众文网1.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。
2.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。
3.8.求一篇《论电力电子及开关电源技术应用》不少于2000字的毕业论文
开关电源设计 论文编号：JD208 字数：24541，页数：54 1 绪 论Adapter 即电源适配器。
电源适配器是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备，一般由外壳、电源变压器和整流电路组成，按其输出类型可分为交流输出型和直流输出型；按连接方式可分为插墙式和桌面式。广泛配套于电话子母机、游戏机、语言复读机随身听、笔记本计算机、蜂窝电话等设备中。
多数笔记本电脑的电源适配器可以自动检测100~240V交流电（50/60Hz）。基本上所有的笔记本电脑都把电源外置，用一条线和主机连接，这样可以缩小主机的体积和重量，只有极少数的机型把电源内置在主机内。
在电源适配器上都有一个铭牌，上面标示着功率，输入输出电压和电流量等指标，特别要注意输入电压的范围，这就是所谓的“旅行电源适配器”，如果到市电电压只有100V的国家时，这个特性就很有用了，有些水货笔记本电脑是只在原产地销售的，没有这种设计。 电源适配器的标称电压通常指的是开路输出电压，也就是不接任何负载，没有电流输出的电压值。
因此也可以认为这是该电源的输出电压上限。对于电源内部使用了主动稳压单元或者电压基准元件的情况，一般来说使用高内阻的直流电压表可以直接测得标称电压（更准确的应该用电动势电桥的方法），即使市电电压发生一定的波动，其输出也是稳稳的恒定值；但是对于市面上廉价的小变压器，比如给随身听之类使用的那种，基本上是传统磁芯变压器加上四个整流二极管桥式整流再加上一个大的滤波电容就完事了，这样的话如果使用普通直流电压表测得的数值将大于标称电压，原因是桥式整流的输出为脉动直流，简单的说是一个一个正弦电压信号的正半周连接成的时间链，经过大电容滤波之后会变得平坦一些，但是纹波系数仍然很大（纹波系数就是电压信号波动的幅度同电压平均值之比，越小说明电压越接近直流），所谓标称电压指的是这种电压对时间积分再除以积分时间，简单理解就是对时间的平均值，如果用普通直流电压表测量，测量值十分接近该电压信号的最大值，所以测不准。
同时，如果市电发生波动，该类电源的输出也会随之变化。一般来讲普通电源适配器的真正空载电压也不一定和标称电压完全一致，因为电子元件的特性不可能完全一致，所以允许有一定的误差，民用情况根据用途的需要控制在0.1%到5%左右。
误差越小，对电子元件的一致性要求越高，工业生产中的成本也就越高，价格当然也就越贵。其次是电源的标称电流值。
无论任何电源都有一定的内阻，因此当电源输出电流的时候，会在内部产生压降，等于输出电流乘以电源内阻。导致两件事情，一个是产生热量，等于输出电流的平方乘以内阻，所以电源会热，另一个是输出电压变为标称电压减去内部压降，导致输出电压降低。
通常的设计在考虑完毕散热问题之后，一般限制一个电流值，当输出电流达到这个值得时候，输出电压降低为标称电压的95%，或者其他比例，各厂家根据负载产品的不同需要可以设定更高或者更低的比例，这个电流值就是标称电流。比如72W的ibm16V电源适配器的标称电流是4.5A。
如果负载电阻过低，导致输出电流超过标称电流，一般会发生两件事情，一个是个别元件由于发热超过了散热容量导致烧毁引起电源损坏，另一个是散热设计留有余量，仅仅体现为输出电压进一步降低，如果降低太多可能导致负载无法正常工作。至只有100V的单一输入电压，在我国的220V市电电压下插上就会烧毁。
本设计所做的开关型稳压电源是脉冲宽度调制型（PWM），采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的占空比调整输出电压。当开关管饱和导通时，集电极和发射极两端的压降接近零，在开关管截止时，其集电极电流为零，所以其功耗小，效率可高达80%~95%。
而功耗小，散热器也随之减小，同时开关型稳压电源直接对电网电压进行整流滤波调整，然后由开关调整管进行稳压，不需要电源变压器；此外，开关工作频率在几十千赫，滤波电容器、电感器数值较小。因此开关电源具有重量轻，体积小等特点。
另外，由于功耗小，机内温升低，从而提高了整机的稳定性和可靠性。而且其对电网的适应能力也有较大的提高，一般串联稳压电源允许电网波动范围为220V+10%，而开关型稳压电源在电网电压从90V~264V范围内变化时，都可获得稳定的输出电压。
目 录1 绪 论 12 开关电源工作原理及设计方案介绍 32.1 Adapter的工作原理 42.2输入交流滤波 52.3 桥式整流及滤波 62.4软启动电路 62.5脉宽调制控制器UC3842 62.6高压保护回路 72.7开关功率管及限流电路 82.8直流变换回路（变压器T901） 82.9输出整流滤波回路 92.10电压取样和反馈回路 103 单元电路的设计 123.1 UC3842芯片的介绍 123.1.1主要特点 123.2 各部分电路分析 173.2.2线路滤波原理分析和原件的选择 173.2.3整流滤波部分 193.3UC3842的外围电路 213.3.1软启动电路 213.3.2UC3842脉宽调制及控制电路 223.3.3开关管的设计（Q901） 233.4变压器T901的设计 253.4.1变压器的一些特性介绍 253.4.2 功率变压器T901的设计 263.4.3 高频变压器T901参数 273.5T901 的。
