48W24V开关电源的设计.doc

题 目 48W 24V开关电源的设计 毕业设计(论文)开题报告一、选题的意义开关电源的设计对于现代电力电子技术和自动化产业来说是一个覆盖面广，应用范围大的一个课题。而基于UC3843芯片和52单片机相结合的开关电源设计更能体现PMW控制器在单片机控制系统中的应用。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，向着体积小、重量轻、功耗小、效率高、高可靠、抗干扰的方向发展。本次设计的内容不仅能够广泛应用于工业自动化控制，还可以用LED灯具、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器、电子冰箱、液晶显示器、视听产品、数码产品和仪器类等领域，使产品小型化、轻型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计，是一种不错的选择。二、主要设计内容 本设计课题研究的主要内容就是48W 24V开关电源的设计，以UC3843为核心，设计一款反激式拓扑结构的开关电源，将220V的交流电进行整流滤波得到直流电压，然后通过DC/DC变换电路最后得到48W 24V的稳定输出。电路主要是由输入整流滤波、UC3843、电压采样、反激式变换电路、脉冲变压器、辅助电源、输出整流滤等部分组成的，再由单片机作为主要运算控制部件，为系统提供数据处理功能，系统配置有显示控制功能，方便现场实时观察数据信息。三、设计方案（1）整体方案本次设计的是基于UC3843芯片和52单片机相结合的开关电源，该电源电路首先通过整流滤波将220V交流电压变换为直流电压，再通过DC/DC降压到24V。反激式开关电源主要由输入输出滤波储能、变压器、MOS开关管、PWM控制器、反馈系统和过流保护组合而成。利用PWM的方式控制MOS管的导通和截止，在MOS管关闭时，能量能原边传递到次级线圈；在MOS打开时，则在变压器的原边进行储存。所以，PWM控制器一个非常主要的工作是根据需要，打开或者关闭MOS管，而这个需要，则是由反馈系统决定的。当输出的电压高于24V，反馈到PWM控制器，减少MOS管导通时间；反之，则增加MOS管导通时间,反馈有两种反馈，一种是电压反馈，一种是电流反馈,电压反馈用于调整输出电压，而电流反馈则用于过流保护。另外，为了吸收变压器的漏感能量，保护MOS管，需要有一个RCD钳位电路。（2）研究步骤、方法第一：理论准备阶段，理解设计课题，认真研究课题所涉及到的内容，能够较好的掌握有关题目的知识。第二：确定系统各个模块，理清各个模块之间的关系。并开始进行相关硬件电路的资料收集。第三：规划课题，确定组成结构，勾画出大体系统框架并在结构框架的基础上提出原理框图。第四：完成硬件设计部分并画出各部分电路图，将系统部件通过接口电路集合在一起，并画出电路图。第五：根据系统控制过程完成软件设计部分，绘制出主流程图。第六：检查是否可以实现要求的控制要求，能够按照要求实现控制功能。整理论文。（3）实现的具体方法硬件部分：输入电压通过整理变为直流电，再进行DC/DC转换，对输出电压、电流通过UC3843进行调整，再通过数码管进行显示，其流程图如下：软件部分：主要输出电压显示在数码管上，其中主程序框图如下：四、预期成果要求设计一个开关电源，稳定输出直流24V电压，电流达到2A。并且能够显示当前电压值。成果要求如下：1.输入电压范围交流200V240V。2.稳定输出直流24V电压，电流达到2A。3.能够显示当前电压值。实现的精度为：1.输出电压误差小于3%。2.输出纹波小于300mv。3.效率达到80%以上。4.电压调整率小于0.5%。五、进度安排2013.12.15-2014.01.18查阅相关资料，进行总体设计，完成开题报告。2014.01.192014.02.04完成硬件设计，进行软件初步设计。2014.02.052014.03.30完成硬件制作和检测，软件框图设计完成。2014.03.312014.04.26进行单片机软件设计与调试，中期检查。2014.04.272014.05.15完成整个系统的调试，实现全部整个功能要求。2014.05.162014.05.29完善设计、论文撰写并修改完成。2014.05.302014.05.31毕业设计验收。2014.06.012014.06.09准备毕业设计答辩，答辩。六、主要参考文献1林渭勋现代电力电子技术M浙江：浙江大学出版社20032林雯.浅谈开关电源的技术发展趋势J.通信电源技术,2008,25(6):79-80.3周志敏，纪爱华.现代开关电源控制电路设计及应用M.北京：人民邮电出版社.2000.4周志敏.开关电源的分类及应用M.电子工业大学出版社.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长谷川彰开关稳压电源的设计与应用M.北京:科学出版社.2006.7张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计M.北京:电子工业出版社.1999. 8杨旭，裴元庆，王兆安.开关电源技术M.北京：机械工业出版社.2004.9Sandor Nagyszalancyzy.The homeowers ultimate tool guideM.USA: Taunton.2003.10徐德鸿，沈旭，杨成林.开关电源设计指南M.北京：机械工业出版社. 2004.11阮新波，严仰光直流开关电源的软开关技术M北京：科学出版社200012Power Integrations TOP Switch-HXProduct Application GuideJ.2007.13周庭阳，江维澄电路原理M浙江：浙江大学出版社200014Sanjaya Maniktala.Switching Power Supplies A To ZM.USA:Newnes. 2006.15路秋生.开关电源技术与典型应用M.北京：电子工业出版社.2009.指导教师意见（对课题设计（研究）内容的深度、广度及设计（研究）方案的意见和对毕业设计（论文）结果的预测等）该课题为一输入市电，输出电压为24V，输出电流为2A的开关电源的设计。主要是掌握开关电源的技术，特别是MOS管的驱动及开关变压器的设计制作技术。另外要求能实时显示当前的电压值。所涉及到的知识有：基本电路原理、单片机、A/D转换、数字显示、开关变压器设计制作、MOS管驱动、PWM占空比调节等知识，属于开关电源技术和单片机相结合的课题。该课题综合性强，涉及知识点多，难度合适。 该设计的DC/DC采用反激式的拓扑结构，只要结合功率和输出电压，通过正确选用开关管和设计合理的开关变压器以及用专用PWM芯片等器件，能达到功率和直流电压输出基本要求，并利用单片机丰富的I/O端口及其控制的灵活性，并配合A/D转换电路及显示电路能实现实时电压显示。 上述方案能实现任务基本要求，但希望根据