1、 本 科 生 毕 业 设 计论文题目 ： 60W 反激式开关电源的设计姓名 ： 聂亚芬学号 ： 201320060119 班级 ： 1320604Z 班年级 ： 2013 级专业 ： 电子信息工程 学 院 ： 机械与电子工程学院 指导教师 ： 邓文娟（副教授）完成时间 ： 2017 年 月 日作 者 声 明本人以信誉郑重声明：所呈交的学位毕业设计（论文），是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，不包含他人成果及为获得东华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本设计（论文
2、）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计（论文）成果归东华理工大学所有。特此声明。毕业设计（论文）作者（签字）：签字日期： 年 月 日本人声明：该学位论文是本人指导学生完成的研究成果，已经审阅过论文的全部内容，并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。学位论文指导教师签名： 年 月 日60W 反激式开关电源的设计聂亚芬60W Flyback Switching Power Supply DesignYafen Nie2017 年 05 月 30 日东华理工大学毕业设计 摘要 摘 要电源技术是当代科技
3、的重要组成部分，无论是在日常生活还是尖端科技中，电源技术都扮演着一个重要的角色。我们常见的电源有两类，分别为线性稳压电源和开关电源，但由于开关电源具有体积小、重量轻、低功耗等优点，它已经逐渐取代了线性稳压电源的地位，并且成为了电子计算机、家电、通讯等各个行业的主流产品。而其中反激式开关电源电路较为简单，成本也相对低廉，市场应用范围更广，所以相对来说更具有研究意义。此次课题是面向小型工控企业设计的一款高效开关电源，采样反激式拓扑，结合使用了安森美的 NCP1253 芯片进行功能设计，得到一款输出为 60W/12V的反激式开关电源。整体设计框架是先了解反激式拓扑工作原理，然后进行模块设计，根据企业
4、需求设计相关功能，整体功能测试无误后能够投放于市场。关键词：反激式拓扑；NCP1253；模块设计；功能测试东华理工大学毕业设计 ABSTRACTABSTRACTPower supply technology is an important part of modern science and technology, power supply technology plays an important role both in daily life and in cutting-edge technology. We have two kinds of common power supply,
5、respectively linear regulated power supply and switch power supply, but because of the switching power supply has the advantages of small volume, light weight, low power consumption, it has gradually replaced the linear regulated power supply status, and become the mainstream products, home applianc
6、es, computer communications and other industries. The flyback switching power supply circuit is relatively simple, the cost is relatively low, the market is more widely used, so it is more meaningful.This topic is a highly efficient switching power supply design for small industrial enterprises, sam
7、pling flyback topology, combined with the use of the NCP1253 chip A Morimi function design, get a output flyback switching power supply 60W/12V. The overall design framework is to understand the principle of flyback topology, and then design the module, according to the needs of the enterprise desig
