3.3V10A通信开关电源的设计毕业论文(6)

3.3V/10A通信开关电源设计

学生专业：电气工程及其自动化 学生姓名： 范会磊 导师姓名： 于雁南

I

摘 要

开关电源是一种由占空比控制的开关电路构成的电能变换装置，用于交流－直流或直流—直流电能变换，通常称其为开关电源。其功率从零点几瓦到数十千瓦，广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。开关电源的核心为电力电子开关电路，根据负载对电源提出的输出稳压或稳流特性的要求，利用反馈控制电路，采用占空比控制方法，对开关电路进行控制。开关电源的高频变换电路形式很多，常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单管正激和单管反激等形式。

本论文以正激电路为核心，采用PWM脉宽调制芯片UC3844作为主控制芯片，变压器隔离，并且加了输入滤波器和输出整流滤波电路，对输入干扰和输出纹波电压有了很好的消除作用。电路中加入了两个辅助电源，一个是给UC3844芯片供电，一个是给TL431供电，使电路更加稳定，并根据闭环反馈信号对PWM信号作出调整，实现具有输出直流10A，稳定电压3.3V。

关键词：正激变换电路 磁复位 PWM脉宽调制 直流稳压 图腾柱

II

ABSTRACT

A kind of switch power supply controlled by the duty ratio of switch circuit is composed of electric energy conversion device, used in AC-DC or DC-DC can transform, usually referred to as switching power supply. Its power from zero a few watts to tens of kilowatts, widely used in the life, production, scientific research, military and other fields. At the core of switching power supply for power electronic switch circuit, depending on the load of power supply output voltage or current regulator is proposed by the characteristics of the request, using the feedback control circuit, the duty cycle control method, to control the switching circuit. A lot of switch power supply high frequency conversion circuit form, commonly used conversion circuit has push-pull, bridge, half bridge, single tube is excitation and single pipe flyback form.

In this thesis, forward circuit core, using UC3844 PWM pulse width modulation chip as the main control chip, transformer isolation, and added input filter and output rectifier filter circuit, the input and output ripple voltage interference suppression have a good effect. Added two auxiliary circuit power supply, one for UC3844 chip supply, one for TL431 powered, the circuit is more stable, and according to the closed-loop feedback signal to the PWM signal is adjusted to achieve an output DC 10A, stable voltage 3.3V.

Keywords: Forward converter circuit magnetic reset PWM pulse width modulation Totem Pole

III

目 录

摘 要 ................................................... II ABSTRACT ................................................ III 目 录 ................................................... IV 第1章 绪论 ............................................... 1

1.1 课题研究的背景 .................................... 1 1.2 研究的目的和意义 .................................. 3 1.3 国内外正激式开关电源的发展状况 .................... 3 1.4 设计的主要内容 .................................... 5 第2章 正激式开关电源的总体设计 ........................... 6

2.1 开关电源变换电路的选择 ............................ 7 2.2 控制电路的方案选择 ................................ 8 2.3 电流工作模式的方案选择 ........................... 10 2.4 输出整流电路的选择 ............................... 10 第3章 单管正激式开关电源主电路的设计 .................... 12

3.1 单管正激式变换器的工作原理 ....................... 12 3.2 变压器的设计和参数的计算 ......................... 18

3.2.1 变压器的设计 ................................ 18 3.2.2变压器的参数计算 ............................ 21 3.3 输入EMI滤波器设计 ............................... 27 3.4 磁复位电路的设计 ................................. 29 3.5 输出滤波器的设计和参数计算 ....................... 32

3.5.1 输出滤波器的设计 ............................ 32 3.5.2 输出滤波器的参数计算 ........................ 40 3.6 MOSFET开关管的设计 ............................... 43 第4章 控制电路的设计和元器件的原理 ...................... 45

4.1 UC3844芯片原理 ................................... 45 4.2 UC3844工作性能 ................................... 47 4.3 外围电路的设计 ................................... 50 4.4 反馈电路的设计 ................................... 51

IV

4.5 反馈电路中元件的原理 ............................. 54 第5章 辅助电源的设计 .................................... 57

5.1 辅助电源电路的设计 ............................... 57 5.2 辅助电源的工作原理 ............................... 58 5.3 辅助电源的参数 ................................... 59 结 论 ................................................... 60 致 谢 ................................................... 61 参考文献 ................................................. 62 附录1 ................................................... 65

V

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