摘要：在电子技术不断发展的过程中，电子设备的种类越来越多，其在生活、工作、军事等多方领域的应用也越来越多，灵活多样，高效节能的电源成为人们的普遍诉求。与此同时为了适应电力电子电子设备的轻小化和低成本化，质轻、片薄、体小、节能和高效也逐步成为了电源发展的重要方向。开关电源作为常见且普遍应用的电力电子技术，早已融入到日常的工作学习生活中，相较于线性稳压电源，开关电源拥有着高效节能，降低成本，集成化高、设计简单、维修方便等特点。

本文主要介绍了根据单端反激式电路原理，使用TOPSwitch-HX芯片、光电耦合器、TL431误差放大器等构成的开关电源。主要介绍DC/DC变换器的选择，电路结构的选择，滤波、逆变、整流电路的设计，反馈电路的设计以及变压器的设计。电路结构的选择包括了主控芯片的选型对比，所选芯片的具体引脚用途和集成芯片的自带功能，以及反馈方式的选择。根据以上开关电源的基本设计要求思路要求设计出原始电路，再根据继电保护要求，设计出适合的时序控制电路，以满足不同时序的要求，以及设计故障不可自恢复电路，保证故障时，继保装置不会错误动作，影响电源可靠性。最后通过Protel99SE软件将设计的电路图绘制成原理图，通过封装信息绘制PCB图。

关键字：单端反激式；开关电源；继电保护；TOPSwitch-HX

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 开关电源的概述-1

1.1.1 开关电源的起源与现状-1

1.1.2 开关电源的发展趋势-2

1.1.3 开关电源的分类-3

1.2 本课题研究价值及意义-3

1.3 本文主要内容-3

第2章 继电保护用开关电源的工作原理-5

2.1 概述-5

2.1.1 开关电源的基本结构-5

2.1.2 DC / DC转换器的选择-5

2.2 反激式开关电源的结构和工作原理-6

2.2.1 反激式开关电源的结构-6

2.2.2 反激式开关电源的工作原理-6

2.3 继电保护设备用开关电源的特色-10

2.4 本章小结-11

第3章 开关电源硬件电路设计-12

3.1 引言-12

3.2 电路结构的选择-12

3.2.1 主控芯片的选用-12

3.2.2 TOPSwitch-HX系列芯片的介绍-13

3.2.3 反馈方式的选择-16

3.3 滤波电路的设计-16

3.3.1 EMI滤波器的设计-17

3.3.2 输出滤波电路的设计-18

3.4 整流电路的设计-18

3.5 变压器的设计-19

3.6 反馈稳压电路的设计-20

3.7 保护电路与时序电路的设计-21

3.7.1 保护方式的选择-21

3.7.2 过欠压保护电路的设计-21

3.7.3 时序电路的设计-22

3.8 钳位电路的设计-23

3.9 故障不可自恢复电路的设计-24

3.10 本章小结-25

第4章 成果展示-26

4.1 Protel99se的介绍-26

4.2 仿真方案与计算值的比较-26

4.2.1 仿真方案的结果-26

4.2.2 仿真结果与计算值的对比-27

4.3 PCB的设计-28

4.4 本章小结-29

第5章 总结与展望-30

5.1 总结-30

5.2 展望-30

参考文献-32

致谢-34

附录