2。3本设计研究的内容及方法论文网

在通过大致了解开关电源的基本原理后，在此基础上我们仔细研究了关于开关电源输出滤波器的设计方法。从各种角度深入剖析输出滤波器的工作原理及设计方法，并通过反复认真的调试以及专业的软件仿真，实现最优化设计。在设计过程中使用了比较多的计算公式以及各种仿真结果的图片，并站在工程应用的角度上出发，从而设计出实际应用更加方便，滤波效果更加良好的开关电源输出滤波电路。

本次研究使用ADS仿真软件对所要设计的滤波电路进行设计与仿真，通过仿真得到的数值结构与计算理论值进行比较，看最终是否能够符合所要求的理论值，如果仿真结构与理论值具有较大的偏差，则需要对电路的参数方面进行仔细的修正，找出最佳的工作状态，从而将这种状态作为电路设计的最后的仿真设计结果。

3开关电源的原理及输出滤波电路

在理解了开关电源的工作原理后，清楚知道我们所需要设计的滤波器是应用于开关电源方面，从而可以有目的性的对滤波器进行设计与仿真。首先需要理解开关电源纹波产生的原因，从源头出发，才可以设计出令大家满意的滤波器。在开关电源中所产生的噪声大致可以分为四类：输入端的共模噪声、差模噪声，传递噪声，开关噪声（开关管的开关噪声、输出肖特基二极管的开关噪声）等等，当然我们设计滤波器是使开关电源最终可以可靠、安全的工作为最终目的。

3。1脉宽调制控制器的基本原理

开关电源的基本组成电路较为复杂，其基本结构如图2。1所示。主要由以下5部分构成：

（1）输入整流滤波器部分：其中包括了从交流电到输入整流滤波器这一块的电路；

（2）功率开关管（VT）及高频变压器（T）；

（3）控制电路（即PWM控制器电路），这一块能产生脉宽调制信号，它的占空比主要受到反馈电路的控制；

（4）输出整流滤波电路；文献综述

（5）反馈电路。除反馈电路之外，还需适当增加偏置电路、保护电路等。其中，开关电源的主要核心为PWM控制器。

脉宽调制式开关电源的基本工作原理如图2。2所示。

220V的交流电u先要经过整流滤波电路，变成了需要的直流电压UI，再由功率开关管VT斩波、高频变压器T降压，从而得到了高频矩形波电压，最后再通过整流滤波器滤波后获得我们真正需的直流输出电压Uo。

PWM是通过微处理器的数字输出模块实现对模拟电路的控制，主要的控制方式就是对逆变电路中的开关器件的通或断进行控制，使得输出端这一块得到一系列的幅值大致相等的脉冲，PWM控制器同时能产生频率固定但是脉冲宽度却可调的驱动信号，从而可以控制功率开关管的通或断状态，进一部实现调节输出电压的高或低，最终达到稳压的目的。其中锯齿波发生器主要用于提供时钟信号。利用取样电阻、误差放大器和PWM比较器形成小型闭环调节系统。

输出电压Uo经过电阻R1、R2取样之后，传递至误差放大器的反相输入端，同时与加在同相输入端口的基准电压Uref相比较，从而得到误差电压Ur,再通过Ur的幅度大小去实现对PWM比较器输出的脉冲宽度的控制，最后再经过功率放大器电路和降压式输出电路使Uo大体上保持不变。其中Uj为锯齿波发生器的输出信号。

在这里需要指出的是，通常取样电压是接在误差放大器的反相输入端口，但也有的取样电压是接同相输入端口，这与误差放大器另一端口所输入的锯齿波电压正负极性有关