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开关电源的毕业设计
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1绪论
电源，即提供电能的设备，主要分三类：一次电源（将其它能量转换为电能），二次电源和蓄电池。其中，二次电源指的是把输入电源（由电网供电）转换为电压、电流、频率、波形及在稳定性、可靠性（含电磁兼容，绝缘散热，不间断电源，智能控制）等方面符合要求的电能供给负载。电子设备都离不开可靠的电源。开关电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点，近年来获得了飞速发展。开关电源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，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
1.1 开关电源
开关电源是指电路中的电力电子器件工作在开关状态的稳压电源。如图1-1所示。开关电源的电路结构比较复杂，但是和线性电源相比有如下几个突出的优点：
图1-1 开关电源原理图
(1)功耗小，效率高。图1-1中，功率晶体管V在激励信号的激励下，交替工作在饱和导通与截止的开关状态，转换速度很快，频率一般在几十到几百kHz。这就使得功率晶体管的损耗较小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可以达到80%以上。
(2)体积小，重量轻。由于没有采用笨重的工频变压器，并且在功率晶体管上的耗散功率大幅降低后，又省了较大的散热片，因此开关稳压电源的体积和重量都可以得到减小。
(3)稳压范围宽。开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比或者激励信号的频率来调节的，输入电压的变化也可以通过变频或调宽来进行补偿。在工频电网电压有较大变化或负载有较大变化时，它仍能保证有较稳定的输出电压，所以稳压范围宽、稳压效果好。
。
目录
1 绪论
2 开关电源电路的设计
3 辅助电路设计
4 损失的计算
5 结束语
参考资料
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简单介绍
开关电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点，近年来获得了飞速发展。开关电源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，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。本文主要以半桥变换电路为开关电源的主电路，设计一台品质优良的直流开关稳压电源。
主变压器的设计对开关稳压电源的工作影响很大，要求设计的变压器有较高的效率和较少的漏感。半桥变换电路中变压器的利用率高，本文对变压器进行了精心设计，对变压器漏抗进行了计算。
关于滤波电路的设计方法，各种不同的资料上均有介绍，本文采用付氏分析的方法，具有很强的实用性。这种方法设计出的滤波电路效果良好。
本文对IGBT的特性及使用中应主意的问题做了概述，对三相全波整流电路中出现故障的现象进行了描述。
2.电源开关设计论文怎么写
一种USB电源开关的设计 摘要： 设计了一种低导通损耗的USB电源开关电路。
该电路采用自举电荷泵为N型功率管 提供足够高的栅压，以降低USB开关的导通损耗。在过载情况下，过流保护电路能将输出电流限 制在0.3 A。
关键词： USB开关；自举电荷泵； N型功率管；过流保护 1引言 通用串行总线（Universal Serial Bus）使PC机 与外部设备的连接变得简单而迅速，随着计算机以 及与USB相关便携式设备的发展，USB必将获得 更广泛的应用。由于USB具有即插即用的特点，在 负载出现异常的瞬间，电源开关会流过数安培的电 流，从而对电路造成损坏。
本文设计的USB电源开关采用自举电荷泵，为 N型功率管提供2倍于电源的栅驱动电压。在负载 出现异常时，过流保护电路能迅速限制功率管电流， 以避免热插拔对电路造成损坏。
2 USB开关电路的整体设计思路 图1为USB电源开关的整体设计。其中，VIN 为电源输入，VOUT为USB的输出。
在负载正常的情 况下，由电荷泵产生足够高的栅驱动电压，使 NHV1工作在深线性区，以降低从输入电源（VIN 到负载电压（VOUT）的导通损耗。当功率管电流高于 1 A时，Current-sense输出高电平给过流保护电路 （Current-limit）；过流保护电路通过反馈负载电压 给电荷泵，调节电荷泵输出（VPUMP），从而使功率管 的工作状态由线性区变为饱和区，限制功率管电流， 达到保护功率管的目的。
当负载恢复正常后，Cur- rent-sense输出低电平，电荷泵正常工作。 3 电荷泵设计 图2为一种自举型（Self-Boost）电荷泵的电路 原理图。
图中，Φ为时钟信号，控制电荷泵工作。初 始阶段电容，C1和功率管栅电容CGATE上的电荷均 为零。
