电子科技大学中山学院
《新型电源设计》综合考核报告
设计名称
学 院
班 级
学号姓名 1
学号姓名 2
学号姓名 3
指导教师
机电工程学院
2020 年 09 月 01 日
所有红色部分仅供参考，正式打印时需要删除，标题部分根据自己所
选课题实际情况修改，请勿改变标题字体与字号，正文部分都采用楷
体小四，段前段后间距 0 行，多倍行距 1.5 倍。
一、设计要求与内容
开关电源是 20 世纪 60 年代电源历史上的一次革命，它安装于各种家用电器、
工业设备及军用电子装置中，同时作为赋能装置应用于各个领域。比如在电力系
统中的应用、在通信领域中的应用、在蓄电池充电中的应用、在风能\太阳能发
电中的应用。这次我们要求设计一个在直流 5V~20V 输入（用各分组实际情况替
换）的情况下，通过一个开关电源得到一个稳定的 36V/1A（用各分组实际情况替
换）的直流输出。我们要求这个开关电源有整流的功能，同时通过反馈控制，有
稳压，调压，降压的功能。从而得到稳定的一个直流输出。
二、人员分工与时间安排表
设计题目
基于芯片 XL6009（Boost 拓扑结构）的开关电源设计
队长：
队员：
人员分工与时间进度表
项目时间段
9
10
11
12
13
14
15
16
负责人
任务
选题
方案设计
流程图
原理图
仿真
软件
设计
电路图
元件采购
元件检测
焊接装配
硬件
设计
调试
产品测试
报告撰写
答辩
三 总体方案设计与论证
3.1 设计思路和流程
①根据题目要求输入直流电压为 12V(输入脉宽范围为 5V 到 20V)，输出直流电压
为 36V，输出电流为 1A，所以输出功率 P=U*I=36V*1A=36W。输入电压为 5V~20V，
输出电压为 36V，所以该 DCDC 开关电源为升压设计，需使用 boost 升压拓扑结构。
②boost 升压电路是一种常见的开关直流升压电路，它通过开关管导通和关断来
控制电感储存和释放能量，从而使输出电压比输入电压高。它又称为升压斩波电
路，斩波意思是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电压的过程称为斩
波，斩波有两种方式，一种是脉宽调制方式，另一种是频率调制，频率调制这种
易受干扰。boost 升压又是 DC-DC 电路的一种，因为它的输出电压比输入电压高，
所以又称为升压电路。下图为 boost 升压拓扑简图介绍：
说明：BOOST 升压电路拓扑结构，主要是由电感 L1、开关管 Q1 以及二极管 D1
组成。
充电过程：在充电时候，开关管导通，可理解为 MOS 管这里相当于一根线直
接将漏极 D 和源极连起来，那么化简原理图得到下面的电路图，这时候输入电压
流过电感 L1、Q1、电容 C1，随着不断充电，电感上的电流线性增加，到达一定
时候电感储存了一定能量；在这过程当中，二极管 D1 反偏截止，由电容 C2 给负
载提供能量，维持负载工作；
放电过程：当开关管不导通时候，此时 Q1 相当于断开，由于电感有反向电动
势作用，电感的电流不能瞬时突变，而是会缓慢的逐渐放电。由于原来的电回路
已经断开，电感只能通过 D1、负载、C1 回路放电，也就是说电感开始给电容 C2
充电，加上给 C2 充电之前已经有 C2 提供电压，因此电容两端电压升高。
计算公式： U0/Us=1/1-D (U0 为输出电压，Us 为输入电压，D 为占空比)，
例如：U0 输出电压 36V，Us 输入电压 12V， 则理论输出电压为 U0=12/（1-D）=
36V，D=0.666 的时候，输出电压 36V。
③根据设计要求和 boost 拓扑结构，所以选择优先集成的控制芯片，通过百度和
网上查找学习，升压芯片很多，比较常用的有 XL6009 、XL6019 、MP9185 、
MC33063A、MP1540/1541、XC9119、TPS61040 等芯片，结合设计要求，要求宽输
入电压，输出电压高达 36V，负载电流 1A，所以本方案选择 XL6009 为控制 IC。
XL6009 输入电压范围 5V 至 32V，输出电压最高达 60V，电流最大 4A，能够满足
设计要求。
3.2 开关电源总电路框图
图总电路框图（这里以 DCDC 为例）
四、开关电源原理图各部分说明及计算
4.1 总原理图的介绍
由总电路图可知，Ui 为输入电压，Uo 为输出电压，Ur 为基准参考电压，
R1 和 R2 构成反馈电阻电路，通过调节 R1 和 R2 的阻值，可以调整 DCDC 输出
电压，各功能块介绍如下：
1、DCDC 变换器：DCDC 变换器一般由 Mos 管、电感、电容等组成，通过不同
