恒流开关电源的设计与仿真
摘要：在论文中，首先阐述了恒流开关电源的工作原理，根据方案设计技术参数，给出了整体电路设计的理论依据；然后根据设计要求提出了整体电路的实现架构，并且阐述了整体电路工作原理和子电路的性能要求。在整个电路的设计上，主要介绍了控制电路（功率因数调节）、恒流电路设计、过流保护电路设计、过压保护电路设计等模块。
关键词：开关电源；恒流；保护电路
1 引言
开关电源正在走向大众化，微型化。开关电源将逐步取代变压器在生活中的所有应用，低功率微型开关电源的应用要首先体现在，数显表、智能电表、手机充电器等方面。现阶段国家在大力推广智能电网建设，对电能表的要求大幅提高，开关电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用。开关电源因其高效节能引起社会各方面的重视，现已成为通用开关电源、专用开关电源及特种开关电源优选集成电路。多年来对开关电源的核心单元——控制电路集成化是开关电源的发展方向之一，在这个过程中，更小体积，更少电磁污染，具有可靠的过压及过电流保护电路的技术也在飞速发展随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们工作、生活的关系日益密切，而几乎所有电力电子设备都离不开可靠的电源。开关电源技术的出现极大地提高了电源转换效率，带来了电源行业的大变革。开关电源具有效率高、体积小、重量轻等显著特点。目前世界各国都有广泛的应用，特别是对大容量高频开关电源的研究和开发已成为当今电力电子学的主要研究领域，并派生了很多新的研究方向。
1.1开关电源及其发展趋势
开关稳压电源简称开关电源 (Switching Power Supply)，因电源中起调整稳压控制功能的器件始终以开关方式工作而得名。它是利用现代电力电子技术，通过控制开关管通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源，具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、纹波小、噪音低、智能化程度高、易扩容等优良特性，广泛应用在诸如计算机、彩色电视机、程控交换机、摄像机、VCD、电子游戏机等电子设备上。随着电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性，因此，开关电源将逐渐取代使用工频变压器的线性稳压电源。
开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术 (IT)的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展，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。而在这个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，应该不仅只局限于完成当前的本职工作，还必须通过各种信息渠道及时搜索和掌握电源技术最新发展方向与 电源相关的元器件、原材料的最新发展动态，及时吸取国内外先进的薄膜工艺、厚膜工艺、集成化工艺等，只有这样才能设计出世界上一流的电源产品。
1.2题目研究方法与价值
开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术 (IT)的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展，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。而在这个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，应该不仅只局限于完成当前的本职工作，还必须通过各种信息渠道及时搜索和掌握电源技术最新发展方向与 电源相关的元器件、原材料的最新发展动态，及时吸取国内外先进的薄膜工艺、厚膜工艺、集成化工艺等，只有这样才能设计出世界上一流的电源产品。
电源生产的发展 在开关电源领域，民族产业一直占有举足轻重的地位。在开关电源应用的起步阶段，很多生产厂家采取的都是小作坊的生产模式。经过20多年的不懈努力，逐渐向大规模生产转化，产品也从单一品种走向系列化。现在，我国已经形成一批上亿元、甚至10亿元以上产值的电源企业，有产品已进入国际市场。
电源市场的发展 我国信息产业、国防工业、家电行业，特别是电信业的迅猛发展，是电源市场发展的强大推动力。据国家统计局最新资料显示，当前我国电子信息产业的产区、产出、销售总规模以及对国家经济增长得贡献，均居全国工业行业之首，成为我国工业第一支柱产业。
目录
1 引言 2
1.1开关电源及其发展趋势 2
1.2题目研究方法与价值 3
2 总体方案设计 3
2.1方案一：利用隔离式正激变换器实现 3
2.2方案二：基于Boost电路的PFC变换器实现 5
3分电路设计和论证 9
3.1变压器设计 9
3.2 输出滤波器的设计 10
3.3复位电路计算 10
3.4功率开关管选择 11
3.5输出二极管的选择 11
3.6 恒流输出电路设计 12
3.7缓冲吸收电路设计 13
3.8控制电路设计 14
4 电路仿真 19
4.1 仿真原理图 19
4.2 进行仿真测试 20
5 原理图 23
6 参考文献 24
参考文献
1 周琼鉴,孙肖子编.晶体管与晶体管放大电路(下) .国防工业出版社, 1979.
2 Abraham I P.Switching and linear power supply,power converter design. 1977.
3 叶慧贞,杨兴洲编著.开关稳压电源.国防工业出版社, 1993.
4 李成章编著.电源.电子工业出版社, 1992.
5 王鸿麟编著.直流变换器的原理和设计.人民邮电出版社, 1978.
6 李雄杰编.彩色电视机开关电源原理与维修集萃.电子工业出版社, 1994.
7 施重芳,段玉平等编著.新型电源.中国广播电视出版社, 1990. 电源.中国广播电视出版社, 1990.
8 Harade K, Sakamoto H. On the high12叶慧贞.脉宽调制型开关稳压电源减小杂音的措施.电源年会论文集, 1982.
9 叶慧贞.光电耦合稳压器. 1014所第二届科技报告会论文集, 1979.
10 汪荣顺编.开关电源变压器设计.中国电子学会、电子元件学会、电子变压器专业委员会, 1988.
11 袁光明编.彩色电视机开关电源电路分析与检修.宇航出版社, 1992.
12 卢致皓.场效应功率管在高速开关电源中的应用.计算机研究与发展, 1983, 20 ( 8) .
13 Chen D Y, Wolden J P. Application transistoremitter open turn off scheme to high voltagepower inverters. IEEE Power Electronics Special-ists Conference, 1981.
14 王其英.计算机系统供电辅助设计.计算机工程与应用, 1982, (12) .
15 袁光明,余芳贤编著.彩色电视机开关电源电路分析与检修(续一) .电子科技大学出版社, 1993.
16 赵效敏.开关电源的设计与应用[M] . 上海:上海科学出版社 ,1994.
17 曲学基,王增益, 曲敬铠. 稳定电源电路设计[M] .北京:电子工业出版社, 2003:
http://bysj360.com/ www.bysj360.com/html/4613.html www.bysj360.com/html/4611.html www.bylw520.net www.bylw520.net/html/4807.html www.bylw520.net/html/4806.htm
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