4.要一片关于电源开关的毕业设计,跪求
开关电源的毕业设计
文件信息 ： 1,036 KByte / 52 Page / 22333 字 原文
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。
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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
[1]孙树朴，郑征等 电子电子技术 徐州：中国矿业大学出版社2000
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[11]黄 燕 开关电源故障检修方法
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。
5.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。
6.供用电技术毕业设计论文
无线供电技术方案及应用 摘要：无线供电是一种方便安全的新技术，无须任何物理上的连接，电能可以无接触地传输给负载。
通过介绍无线供电的原理 和简易的无线供电模型，探讨和分析其中一些关键问题。 关键词：无线供电；电磁波；电磁耦合；非辐射性谐振磁耦合 无线电是指在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波。
无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。无线电技术的原 理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。
利用这一现 象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传 播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。
通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的 目的。无线电技术大量应用于以无线广播、电视、移动通讯和无 线数据传输网络中。
既然电磁波不需要介质也能向外传递能量， 那么我们能不能在电力传送上也采用无线传输的方式呢？ 1电磁波方案 1.1原理 电磁波，俗称无线电波是人们非常熟悉的一个概念。电磁波 不仅能传输信号，它也能传输电能。
1.2应用 美国一家公司Power Cast开发了这项技术，整个系统基本 上包含了两个部件，称为Power Caster的发射器模块和称为 Powerharvester的接收器模块，前者可插入在插座上，后者则嵌入 在电子产品上。发送器发射安全的低频电磁波，接收器接收发射 频率的电磁波，据称约有70%的电磁信号能量转换为直流电能。
该项技术之所以会得到多家厂商的青睐，原因在于它独特的电 磁波接收装置，能够根据不同的负载、电场强度来作调整，以维 持稳定的直流电压。可为各种电子产品充电或供电，包括耗电量 相对较低的电子产品，诸如手机、MP3随身听、温度传感器、助听 器，甚至汽车零部件和医疗仪器。
2电磁感应（磁耦合）方案 2.1原理 电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化。电磁感应是电磁学中的基本原 理，变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的，变压器由 一个磁芯和二个线圈，即初级线圈与次级线圈组成。
当初级线圈 两端加上一个交变电压时，磁芯中就会产生一个交变磁场，从而 在次级线圈上感应一个相同频率的交流电压，电能就从输入电 路传输至输出电路。对图1所示的变压器基本电路，两个端口的 电压降可表示为： V1=jwL1I1-jwMI2 Y2=jwMI1-jwL2I2=ZLI2 式中L1、L2和M分别为初级电感、次级电感与互感，ZL是 负载电阻。
初、次级间耦合度可用耦合系数K来定义：K=M/ 32 姨L1L2 耦合系数反映了变压器的优值，对于一个近似于理想的变压器， 可简单表示为：V1/V2≈L1/L2≈N1/N2 式中N1与N2分别是两个电感的匝数，就是所说的电压比 等于匝数比。 2.2应用 应用于无线供电或充电的装置而言，其初级线圈与次级线 圈处于两个分离的各自部件中，因而线圈间的耦合是比较松散 的。
该系统相当于一个分离式疏松耦合变压器，选用Ferrite芯增 加其耦合效率、减少漏磁。 最早使用电磁感应原理传输能量的是电动牙刷。
电动牙刷 经常接触水，不采用直接充电方案，在充电座和牙刷中各有一个线圈， 当牙刷放在充电座上时就有磁耦合作用，类似一个变压器，感应 电压整流后就可对镍镉电池充电，整个电路消耗功率约3W。 日本东京大学的教授们设计了一种塑料薄膜电源，很有创 意，用途也十分广泛。
例如，可将它铺在地板上或桌子上，或嵌入 在墙壁上，为圣诞树上发光二极管、装饰灯供电，为鱼缸水中灯 泡或小型电机供电。薄膜电源由四层塑料薄膜组成，最低一层是 电导可控的有机晶体管，上面是感测兼容电子设备接近的铜线 圈，再上面是接通或关闭电源的MEMS开关，最上面一层是传送 电能的铜线圈。
