单片开关电源及pcb

毕业论文姓名：田伟龙题目：电气自动化毕业论文单片开关电源及PCB设计电气自动化，自动化毕业设计，毕业论文目录摘要……………………………………………………………………………………IAbstract…………………………………………………………………………………II第1章绪论……………………………………………………………………………11．1概述……………………………………………………………………………11．2开关电源的发展简况…………………………………………………………11．3开关电源的发展趋势…………………………………………………………2第2章方案论证…………………………………………………………………………32．1概述………………………………………………………………………………32．2系统总体框图……………………………………………………………………32．3工作原理…………………………………………………………………………32．3．1TOPSwitch-II的结构及工作原理………………………………………32．3．2单片开关电源电路基本原理…………………………………………5第3章单片开关电源的设计……………………………………………………………73．1概述………………………………………………………………………………73．2单片开关电源参数的设计………………………………………………………73．3单片开关电源中电子元器件的选择…………………………………………153．3．1选择钳位二极管和阻塞二极管……………………………………153．3．2输出整流管的选取…………………………………………………183．3．3输出滤波电容的选取………………………………………………193．3．4反馈电路中整流管的选取…………………………………………203．3．5反馈滤波电容的选取………………………………………………203．3．6控制端电容及串联电阻的选择……………………………………203．3．7TL431型可调式精密并联稳压器的选择…………………………203．3．8光耦合器的选择……………………………………………………213．3．9自恢复保险丝的选择………………………………………………233．4单片开关电源保护电路的设计………………………………………………243．4．1输出过电压保护电路的设计………………………………………243．4．2输入欠电压保护电路的设计………………………………………253．4．3软启动电路的设计…………………………………………………263．4．4电压及电流控制环电路的设计……………………………………263．4．5无损缓冲电路………………………………………………………283．4．6采用继电器保护的限流保护电路…………………………………283．4．7IGBT驱动电路………………………………………………………293．5电磁干扰滤波器的设计………………………………………………………293．5．1开关电源电磁干扰产生的机理……………………………………303．5．2开关电源EMI的特点………………………………………………303．5．3EMI测试技术………………………………………………………303．5．4抑制干扰的措施……………………………………………………313．5．5电磁干扰滤波器的构造原理………………………………………333．5．6电磁干扰滤波器的基本电路及典型应用…………………………333．5．7EMI滤波器在开关电源中的应用…………………………………34第4章PCB电磁兼容性设计……………………………………………………………364．1概述……………………………………………………………………………364．2PCB上元器件布局…………………………………………………………374．3PCB布线……………………………………………………………………384．4PCB板的地线设计…………………………………………………………464．5模拟数字混合线路板的设计…………………………………………………484．6PCB设计时的电路措施……………………………………………………49结束语……………………………………………………………………………………56致谢…………………………………………………………………………………59单片开关电源及PCB设计I单片开关电源及PCB设计摘要：电力电子技术已发展成为一门完整的、自成体系的高科技技术，电力电子技术的发展带动了电源技术的发展，而电源技术的发展有效地促进了电源产业的发展。电源技术主要是为信息产业服务的，信息技术的发展又对电源技术提出了更高的要求，从而促进了电源技术的发展，两者相辅相成才有了现今蓬勃发展的信息产业和电源产业。从日常生活到最尖端的科学都离不开电源技术的参与和支持，而电源技术和产业对提高一个国家劳动生产率的水平，即提高一个国家单位能耗的产出水平，具有举足轻重的作用。在这方面我国与世界先进国家的差距很大，作为一个电源工作者，不仅要设计出国际或国内先进的电源，还要考虑到电源的适应性以及电源的成本。只有具有先进性能的电源，加上合理的制作成本，才能使我国的电源产业赶超发达国家。这里着重介绍了基于TOP252Y的单片开关电源，通过运用先进的电力电子技术等技术，实现了将普通市电转化为稳定地电压电流输出。首先介绍开关电源的含义，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。随着各种各样电器的出现以及升级，它们都需要一个稳定的电源，本文系统介绍了一种较为实惠又很先进的稳压稳流输出单片开关电源。关键词：单片开关电源;反激式；脉宽调制。