使整个电源停止工作或损坏。因此，控制电路的设计质量对电源的性能至关重要。设计中采用集成控制器。集成控制器的工作原理集成控制器通常分为电压控制模式和电流控制模式，电流控制模式因为动态响应快，补偿及保护电路简单，增益带宽大，易于均流及可防止偏磁等优点而被广泛采用电流控制模式又分为峰值电流模式和平均电流模式，本论文采用集成芯片峰值电流控制模式。两种控制模式的原理图如图和图所示。图电压控制模式图峰值电流控制模式两种控制模式的工作原理图为电压控制模式的原理图。由图可以看出电压控制模式只有个电压反馈闭环，采用脉冲宽度调制法。它工作的基本原理是当恒频时钟脉冲置位锁存器时，输出电压与参考电压经误差放大器放大后得到了个误差电压信号，再与振荡电路产生的固定锯齿波电压经比较器比较，由锁存器输出占空比随误差电压信号变化的具有定占空比的系列脉冲。图为峰值电流控制模式的原理图。由图可以看出，它在原有的电压环上增加了电流反馈环节,构成电压电流双闭环控制。它工作的基本原理是输出电压与参考电压经误差放大器放大后得到个误差电压信号，再与变压器初级电感线圈中电流的采样电压比较，产生调制脉冲的宽度,由恒频时钟脉冲置位锁存器输出脉冲，使得误差信号对电感电流的峰值起控制作用。当幅度达到电平时，比较器的状态翻转，锁存器复位，驱动撤除，开关管关断，电路逐个地检测和调节电感电流脉冲，由此控制电源的输出电压。若输入电压下降，整流后的直流电压下降，经电感延迟使输出电压下降，经误差放大器延迟，电压不变，在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降,电感电流的斜率下降，导致斜坡电压推迟到达，使占空比增大，起到调整输出电压的作用。两种控制模式的比较选择般来说，电压控制模式的开关电源是个二阶系统，它有两个变量，即输出滤波器电容器上的电压和输出滤波电感中的电流。二阶系统是个有条件稳定的系统，只有对控制回路进行精心设计和计算，在满足定的条件下，闭环系统才能稳定工作。大家知道，开关电源的电流都要经过电感的，对于电压信号有度的相位延迟，而对于整个电源稳压系统来说，实际上需要不断调节的是输入电流，以适应输入电压和负载的变化而保持输出电压恒定的要求。这种采样输出电压的控制方法，必然是响应速度慢，稳定性差，甚至在大信号时容易产生振荡，造成功率开关器件损坏等故障。而电流控制模式的开关电源是个阶系统，个无条件稳定的系统，由于它只有个极点，因此很容易得到大的开环特性和完善的小信号和大信号特性。目前使用广泛的电流模式控制开关变换器正是在传统的电压控制模式的基础上，增加电流反馈环节，使之成为个双环控制系统，让电压上的电流不再是个单独的变量，从而使开关变换器的二阶模型中去掉了电感电流而成为个阶系统。归纳起来，电流控制模式的优点主要有以下几点对输入电压的变化响应快这可直观的从电路的工作原理中分析得出，电源输入电压的变化，必然的电解电容作为滤波电容。变换器开关管的选择本设计变换器晶闸管选用的是电力晶闸管，根据相关文献得知加在晶闸管上的最高电压为即取裕量些参数尚不知道的情况下，我们需要估算开关管的电流，以便选择开关管和计算输出滤波电路。在高频变压器的计算中，估算了实际占空比为，为。输入整流滤波电路的最大输出电流平均值占空比为和时峰值电流分别为和所以，开关管估算最大电流为。根据计算所得的结果分析得选用耐压为电流的管为开关管。输出整流二极管的选型因为输出二极管工作于高频状态，所以应选用快恢复二极管。输出最大功率为最大电流为考虑裕量，选择作为输出二极管，该管耐压为额定电流为。结论直流开关稳压电源的毕业设计，需要掌握了开关电源的设计思路和方法。对各个模块进行设计，需要对开关电源有深刻的理解。其各模块主电路控制电路保护电路设计方法和思路比较多，通过比较各模块各个实现方法优缺点和设计的要求，选择了比较适合的电路。本文设计出了直流开关稳压电源的主电路控制电路保护电路，其中变换是其主电路的核心，所采用的是全桥变换电路，是最常见的电路拓扑形式之，采用了有限双极性控制方法实现。全桥直流变换器主要由全桥逆变器高频变压器和输出滤波电路组成，属于直流交流直流变换器。变换器在高频变压器初级得带高频交流方波电压经变压器降压，再全波整流变换经整流滤波得到稳定的直流电压。此外另个关键电路就是控制电路，所采用的是开关管，控制电路的好坏直接关系到电源系统的整体性能。保护电路也是必不可少的电路，在保护电路的保护下可以防止电压或电流过高导致仪器仪表的损坏。只有各个模块的电路结合起来才可以最终设计出个符合要求的能够稳定工作的直流稳压电源。致谢经过阶段的努力，我的毕业论终于完成了。首先，要感谢我的指导老师曹建平老师。论文的选题具体工作和撰写过程都凝聚着指导老师的心血和汗水。曹老师严谨务实和认真的工作态度给我留下了深刻的印象。在此，谨向曹老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。其次，感谢所有帮助过我的老师们，他们的热情以及在科研工作中的忘我精神和在教学过程中的严谨，给我留下了深刻的影响，使我受益非浅。在多位老师的教导下，我才打下了坚实的基础，使得毕业论文能够顺利完成。在设计的过程中，我的许多朋友同学也给予了我多方面的指导和帮助，他们勤奋认真的工作态度值得我学习，向他们表示深切的感谢,最后，向各位参加答辩的老师答辩评委们致以最诚挚的谢意,参考文献张小林，冉建桥，李贤云我国开关电源发展的思考微电子学，胡炎申，谢运祥通信用高频开关电源技术发展综述通信电源技术，王兆安，刘进军电力电子技北京机械工业出版社，邱关源电路北京国电力出版社，张占松，蔡宣三开关电源的原理与设计北京电子工业出版社，曲学基新编高频开关电源北京电子工业出版社，童诗白，华成英模拟电子技术基础北京高等教育出版社，阮新波，严仰光全桥变换器的控制策略电力电子技术,阮新波，严仰光脉宽调制全桥变换器的软开关技术北京科学出版社,何希才稳压电源电路的设计与应用北京中国电力出版社，杨旭，裴云庆，王兆安开关电源技术北京机械工业出版社，会引起变压器的初级电流上升斜率的变化，如电压升高，则电流增长变快，反之则变慢。