48W24V開關(guān)電源的設(shè)計.doc

題 目 48W 24V開關(guān)電源的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告一、選題的意義開關(guān)電源的設(shè)計對于現(xiàn)代電力電子技術(shù)和自動化產(chǎn)業(yè)來說是一個覆蓋面廣，應(yīng)用范圍大的一個課題。而基于UC3843芯片和52單片機相結(jié)合的開關(guān)電源設(shè)計更能體現(xiàn)PMW控制器在單片機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使開關(guān)電源進入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動了開關(guān)電源的發(fā)展前進，向著體積小、重量輕、功耗小、效率高、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。本次設(shè)計的內(nèi)容不僅能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制，還可以用LED燈具、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器、電子冰箱、液晶顯示器、視聽產(chǎn)品、數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、輕型化、智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計，是一種不錯的選擇。二、主要設(shè)計內(nèi)容 本設(shè)計課題研究的主要內(nèi)容就是48W 24V開關(guān)電源的設(shè)計，以UC3843為核心，設(shè)計一款反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)電源，將220V的交流電進行整流濾波得到直流電壓，然后通過DC/DC變換電路最后得到48W 24V的穩(wěn)定輸出。電路主要是由輸入整流濾波、UC3843、電壓采樣、反激式變換電路、脈沖變壓器、輔助電源、輸出整流濾等部分組成的，再由單片機作為主要運算控制部件，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)處理功能，系統(tǒng)配置有顯示控制功能，方便現(xiàn)場實時觀察數(shù)據(jù)信息。三、設(shè)計方案（1）整體方案本次設(shè)計的是基于UC3843芯片和52單片機相結(jié)合的開關(guān)電源，該電源電路首先通過整流濾波將220V交流電壓變換為直流電壓，再通過DC/DC降壓到24V。反激式開關(guān)電源主要由輸入輸出濾波儲能、變壓器、MOS開關(guān)管、PWM控制器、反饋系統(tǒng)和過流保護組合而成。利用PWM的方式控制MOS管的導(dǎo)通和截止，在MOS管關(guān)閉時，能量能原邊傳遞到次級線圈；在MOS打開時，則在變壓器的原邊進行儲存。所以，PWM控制器一個非常主要的工作是根據(jù)需要，打開或者關(guān)閉MOS管，而這個需要，則是由反饋系統(tǒng)決定的。當(dāng)輸出的電壓高于24V，反饋到PWM控制器，減少MOS管導(dǎo)通時間；反之，則增加MOS管導(dǎo)通時間,反饋有兩種反饋，一種是電壓反饋，一種是電流反饋,電壓反饋用于調(diào)整輸出電壓，而電流反饋則用于過流保護。另外，為了吸收變壓器的漏感能量，保護MOS管，需要有一個RCD鉗位電路。（2）研究步驟、方法第一：理論準(zhǔn)備階段，理解設(shè)計課題，認(rèn)真研究課題所涉及到的內(nèi)容，能夠較好的掌握有關(guān)題目的知識。第二：確定系統(tǒng)各個模塊，理清各個模塊之間的關(guān)系。并開始進行相關(guān)硬件電路的資料收集。第三：規(guī)劃課題，確定組成結(jié)構(gòu)，勾畫出大體系統(tǒng)框架并在結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上提出原理框圖。第四：完成硬件設(shè)計部分并畫出各部分電路圖，將系統(tǒng)部件通過接口電路集合在一起，并畫出電路圖。第五：根據(jù)系統(tǒng)控制過程完成軟件設(shè)計部分，繪制出主流程圖。第六：檢查是否可以實現(xiàn)要求的控制要求，能夠按照要求實現(xiàn)控制功能。整理論文。（3）實現(xiàn)的具體方法硬件部分：輸入電壓通過整理變?yōu)橹绷麟?，再進行DC/DC轉(zhuǎn)換，對輸出電壓、電流通過UC3843進行調(diào)整，再通過數(shù)碼管進行顯示，其流程圖如下：軟件部分：主要輸出電壓顯示在數(shù)碼管上，其中主程序框圖如下：四、預(yù)期成果要求設(shè)計一個開關(guān)電源，穩(wěn)定輸出直流24V電壓，電流達到2A。并且能夠顯示當(dāng)前電壓值。成果要求如下：1.輸入電壓范圍交流200V240V。2.穩(wěn)定輸出直流24V電壓，電流達到2A。