当Φ为低电平时，MP1导通，为C1充电，V1 电位升至电源电位，V2电位增加，MP2管导通。假 设栅电容远大于电容C1,V2上的电荷全部转移到 栅电容CGATE上。
当Φ为高电平时，MN1导通，为 C1左极板放电，V1电位下降至地电位，V2电位下 降，MP2管截止，MN2管导通，给电容C1右极板充 电至VIN。在Φ的下个低电平时，V1电位升至电源 电位，V2电位增加至2VIN,MP2管导通，VPUMP电 位升至2VIN-VT。
自举电荷泵不需要为MN2和MP2提供栅驱 动电压，控制简单[1]，但输出电压会有一个阈值损 失。图3是改进后的电荷泵电路图，Φ1和Φ2为互 补无交叠时钟。
由MN2、MN5、MP3、MP2和电容 C2组成的次电荷泵为MN4、MP4提供栅压，以保证 其完全关断和开启。当Φ1为低电平时，MP1导通， 电位增加，此时，V3电位为零，MP4导通，V2上的电 荷转移到栅电容CGATE上，VPUMP电位升高。
当Φ1为 高电平时，MP2导通，为C2充电，V4电位上升至电 源电位，V3电位随之上升，MP3导通，VPUMP电位继 续升高。MN3相当于二极管，起单向导电的作用。
在VPUMP电压升高到VIN+VT以后，MN3隔离V3 到电源的通路，保证V3的电荷由MP3全部充入栅 电容。这样，C1和C2相互给栅电容充电，若干个时 钟周期后，电荷泵输出电压接近两倍电源电压[2]。
在电荷泵输出电压升高的过程中，功率管提供的负 载电流逐渐上升，避免在容性负载上引起浪涌电流 4 过流保护电路设计 当出现过载和短路故障时，负载电流达到数安 培，需要精确的限流电路为功率管和输入电源提供保 护。对于MOS器件，只有工作在饱和区时的电流容 易控制。
限流就是通过反馈负载电压，调节电荷泵输 出电压来实现的。图4是限流电路的原理图。
N型功率管NHV的源与P型限流管MP6的 栅相接，N型功率管NHV的栅与P型限流管MP6 的源相接。从而达到控制功率管栅源压降的目的。
当负载电流超过1 A时，电流限信号（VLIMIT）为高 电平，MN7导通，栅电荷经MP6流向地，栅电压减 小，功率管工作在饱和区。C1、C2为电荷泵电容值， 在一个时钟周期T内，由电荷泵充入的栅电荷为： Q=VIN*C1+VIN*C2(1) 当功率管栅压稳定时，电荷泵充入的栅电荷等 于限流管放掉的栅电荷。
限流管泄放电流为： IL=QT=VIN*C1+VIN*C2T(2) 由VGS(NHV)=VSG(MP6)(3) 得功率管和限流管的电流关系： 5 仿真结果与讨论 图5为负载正常情况下负载输出电压和功率管 电流的仿真波形。电源电压为5 V,C1、C2电容值为 1 pF，时钟周期为40μs,NHV和MP6宽长比的比值 为300，功率管的并联个数为1*103。
采用0.6μm 30 V BCD工艺，在典型条件下，用HSPICE对整体电 路仿真。由波形可以看出，在1 ms内，负载输出电压 逐渐上升，功率管电流没有过冲，启动时间为1.7 ms。
3 ms后，功率管完全开启，为负载提供电源。 表1为限流电路工作时功率管的平均栅电压和 平均电流。
图6为USB开关启动8 ms后负载短路 到恢复正常的仿真结果。USB开关在负载正常情 况下启动，8 ms后负载短路，负载电流过冲到3.1 A。
当过流保护电路工作后，过流保护电路将电流 限制在0.3 A，保护了USB端口。16 ms后，负载恢 复正常，电源开关重新启动. 图6 USB开关在启动、限流和恢复正常过程中，电荷泵 输出电压、负载输出电压和功率管电流的仿真波形 Fig.6 Simulation waveforms of charge pump output volt- age,power switch output voltage and p。
3.开关型稳压电源研制 毕业设计
摘要随着电力电子技术的告诉发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
目 录第一章绪论……………………………………………………………11.1 开关电源的基本概念……………………………………………………11.2 开关电源的发展……………………………………………………………21.2.1 开关电源的发展状况……………………………………………………21.2.2 开关电源的技术追求和发展趋势…………………………………………31.3 开关电源的技术动态和要点…………………………………………………41.4 小节…………………………………………………………………………………5第二章开关电源的基本分类和工作原理………………………………62.1 开关电源电路基本分类……………………………………………………62.1.1 选择开关电源…………………………………………………………62.1.2开关电源的分类……………………………………………………………62.2 开关稳压电源的基本工作原理……………………………………………92.2.1 TOPSwitch系列单片开关电源的工作原理……………………………92.2.2 TOPSwitch-Ⅱ的性能测试…………………………………………………102.2.3 开关稳压电源的工作原理………………………………………………112.2.4四种反馈电路的基本类型 ………………………………………………132.2.5 单片开关电源的两种工作模式…………………………………………142.3 小节………………………………………………………………………………14第三章小功率通用开关稳压电源的研制………………………………153.1性能特点及技术指标………………………………………………153.2 TOP224P型的管脚功能……………………………………………… 153.2.1 TOP224P的工作原理……………………………………………163.3 开关电源电路中的关键元器件的选择与设计……………………………203.3.1 TL431型可调式精密并联稳压器………………………………………203.3.2 线性光耦合器PC817………………………………………………213.3.3 瞬态电压抑制器…………………………………………223.3.4快恢复及超快恢复二极管……………………………………………233.4 开关电源的设计原理……………………………………………243.4.1 开关电源的的工作原理及电路图……………………………………243.4.2电磁干扰滤波器…………………………………………263.5反激式单片开关电源的基本原理…………………………………………263.6高频变压器的设计和绕制方法………………………………………….283.6.1 单片开关电源高频变压器的设计要点…………………………………283.6.2高频变压器的绕制注意事项……………………………………………293.7输出整流滤波电路的设计………………………………………… 293.7.1输出整流电路的设计………………………………………293.7 .2输出滤波电路的设计…………………………………………303.8计算机设计单片开关电源的程序流程图…………………………………303.9单片开关电源设计方法和步骤…………………………………………343.10 小节…………………………………………40第四章 开关电源设计的总结…………………………………414.1设计实验结果分析………………………………………414.2设计试验总结…………………………………………41附录一…………………………………………42附录二…………………………………………43附录三………………………………………44附录四…………………………………………45参考文献…………………………………………46致谢…………………………………………47。
4.开关电源的设计 论文及原理图
基于AT89C52和IW1692的智能开关电源设计与研究3摘 要：针对采用模拟控制的开关电源的一些问题，提出了一款以AT89C52为核心控制器，利用了AC/DC电源控制芯片（IW1692）的数字化智能开关电源系统，并对该系统的硬件电路和软件设计进行了介绍。
通过测试，本系统较好地解决了模拟开关电源的缺点，达到了相应的目的要求。关键词：开关电源；智能化；数字化 0 引 言随着开关电源技术的成熟，在有些应用场合要求开关电源具有一定的智能，能实现精确的程序控制，并能组网工作，以便于实时了解设备的参数（如电压、电流）、工作状态（正常、故障）等信息。
对于采用模拟量反馈控制的开关电源，在这些场合使用时不可避免地存在这样一些问题：（1）负载在较大范围内变化时反馈环路不稳定，易产生自激振荡。（2）不能实现精确的程序控制。
电池的充电设备、TG脉冲弧焊电源设备必须按照工作规程进行程序控制。对电源的输出要求可能为恒流恒压或恒压限流，这样所用的电源必须能够在各种工作状态之间自由转换，这是常规开关电源难以实现的。
（3）伺服型开关电源常要求电源的输出受外电路控制，而远程控制信号通常为模拟信号，在传输过程中常常会受到外界干扰，导致控制失败。用数字控制方式代替模拟控制，上述问题可以得到很大的改善。
1 数字化智能开关电源的设计思路及要求 智能化开关电源的主要功率变换电路仍然采用与传统开关电源相同的拓扑结构，但其反馈控制环路不采用传统的模拟控制方式，而是采用数字控制方式，即误差采样，脉冲宽度调制（PWM）的调制信号的计算、生成，遥感信号的接收、处理等控制部分电路均使用数字控制技术。通过智能化的数字控制技术，力求解决环路的稳定性、抗干扰性、电源远程控制性等问题。
本开关电源主要技术指标：①交流输入电压85~265 V AC宽范围输入；②直流输出电压5~15 V连续可调；③输出电压调整率≤2.5%；④具有输出短路控制；⑤具有电压显示功能及故障报警指示。2 硬件电路设计2.1 硬件电路原理系统原理框图如图1所示。
电路的工作原理为，市电经EM I滤波、整流滤波变成直流电送入功率变换电路（DC/DC），功率变换电路在PWM电路和单片机的控制下输出稳定的直流电压。用户可根据需要通过键盘对开关电源输出的电压值调节，单片机系统自动对电源输出电压进行数据采样，并与用户给定数据进行比较，然后根据设置的调整算法控制开关调整电路，使电源输出电压符合给定值。
单片机在调整电源输出电压的同时还要检测电路的输出功率，当输出功率超过最大功率时，就起动保护电路，实现保护功能。为了使智能开关电源能可靠、安全地工作，本系统可设置多重监测和保护系统，主要包括过压、欠压和短路保护。
