單端反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)

《電力電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目：學(xué) 院：

單端反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)信息與把握工程學(xué)院一、課程設(shè)計(jì)目的PowerMosFET生疏磁性材料、磁性元件及其在電力電子電路中的使用；增加設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試電力電子電路的力氣；二、課程設(shè)計(jì)的要求與內(nèi)容本課程設(shè)計(jì)要求依據(jù)所供給的元器件設(shè)計(jì)并制作一個(gè)小功率190V，9V/1.1A源，要求畫出必要的設(shè)計(jì)電路圖，進(jìn)展必要的電路參數(shù)計(jì)算,完成電路的焊接任protel99SEPCB三、設(shè)計(jì)原理1、開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路構(gòu)造按驅(qū)動(dòng)方式分，有自激式和他激式。橋式、全橋式等；②降壓型、升壓型和升降壓型等。按電路組成分，有諧振型和非諧振型。按把握方式分：①脈沖寬度調(diào)制(PWM)式；②脈沖頻率調(diào)制(PFM)式；③PWMPFM流電壓或電流。因此，這類變換器又稱為逆變整流型變換器。1示。1電路構(gòu)造圖電路工作過(guò)程如下：當(dāng)M1導(dǎo)通時(shí)，它在變壓器初級(jí)電感線圈中存儲(chǔ)能量，VD次級(jí)無(wú)電流流過(guò)，即沒有能量傳遞給負(fù)載；當(dāng)M1截止時(shí)，變壓器次級(jí)電感線圈VDCRI流過(guò)。M12圖2 M1導(dǎo)通與截止的等效拓?fù)?、反激變換器工作原理態(tài)工作如下：C載供給能量，而原邊則從電源吸取能量，儲(chǔ)存于磁路中。QVD1VD1CQ還用來(lái)限制輸出電壓上的開關(guān)頻率紋波重量，使之遠(yuǎn)小于穩(wěn)態(tài)的直流輸出電壓?！瞐〕〔b〕3反激變換器工作狀態(tài)Q流模式DCMQCCM。通常反激變換器多設(shè)計(jì)為斷續(xù)電流模式〔DCM〕下。當(dāng)變換器工作于CCM下時(shí)，輸出與輸入電壓、電流之間的關(guān)系如下：，U MU I，0 g

0，其中M

D N P。NN(1D) NNSDCMMUM 0UUg

D 2L f， R， R 2(1 )2K壓。3、反激變換器的吸取電路磁回路稱為吸取電路，目的是將開關(guān)Q的電壓鉗位到合理的數(shù)值。在220VAC輸RCD4示。44、反激式變換器變壓器的設(shè)計(jì)在本次實(shí)習(xí)中供給的變壓器的鐵芯是EE2825攝氏度的磁導(dǎo)率為B 0.5T，鐵芯的初始磁導(dǎo)率為2300u。max_25 0本次試驗(yàn)中用到的變壓器的繞組的漆包線已經(jīng)給定，無(wú)需選擇。原副邊匝數(shù)比及其匝數(shù)確實(shí)定：依據(jù)實(shí)習(xí)任務(wù)的要求;需要的直流輸出電壓為7V，由器件本身的參數(shù)可以知道其耐壓。UQ

U eg

U Npg Ns

(U 10.3U0

的電壓尖峰，開關(guān)管兩端承受的關(guān)斷電壓為：U Q

NpNs

(U ，一般來(lái)說(shuō)開關(guān)管的耐壓需要在這個(gè)根底之上留下至少0NQ30%的裕量。假設(shè)開關(guān)管的耐壓極限為U,Q

Q

1.3*(1.3U g

p(UN s

1))，UNp Q,U

1.32Ug。N 1.3(Us

1)0.8T內(nèi)，所以,D max

Np(UN s

N(U g

p(UN s

1)原副邊匝數(shù)的計(jì)算：Ae

，原邊的匝數(shù)應(yīng)當(dāng)保證UD T在最大占空比是磁路仍不飽和，電壓沖量等于磁鏈的變化量，固N(yùn) gp B

max ，A氣隙長(zhǎng)度的計(jì)算

max eP0

，效率為，有以下關(guān)系成立：1LI

0TL

2PT0

，其中有以下關(guān)系；P2 psp P

p I 2spP0P0UI Ug1a

I DT/T，則原邊的峰值電流為：I 2 sp sp l

0 ，帶入上式可UDgl 1 l以得到初級(jí)電感。L N2/R ,R

R Fe g (

Fel)P p mp

mFe

m0 A AFe e o

A g0 e rAl

為磁阻。mp氣隙的長(zhǎng)度為l

A 0

lFe

A 0

lFeg A L L r p rN2p5、把握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)〔1〕RT

