基于buck开关电源的应用研制(附件)【字数：9709】
摘 要现如今，在今天的消费市场里，能够方便携带的电子产品所占销售份额的比重越来越大，它比线性电源多了很多优点。在我进行毕业设计之前，我先通过互联网进行大概了解，然后根据老师给的资料再进行详细了解，采用降压型开关电源的设计。又查阅了相关的课题资料并且学习了一些理论知识，对整个课题有了大致的把握。本课题设计一个能提供输出稳定的5.0V DC电压/5瓦功率/纹波电压小于10mV的电压变換电路，供小型便携式电子装置应用，是基于BUCK型开关电源的设计。采用的是VIPer12a芯片，在外部环境不稳定的状态下输出比较稳定的电压，并且起到保护电路的作用。
Key words：BUCK；Steady voltage；protect the circuit；VIPer12a chip 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题意义 1
1.2开关电源的分类 1
1.3开关电源的研究背景与意义 1
1.4开关电源的国内外现状和发展趋势 2
第二章 BUCK型开关电源基础知识 3
2.1开关电源的控制方式 3
2.2脉冲宽度调制器 3
2.2.1脉冲宽度调制型开关电源的基本原理 3
2.2.2PWM控制控制电路的实现 4
2.3降压型开关电源 5
2.3.1开关电源的原理分析 5
2.3.2降压型开关电源的电路结构 5
第三章 基于BUCK开关电源的设计 7
3.1降压式开关电源电路的设计 7
3.2降压式开关电源电路各个部分的介绍 7
3.2.1芯片介绍 8
3.2.2电路设计中各个元器件的选择 10
第四章 开关电源实物的制作 11
4.1降压式开关电源的实物图 11
4.2在焊接过程中遇到的问题和需要注意的要素 11
4.3调试的过程和出现的问题以及解决办法 12
第五章 实验测试的结果和数据分析 14
5.1电路测试的数据 14
5.2测试数据的分析 14
结束语 15
致 谢 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
参考文献 17
附录 18
第一章 绪论
1.1课题意义
电源是所有电子设备的动力源泉，其质量的优劣明显影响电子设备的可靠性和安全性。开关电源是在电子、通信以及家电等领域应用相当多的一种电子装置。而且开关电源是应用相当广泛的一类装备，一般供电采用的方式大部分是开关稳压电源。
1.2开关电源的分类
这么长时间的发展，开关电源的发展已经有了很大的进步。不同类型的不断出现在市场上边，有家用的，有工厂使用的，在航天领域也有着开关电源的分布。不同的开关电源又有着不同的划分。
按照输出电压和输入电压两者的关系可以划分为降压性，升压型，升降型。降压型就是输出的电压小于输入的电压，升压型表明输出的电压小于输入的电压，升降型说明可升可降。按照不同的控制方式有PWM和PFM两种方式。
1.3开关电源的研究背景与意义
在第二次工业革命后，电力成为人类的主要能源，并随之遍布整个社会。没有电就没有当代社会的繁荣昌盛。而开关电源是电子设备中的重要一环也随着电子设备的普及而愈发重要起来。一方面对于一个国家来讲，能源的意义不仅仅在于维护社会稳定，更兼具国家兴衰的作用。由于我国是个能源不足的大国，这个情况下如何更具效率地使用能源是我们应该思考和研究的方向。在另一方面，在现在的日常生活中，大家总在使用着不同型号不同功能的电子设备，通信用的手机，工作办公消遣用的电脑，使人们出行时间大大缩短的高铁飞机，其内部和配套使用的各种工具都包含有开关电源。可以这样说，一旦停电人类的社会就会陷入“休克”，而缺少开关电源，我们的好多电子设备一样会陷入“休克”，特别是现代人们极其依赖的手机将无法充电。试想一下，当你的手上的充电器发生某些问题，你将无法给你的手机充电，导致你的工作和休闲娱乐家庭通话都无法进行，这样将使你产生财产上的损失以及精神上的不愉快。
在电能刚刚出现的时候，人们觉得电力是昂贵的，转换效率低，很难达到人们预想的那样。后来开关电源的出现，使电能有了新的应用方式。打一个比方，现代工业社会的传输电压是220V，但是呢我们正常人不能接触超过36V的电压否则就会出现生命危险，可持续接触的安全电压为24V。试想一下，假如没有开关电源（充电器），你每天都要用220V的电压给手机充电是多么危险和可怕的一件事。正是因为开关电源先把220V的高压转换成5V的安全直流电流，现在的人们才可以在手机电量不足时赶紧拿起充电线给手机充电，并且还可以边充电边继续手里的工作或者娱乐活动，不会因为误触充电线而被高压电电击。
而开关电源的意义不仅仅在于保护人们不受高压电的侵扰，还可以在外部环境不稳定的情况下输出一个相对稳定的电流。比如轮船，汽车它们自身的电子是通过自身的发电机产生的，由于环境的影响以及本身发电机的优劣，其产生的电流不一定能保持一定的稳定性。这样的情况可能导致的后果轻则效率降低，重则对汽车轮船的安全造成威胁。所以这个情况下，发电机通过开关电源来输出稳定电压就能解决很多问题。而开关电源的发展也越来越好。
1.4开关电源的国内外现状和发展趋势
目前来说还是美国日本欧洲占大头，国内厂商也有一些成规模的，但还是不能做到全球顶尖。我们国内大多只是做个加工费，没有自主研发的芯片，导致上游的利润很少分到。特别是今年美国封杀了中兴的芯片，可以说是当头一棒，打醒了国内的芯片厂商，不去做自己的芯片，迟早要被美国卡住脖子，现在做还不晚。开关电源的稳压芯片是主要的，但是我们国内还是依赖国外的芯片，不能做到自己的开关电源用自己的芯片。芯片的价格太过于高昂，光是进口芯片的资金投入就占了生产成本的很大比重。国产厂商的大部分利润被核心提供商剥夺。希望我国能够加大芯片的研究和开发，自主研发的芯片能够做到大规模生产。降低开关电源的成本和价格。