2.2 主要芯片介绍2.2.1 IW 1692WI 1692是一种采用数字控制技术，高性能的AC/DC电源控制器。其数字调节设计是高效率的，内置保护功能，使外部元件较少，简化设计使电路成本较低，电路工作可靠。
WI1692无需次级反馈电路，但能实现良好的线性负载调节；无需环路补偿元件，但提供稳定的运行。脉冲波形分析设计在第一环路，使得反应速度远远超过传统解决方案，从而提高了动态负载响应。
内置功率限定功能，使变压器设计变得最优化，可以使用最普遍的离线设计变压器绕组，并且提供宽输入电压范围，低起动电压。当输出电流大于最大负载电流的5%时，WI1692以固定频率PWM模式运行。
当输出电流减小，开关管导通时间Ton也减小，当Ton下降至Ton2m in，芯片转换为脉冲频率调制（PFM）模式，即轻载时电源转换为PFM模式，使电路损耗达到最低。这些使WI1692成为最理想电源控制的选择，并且符合最新的电源标准。
2.2.2 AT89C52在兼顾运算能力与控制性能，并考虑设计成本及产品投入使用的经济等因素之后，在此选用传统的性价比高的AT89C52单片机为核心控制器。AT89C52是一种低功耗、高性能的片内含有8 kB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造。
芯片上的EPROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器重复编程。2.2.3 MAX1247、MAX525和74HC573MAX1247是4通道模拟输入12位、串行输出A/D转换器；MAX525是4通道模拟输出、12位串行输入D/A转换器。
这两种芯片特性有很多相似之处，可以和单片机构成一个完整的4通道测控系统。采用串入、串出，解决了单片机口线资源不足的缺点。
74HC573是八进制3态非反转透明锁存器。2.3 电路实现2.3.1 开关电源电路及主要元器件选择开关电源电路如图2所示。
本部分电路主要实现交流EM I滤波、整流滤波、钳位保护、PWM控制、DC/DC输出，并由输入输出电阻分压进行采样。 （1）交流EM I滤波及整流滤波。
电压输入后由C1、C2、C3、C4及L1组成交流EM I滤波。（D1~D4）4个二极管（GT1040）组成桥式整流电路，后接C5、C6、R1及L2滤波电路。
变压器初级线圈取144 T，由公式NBNAU in_m in=Uout_max，得次级为18 T，辅助绕组为36 T，因为7815输入电压范围为15~35 V。(2)钳位保护电路。
钳位电路主要用来限。
5.哪里有毕业设计
毕业设计 开关电源的设计，共28页，15664字
第一章 开关电源概述
第一节 开关电源的产生与发展
第二节 隔离式高频开关电源
第三节 开关电源所用的术语
第二章 输入电路
第一节 电压倍压整流技术
第二节 输入保护器件
第三节 输入阳间电压保护
第三章 隔离单端反激式变换器电路
第一节 单端反激式变换器电路中的开关晶体管
第二节 单端反激式变换器电路中的变压器绕组
第四章 UC3842的原理及技术参数
第一节 原理与特点
第二节 工作描述
第三节 技术参数
第五章 UC3842常用的电压反馈电路的选用
第一节 概述
第二节 UC3842常用的电压反馈电路
2.1 输出电压直接分压作为误差放大器的输入
2.2 辅助电源输出电压分压作为误差放大器的输入
2.3 采用线性光偶改变误差放大器的输入误差电压
2.4 结语
第六章 UC3842在开关电源电路的应用
第一节 UC3842 组成的开关电源电路
1.1 启动过程
1.2 稳压过程
1.3 过流保护原理
1.4 过压保护原理
1.5 开关管保护电路
1.6 设计中的注意事项
第二节 显示器开关电源电路
2.1 特点
2.2 采用开关稳压电源激励行输出的优缺点如下：
2.3 UC3842在显示器电路的应用
第七章 电源市场的概况
第一节 直流稳压电源（出口）购市场概况
第二节 开关电源的市场概况
参考文献
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6.多功能集成稳压电源的设计 论文及原理图
集成稳压电源的设计摘要：介绍了集成稳压电源电路应用和发展方向、直流稳压电源的组成以及各个部分的作用；采用一片LM317稳压精度较高、使用极为广泛的串联集成稳压器，设计了一种简单实用的集成稳压电源。
关键词：整流；滤波；稳压；纹波电压1引言采用集成工艺，将调整管、基准电压、取样电路、误差放大和保护电路等集成在一块芯片上，构成了集成化稳压电源。所以集成稳压电源就是稳压电源的集成化，它具有体积小、可靠性高、使用方便等优点，在科研、生产、实验等场合的使用非常广泛。
它可作计算机、单片微机开发、电力自控系统、大专院校科研院所、工厂及中学实验室稳压电源；也可作为电气设备、电子仪器的一部分；还可作为实验室独立的电源设备使用。现在随着电脑和手机的普及，稳压电源发挥着不可磨灭的作用。
2电源电路的集成和发展方向随着电子技术的发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多；体积越来越小，通信设备内部集成电路芯片等所需用的直流电源要求体积要小。所以我们需要将原来的电源进行改革，这样就促进了电源的模块化和集成化，集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高，给应用带来极大方便，但是随着电流增加，速度要求更快的时候，现有的解决办法将无法达到它的要求，解决的办法就是做系统集成。
