摘 要

电源在现代科技生产生活中扮演了一个至关重要的角色，因为体积小、质量轻、高效率、高可靠性等特点，电源家族中的开关电源逐渐成为其中的佼佼者。随着开关电源的应用范围愈来愈广，对开关电源的技术要求日益严格，开关电源不断朝着小型化、模块化、高频化、高可靠性、绿色节能化以及智能化方向发展。

本文研究分析了开关电源的相关特点与相关理论，在相关原理的基础上完成了对单端反激式开关电源的设计。本文对单端反激式开关电源总电路的各部分进行了设计，包括输入整流滤波电路、主变换电路、控制电路三部分；科学合理地设计了各电路的参数，构建了总的电路原理图；运用Matlab软件对单端反激式开关电源的设计电路进行建模、仿真和分析。经过Matlab软件的仿真运行，得出仿真结果；根据仿真结果对电路进行分析，验证设计的正确性。

仿真结果表明，所设计的单端反激式开关电源输出满足设计要求，输出稳定、性能良好。

关键词：开关电源；模块化；Matlab仿真

Abstract

Power supply is very important in modern science and technology production and life. Because it is small, light, efficient and of good quality, the switching power supply in the power supply family has gradually become the leader among them. As the range of applications of switching power supplies is becoming wider and wider, the technical requirements for switching power supplies are becoming stricter, which also continuously drives switching power supplies toward high frequency, miniaturization, modularization, high reliability, green energy saving and intelligence Chemical development.

The paper studies and analyzes the relevant characteristics and theories of the switching power supply, and design a single end flyback switching power supply based on the relevant principles. This paper designs each part of the circuit, including the rectification filter circuit, the main conversion circuit, and the control circuit; chooses the parameters of each circuit are designed scientifically and reasonably, and draws the circuit diagram; The circuit is modeled and operated by MATLAB. Through the simulation operation of Matlab software, the operation results of the circuit proves the rationality of the design.

The simulation results show that the output of the designed circuit meets the design requirements, the output is stable, and the performance is good.

Key Words：Switching power supply; Modular; Matlab simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 3

1.3本文主要工作与章节安排 5

第2章 基本理论 6

2.1开关电源的组成 6

2.2 开关电源的分类 7

2.2.1基本分类 7

2.2.2 DC/DC变换器拓扑 8

2.2 反激式开关电源基本原理 11

2.3 UC3842芯片 12

2.3.1 UC3842的基本原理 12

2.3.2 UC3842的工作原理及功能 12

2.3.2 UC3842的工作原理及功能 13

2.4 开关电源的控制模式 13

2.4.1 电压控制模式 16

2.4.2 电流控制模式 16

2.5本章小结 18

第3章 设计方案 19

3.1反激式开关电源电路总体框架 19

3.2设计参数 19

3.3主电路设计 20

3.3.1 输入整流电路 20

3.3.2 主变换电路 20

3.3.3 双闭环控制设计 21

3.4本章小结 22

第4章 系统仿真 24

4.1电路仿真 24

4.2仿真结果 25

4.3输出的影响因素测试 28

4.4本章小结 33

第5章 全文总结与展望 34

致谢 35

参考文献 36

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

电源是将其它形式的能量，转换为电能的装置，在现代科技生活中电源已成为了至关重要的一部分。随着科技的进步，电源技术的发展也是蒸蒸日上，传统常用的线性稳压电源已经无法满足日常科技生产生活中的高需求。电源的发展历程如图1.1所示，其原理流程图如图1.2所示。

在开关电源出现之前，我们平时日常生活中所接触到的大多数电子装置、电气控制设备的工作电源均是线性稳压电源。从它的名称中我们就可得知，线性稳压电源中具有调整电压功能的器件，在工作过程中始终工作在线性放大区。在相当长的一段时间内，线性稳压电源在我们的生产生活中扮演了十分重要的角色，其原理图如图1.3所示。

开关电源，针对不同的生产生活需要也会有不同的类型，我们通常可以将开关电源分为变换电能、发出电能两种形式的开关电源^[1]。众所周知，自然界中存在着很多形式的能源，但是很多能源我们不能直接利用，需要通过科学技术对能源进行转换，得到我们可以直接利用的能源，比如电能。我们在日常的生产生活中为了得到电能，需要通过各种不同的方式将自然界中的各种能源进行转换。转换所得的电能依然不能在我们日常生产生活中被直接利用，为此就需要进行变压等转换，达到电器所需的电压、电流范围之内，这样我们才能彻底地直接利用这一电能。开关电源的主要职责便是变换电能，将流经电源的电能在电流进入电源之后，经过整流和滤波，就能够实现对电能的转化，让电能变成高压、低压、交流、直流等模式，我们便能够更加方便、合理地利用电能。

无论在什么领域，相关的科学技术水平总是随着时间的推移日益提升，开关电源相关领域的研究发展也是同样的道理。如今，开关电源在我们的日常生活中占据了很大的分量，在国民经济中也起到了举足轻重的作用。开关电源作为电源家族中重要的成员，其具有体积小、质量轻、高效率、高可靠性等优势，已经成为了快速发展的前沿电源技术。