Key words：BUCK；Steady voltage；protect the circuit；VIPer12a chip 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题意义 1
1.2开关电源的分类 1
1.3开关电源的研究背景与意义 1
1.4开关电源的国内外现状和发展趋势 2
第二章 BUCK型开关电源基础知识 3
2.1开关电源的控制方式 3
2.2脉冲宽度调制器 3
2.2.1脉冲宽度调制型开关电源的基本原理 3
2.2.2PWM控制控制电路的实现 4
2.3降压型开关电源 5
2.3.1开关电源的原理分析 5
2.3.2降压型开关电源的电路结构 5
第三章 基于BUCK开关电源的设计 7
3.1降压式开关电源电路的设计 7
3.2降压式开关电源电路各个部分的介绍 7
3.2.1芯片介绍 8
3.2.2电路设计中各个元器件的选择 10
第四章 开关电源实物的制作 11
4.1降压式开关电源的实物图 11
4.2在焊接过程中遇到的问题和需要注意的要素 11
4.3调试的过程和出现的问题以及解决办法 12
第五章 实验测试的结果和数据分析 14
5.1电路测试的数据 14
5.2测试数据的分析 14
结束语 15
致 谢 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
参考文献 17
附录 18
第一章 绪论
1.1课题意义
电源是所有电子设备的动力源泉，其质量的优劣明显影响电子设备的可靠性和安全性。开关电源是在电子、通信以及家电等领域应用相当多的一种电子装置。而且开关电源是应用相当广泛的一类装备，一般供电采用的方式大部分是开关稳压电源。
1.2开关电源的分类
这么长时间的发展，开关电源的发展已经有了很大的进步。不同类型的不断出现在市场上边，有家用的，有工厂使用的，在航天领域也有着开关电源的分布。不同的开关电源又有着不同的划分。
按照输出电压和输入电压两者的关系可以划分为降压性，升压型，升降型。降压型就是输出的电压小于输入的电压，升压型表明输出的电压小于输入的电压，升降型说明可升可降。按照不同的控制方式有PWM和PFM两种方式。
1.3开关电源的研究背景与意义
在第二次工业革命后，电力成为人类的主要能源，并随之遍布整个社会。没有电就没有当代社会的繁荣昌盛。而开关电源是电子设备中的重要一环也随着电子设备的普及而愈发重要起来。一方面对于一个国家来讲，能源的意义不仅仅在于维护社会稳定，更兼具国家兴衰的作用。由于我国是个能源不足的大国，这个情况下如何更具效率地使用能源是我们应该思考和研究的方向。在另一方面，在现在的日常生活中，大家总在使用着不同型号不同功能的电子设备，通信用的手机，工作办公消遣用的电脑，使人们出行时间大大缩短的高铁飞机，其内部和配套使用的各种工具都包含有开关电源。可以这样说，一旦停电人类的社会就会陷入“休克”，而缺少开关电源，我们的好多电子设备一样会陷入“休克”，特别是现代人们极其依赖的手机将无法充电。试想一下，当你的手上的充电器发生某些问题，你将无法给你的手机充电，导致你的工作和休闲娱乐家庭通话都无法进行，这样将使你产生财产上的损失以及精神上的不愉快。
在电能刚刚出现的时候，人们觉得电力是昂贵的，转换效率低，很难达到人们预想的那样。后来开关电源的出现，使电能有了新的应用方式。打一个比方，现代工业社会的传输电压是220V，但是呢我们正常人不能接触超过36V的电压否则就会出现生命危险，可持续接触的安全电压为24V。试想一下，假如没有开关电源（充电器），你每天都要用220V的电压给手机充电是多么危险和可怕的一件事。正是因为开关电源先把220V的高压转换成5V的安全直流电流，现在的人们才可以在手机电量不足时赶紧拿起充电线给手机充电，并且还可以边充电边继续手里的工作或者娱乐活动，不会因为误触充电线而被高压电电击。
而开关电源的意义不仅仅在于保护人们不受高压电的侵扰，还可以在外部环境不稳定的情况下输出一个相对稳定的电流。比如轮船，汽车它们自身的电子是通过自身的发电机产生的，由于环境的影响以及本身发电机的优劣，其产生的电流不一定能保持一定的稳定性。这样的情况可能导致的后果轻则效率降低，重则对汽车轮船的安全造成威胁。所以这个情况下，发电机通过开关电源来输出稳定电压就能解决很多问题。而开关电源的发展也越来越好。
1.4开关电源的国内外现状和发展趋势
目前来说还是美国日本欧洲占大头，国内厂商也有一些成规模的，但还是不能做到全球顶尖。我们国内大多只是做个加工费，没有自主研发的芯片，导致上游的利润很少分到。特别是今年美国封杀了中兴的芯片，可以说是当头一棒，打醒了国内的芯片厂商，不去做自己的芯片，迟早要被美国卡住脖子，现在做还不晚。开关电源的稳压芯片是主要的，但是我们国内还是依赖国外的芯片，不能做到自己的开关电源用自己的芯片。芯片的价格太过于高昂，光是进口芯片的资金投入就占了生产成本的很大比重。国产厂商的大部分利润被核心提供商剥夺。希望我国能够加大芯片的研究和开发，自主研发的芯片能够做到大规模生产。降低开关电源的成本和价格。
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