但由于对电源体积和工作频率等要求的提高，集成化的直流稳压电源又向着高频化、高效率、无污染、模块化的方向发展。3直流稳压电源的组成及各个部分的作用3.1直流稳压电源的组成部分在电子电路及设备中，一般都需要用到稳定的直流电源供电。
它是将一般的频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳定、输出电源为几百毫安以下的直流电压。它一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
单相交流电经过此过程转换成稳定的直流电压。如图1所示，其中电源变压器将交流电网电压U1变为合适的交流电压U2；整流电路将交流电压U2变为脉动的直流电压U3；滤波电路将脉动直流电压U3转变为平滑的直流电压U4；稳压电路清除电网波动及负载变化影响，保持输出电压U0的稳定。
3.2整流滤波电路变压器副边电压通过整流电路由交流转换为直流电源电压，即将正弦波电压转换成为一种单一方向的脉动电压。但是这样的电压都含有较大的交流分量，为了减小电压的脉动，需通过低通滤波电路，使输出电压平滑。
理想情况下，应将交流量全部滤掉，使滤波电路的输出电压仅为直流电压，然而由于滤波电路为无源电路，所以接入负载后势必影响其滤波效果。所以只能变为交流分量较小的直流电压，对于稳定性要求不高的电子电路，可以直接作为供电电源。
常用的几种整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流电路，直流稳压电源的整流电路多使用单相全波整流电路，这种电路在相同的变压器的副边电压下，对二极管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到了广泛的应用。整流电路如图2所示。
整流电路将交流电压U1变为脉动的直流电压。在这里我们用的是单相整流电路，它是由四只二极管组成，其构成的原理是保证在变压器副边电压U2的整个周期内，负载的电压和电流方向始终不变。
若要达到这样一个目的，就要在U2电压的正、负半周期内正确引导流向负载的电流，使其方向不变。通过D1、D3和D2、D4两对二极管的交替导通，使得负载电阻RL上在U2的整个周期内都有电流通过，而且方向不变，输出电压：（）20 001 2 2d 0.92UU u t Uπωππ=∫==（1）整流电路的输出电压虽然是单一的，但是脉动比较大，含有较大的谐波成分，因此，整流之后还需要利用滤波电路将脉动的直流电压变成平滑的直流电压。
直流电源中采用的滤波电路都是无源电路，在理想情况下，滤波后只保留直流成分。电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路。
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图3所示。 当变压器副边电压U2处于正半周并且数值大于电容两端电压UC时，二极管D1、D3导通，电流一路流经负载电阻RL，另一路电路对电容C充电。
因为在理想情况下，变压器副边无损耗，二极管通电电压为零，所以电容两端电压UC（即U0）与U2相等，当U2上升到峰值后开始下降，电容通过负载电阻RL放电，其电压UC也开始下降，趋势与U2基本相同，但是由于电容是按指数规律放电，所以当U2下降到一定数值后，UC的下降速度小于U2的下降速度，使得UC大于U2，从而导致D1、D3反向偏置而变为截止。此后，电容C继续通过RL放电，UC按指数规律缓慢下降。
当U2的负半周幅值变化到恰好大于UC时，D2、D4因加正向电压变为导通状态，U2再次对C充电，UC上升到U2的峰值后又开始下降；下降到一定数值时，D2、D4变为截止，C对RL放电，UC按指数规律下降；放电到一定数值时D1、D3变为导通，重复上述过程。其波形如图4所示： 图4电路滤波曲线图近似估算U0=1.2U。
而且流过二极管瞬时电流很大，RLC越大导致U0越高，负载电流的平均值越大，整流管导电时间越短，因而ID的峰值电流越大。
7.求 直流稳压电源电路设计的 毕业论文
直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。
一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。本设计给出的稳压电源的输出电压范围为0~18 V，额定工作电流为0.5 A，并具有"+"、"-"步进电压调节功能，其最小步进为0.05 V，纹波不大于10 mV，此外，还可用LCD液晶显示器显示其输出电压值。
1系统硬件设计 本系统由电源模块、调压模块、D/A转换模块、显示与键盘模块组成，图1所示是该直流数控稳压电源的结构原理框图。 1.1系统电源模块 在图1中，220 V市电经220 V/17.5 V变压器降压后得到的双17.5 V交流电压，经过一个全桥整流后可得到±21 V两路电压，其中一路+21 V电压供给调整管，作为电源对外输出，另一路经三端稳压器7815得到+15 V，再经过7805得到+5 V的电压。