制作工艺采用了丝网印刷和类似于喷墨打印的 新工艺。它的工作过程是这样的；当物体处于薄膜2.5cm范围内 时，最靠近的MEMS开关接通电源，电感线圈就利用感应原理向 设备供电。
据称，该项技术的效率是很高的，电源传输效率可 81.4%。目标的价位每平方米约100美元。
英国一家公司Splash power推出一款利用电磁感应原理 的手持式设备无线充电器。主机Splash Pad是一个经久耐用、鼠标垫大小充电座，另一个部件是安置在PDA或手机内的Splash Module。
图2是它的原理示意图。当设备放置在Splash Pad上时，Splash Module有效地从充电器吸收能量，为设备中的 电池充电。
Splash Module可按产生的电功率要求、空间大小和 形状定制，直接整合在设备中，或作为一个附件使用。它的优点 是：高效率接收器，符合设备充电协议。
实时、合理的检测器，防 止充电器误用。自动处于低功率状态，符合欧洲EnergyStar准 则。
可缩放的磁芯体拓扑，支持目前的和未来的产品市场。 电磁感应还被用来为MEMS器件供电。
MEMS器件，尤其是内置 执行器的微型器件对电源有特殊要求，这里无线供电就显示出 它的优越性，没有物理限制，高电压和高功率可能性。 3非辐射性谐振磁耦合方案 3.1原理 2007年，美国麻省理工学院（MIT）以Marin Solijacic为首 的研究团队完成了一项无线传输电力的实验。
实验室里放置着2 个铜线圈，一个线圈通电，另一个放在离它2米外。
7.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 power tran- sistor。
8.如何选择光耦的型号,参数,如何设计光耦开关电路
光耦（光耦合器）是70年代发展起来产新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器（SSR）、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构 成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传 输效率高。
光耦的作用
(1) 在逻辑电路上的应用
光电耦合器可以构成各种逻辑电路，由于光电耦合器的抗干扰性能和隔离性能比晶体管好，因此，由它构成的逻辑电路更可靠。
(2) 作为固体开关应用
在开关电路中，往往要求控制电路和开关之间要有很好的电隔离，对于一般的电子开关来说是很难做到的，但用光电耦合器却很容易实现。
(3) 在触发电路上的应用
将光电耦合器用于双稳态输出电路，由于可以把发光二极管分别串入两管发射极回路，可有效地解决输出与负载隔离地问题。
(4) 在脉冲放大电路中的应用
光电耦合器应用于数字电路，可以将脉冲信号进行放大。
(5) 在线性电路上的应用
线性光电耦合器应用于线性电路中，具有较高地线性度以及优良地电隔离性能。
(6) 特殊场合的应用
光电耦合器还可应用于高压控制，取代变压器，代替触点继电器以及用于A/D电路等多种场合。
线性光耦合器的选取原则
在设计光耦反馈式开关电源时必须正确选择线性光耦合器的型号及参数，选取原则如下：
①光耦合器的电流传输比（CTR）的允许范围是50%~200%。这是因为当CTR5.0mA），才能正常控制单片开关电源IC的占空比，这会增大光耦的功耗。若CTR>200%，在启动电路或者当负载发生突变时，有可能将单片开关电源误触发，影响正常输出。
②推荐采用线性光耦合器，其特点是CTR值能够在一定范围内做线性调整。
③由英国埃索柯姆（Isocom）公司、美国摩托罗拉公司生产的4N**系列（如4N25 、4N26、4N35）光耦合器，目前在国内应用地十分普遍。鉴于此类光耦合器呈现开关特性，其线性度差，适宜传输数字信号（高、低电平），因此不推荐用在开关电源中。
总结：光耦的主要作用就是隔离作用，如信号隔离或光电的隔离。隔离能起到保护的作用，如一边是微处理器控制电路，另一边是高电压执行端，如市电启动的 电机，电灯等等，就可以用光耦隔离开。当两个不同的型号的光耦只有负载电流不同时，可以用大的负载电流的光耦代替小负载电流的光耦。
9.求一篇关于声光控开关的毕业论文
摘 要 在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。同时，为了加强我们对模拟电子技术合数字电子技术的理解合巩固，我花了1个星期的时间进行电子技术课程设计，而我设计的课题是声光控制路灯的设计，我设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控白炽灯节能路灯。 在本设计中介绍了多种声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节点。 关键字：自动控制 声控电路 光控电路 延时电路 目 录 一.综述 二.总体电路设计 方案设计 三.单元电路设计与分析 3.1. 电源设计 3.2. 信号放大整形电路设计 3.3. 延时处理电路单稳态电路的设计 四、所需元器件清单 补充： 555定时器 五、收获和体会 六、参考文献
参考资料：
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