第二章主要研究恒压恒流开关电源的基本理论，着重讲述了开关电源的几 种拓扑结构。第三章，提出了驱动大功率输出恒压恒流开关电源的设计方案。 第四章，提出了开关电源芯片的预期外部应用方案和电路仿真图，以及对仿真 的数据进行分析和评估。第五章，探究开关电源在照明和汽车行业等方面的应 用方案。

恒压恒流开关电源设计工作大致为以下方面：

1。设计 LED 开关电源的外部应用电路，包括选定电感，电容，LED 型号等，以 及反馈网络，控制电路和检测电路设计。 2。开关电源内部的设计。进行设计开关电源内部的振荡信号，参考电压，线性 稳压，逻辑，驱动等模块。 3．进行必要的实验仿真，通过对输出波形，以及一些技术参数进行测试，对研 究的结果做最后的评估，总结。

第二章  开关电源的理论基础

开关电源利用电感电流和电容电压不可瞬变特性，通过功率开关管的周期 脉冲开关状态实现把输入电压转换为输出所需的电压或电流。同时，辅助外部 的反馈电路和内部的控制环路实现系统的稳定，以实现恒定的电压或电流输出。 一般情况下，开关电源由功率开关管和 PWM 或 PFM 控制芯片来实现，当然功 率开关管可以集成在芯片的内部。随着半导体行业的发展，以及现代微电子技 术的成熟，开关电源的设计性能也得到了很大的提高。现在越来越多的开关电 源实现了高度的集成化，具备了高效率，低损耗，体积小的优点，呈现了未来 开关电源的发展方向。

下面探讨几种不同的开关电源的电路结构，研究他们的优缺点，以便作为 本次设计的参考点。通过研究开关电源的外部拓扑结构，可以让我们对开关电 源的设计有更深的理解。

2。1  开关电源的拓扑结构

开关电源的拓扑结构可以分为功率开关管，储能元件，PWM 或 PFM 控制 单元，输出负载，反馈环路，变压器，滤波器，输出整流器等。按开关电源的 工作方式可以分为隔离式和非隔离式开关电源两种。

2。1。1  非隔离式开关电源

非隔离型开关电源包括降压型开关电源变换器、升压型开关电源变换器、 升降压型开关电源变换器等。

在实际应用中降压型开关电源变换器和升压型开关电源变换器用的比较 多，下面分别介绍降压型开关电源变换器和升压型开关电源变换器的工作原理。 BUCK 转换器我们常常称为降压型开关电源变换器。考虑到开关控制电路的延 时情况，所以负载输出电压一般不高于 85%的输入电压。如下图 2-1 所示，降 压型开关电源变换器在功率开关管 Q1 导通时，电流从输入电源通过功率开关 管流经 LC 网络，为负载供电。在图 2-2 所示，当功率开关管关断时，Q1 没有 电流通过，电感的电流不会产生突变，电感强迫电流维持原来的方向，电流通 过 D1，L1，以及负载 R1 形成一个闭环回路，同时电容会放出一部分的电流。来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

输入电压和输出电压的关系式为：Uo/Ui=Δ，其中，Δ为导通时间占空比。

图 2-1 BUCK 转换器导通电路拓扑结构

BUCK 转换器关断电路拓扑结构

BOOST 转换器通常又称为升压变换器，主要功能是把较低的电压转换为用 户所需要的较高的电压。因此，BOOST 开关电源转换器多用于需要高电压的场 合，比如低输入电压，高输出电压的马达调速等。图 2-3 所示的是 BOOST 转换 器导通电路图，当功率开关管导通时，电流通过 L1，Q1，给整个电感充能。图 2-4 所示的是 BOOST 转换器关断电路图，当功率开关管断开时，电流流经电感 L1，二极管 D1，电阻 R1 形成一个回路，电感处于放能的状态。输入电压和输 出电压的关系式：Uo/Ui=1/(1-Δ)，其中，Δ为导通时间占空比。