-21 V的电压则经三端稳压器MC7915得到-15 V电压，以作为系统本身的工作电源。 1.2电压调整模块 该稳压电源中的电压调整模块电路如图2所示。
其中调整管采用复合管形式（由Q1、Q3组成），以实现大电流输出，由于该设计要求Iomax=0.5 A,Iomin=0 A,Pm=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0)*0.5=9 W，因此，本电路中的调整管可选TIP41（其Icmax=6 A>Iomax=0.5 A;Pcw=65 W>9 W,VCEOmax=100 V>18 V），当然，也可以选用2N5832。 电路的比较放大采用运放NE5534来设计，该器件具有共模抑制比高，响应速度快和压摆率高的特点。
设计时可由R10、R11A、R12组成分压取样电路，并要求R10/(R11A+R12)=1/4，即当输出电压存在△UO=0.05 V时，△Ua=0.04 V，这与DAC的输出（10/255=0.04V=1LSB）变化一致。事实上，经过DAC转换以将电流转换为电压并进行电压放大后，即可将得到的10 V电压送比较器NE54534的同相端作为比较的基准电压。
由于DAC0832是8位的D/A转换器，故有255步进。由此，当CPU控制DAC变化1LSB时，其对应Va的变化为0.04 V，故Uout的可调变化量为0.05 V（步长）。
NE5534和Q1、Q3及取样电路构成的负反馈电路可实现调节输出电压的目的（稳压）。 电路中的过流保护由R9与02完成。
当Io>0.7A时，VR9=R9Io≥1*0.7=0.7 V，此时Q2导通，并对调整管Q3的基极分流，使TIP41的导通电阻增大，输出电压降低，从而达到过流保护的目的。必要时，也可接入一红色发光二极管作为过流指示。
该系统的短路保护采用保险管来完成。 1.3 D/A转换模块 本系统中的数模转换电路如图3所示。
它由DAC0832、两级低漂移的运放μA714及VREF电路组成。DAC0832和运放U3A将CPU发出的8位二进制数据转换成0~-5 V的电压，然后经运放U3B反向放大2倍，以得到0~10 V电压。
因此，该DAC的转换分辨率为10/(28-1)=0.04 V，即CPU输出给DAC的数据变化为1 Bit,DAC输出电压的变化为0.04 V。VREF电路为DAC提供基准电压，调节R5A，可使基准电压保持为5 V。
1.4显示与键盘模块 本电源中的电压显示与键盘电路如图4所示。当输出电压经R13限流和R14取样后，即可送如TLC2453-1进行模数转换。
图4中的TLC2453-1为11通道、12位串行A/D转换器，具有12位分辨率，转换时间为10μs，有11个模拟输入通道，3路内置自测试方式，采样率为66 kbps，线性误差±1LSBmax，同时带有转换结果输出EOC，并可单、双极性输出。通过其可编程的MSB或LSB前导可编程输出数据长度。
TLC2453-1的时钟频率选用4.1 MHz，电源输出电压Uo的取样信号从IN0输入，芯片的I/O时钟端、数据输入端、转换数据输出端、片选端分别与AT89S51单片机的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0相连，然后经单片机处理后从P0口输出，在经排阻9A472J驱动后送字符型液晶显示屏SMC1602A显示输出电压。电路中AT89S51单片机的晶振频率选用12 MHz,P1.0~P1.3接调压按钮。
增加电压时，粗调用按键S1，步进为1 V，细调用S2，步长为0.05 V；减小电压时，粗调用S3，步长为1 V，细调用S4，步调为0.05 V。这样，经过它们的有机结合便可将输出电压调节到所需的电压。
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8.毕业论文光控节能开关电源的设计
在任何开关电源设计中，PCB板的物理设计都是最后一个环节，如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，造成电源工作不稳定，以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析： 一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数->输入原理网表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计->复查->CAM输出。
二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距，一般情况下将走线间距设为8mil。
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。
三、元器件布局实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声；由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。
