一个开关电源的设计

摘要
近年来随着计算机在社会领域的渗透,电源芯片的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的电源芯片应用系统中，电源芯片往往是作为一个核心部件来使用，仅电源芯片方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测领域中，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际处理对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使计算机或数字仪表能识别和处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析、处理后输出的数字量往往也需要将其转换成为相应的模拟信号才能为执行机构所接收。这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路——模数转换电路和数模转换电路。通过对电源芯片接口我们可以将这些线路进行有效利用起来，本设计最后通过5V,12V,100V的电源来说明一下用途。
在基本电路设计方面，说明电路重要性，然后分别介绍小滤波电路、启动电路、以及在电路中所利用的重要接口作说明，从而过渡到电源芯片接口上；在电源芯片应用系统的接口技术，介绍UC3842的单缓冲和双缓冲接口及他们的应用，最后对这两个的典型应用TL431芯片与PC817的接口比较。
综上所述，本设计按照任务书要求，主要从介绍电源芯片基本电路设计、接口技术的发展和应用，最后对电源芯片开发设计及应用—5V,12V,100V的电源设计这些方面来进行的；而且在设计时充分考虑到各种可能的因素。
关键词：UC3842基本电路TL431PC817

Abstract
Inrecentyears,withcomputerpenetrationinthesocialsphere,powerchipapplicationsarecontinuouslydeepening,andleadthetraditionalcontroloftheCrescentbenefitsupdates.Inthereal-timedetectionandcontrolofpowerchipapplications,thepowerchipsareoftenasacorecomponenttouseonlypowerchipsknowledgeisnotenough,andalsoonspecifichardwarestructure,aswellasspecificcharacteristicsofthetargetapplicationsoftwareintegrationtobeperfect.
Withdigitaltechnology,especiallycomputertechnologyandtherapiddevelopmentofuniversal,inthemoderncontrol,communicationsanddetectioninthefieldofsignalprocessingiswidelyuseddigitalcomputertechnology.Becausetheactualobjectsareoftendealingwithsomeanalog(suchastemperature,pressure,displacement,image,etc.),toacomputerordigitalinstrumenttoidentifyanddealwiththesesignals,theymustfirstbeconvertedintodigitalanalogsignal,andtheComputeranalysis,processingbeforeexportvolumefiguresoftenneedtobeconvertedintocorrespondinganalogsignalscanbereceivedbytheagenciesfortheimplementation.Inthisway,theneedforasignalintheanaloganddigitalsignalfromtheroleofabridgebetweenthecircuit-analog-digitalconversioncircuitsandato-analogconvertercircuit.ThroughthePowerchipinterfacewewillbeabletoeffectivelyusetheselines,andthefinaldesignofthe5V,12V,100Vpowersupplytoillustratethisuse.
Inthebasiccircuitdesign,theimportanceofthecircuit,andthenintroducedonthefiltercircuit,thestartcircuitry,aswellasbytheuseofthecircuitinanimportantinterfaceforillustration,thetransitiontoapowerchipinterface;applicationinthepowersysteminterfacechip,introducedUC3842single-anddouble-bufferandbufferinterfacetheirapplications,thesetwofinalTypicalapplicationsTL431interfacechipandPC817comparison.
Tosumup,inaccordancewiththemandateofthedesignrequirements,mainlyfrompowerchiponthebasiccircuitdesign,interfacetechnologydevelopmentandapplication,thefinaldesignofthepowerchipdevelopmentandapplicationof-5V,12V,100Vpowersupplyintheseareastocarryoutdesign;inthedesignandfullytakenintoaccountallpossiblefactors.

Keywords:UC3842basiccircuitTL431PC817

开关电源的发展概况
开关稳压电源(以下简称开关电源)问世后，在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。早期出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态。随着脉宽调制(PWM)技术的发展，PWM开关电源问世，它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制，电源的效率可达65%~70%，而线性电源的效率只有30％~40％。因此，用工作频率为20kHz的PWM开关电源替代线性电源，可大幅度节约能源，从而引起了人们的广泛关注，在电源技术发展史上被誉为20kHz革命。随着超大规模集成(ultra-large-scale-integrated-ULSI)芯片尺寸的不断减小，电源的尺寸与微处理器相比要大得多；而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如手提计算机、移动电话等)更需要小型化、轻量化的电源。因此，对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量也要小。此外，还要求开关电源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。这一切高新要求便促进了开关电源的不断发展和进步。
开关电源的三个重要发展阶段
40多年来，开关电源经历了三个重要发展阶段。
第一个阶段是功率半导体器件从双极型器件(BPT、SCR、GT0)发展为MOS型器件(功率MOS-FET、IGBT、IGCT等)，使电力电子系统有可能实现高频化，并大幅度降低导通损耗，电路也更为简单。
第二个阶段自20世纪80年代开始，高频化和软开关技术的研究开发，使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一。
第三个阶段从20世纪90年代中期开始，集成电力电子系统和集成电力电子模块(IPEM)技术开始发展，它是当今国际电力电子界亟待解决的新问题之一。





 
目录
1、绪论 4
1.1开关电源的发展概况 4
1.2.电力电子器件在电源中的应用 5
2 电路的硬件分析 8
2.1变换器极其技术分析 8
2.2晶体管极其技术分析 11
3电源系统的原理与组成 15
3.1开关电源原理方框图： 15
3.2开关控制稳压原理 15
3.3开关稳压电路的类型 16
4电源主电路设计 16
4.1、UC3842的内部结构和特点 16
4.2电路结构与工作原理 17
4.2.1启动过程 18
4.2.2稳压过程 18
4.2.3过流保护原理 19
4.3、设计中的注意事项 20
4.3.1起动电路的设计 20
4.3.2反馈绕组的设计 20
5电源反馈系统原理及方案确定 21
5.1Tl431与pc817的运用 21
6开关电源变压器设计 24
6.1开关变压器工作原理 24
6.2输出100V,5V和12V的设计 26
7电源的emi设计 29
7.1电源EMI电磁干扰 29
7.2共模和差模干扰信号 29
7.3解决开关电源的电磁兼容性 29
致谢 31
参考文献 32
附一: 32

参考文献
[1]汪德彪、郭杰.MCS-51单片机原理及接口技术.北京：电子工业出版社，2003.8
[2]王港元.电子技能基础.四川：四川大学出版社，2001.9
[3]李东生.Protel99SE电路设计技术入门及应用[P].电子工业出版社2002.2
[4]谢自美.电子线路设计、实验、测试[M].武汉：华中科技大学出版社，2000.
[5]张凤言.电子电路基础[M].北京：高等教育出版社，1995.
[6]江晓安、董秀峰.模拟电子技术[P].西安：西安电子科技大学出版社，2002.5
[7]汪国强.现代数字逻辑电路.北京：电子工业出版社，2003.6
[9]陈国呈.PWM变频调速及软开关电力变换技术[M].北京：机械工业出版社，2001.
[10]AndrewS.Tanenbaum，ComputerNetworks(ThirdEdition),PrenticeHallInternational,Inc.
1998.
[11]TexasInstrumentsIncorporated,TMS320FZ407,TMS320F2406DSPCONTROLLERS,
November1998.