单片开关电源及PCB设计IIThedesignofSingle-chipSwitchingPowerSupplyandit’sPCBAbstract：Electricandelectronictechnologyhasalreadydevelopedintoanintacthighscience,thedevelopmentofelectricandelectronictechnologyhasdriventhedevelopmentofthetechnologyofthepowersupply,andthedevelopmentofpowertechnologyhaspromotedthedevelopmentofindustryofthepowersupplyeffectively.Thetechnologyofthepowermainlyservesinformationindustry,thedevelopmentoftheinformationtechnologyhasputforwardhigherrequesttothepowersupply,thuspromotedthedevelopmentoftechnologyofthepowersupply,anditjusthadthevigorousinformationindustryandpowerindustrynow.Can'tdowithouttheparticipationandsupportofthetechnologyofthepowerfromdailylifetomostadvancedscience,andthepowertechnologyandthepowerindustryhaveveryimportantfunctioninraisingthelevelofacountry'slaborproductivity,namelyimproveanoutputlevelofnationalunit'senergyconsumption.Inthisrespect,ourcountryanddevelopedcountryhaveverygreatdisparity.Asapowerworker,notonlydesigntheinternationalordomesticadvancedpowersupply,butalsoconsidertheadaptabilityandcostofthepowersupply.Onlytheadvancedandlow-pricedpowersupplycouldmakethepowerindustryofourcountrycatchupwiththedevelopedcountry.Here,IwillintroducetheSingle-ChipSwitchingPowerSupplywhichbasedontheTOP252Y,byusingthetechnology,suchasadvancedelectricandelectronictechnology,itturnstheordinaryelectricityintothesteadilyvoltageandcurrentoutput.Atfirst,IwillintroducethemeaningoftheSwitchModePowerSupply,theSwitchModePowerSupplyisaPowersupplywhichutilizingmodernelectricandelectronictechnology,controllingthetimerateoftheON/OFFoftheswitchtransistor,andkeepingthevoltageoutputsteadily,theswitchpowerisgenerallymadeupwithPWMICandMOSFET[20].Withtheappearanceandupgradingofvariouselectricapparatuses,allofthemneedonesteadypowersupply,thistextsystematicallyintroducesakindofmoreadvancedandverymorelow-pricedsinglesliceofSwitchModePowerSupplywhichhassteadilyvoltageandcurrentoutput.Keywords:single-chipswitchingpowersupply;flyback;PWM.单片开关电源及PCB设计1第1章绪论1.1概述电源历来是各种电子设备中不可缺少的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。开关电源（SwitchingPowerSupply）自问世以来，就以其稳定、高效、节能等优良性能而成为稳压电源的主要产品。而高度集成化的单片开关电源，更是因其高性价比、简单的外围电路、小体积与重量和无工频变压器隔离方式等优势而成为稳压电源中的佼佼者，是设计开发各种高效率中、小功率开关电源的优势器件。随着生产、生活中自动化程度的不断提高，开关电源也朝着智能化方向发展，由微控制器控制的开关电源将单片开关电源与单片机控制相结合，更加体现了开关电源的可靠性和灵活性。在21世纪，随着各种不同的单片开关电源芯片及其电路拓扑的应用和推广，单片开关电源越来越体现出巨大的实用价值和美好前景。1.2开关电源的发展简况开关电源被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。近20多年来，集成开关电源沿着下述两个方向不断发展。第一个方向是对开关电源的核心单元——控制电路实现集成化。1997年国外首先研制成脉宽调制（PWM）控制器集成电路，美国摩托罗拉公司、硅通用公司（SiliconGeneral）、尤尼特德公司（Unitrode）等相继推出一批PWM芯片，典型产品有MC3520、SG3524、UC3842。90年代以来，国外又研制出开关频率达1MHz的高速PWM、P