3.能夠顯示當(dāng)前電壓值。實現(xiàn)的精度為：1.輸出電壓誤差小于3%。2.輸出紋波小于300mv。3.效率達到80%以上。4.電壓調(diào)整率小于0.5%。五、進度安排2013.12.15-2014.01.18查閱相關(guān)資料，進行總體設(shè)計，完成開題報告。2014.01.192014.02.04完成硬件設(shè)計，進行軟件初步設(shè)計。2014.02.052014.03.30完成硬件制作和檢測，軟件框圖設(shè)計完成。2014.03.312014.04.26進行單片機軟件設(shè)計與調(diào)試，中期檢查。2014.04.272014.05.15完成整個系統(tǒng)的調(diào)試，實現(xiàn)全部整個功能要求。2014.05.162014.05.29完善設(shè)計、論文撰寫并修改完成。2014.05.302014.05.31畢業(yè)設(shè)計驗收。2014.06.012014.06.09準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯，答辯。六、主要參考文獻1林渭勛現(xiàn)代電力電子技術(shù)M浙江：浙江大學(xué)出版社20032林雯.淺談開關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展趨勢J.通信電源技術(shù),2008,25(6):79-80.3周志敏，紀(jì)愛華.現(xiàn)代開關(guān)電源控制電路設(shè)計及應(yīng)用M.北京：人民郵電出版社.2000.4周志敏.開關(guān)電源的分類及應(yīng)用M.電子工業(yè)大學(xué)出版社.2001.5C K Tse,S C Wong,MH L Chow.On Lossless Switched-Capacitor Power ConvertersJ.IEEE Trans on Power Electronics.1995，12（4）：24-26.6長谷川彰開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計與應(yīng)用M.北京:科學(xué)出版社.2006.7張占松，蔡宣三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計M.北京:電子工業(yè)出版社.1999. 8楊旭，裴元慶，王兆安.開關(guān)電源技術(shù)M.北京：機械工業(yè)出版社.2004.9Sandor Nagyszalancyzy.The homeowers ultimate tool guideM.USA: Taunton.2003.10徐德鴻，沈旭，楊成林.開關(guān)電源設(shè)計指南M.北京：機械工業(yè)出版社. 2004.11阮新波，嚴(yán)仰光直流開關(guān)電源的軟開關(guān)技術(shù)M北京：科學(xué)出版社200012Power Integrations TOP Switch-HXProduct Application GuideJ.2007.13周庭陽，江維澄電路原理M浙江：浙江大學(xué)出版社200014Sanjaya Maniktala.Switching Power Supplies A To ZM.USA:Newnes. 2006.15路秋生.開關(guān)電源技術(shù)與典型應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社.2009.指導(dǎo)教師意見（對課題設(shè)計（研究）內(nèi)容的深度、廣度及設(shè)計（研究）方案的意見和對畢業(yè)設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測等）該課題為一輸入市電，輸出電壓為24V，輸出電流為2A的開關(guān)電源的設(shè)計。主要是掌握開關(guān)電源的技術(shù)，特別是MOS管的驅(qū)動及開關(guān)變壓器的設(shè)計制作技術(shù)。另外要求能實時顯示當(dāng)前的電壓值。所涉及到的知識有：基本電路原理、單片機、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字顯示、開關(guān)變壓器設(shè)計制作、MOS管驅(qū)動、PWM占空比調(diào)節(jié)等知識，屬于開關(guān)電源技術(shù)和單片機相結(jié)合的課題。該課題綜合性強，涉及知識點多，難度合適。 該設(shè)計的DC/DC采用反激式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只要結(jié)合功率和輸出電壓，通過正確選用開關(guān)管和設(shè)計合理的開關(guān)變壓器以及用專用PWM芯片等器件，能達到功率和直流電壓輸出基本要求，并利用單片機豐富的I/O端口及其控制的靈活性，并配合A/D轉(zhuǎn)換電路及顯示電路能實現(xiàn)實時電壓顯示。 上述方案能實現(xiàn)任務(wù)基本要求，但希望根據(jù)