每一个开关电源都有四个电流回路： （1）.电源开关交流回路 （2）.输出整流交流回路 （3）.输入信号源电流回路 （4）.输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电，滤波电容主要起到一个宽带储能作用；类似地，输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量，同时消除输出负载回路的直流能量。所以，输入和输出滤波电容的接线端十分重要，输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源；如果在输入/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连，交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。
电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流，这些电流中谐波成分很高，其频率远大于开关基频，峰值幅度可高达持续输入/输出直流电流幅度的5倍，过渡时间通常约为50ns。这两个回路最容易产生电磁干扰，因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路，每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置，调整元件位置使它们之间的电流路径尽可能短。
建立开关电源布局的最好方法与其电气设计相似，最佳设计流程如下： ·放置变压器 ·设计电源开关电流回路 ·设计输出整流器电流回路 ·连接到交流电源电路的控制电路 ·设计输入电流源回路和输入滤波器设计输出负载回路和输出滤波器根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则： （1）首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小则散热不好，且邻近线条易受干扰。
电路板的最佳形状矩形，长宽比为3:2或4:3，位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。 (2)放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集. （3）以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。
元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接，去耦电容尽量靠近器件的VCC。 (4)在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。
一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。
（5）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。 （6）布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起。
（7）尽可能地减小环路面积，以抑制开关电源的辐射干扰。 四、布线开关电源中包含有高频信号，PCB上任何印制线都可以起到天线的作用，印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗，从而影响频率响应。
即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题（甚至再次辐射出干扰信号）。因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽，这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。
印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比，而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。长度反映出印制线响应的波长，长度越长，印制线能发送和接收电磁波的频率越低，它就能辐射出更多的射频能量。
根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和电流的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。
接地是开关电源四个电流回路的底层支路，作为电路的公共参考点起着很重要的作用，它是控制干扰的重要方法。因此，在布局中应仔细考虑接地线的放置，将各种接地混合会造成电源工作不稳定。
在地线设计中应注意以下几点： 1.正确选择单点接地通常，滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点，同一级电路的接地点应尽量靠近，并且本级电路的电源。
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