浙江海洋学院本科生毕业论文
（3）并联调整器/误差放大器；
（4）振荡器，产生锯齿波（SAW）、最大占空比信号（Dmax）和时钟信号（CLOCK）； （5）高压电流源，提供偏流用；
（6）门驱动级和输出级，内含耐压为700V的功率开关管MOSFET；
（7）过流保护电路，利用MOSFET的漏极源通态电阻来检测过电流，当电流过大时令MOSFET关断，起到过流保护作用；
（8）过热保护及上电复位电路，当芯片结温过高时，关断输出级；
（9）关断/自动重启动电路，当调节失控时，立即使芯片在低占空比下工作，倘若故障已排除，就自动重新启动电源恢复正常工作；
（10）脉宽调制器，通过改变控制端电流Ic的大小，连续调节脉冲占空比，实现脉宽调制并能滤掉开关噪声电压。
4.2电源设计
设计思路如图4.3所示 交流输入 线路滤 波 取样 驱动 比较 图4.3 图4.3 设计框图 设计电路如图4.4所示：
参考 整流与滤波电路 直流预稳压电路 具有多路次级的逆变器 整流滤波 输出2 整流滤波 输出1
图4.4 基于TOP221P以及PC817A的BUCK型开关电源设计
该电源为一个4W的等待式电源，其主要应用于电源关断后，需要保持某些等待功能工作
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的场合，例如实时时钟。次级的5V输出用于为等待功能供电，12V非隔离输出用于为主电源的PWM控制器和其他初级端功能供电。直流输入与整个交流输入的范围对应，可在100V-380V的范围变化。输出电压（5V）由齐纳二极管（VR1）和光耦（U2）直接取样，输出电压值等于齐纳二极管的降压与通过光耦中发光二极管的降压（通过R1的降压忽略不计）之和。光耦的输出晶体管驱动TOP221P的控制脚，C5用于对控制脚旁路提供控制环路补偿和设置自动重启动频率。变压器的漏感电压尖峰通过D1由R3和C1来钳位，偏置绕组由D3和C4整流滤波，产生非隔离的12V输出，同时也为光耦输出晶体管的集电极提供偏置，隔离的5V输出绕组由D2整流，C2、L1以及C3滤波。
该电源采用得工作方式为光电耦合反馈,用精密稳压电源KA431稳压。电路中总共使用了三片集成电路，U1是TOP221P型单片开关电源，U2为PC817A型线性光耦合器，B1为桥式整流。当宽范围电压输入时，交流电经过整流器B1整流，从而获得直流输入电压。D2构成漏极钳位保护电路，可将高频变压器漏感而产生的尖峰电压钳位到安全值以下，同时减小振铃电压。R1取47KΩ，保护电容C1。
次级电压依次经过D2、C2、L1、C3整流滤波后产生+5V的输出电压。反馈绕组电压经过D3整流、C4滤波后，得到反馈电压，之后再经过光敏三极管给TOP221P提供一个偏置电压。在电路刚上电时，TOP221P内部的高压电流源直接提供控制极电流Ic使片子启动，使得电路开始工作。当电路正常工作后，Ic将由反馈网络提供，同时通过调节内部PWM的占空比，从而实现对输出电压的自动调节。反馈网络由光耦合器PC817A和C5组成，具有稳压作用，就使光耦中LED的工作电流发生变化，从而改变TOP221P的控制端电流，之后通过调节输出占空比，使U0保持稳定，达到稳压的目的。
其PCB布线如图4.5所示：
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图4.5 基于TOP221P以及PC817A的BUCK型开关电源PCB图 其中B1为桥式整流装置，T1为自制变压器，U1为TOP221P型单片开关电源，U2为PC817A型线性光耦合器。其中的封装皆以按标准封装调制。
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结论
在课题的研究过程中，通过查阅大量的相关文献，认识了什么是开关电源，对开关电源的发展现状及趋势有了一定的了解，并根据给定芯片，结合实际情况提出了一种BUCK型开关电源的设计。
设计前，首先确定设计为一个4W的等待式电源，其主要应用于电源关断后，需要保持某些等待功能工作的场合。次级的5V输出用于为等待功能供电，12V非隔离输出用于为主电源的PWM控制器和其他初级端功能供电。同时通过相关资料的查阅，确定了以集成度较高的TOP221P芯片为设计芯片。为更好的理清头绪，在论文的整理过程中采用与设计相反的思路：先将设计中碰到并解决的问题作为小的章节加以分析、整理，最后提出总体设计。
总体而言，设计完成了所有理论层面的工作，但在实物的制作中尚有明显不足。对具体实物使用与理解的欠缺使之实践化道路显得尤为艰辛，一次次的错，一次次的改。也因此浪费了大量的时间。相信在时间充足的情况下，通过不断的试错过程，也能掌握其操作要领，做出具体实物。
本次设计主要做了以下工作：
（1）查阅大量的文献资料对什么是开关电源以及开关电源的发展现状及发展趋势有了一定的了解，并初步了解了在设计BUCK型开关电源中的注意事项；
（2）解决了设计工程中遇到的概念模糊问题，了解了开关电源设计中几种基本的拓扑结构，并予以记录；
（3）面对设计中遇到的变压器问题，通过查阅资料以及请教老师等方式，解决了电路设计中变压器的封装、绕线等一系列问题；
（4）查阅了给定芯片TOP221P的引脚、封装等相关资料，参考TOP221P在开关电源中的应用，提出了自己的设计方案。
本设计基本完成了BUCK型开关电源在理论范畴的任务，但在实际电路板的制作中，尚有一系列问题没有解决。在今后的学习过程中，理论的实践化能力应当成为一大重点。
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