河南**大学毕业设计（论文）说明书
摘 要
本文设计了一个三路输出的开关电源系统,首先将开关电源与线性电源进行对比，总结了开关电源的优点,并对其当前的发展以及在发展中存在的问题进行了描述，然后在对开关电源的整体结构进行了介绍的基础上，对开关电源的主回路和控制回路进行设计：在主回路中整流电路采用单相桥式、功率转换电路采用单端正激功率转换电路、采用增加副边绕组的方法实现多路输出，其中功率转换电路（DC/DC变换器）是开关电源的核心部分，对此部分进行了重点设计；控制电路采用PWM控制，控制器采用开关电源集成控制器GW1524、设计了过压保护电路、电压检测电路和电流检测电路，对各个部分的参数进行了计算并进行了元器件的选型。
【关键词】DC/DC变换器、PWM控制、整流、滤波。
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Abstract
In this paper,I designed a switch power supply system with three outputs: Compare the switch power with linear power at first , has summarized the advantage of the switch power ,have described its present development and there are natural questions in development; On the basis of the thing that the whole structure to the switch power has made an introduction, to the main return circuit and controlling the return circuit to design of the switch power: The rectification circuit adopts the single-phase bridge type in the main return circuit, the power changes the circuit and adopts and defies the power to change the circuit , realize by increasing the winding of one pair of sides single and well that many ways are exported, it is a key part of the switch power supply that the power changes circuit (DC/DC transformer ), have designed this part especially ; The control circuit adopts PWM to control, the controller adopts the switch power integrated controller GW1524, design the circuit to measure voltage and the circuit to el measure ectric current, selecting type of calculating and carrying on the components and parts the parameter of each part.
Keyword ：DC/DC transformer , PWM control , rectification , straining waves.
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目 录
第一章 概述 -------------------------------------------------- 1
1.1开关电源的基本原理 -------------------------------------------------------- 1 1.2开关电源与线性电源的比较 ----------------------------------------------- 1 1.3开关电源的发展与应用 ----------------------------------------------------- 2 1.4 开关电源当前存在的问题 ------------------------------------------------- 3 第二章 整流电路的设计 ---------------------------------------- 5
2.1整流电路的选择 -------------------------------------------------------------- 5
2.1.1单相半波整流电路 .................................................................... 6 2.1.2单相桥式整流电路 .................................................................... 7 2.2 防止电流冲击的设计 ------------------------------------------------------- 7 2.3 参数计算以及元器件的选型 ---------------------------------------------- 8
2.3.1整流管参数计算 ........................................................................ 9 2.3.2 变压器参数 ............................................................................... 9
2.3.3 电容参数计算 ........................................................................... 9 第三章 DC/DC变换器的设计 ------------------------------------ 11
3.1控制方式的选择 ------------------------------------------------------------- 11 3.2 功率转换电路的选择 ------------------------------------------------------ 12
3.2.1 推挽式功率转换电路 ............................................................. 12 3.2.2 全桥式功率转换电路 ............................................................. 13 3.2.3 半桥式功率转换电路 ............................................................. 13 3.2.4 正向激励功率转换电路 ......................................................... 14 3.2.5 反向激励功率转换电路 ......................................................... 15 3.3单端正激变换器的设计 ---------------------------------------------------- 15
3.3.1工作原理 .................................................................................. 16 3.3.2能量再生线圈P2的工作原理 ................................................ 17 3.3.3 多路输出的设计 ..................................................................... 17
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3.3.4 变压器设计 ............................................................................. 17 3.3.5电感的参数计算 ...................................................................... 19 3.3.6 二极管和电容器的选择 ......................................................... 21
3.3.7 开关管的选择 ......................................................................... 21
第四章 控制电路的设计 --------------------------------------- 22
4.1控制模式的选择 ------------------------------------------------------------- 22
4.1.1电压模式控制 .......................................................................... 22 4.1.2平均电流模式控制 .................................................................. 23 4.1.3 峰值电流模式控制 ................................................................. 24 4.1.4滞环电流模式控制 .................................................................. 25 4.1.5相加模式控制 .......................................................................... 26 4.2 开关电源集成控制器 ------------------------------------------------------ 26
4.2.1 GWl524的特点 ....................................................................... 27 4.2.2 1524 的极限使用值和主要电性能 ........................................ 27 4.2.3 GW1524的内部结构 .............................................................. 27 4.2.4 GW1524工作过程 .................................................................. 30 4.3电压检测电路 ---------------------------------------------------------------- 31 4.4电流检测电路 ---------------------------------------------------------------- 32
4.4.1电阻检测 .................................................................................. 32 4.4.2电流互感器检测 ----------------------------------------------------------- 32 4.5 启动和集成电路供电电路设计 ------------------------------------------ 34 4.6 保护电路的设计 ------------------------------------------------------------ 35 第五章 结论及设想 ------------------------------------------- 37 致谢 -------------------------------------------------------- 38 参考文献 ---------------------------------------------------- 39
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第一章 概述
电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
1.1开关电源的基本原理
开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，开关电源的基本构成如图1-1所示，DC-DC变换器是进行功率变换的器件，是开关电源的核心部件，此外还有启动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波器等组成部分。反馈回路检测其输出电压，并与基准电压比较，其误差通过误差放大器进行放大，控制脉宽调制电路，再经过驱动电路控制半导体开关的通断时间，从而调整输出电压。其结构图如图1-1所示。
V1 V0 DC/DC变换器
驱动器 放大 图1-1 开关电源结构图
PWM 比较 参考 电压 取样 1.2开关电源与线性电源的比较
线性电源的原理图如图1-2所示：是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压，要达到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压。它的缺点是需要庞大而笨重的变压
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