，C 打算，f1.8RC ，我的TT TT頻率選為90KHZ。U3845電流比較器:電流比較器的門檻值V

error

增加，反之也一樣。整個(gè)把握局部的原理圖如下所示；5幾個(gè)重要器件的介紹:〔1〕UC3845UC3845芯片為SO8或SO14定門限為8.5v〔通，7.6V〔斷；電流模式工作達(dá)500千赫輸出開關(guān)頻率；在反激式應(yīng)用中最大占空比為0.5;輸出靜區(qū)時(shí)間從50%~70%可調(diào)；自動(dòng)前饋補(bǔ)償；鎖輸出；輸入欠壓鎖定，帶滯后；啟動(dòng)及工作電流低。芯片管腳圖及管腳功能如圖6所示。圖6UC3845芯片管腳圖1/2網(wǎng)絡(luò)，以確定誤差放大器的增益和頻響。2〔2.5V〕進(jìn)展比較，調(diào)整脈寬。3腳：電流取樣輸入端。CRVref5腳：接地。6PWM1A.7腳：正電源腳。8腳：Vref，5V50mA.〔2〕TL431TL431是一個(gè)良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。外部有三極分別為：陰極CATHODE、陽(yáng)極ANODE、參考端REF。其芯片體積小、基準(zhǔn)壓周密可調(diào)，輸出電流大等優(yōu)點(diǎn)，所以可 以用來(lái)制作多種穩(wěn)壓器件。其具體功能可用圖7的功能模塊示意。由圖可看出，VI 是一個(gè)內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)源，接在運(yùn)放的反相輸入端。由運(yùn) 放特性可知只有當(dāng)REF端的電壓格外接近VI時(shí)，三極管中 才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過(guò)，而REF1100mA7TL431可控分流基準(zhǔn)〕反響并將誤差PWM間，從而得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓輸出?！?〕PC81781234準(zhǔn)確的調(diào)整，從而把握UC3842的工作。同時(shí)PC817光電耦合器不但可起到反響作用還可以起到隔離作用。圖8 PC817內(nèi)部框圖6、總體設(shè)計(jì)電路圖9開關(guān)電源總體設(shè)計(jì)原理圖四、參數(shù)的計(jì)算與選擇〔1〕匝數(shù)比計(jì)算：U=140V，經(jīng)過(guò)整流橋整流以后U =1.2*190=228V，gN U,1.32UK p Q

6001.32*22816.5138，由于變比的取值要小于計(jì)算N 1.3(Us

1.3*(91)值，于是變壓器的變比取到K=5，下面計(jì)算最大占空比ND max

p(UN s

N

=5*10*0.82275*10

0.1444，在電路的設(shè)計(jì)中我們?nèi)〉筋l(U g

p(UN s

1)f=90KHZ，于是T

1.11*105S，于是有U1 f 9*1041

Dg max

TN

Bp max

A得到eUN

D max

228*0.1444*1.11*1059.0684，實(shí)際取到的原邊的匝數(shù)為p B Amax e

0.5*80.9*106N 30Np

6匝。0原邊電感及其氣隙長(zhǎng)度的計(jì)算：0由L

2PT0

，I 2P

0I0

2*9*1.1 0.6682，p I2sp

sp Ug

D Ug

D 0.9*228*0.1444U L gp Isp

228*0.2216*1.11*105 5.4693*10-4 0.6682A

4*3.14*107*80.9*106 4.82*102L0 epNL0 epN2pg

Fe 1.4261*104m5.4693*1043025.4693*104302r關(guān)心繞組的計(jì)算關(guān)心繞組的計(jì)算和副邊繞組的計(jì)算方法一樣只不過(guò)U 于是有有關(guān)0公式得變比K=3，N 10s1電流檢測(cè)參數(shù)計(jì)算

Vsmax

0.7V0.7

0.66821.0476R

s I I spk pk電壓反響把握參數(shù)計(jì)算R 5001 5.0mA

1K，

fmax

15mA7.5mA0.8

U0Uf

U

91.22.5

0.7067k2 7.5 7.5U UR 0

U

106，于是依據(jù)已有的元件取到2 50R 2002所以：U IR R2 f 2U U U 0.61.21.8VR3 R2 fI I -I 20-317mAR3 ka fR3

U /IR3 R3

1.8/17106R Uref 2.5/20012.5k6 200AR6

10kR (U5 0

Uref

)R6 9-2.*10/2.526Uref選取R 用503電位器代替。5五、在電路制作過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法緣由分析：電路焊接不牢，主電路有虛焊的狀況發(fā)生。12V有電壓，但始終上不去達(dá)不到啟動(dòng)電壓，變壓器不工作。極管升壓，為芯片供電。壓下降嚴(yán)峻。例如線路連接錯(cuò)誤、斷路、虛焊等問(wèn)題，該問(wèn)題在課程設(shè)計(jì)中比較常見，各種緣由也得到了驗(yàn)證。電源工作后，變壓器消滅振動(dòng)現(xiàn)象。導(dǎo)致占空比及頻率輸出消滅過(guò)失。六、實(shí)習(xí)收獲制作與調(diào)試全部自己完成，全面提高了自己的方案設(shè)計(jì)與電路調(diào)試力氣。PCBPCBPCBProtel99SE，PCBPCB我的布線比較亂