开关电源的设计研究

摘 要

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和功率开关器件（如MOS-FET）等构成。简单的说：就是开关型直流稳压电源。开关电源把直流电源或交流电源通过它可以获得一个稳定的直流电压源。它具有效率高，输出电压稳定，交流纹波小，体积小和重量轻的许多优点。

在设计中，以TL494作为PWM产生电路输出控制信号，控制开关管的导通状况，在半桥反激式输出的基础上实现了电源的多路输出。

关键词：开关电源；反激式输出；PWM产生电路；功率开关管

目    录

1 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 开关电源的分类 1

1.3 技术指标 3

1.4 开关电源的发展动向 4

2 开关电源原理及总体方案设计 7

2.1 开关电源基本原理 7

2.2 开关电源变换器设计 7

2.3 控制方式的选择 11

2.3.1 电压控制型 12

2.3.2 电流控制型 13

2.4 输出控制方式选型及设计 14

2.4.1 单端反激式输出 14

2.4.2 单端正激式输出 15

2.4.3 推挽式开关输出 16

2.4.4 降压式输出 17

2.4.5 升压式输出 17

3 具体电路设计 19

3.1 开关电源电路具体结构 19

3.2 输入电路的设计 20

3.3 控制电路设计 22

3.3.1 PWM工作原理 22

3.3.2 控制集成器TL494 23

3.3.3 PWM产生电路的设计 26

3.3.4 驱动电路设计 28

3.4 主电路的设计 28

3.4.1 主电路结构设计 28

3.4.2 高频变压器的设计 29

3.4.3 功率开关管的选择 31

3.4.4 缓冲保护电路的选择 31

3.5 输出电路设计 33

4 辅助电路的设计 36

4.1 防浪涌软启动电路 36

4.2 过压、欠压及过热保护电路 37

4.3 短路保护 38

4.4 辅助电源设计 42

5 总结与展望 43

致谢 44

参考文献 45