但是只要电流脉冲达到了定的幅度，电流控制回路就动作，使得脉冲宽度发生变化，保证输出电压的稳定，而在电压模式控制电路中，检测电路对输入电压的变化没有直接的反应，直要等到输出电压发生定的变化后，才会去调节脉冲宽度。般电压控制模式要到个开关周期才能响应输入电压的变化。过流保护和可并联性在电流模式控制的变换器中，由于内环采用了直接的电感电流峰值检测技术，它可以及时准确的检测出变压器以及开关管中的瞬态电流，自然形成了逐个电流脉冲检测电路。只要给定或者限制考电流，就可以准确地限制流过开关管和变压器中的最大电流，从而在输出过载或短路时保护了开关管和变压器，也可以有效地克服因输入电压的浪涌产生很大的尖峰电流而损坏开关管的故障。同时也可以在设计开关电源时不必给开关器件和变压器留有较大的裕量，在保证可靠性的前提下，尽可能降低成本。变压器的磁通平衡在全桥和推挽变换器中，开关管的饱和压降存储时间的不同都会造成电压波形的不对称，从而使直流电流流过变压器初级产生偏磁，这个偏磁会随着时间的积累导致变压器的饱和，使得电源不能正常工作，严重时会烧毁变压器。在电压控制模式变换器中，虽然偏磁电流在线路上总的压降会抵消掉部分偏磁现象，但不能完全克服，而电流控制模式可以自动解决磁通不平衡的问题，这是因为它内部的电流环能使电流脉冲宽度不同但幅值肯定相同。回路稳定性好负载响应快因为本论文全桥变换器中的电感电流是连续的，控制峰值电流就相当于控制平均电流，电流型控制可以看作是个受输出电压控制的电流源，而电流源的电流大小就反映了电源输出电压的大小。电流控制型和电压控制型的开关电源相比有许多优点，但其本身也有缺点，如电感峰值电流与平均电流有误差,占空比大于时容易发生振荡直流开环负载调整率较差等。这些问题绝大部分可以采取适当措施后得到满意地解决，这就为电流型开关电源的普及和发展创造了条件。保护电路的设计过电压保护如图由构成的分压电路足为输入电压的检测电路，点电压为,和比较器构成滞环比较电路，滞环的宽度为。调节器可以改变过压保护的限值。原理为，当高于时，比较器翻转，输出变为，而当小于时输出变为零。图过电压保护电路过电流保护如图电流互感器的次侧串入主电路中用以检测电流。电阻是电流互感器二次侧电流采样电阻，其电压，为互感器的匝比。当主电路电流增大，随之增大，当大于时，比较器输出由低电平变为高电平，并使触发器翻转，去封锁输出，使主电路开关管关断。要重新启动电路，则必须在触发器端施加复位信号。图过电流保护电路关键器件的选型整流桥晶闸管选型所采用的是单相桥式全控整流电路，输入电压为交流晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为和。所以，整流二极管的峰值电压为取的裕量因此选用耐压为的晶闸管。本设计稳压电源为最大为的稳压电源根据开关电源的般效率约为取其值所以输入功率约为所以最大输入电流为因此，选用额定电流为大于是晶闸管。综合得，晶闸管选用耐压额定电流为的晶闸管。输入整流电容的选择输入电容器决定于输出保持时间和直流输入电压的纹波电压的大小，而且要在计算流入电容器的纹波电流是否完全达到电容器的容许值的基础上进行设计。电网输入电压为，通过直流输入电流的平均电流为计算单相全波整流电路滤波电容的经验公式为所以根据计算结果，选用输出最大电流。直流开关电源主电路的设计开关电源的基本原理与组成特点分析开关稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源的控制方式分为调宽式和调频式两种,实际应用中,调宽式使用的较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。调宽式开关稳压电源的基本原理如图所示。图调宽式开关电源的基本原理对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽，其直流平均电压值就越。其中有式中，为矩形脉冲的最大电压值为矩形脉冲周期，为矩形脉冲宽度。由此可知,当与不变时，直流平均电压将与脉冲宽度成正比。这样，只要设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。开关稳压电源简称开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的种电源。开关电源般多采用脉冲宽度调制控制方式。随着电力电子技术的发展和创新，开关电源逐步向高频化方向发展。高频化使开关电源具有体积小重量轻效率高等优点，因此，研究开发高质量的开关电源就变得十分必要，尤其在节约能源节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。开关稳压电源具有，效率高，输出功率大，输入电压变化范围宽，节约能耗等优点，而被广泛使用在各个行业和领域中。开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开通时间和工作周期的比值即占空比来改变输出电压，通常有三种调制方式脉冲宽度调制脉冲频率调制和混合调制。调制是指开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式