1.2 国内外研究现状

截至目前为止应用范围最广的直流电源就是以下几种电源（线性电源、开关电源和相控电源），在开关电源出现前期，各类电子装置与电气控制装备当中，以线性电源应用为主，在后期直流电源取代线性电源的原因是由于在两者相比的情况中性能指标上直流电源具有非常大的优势。伴随着开关频率和功率与切换装置和磁材料的性能的改善逐渐提高，开关电源在电力电子设备以及通信上面有了突破性的发展。

电源系统的应用领域这些年来在不断扩大，电源的稳定性能不断提高，从而使电子设备的发展越来越强大。在各种各样的电子设备种类增多的同时，产品开始趋于小型化和成本化，其产品在上电源的要求也日益增多，例电源的方便灵活性、产生的噪音小、使用体积小、效率高等。为减小开关变换器的体积、提高它的功率、改善响应，开关频率使用大幅提高，高频化的形成迫在眉睫。但是高频化产生也是会产生问题的问题。第一，开关损耗和无源元件的损耗增加；第二，电磁干扰问题的不断增加和参数的不断增大，促使其控制干扰问题不断加剧。 在力求高频化的同时电磁干扰重大问题也在增加。

2 设计准则方案原理及硬件

2.1 高频开关电源的基本原理

   如果将高频的交流电能瞬间变为直流电能，并不能通过简单的变换就可以完成，其最主要通过一下几步来说：

   (1) 电网的滤波器在接受到交流电压的输入以后，就可以替整个系统排除干扰。

   (2) 整流的滤波在排除干扰后可以将交流电转为直流电。

   (3) 直流电经变换器开关在变为高频交流电。

   (4) 变换后的交流电压就可以满足将输出电压进行隔离的需要了。

   (5) 整流滤波能够将交流电变为直流电。要是整个电路安全稳定，控制电路在这个转换过程中要与保护电路相互作用 [1] 。

下图为本系统的主要结构,从AC输入到保护电路，再到整流滤波以及高频的变换，在到输出整流的滤波，最后有DC输出等部分组成。下图为本次设计的总流程图：

图1 高频开关设计流程图

2.2 开关电源技术设计

2.2.1 开关电源的技术参数

   要想设计开关电源,就要考虑开关的各个参数，使其都应该达到安全指标，尤其对其内部参数的设计要求更高。本论文主要由输入输出的参数来介绍其参数的。技术参数在高频开关设计中是非常重要的内容。电压的大小是输入参数首先考虑的。电压在各个区域都是不一样的，所以应该根据这个地区的电压来对开关的参数进行设计。如果要向使自己设计的高频开关用于多个地区，也可以增加转换功能。再者还应注意交流电的电信号频率，国家的标准电压频率是50Hz。最后在注意其开关电源的效率，输出的功率比输出的功率即为其效率。效率的大小会影响到其损耗，所以还要尽量提高开关电源效率 [2] 。

接下来要设计参数来控制输出，要控制参数就要确定额定输出电压的范围、波纹系数以及稳压精度。控制额定电压就是控制输入电压；波纹系数也会影响整个电路，波纹系数太高就会有噪声影响，其系数应控制在1%以下，其噪声也不能大于0.5%；想要提高稳压精度，就必须考虑到很多因素，温度、噪声波纹以及输入电压等外界因素都会对输出电压造成影响。输入电压以及负载也会对其产生影响，调节电压对整个电路起着重要作用，能更容易来进行后面的设计。

2.2.2 开关电源变换器

主要有三种开关电源的变换器，本文只对其中的一种进行研究，是直一直流DC/DC变换器。它的变换是将一种直流电变换为另一种直流电，它的做用体现在频率变换上面，是在功率转换当中用到的最主要的工具。它又叫做斩波器电路，它是开关的重要组成部分。