摘 要
开关电源以其高效率、小体积等优点获得了广泛应用。传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术，而近年电流型PWM技术得到了飞速发展。相比电压型PWM，电流型PWM具有更好的电压调整率和负载调整率，系统的稳定性和动态特性也得以明显改善，特别是其内在的限流能力和并联均流能力使控制电路变得简单可靠。
直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。
信号源产生控制信号，该信号有它激或自激电路产生。比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值，、频率、波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到稳定输出电压值的目的。DC/DC变换器用以进行功率变换，它是开关电源的核心部分。除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等电路。
开关电源典型结构有串联开关电源结构、并联开关电源结构、正激开关电源结构、反激开关电源结构、半桥开关电源结构、全桥开关电源结构等。这里重点介绍一下反激开关电源结构。
所谓单端是指只有一个脉冲调制信号功率输出端一漏极D。反激式则指当功率MOSFET导通时，就将电能储存在高频变压器的初级绕组上，仅当MOSFET关断时，才向次级输送电能，由于开关频率高达100kHz，使得高频变压器能够快速存储、释放能量，经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。这也是反激式电路的基本工作原理。而反馈回路通过控制TOPSwitch器件控制端的电流来调节占空比，以达到稳压的目的。
稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。
目 录
课程设计任务书 ............................................................................................ 错误！未定义书签。 直流稳压电源 ................................................................................................ 错误！未定义书签。
1. 设计主要内容及要求 ........................................................................ 错误！未定义书签。
1.1 课程设计目的 .......................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 基本要求 .................................................................................. 错误！未定义书签。 1.3 发挥部分 .................................................................................. 错误！未定义书签。 2. 设计过程及论文基本要求 ................................................................ 错误！未定义书签。
2.1 设计过程的基本要求 .............................................................. 错误！未定义书签。 2.2 课程设计论文的基本要求 ...................................................... 错误！未定义书签。 3. 时间进度安排.................................................................................... 错误！未定义书签。 课程设计评定表 ............................................................................................ 错误！未定义书签。 摘 要 .................................................................................................................................... 1 目 录 .................................................................................................................................... 5 第一章 设计任务描述 .................................................................................................................... 6
1. 1设计题目：直流稳压电源的设计 .................................................................................... 6 1.2设计要求............................................................................................................................. 6
1.2.1 设计目的 ................................................................................................................. 6 1.2.2 基本要求 ................................................................................................................. 6 1.2.3 发挥部分 ................................................................................................................. 6
第二章 总体设计思路与电路图..................................................................................................... 7
2.1 总体设计思路 .................................................................................................................. 7 2.2 仿真电路图 .................................................................................................................... 8 第三章 原理方框图 ........................................................................................................................ 9 第四章 工作过程分析 .................................................................................................................. 10 第五章 具体电路设计与计算过程............................................................................................... 11
5.1 整流滤波电路的设计 ...................................................................................................... 11 5.2 高频变压器的设计 .......................................................................................................... 11 5.3 控制电路的设计 .............................................................................................................. 12 5.4 电压反馈电路 .................................................................................................................. 12 5.5 输出电流反馈 .................................................................................................................. 13 5.6 输出整流滤波电路设计 .................................................................................................. 13 第六章 个人心得体会 .................................................................................................................. 16 致 谢 .................................................................................................................................. 17 参考文献 ........................................................................................................................................ 15
第一章 设计任务描述
1.1设计题目：直流稳压电源的设计
1.2设计要求
1.2.1 设计目的
（1）掌握反激式开关电源或线性开关直流电源的构成、原理与设计方法； （2）熟悉模拟原件的选择、使用方法
1.2.2 基本要求
（1）220V交流输入电压，+5V直流输出电压
（2）使用集成三端稳压器进行稳压输出，输出纹波系数《1%； （3）输出功率》5W
1.2.3 发挥部分
（1）输出电压线性可调；
（2）负载短路（输出过流）保护，输入过压保护； （3）多路输出电压，+5V、+12V、+15V等； （4）其它。
第二章 总体设计思路与电路图
2.1 总体设计思路
图2-1 基本设计思路图
电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
其中的控制芯片采用UC3842。电源的输出电压＋5 V。该电路的变换器是一个降压型开关电路。由单管驱动隔离变压器TC主绕组N1电流，C2、 R3可以提供变压器原边泄放通路。输出经整流、 滤波送负载。芯片所用的电源VCC由R2从整流后电压提供。VCC同时也作为辅助反馈绕组的反馈电压。
反馈比较电路信号是从辅助绕组经过V1、 V2、 C3、 C4等整流滤波后得到的VCC分压提取的。C6、 R7构成信号的有源滤波。开关管电流被R10取样后，经R9、 C7滤波，送芯片ISENSE端，当反馈信号值超过阈值1 V时，确认过载，关断电源输出。芯片输出部分由OUT端驱动单MOSFET管，C8、 V3对开关管有电压钳位作用。
根据要求，本次设计控制电路形式为反激式，单端反激式电路比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感以及一个续流二极管，因此其体积小，且成本低。此电源设计要采用的是反激式的开关管连接方式，并且开关电源的触发方式是它激式。设计采用了UC3842作为PWM控制电路。
采用单端反激开关电源。单端反激开关电源采用了稳定性很好的双环路反馈（输出直流电压隔离取样反馈外回路和初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路）控制系统，就可以通过开关电源的PWM（脉冲宽度调制器）迅速调整脉冲占空比，从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和初级线圈充磁峰值电流进行有效调节，达到稳定输出电压的目的。这种反馈控制电路的最大特点是：在输入电压和负载电流变化较大时，具有更快的动态响应速度，自动限制负载电流，补偿电路简单。反激电路适应于小功率开关电源。 电源开关频率的选择决定了变换器如开关损耗、 门极驱动损耗、 输出整流管的损耗会越来越突出，对磁性材料的选择和参数设计的要求也会越苛刻。另外，高频下线路的寄生参数对线路的影响程度难以预料，整个电路的稳定性、 运行特性以及系统的调试会比较困难。在本电的特性。开关频率越高，变压器、 电感器的体积越小，电路的动态响应也越好。但随着频率的提高，诸源中，选定工作频率为100 kHz。
2.2 仿真电路图
图2-2 仿真电路图
直流稳压电源
