变换器作系统的核心.采用UC3842作开关电源控制芯片,开关管采用耐高压,导通电阻很小的MOSFET管IRF640.输出滤波电路中用LC构成的型网络,同时输出采用单片机采样系统,可显示当前的电流和电压,且通过采样电流实现过流保

护功能.

关健词：Boost型开关电源 DC-DC变换模块 整流滤波模块 过流保

护模块

1．总体设计方案论证

开关电源由隔离变压器、整流滤波和DC—DC变换网络组成。设计的关键是DC～DC变换器，它包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器等所有功率器件和控制模块，而控制模块的设计又是DC～DC的核心，一般DC—DC变换的控制模块使用PWM调制的专用芯片，如TL494，UC3842等。芯片内部集成了振荡器(由外接电阻电容来决定频率)，误差比较器，PWM调制器等，有的甚至有保护电路和驱动电路。在此情况下用集成芯片外加少量的电路即可构成开关电源，稳定性能较好，控制简单，芯片功耗几乎可以忽略不计，且成本低。过