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考试号：11
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13一、前言
该电源以单端反激式 DC-DC 变换器为核心。市电通过自耦式调压
器，隔离变压器，整流滤波后产生直流电压，经DC-DC 变换得到题目
所需输出电压，实现了开关稳压电源的设计。DC-DC 变换器采用脉宽
调制器（PWM）UC3842，通过调节占空因数使得输出电压 UO 在 30V～
36V 范围内可调；微控制器与键盘显示构成了控制显示模块，能对输
出电压进行键盘设定和步进调整，并显示输出电压、电流的测量和数
字显示功能，形成了良好的人机界面。
开关式直流稳压电源的控制方式可分为调宽式和调频试两种，实
际应用中，而调宽式应用的较多，在目前开发和使用的开关电源集成
电路中，绝大多数也为脉宽调制（PWM）型。开关稳压电源具有效率
高，输出功率大，输入电压变化范围宽，节约能耗等优点。
开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开通时间和工作
周期的比值即占空比来改变输出电压；通常有三种方式：脉冲宽度调
制（PWM），脉冲频率调制（PFM）和混合调制。PWM 调制是指开关周
期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式，因为周期恒定，滤
波电路的设计比较简单，也是应用能够最广泛的调制方式。开关稳压
电源的主要结构框架如图 1-1 所示，有隔离变压器产生一个 15-18V
的交流电压，在经过整流滤波电路，将交流电变成直流电，然后再经
过 DC—DC 变换，由 PWM 的驱动电路去控制开关管的导通和截止，
从而产生一个稳定的电压源，如图 1-1 所示；
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13图 1-1
关键词：DC-DC 变换器，脉宽调制器（PWM）
二、设计任务及要求
1. 设计任务
设计一手机开关型电池充电器，满足：
（1）开关电源型充电；
（2）输入电压 220V，输出直流电压自定；
（3）恒流恒压；
(4) 最大输出电流为:Imax＝;
2．设计要求
（1）合理选择开关器件；
（2）完成全电路理论设计、绘制电路图；
（3）撰写设计报告。
三、设计思路
开关电源由隔离变压器，整流滤波和 DC-DC 变换电路组成。设
计的关键是 DC-DC 变换电路，它包含了开关电源中的开关器件，储能
器件 ，脉冲变压器，滤波器，输出整流等所有功率器件和控制模块；
而控制模块的设计又是 DC-DC 的核心，一般 DC-DC 控制模块使用专用
的 PWM 调制芯片。如 TL494、UC3842 等，芯片内部集成了误差比较器、
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13振荡器、PWM 调制器等，有的甚至有保护电路和驱动电路，在此情况
下使用集成芯片加上少量的外围电路即可构成 PWM 控制电路，稳定性
能较好、控制简单、芯片功耗几乎可以忽略、成本低，过流保护可以
使用电流取样电阻串接在负载上。当取样电阻超过指定范围，立即切
断负载，或者降低输出电压，然后过一段时间再自动启动，接上负载，
由继电器控制负载的连通性。
四、设计方案
根据本次设计的要求，本设计的方案如下：
开关器件的选择
因为脉冲变压器耦合型开关电源具有如下优点：
1）通过附加一个次级绕组间接取样的办法或采用光耦合器实现
电源隔离，使主电源电路与交流电网隔离，即所谓“冷地盘”电
路，实现机壳不带电，给制作和维修带来方便；
2）若开关管内部短路，不会引起负载的过压或过流；
3）容许辅助电源负载与主电源负载无关。即不接主电源负载，
辅助电源仍