单端反激式开关电源的设计

《电力电子技术》课程设计报告题 目：学 院：

单端反激式开关电源的设计信息与把握工程学院一、课程设计目的PowerMosFET生疏磁性材料、磁性元件及其在电力电子电路中的使用；增加设计、制作和调试电力电子电路的力气；二、课程设计的要求与内容本课程设计要求依据所供给的元器件设计并制作一个小功率190V，9V/1.1A源，要求画出必要的设计电路图，进展必要的电路参数计算,完成电路的焊接任protel99SEPCB三、设计原理1、开关型稳压电源的电路构造按驱动方式分，有自激式和他激式。桥式、全桥式等；②降压型、升压型和升降压型等。按电路组成分，有谐振型和非谐振型。按把握方式分：①脉冲宽度调制(PWM)式；②脉冲频率调制(PFM)式；③PWMPFM流电压或电流。因此，这类变换器又称为逆变整流型变换器。1示。1电路构造图电路工作过程如下：当M1导通时，它在变压器初级电感线圈中存储能量，VD次级无电流流过，即没有能量传递给负载；当M1截止时，变压器次级电感线圈VDCRI流过。M12图2 M1导通与截止的等效拓扑2、反激变换器工作原理态工作如下：C载供给能量，而原边则从电源吸取能量，储存于磁路中。QVD1VD1CQ还用来限制输出电压上的开关频率纹波重量，使之远小于稳态的直流输出电压。〔a〕〔b〕3反激变换器工作状态Q流模式DCMQCCM。通常反激变换器多设计为断续电流模式〔DCM〕下。当变换器工作于CCM下时，输出与输入电压、电流之间的关系如下：，U MU I，0 g

0，其中M

D N P。NN(1D) NNSDCMMUM 0UUg

D 2L f， R， R 2(1 )2K压。3、反激变换器的吸取电路磁回路称为吸取电路，目的是将开关Q的电压钳位到合理的数值。在220VAC输RCD4示。44、反激式变换器变压器的设计在本次实习中供给的变压器的铁芯是EE2825摄氏度的磁导率为B 0.5T，铁芯的初始磁导率为2300u。max_25 0本次试验中用到的变压器的绕组的漆包线已经给定，无需选择。原副边匝数比及其匝数确实定：依据实习任务的要求;需要的直流输出电压为7V，由器件本身的参数可以知道其耐压。UQ

U eg

U Npg Ns

(U 10.3U0

的电压尖峰，开关管两端承受的关断电压为：U Q

NpNs

(U ，一般来说开关管的耐压需要在这个根底之上留下至少0NQ30%的裕量。假设开关管的耐压极限为U,Q

Q

1.3*(1.3U g

p(UN s

1))，UNp Q,U

1.32Ug。N 1.3(Us

1)0.8T内，所以,D max

Np(UN s

N(U g

p(UN s

1)原副边匝数的计算：Ae

，原边的匝数应当保证UD T在最大占空比是磁路仍不饱和，电压冲量等于磁链的变化量，固N gp B

max ，A气隙长度的计算

max eP0

，效率为，有以下关系成立：1LI

0TL

2PT0

，其中有以下关系；P2 psp P

p I 2spP0P0UI Ug1a

I DT/T，则原边的峰值电流为：I 2 sp sp l

0 ，带入上式可UDgl 1 l以得到初级电感。L N2/R ,R

R Fe g (

Fel)P p mp

mFe

m0 A AFe e o

A g0 e rAl

为磁阻。mp气隙的长度为l

A 0

lFe

A 0

lFeg A L L r p rN2p5、把握系统的设计〔1〕RT

，C 打算，f1.8RC ，我的TT TT频率选为90KHZ。U3845电流比较器:电流比较器的门槛值V

error

增加，反之也一样。整个把握局部的原理图如下所示；5几个重要器件的介绍:〔1〕UC3845UC3845芯片为SO8或SO14定门限为8.5v〔通，7.6V〔断；电流模式工作达500千赫输出开关频率；在反激式应用中最大占空比为0.5;输出静区时间从50%~70%可调；自动前馈补偿；锁输出；输入欠压锁定，带滞后；启动及工作电流低。芯片管脚图及管脚功能如图6所示。图6UC3845芯片管脚图1/2网络，以确定误差放大器的增益和频响。2〔2.5V〕进展比较，调整脉宽。3脚：电流取样输入端。CRVref5脚：接地。6PWM1A.7脚：正电源脚。8脚：Vref，5V50mA.〔2〕TL431TL431是一个良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。外部有三极分别为：阴极CATHODE、阳极ANODE、参考端REF。其芯片体积小、基准压周密可调，输出电流大等优点，所以可 以用来制作多种稳压器件。其具体功能可用图7的功能模块示意。由图可看出，VI 是一个内部的2.5V基准源，接在运放的反相输入端。由运 放特性可知只有当REF端的电压格外接近VI时，三极管中 才会有一个稳定的非饱和电流通过，而REF1100mA7TL431可控分流基准〕反响并将误差PWM间，从而得到一个稳定的直流电压输出。〔3〕PC81781234准确的调整，从而把握UC3842的工作。同时PC817光电耦合器不但可起到反响作用还可以起到隔离作用。图8 PC817内部框图6、总体设计电路图9开关电源总体设计原理图四、参数的计算与选择〔1〕匝数比计算：U=140V，经过整流桥整流以后U =1.2*190=228V，gN U,1.32UK p Q

6001.32*22816.5138，由于变比的取值要小于计算N 1.3(Us

1.3*(91)值，于是变压器的变比取到K=5，下面计算最大占空比ND max

p(UN s

N

=5*10*0.82275*10

0.1444，在电路的设计中我们取到频(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，实际取到的原边的匝数为p B Amax e

0.5*80.9*106N 30Np

6匝。0原边电感及其气隙长度的计算：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关心绕组的计算关心绕组的计算和副边绕组的计算方法一样只不过U 于是有有关0公式得变比K=3，N 10s1电流检测参数计算

Vsmax

0.7V0.7

0.66821.0476R

s I I spk pk电压反响把握参数计算R 5001 5.0mA

1K，

fmax

15mA7.5mA0.8

U0Uf

U

91.22.5

0.7067k2 7.5 7.5U UR 0

U

106，于是依据已有的元件取到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选取R 用503电位器代替。5五、在电路制作过程中遇到的问题和解决方法缘由分析：电路焊接不牢，主电路有虚焊的状况发生。12V有电压，但始终上不去达不到启动电压，变压器不工作。极管升压，为芯片供电。压下降严峻。例如线路连接错误、断路、虚焊等问题，该问题在课程设计中比较常见，各种缘由也得到了验证。电源工作后，变压器消灭振动现象。导致占空比及频率输出消灭过失。六、实习收获制作与调试全部自己完成，全面提高了自己的方案设计与电路调试力气。PCBPCBPCBProtel99SE，PCBPCB我的布线比较乱