小功率开关电源的设计与实现
摘要 开关电源具有高频率，高功率密度，高效率等优点，被称为节能供电。开关电源是利用现代电子技术，控制开关晶体管的导通和关断的时间比率，维持电源的稳定输出电压。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。开关电源比普通的线性电源效率高，开关电源的发展与应用在節约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。基于这一理念，采用了开关晶体管，整流二极管设计一个简单的低功耗通用开关电源：输入功率220V50Hz，低功率开关电源的5V输出电源。
关键词 小功率；开关电源；开关晶体管
前言
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关导通和关断的时间比率，保持电源稳定的输出电压，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使开关电源技术也在不断创新[1]。目前，开关电源具有体积小，重量轻，效率高的特点被广泛应用于几乎所有的电子设备，它是电子信息产业的飞速发展不可缺少的动力模式。开关电源的工作过程是很容易理解的，
在一个线性电源的系统中，为了便于在功率晶体管中的线性模式操作时，与线性功率差，PWM开关电源是在导通状态和关断功率晶体管在这两种状态下，加在功率晶体管两端的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比，PWM开关电源更有效的工作过程是由“斩波”，即切成输入直流电压等于脉冲电压来实现的输入电压幅度的大小[2]。
开关电源控制器的脉冲占空比进行调整。一旦输入电压被切割成交流方波，其幅度可以提高或由一个变压器降低[3]。通过增加二次数量绕组变压器可以提高输出电压的值。最后的这些交流波形经过整流滤波后获得的直流输出电压。
1 小功率电源的设计及仿真
此次实验仿真部分，尝试使用Saber，Proteus，Multisim几款软件进行仿真，三款仿真软件都没有电路需要的三极管13001、13003、13007几款高压高速开关三极管，故尝试使用仿真模拟三极管元件进行仿真，但Saber与Proteus所呈现效果不尽如人意，故选用Mutisim进行
仿真[4-5]。但是仿真过程中，当电路输入部分以及最后输出部分，不进行接地的情况下，多次出现傅里叶函数计算错误，或是软件直接崩溃等情况。故电路不为输出输入短接导致电路系统损毁[6]。
本次设计电路仿真中，主要关注单相半波整流滤波电路结果，当整流滤波电路输出部分接入仿真示波器检测时，常出现1A熔断器被击穿的现象，故只用仿真万用表进行检测。
2 电路实物图及实验结果
图2为F1、C1、D3所组成单相半波整流滤波电路，通电后得到实际电压值一直在小浮动变化，切一直在317上下浮动。图中为317.6V偏移300V超过5%，原因在于实验室电源实际输出电压230V不是设计时所需的220V。
3 结束语
根据开关电源的原理，设计出相应的开关电源电路，通过mutlsim仿真验证了其正确性，通过搭建实际的电路图，从而实现了输入220V的交流电输入5v直流电的输出。
参考文献
[1] 周志敏，主编.开关电源功率因数校正电路设计与应用[M].北京：人民邮电出版社，2004：112.
multisim开关在哪里
[2] 张兴柱，主编.开关电源功率变换器拓扑与设计[M].北京：中国电力出版社，2010：17-50.
[3] 陈永真.反激式开关电源设计、制作、调试[M].北京：机械工业出版社，2014：35-60.
[4] 周志敏.零起点学开关电源设计/实用篇[M].北京：电子工业出版社.2014.35-50，225-240.
[5] 陈建业.开关计算机仿真技术[M].北京：电子工业出版社.2011.37-70.
[6] 张兴柱.国外开关电源技术和现状和趋势[C].第十三届全国技术年会，1999.

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