本设计设计了相应的硬件电路，研制了一款小功率开关电源。整个系统包括主电路、控制电路、驱动电路、保护电路和反馈电路几部分内容。系统主电路由Boost升压斩波电路和相应的滤波保护电路组成。控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计过程，包括元器件的选取以及参数计算。本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525、光电耦合芯片PC817和半桥驱动芯片IR2110。设计过程中充分利用了SG3525的控制性能，具有较宽的可调工作频率，死区时间可调，具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。 标签： SG3525，开关稳压电源，PWM，升压斩波
1绪论
近年来，随着电力电子学的高速发展，电力供给系统也得到了很大的发展。同时，人们对电源的要求也越来越高。在高效率、大容量、小体积之后，对电源系统的输入功率因数和软开关技术也提出了更高的要求。电源是给电子设备提供所需要的能量的设备，这就决定了电源
在电子设备中的重要性。电子设备要获得好的工作可靠性必须有高质量的电源，所以电子设备对电源的要求日趋增高。相对于线性稳压电源来说，开关稳压电源的优点更能满足现代电子设备的要求。但是，由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率，近年来国内外的专家学者提出了众多的电路拓扑，使得软开关技术成为电力电子技术研究的热点。因此对于现代的开关电源功率交换技术的发展趋势，可以概括为：高频化、高效率、无污染和模块化。
2开关电源概况
2.1开关电源基本拓扑结构
开关变换器是电能变换的核心装置。按转换电能的种类，可把变换器分为四类：①直流变换器（DC-DC），将一种直流电能转换为另一种或多种直流电能的变换器，是直流开关电源的主要部件；②逆变器（DC-AC），将直流电能变为交流电能的电能变换器，是交流开关电源和不间断电源UPS的主要部件；③整流器（AC-DC），将交流电转为直流电的电能变换器；④交交变频器（AC-AC），将一种频率的交流电转换成另一种频率可变的交流电，
或者将一种频率可变的交流电转变为恒定频率的交流电的电能变换器。这四类变换器可以是单向变换器（变换器的能量只能从一个方向向另一个方向流动），也可为双向变换器（能量可双向流动）。直流变换器按其输出端与输入端是否电气隔离可分为两类：非隔离型变换器和隔离型变换器。非隔离型变换器按所用开关器件个数分为单管、双管和四管变换器三类。单管变换器有六种，即降压式（Buck）变换器、升压式（Boost）变换器、升降压式（Buck/Boost）变换器、Cuk变换器、Zeta变换器和Sepic变换器。在这六种单管变换器中，Buck和Boost变换器是最基础的，另外四种是从中派生出的。双管直流变换器有双管串接的升降压式（Buck/Boost）变换器。隔离型变换器包括反激型、正激型、半桥型、全桥型等形式。
2.2开关电源调制方式
开关电源中，控制电路的主要功能是为开关管提供时间或比率可调的驱动脉冲，从而达到稳定的输出电压的目的。目前出现的有时间和比率调节的方式。调节方式有四种：脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM），脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，PFM），调宽调频（PWM·PFM）和跨周期调制（Pulse Skip Modulation，PSM），本设计中分别介绍了四种调制方式的工作原理。
3DC/DC开关电源整体设计
3.1DC/DC开关电源结构图
3.2主回路设计
图3-2是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由功率开关管VT、储能电感 L、滤波电容C和续流二极管VD组成。电路的工作原理是：当控制信号Vi为高电平时，开关管VT导通，能量输入，电源流入储存于电感L中，由于VT导通时其饱和压降很小，所以二极管D反偏而截止，此时存储在滤波电容C中的能量释放给负载。当控制信号Vi为低电平时，开关管VT截止，由于电感 L中的电流不能突变，它所产生的感应电势将阻止电流的减小，感应电势的极性是左负右正，使二极管D导通，此时存储在电感 L中的能量经二极管D 对滤波电容 C充电，同时提供给负载。
3.3控制电路设计
PWM控制信号由PWM控制器SG2525经过如下电路产生。SG2525芯片的10脚为关断信号端，外与反馈信号相连，起到控制保护作用。2脚和16脚共同输入参考电压，决定输出的P
WM波的占空比，1脚和9脚之间由电阻R6、R7和电容104组成PI调节，使输出的PWM波的占空比符合要求。11脚和14脚通过两个二极管送出两路互补的PWM波。SG2525芯片的同向输入端电压变化时，输出的PWM波的占空比就会相应变化。
3.4驱动电路设计
驱动电路是控制电路与主电路之间的桥梁，同开关电源的可靠性、效率等性能密切相关。驱动电路需要有很高的快速性，能提供一定的驱动功率，并且有较高的抗干扰和隔离噪声能力。由于SG2525控制输出的PWM波驱动能力比较弱，不能用来直接驱动MOS管可靠的导通和关断，所以需要用专用驱动芯片IR2110的驱动电路，来可靠地保证MOS管的开通和关断，从而控制输出电压为设计值。IR2110的典型外围电路如图3-4所示，在实际应用中用10uf的电容和104并联构成自举电容，和自举二极管以及芯片的内部电路一起构成自举电路，在2脚和3脚之间并联电容对电源进行滤波，10脚和12脚是两路互补的输入。
4总结
此次设计完成的主要工作是让占空比可调，输出24V的DC-DC开关电源的硬件制作。在设
计方案中，结合芯片SG3525和IR2110特点和工作原理，选择了合适的拓扑结构和外围电路来设计开关电源。根据设计方案，详细地阐述了SG3525的控制原理和IR2110的驱动过程。设计了相应的硬件电路。
参考文献
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