本文關(guān)鍵詞：基于T0P258低紋波開關(guān)電源的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著航天、計算機和機器人等的問世,開關(guān)電源憑借自身的優(yōu)點得到了前所未有的發(fā)展。與此同時,如實驗用直流電源、音響、測量儀、高精度傳感器以及軍工等產(chǎn)品也對電源的輸出紋波提出了較高的要求,這就促使著開關(guān)電源向低紋波化方向發(fā)展。目前,隨著國家“中國制造2025”戰(zhàn)略的提出,可以預(yù)見未來由機器人組成的智慧工廠將屢見不鮮。為了讓機器人能早日成為工業(yè)生產(chǎn)的主力,人們對其智能化、高精化、便攜化等要求也將越來越高,那么開發(fā)低紋波開關(guān)電源就變得意義深遠。本文在深入分析開關(guān)電源主要電路拓撲和工作原理的基礎(chǔ)上,從低頻紋波抑制、開關(guān)紋波抑制、共模干擾抑制、控制環(huán)節(jié)引起的紋波抑制等幾個方面入手,設(shè)計并實現(xiàn)了一款具有5路輸出的反激式開關(guān)電源。設(shè)計部分：根據(jù)設(shè)計要求并結(jié)合紋波抑制方法,確定了基于TOP258芯片來開發(fā)低紋波反激式開關(guān)電源的設(shè)計方案。本著降低紋波的目的,分別對反激式開關(guān)電源的各模塊進行了分析和設(shè)計,包括：保護電路、EMI濾波器、輸入端整流電路設(shè)計、RCD吸收電路、控制電路、變壓器、次級輸出電路以及反饋電路等,其中重點介紹了變壓器和反饋電路的設(shè)計,同時為了改進傳統(tǒng)開關(guān)電源存在的除主輸出以外其他路輸出精度低、紋波大的不足,在其他路輸出端加入了MCP16311-E/MS DC-DC穩(wěn)壓芯片。最后給出了電路的整體原理圖。實現(xiàn)部分：在原理圖的基礎(chǔ)上,根據(jù)開關(guān)電源的電路PCB板設(shè)計步驟及布線的注意事項,使用Altium Designer軟件制作完成了開關(guān)電源的PCB板。在焊接和調(diào)試之后,對樣機的效率、輸出電壓準(zhǔn)確度和輸出電壓的紋波等作出相應(yīng)的測量。通過計算,上述指標(biāo)全部達到設(shè)計要求,其中相比主輸出其他路的電壓輸出指標(biāo)更為優(yōu)良。為了更好的在今后的開發(fā)過程中縮短研發(fā)周期,對上述指標(biāo)又作出了相關(guān)分析。從分析中可知,電源整體設(shè)計合理,效率、精度和紋波系數(shù)等指標(biāo)仍可進一步提高。
【關(guān)鍵詞】：低紋波 開關(guān)電源 反激式 TOP258
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 課題背景及意義13-14
• 1.2 開關(guān)電源的紋波抑制方法14-15
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排15-16
• 1.3.1 論文的研究內(nèi)容15
• 1.3.2 論文的結(jié)構(gòu)安排15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第二章 開關(guān)電源結(jié)構(gòu)及工作原理17-24
• 2.1 開關(guān)電源電路拓撲17-21
• 2.1.1 單端正激式變換器17-18
• 2.1.2 單端反激式變換器18-19
• 2.1.3 推挽變換器19
• 2.1.4 半橋變換器19-20
• 2.1.5 全橋變換器20-21
• 2.2 開關(guān)電源的調(diào)制模式21-22
• 2.3 反激式開關(guān)電源的工作模式22-23
• 2.3.1 CCM模式下的反激式變換器工作原理22-23
• 2.3.2 DCM模式下的反激式變換器工作原理23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 低紋波開關(guān)電源的設(shè)計24-53
• 3.1 設(shè)計要求24-25
• 3.2 設(shè)計方案25-26
• 3.3 輸入端保護電路設(shè)計26
• 3.4 EMI濾波器設(shè)計26-29
• 3.4.1 EMI電路介紹26-28
• 3.4.2 EMI濾波器的參數(shù)設(shè)置28-29
• 3.5 輸入端整流電路設(shè)計29-30
• 3.6 RCD吸收電路設(shè)計30-32
• 3.6.1 RCD電路分析30-31
• 3.6.2 RCD電路參數(shù)設(shè)計31-32
• 3.7 控制電路設(shè)計32-34
• 3.7.1 TOP258簡介32-33
• 3.7.2 TOP258外圍電路設(shè)計33-34
• 3.8 高頻變壓器設(shè)計34-40
• 3.8.1 最小和最大直流輸入電壓值和電流值34-35
• 3.8.2 反射的輸出電壓和最大占空比35
• 3.8.3 初級峰值電流和初級有效值電流35
• 3.8.4 變壓器磁芯35-37
• 3.8.5 初級電感量37
• 3.8.6 初級繞組匝數(shù)和導(dǎo)線37-38
• 3.8.7 次級繞組匝數(shù)和導(dǎo)線38-39
• 3.8.8 變壓器設(shè)計圖39-40
• 3.9 次級輸出電路設(shè)計40-45
• 3.9.1 輸出整流管40
• 3.9.2 輸出端整流二極管的RC電路40-42
• 3.9.3 輸出電感與電容42-44
• 3.9.4 MCP16311-E/MS介紹44-45
• 3.10 反饋回路設(shè)計45-51
• 3.10.1 PC817和TL431介紹46-47
• 3.10.2 補償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計47-51
• 3.11 電路原理圖51-52
• 3.12 本章小結(jié)52-53
• 第四章 低紋波開關(guān)電源的實現(xiàn)53-65
• 4.1 PCB設(shè)計步驟53
• 4.2 PCB設(shè)計注意事項53-55
• 4.3 PCB整體布局55-56
• 4.4 焊接與調(diào)試56-57
• 4.5 指標(biāo)測試57-63
• 4.5.1 效率測量57-58
• 4.5.2 輸出電壓的準(zhǔn)確度測量58-60
• 4.5.3 輸出電壓紋波測量60-63
• 4.6 指標(biāo)分析63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論和展望65-67
• 結(jié)論65
• 展望65-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70-72
• 致謝72

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