8、n related functions, the overall functional testing can be put on the market.Key words: flyback topology; NCP1253; module design; function test目 录绪 论 .1第二章 开关电源的原理 .32.1 开关电源原理分析 .32.2 反激式拓扑电路工作原理 .62.2.1 反激变换器在不连续模式下的工作原理 .82.2.2 反激变换器在连续模式下的工作原理 .82.2.3 两种模式的区别 .82.2.4 反激拓扑的缺点 .8第三章 60W 反激式开关电源的设计
9、 .83.1 需求分析 .83.2 方案设计 .83.2.1 输入模块 .83.2.2 PWM 控制模块 .93.2.3 输出模块 .93.2.4 欠压保护模块 .93.2.5 过压保护模块 .93.2.6 整体电路 .9第四章 整体功能测试 .104.1 各模块测试结果 .114.2 分析报告 .11结 论 .21致 谢 .22参考文献 .23东华理工大学毕业设计 绪论绪 论由于电源技术是一门结合了现代电子技术、电力变换技术，以及自动控制技术等多门学科的技术，所以它的可适用范围非常广。如今电源技术已经成为当代科技比较重要的组成部分，无论是日常生活还是尖端科技，都与电源技术息息相关。随着市场需
10、求不断扩大，对电源的技术要求也越来越高，而其中的开关电源是采用大功率开关管的高频整流电源，它与传统采用工频变换技术的相控电源相比，具有能够更方便地得到不同的电压等级，以及同时还能去除掉大型的工频变压器及滤波电感电容等优点，所以相对其他传统电源来说，开关电源更具有研究意义。开关电源行业虽然发展较为迅速且已经进入相对成熟化，但是它的发展始终是由市场需求决定的，若想使开关电源成为市场常青树，那么就要使开关电源在现有的基础上更加优化，而其中反激式开关电源相对于其他种类的开关电源来说，电路较为简单，成本也相对低廉，它的输出电压受占空比的调制幅度也相对较高。正是由于这些优点，使得反激式开关电源在家电领域中
11、和小型工控企业中被广泛应用。因此，反激式开关电源也成为各大企业优先考虑目标。电源技术行业已经成为了我国具有国际竞争力的电子行业之一，即使在前几年全球金融危机的冲击下，电源技术行业达到的产值仍是同行业之最。随着国家一系列宏观调控政策的落实以及全球经济又逐渐趋于稳定之后，电子电源行业借势而上，产值规模更是又攀高峰，开关电源又是电子电源的主要产品，由于其重量轻、小型化、输入电压范围宽、功率密度/转换效率高、待机功耗小等众多种优点，所以发展迅速，如今开关电源已经取代线性工频电源，应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电子行业。开关
12、电源技术是当今最重要的支撑科技，也是电力电子技术的其中一种。据美国权威机构对电力电子技术的研究，他们提出了一个观点，当今社会国家的科技离不开七个领域：环保、资讯与通信、能源、交通和材料、生命科学。这些领域却又都和电力电子技术有着密切联系，而开关电源又是其中的一个重要方面，所以开关电源有着长远的发展前景。由于开关电源技术与这些方面息息相关，所以下面这几点也将成为开关电源的未来发展方向：(1)提高频率，使动态响应变快，由此去配合微处理器工作，使其达到高速工作状态。东华理工大学毕业设计 绪论(2)控制开关电源的体积大小，对相关器件如：变压器、电容、电感等都要最优化的减小体积。(3)提高效率，由此去减
13、少热能的产生，使散热更加容易，也可以达到高功率密度。开关电源是开关稳压电源的简称，一般指输入为交流电压、输出为直流电压的 AC/DC 变换器。开关电源内部的功率开关管工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，电源效率可达 75%-90%，比普通线性稳压电源提高近一倍。下图为电源分类表：开关电源变换器可以看做开关元件，它是通过呈周期性的导通和关断，来控制占空比从而达到稳定输出电压的目的。开关电源的组成架构如下：东华理工大学毕业设计 绪论开关电源的特点：（1）高效率、低功耗：开关电源具有高效节能性，被誉为高效节能电源。（2）输出电压的变化范围大：输出电压与输入电压无关，既可以比它低也可以比他高；还可
14、以改变电压的极性。（3）外围器件的尺寸：在输出为相同的纹波的情况下，开关电源所需要的外部器件尺寸会随着开关频率变高而变小。（4）高可靠性：通常会在电路中设置保护电路。当今开关电源技术有四大发展趋势：（1）非隔离 DC/DC 技术发展迅速。（2）开关电源吹响数字化号角。目前在整个电子模拟电路系统中，电势、音响设备、照片处理、通讯、网络等都逐步实现了数字化，而最后一个没有数字化的堡垒即使电源领域了，近年来数字电源的研究石头不减，成果也越来越多；（3）初级 PWM 控制 IC 不断优化。（4）同步整流技术实现高效。开关电源未来的发展趋势也将体现在以下几个方面。（1）绿色化，绿色化的开关电源产品将得到广泛应用；绿色开关电源产品具体是指显著的节能性能和不对公用电网产生污染的特点；（2）小型集成化，小型的开关电源已经成为现代供电设备的主流。电源的小型化、减轻重量对便携式电子设备（如移动电话，数字相机等）尤为重要。因此，提高开关电源的功率密度和电源转换效率，使之小型化、轻量化、是人们不断努力追求的目标。高频化、软开关技术、模块化作为电源小型化的主要技术手段之一；（3）数字化，数字化电源将开关电源的高效与数字芯片的智能控制相结合，并运用适当算法对电压、电流进行调整。数字电源与模拟电源相比，对电流检测误差可以进行精确的数字校正，电压检测更精确; 可以实现快速，灵活的控制
