反激式开关电源课程设计报告
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目录
第一章课程设计的目的 2 第二章课程设计的要求 2 第三章主电路原理 4 第四章变压器的设计9 第五章器件选型15 第六章仿真及结果20 总电路图28 心得体会29 参考文献30
第一章、课程设计的目的
通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的:
1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献
资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
第二章、课程设计的要求
1. 题目
题目:反激型开关电源电路设计
注意事项:
①学生也可以选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。
②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料,确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计内容。
开关稳压电源基本原理框图
主要技术数据
1、交流输入电压AC95~270V;
2、直流输出5V,1A;
3、输出纹波电压≤0.2V;
4、输入电压在95~270V之间变化时,输出电压误差≤0.03V;
设计内容:
开关电源主电路的设计和参数选择
IGBT电流、电压额定的选择
开关电源驱动电路的设计
开关变压器设计
画出完整的主电路原理图和控制电路原理图
电路仿真分析和仿真结果
2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知
识和创造性的思维方式以及创造能力
要求具体电路方案的选择必须有论证说明,要说明其有哪些特点。
主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个系统的设计,必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上,经过剖析、提炼,设计出所要求的电路(或装置)。课程设计中要不断提出问题,并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇,且文中有引用说明,否则也不能得优)。
3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力
要求学生在教师的指导下,独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计(包括计算和器件选型)。严禁抄袭,严禁两篇设计报告基本相同,甚至完全一样。
4.课题设计的主要内容是
主电路的确定,主电路的分析说明,主电路元器件、变压器的计算和选型,以及控制电路设计。报告最后给出所设计的完整电路图,
5.课程设计用纸和格式统一
课程设计用纸在学校印刷厂统一购买和装订,封面为学校统一要求。要求图表规范,文字通顺,逻辑性强。设计报告不少于20页
第三章主电路原理
电源设计指标:
输入电压:AC380 V;
输入电压变动范围:304~456 V;
输入频率:50kHz;
输出电压:5 V 24V ;
输出电流:1A 0.05A
输出的纹波电压为≤0.2V
输出电压在±20%的变化范围时,输出地电压误差为±0.3
一反激型电路原理
反激型电路存在电流连续和电流断续两种工作模式,值得注意的是,反激型电路工作于电流连续模式时,其变压器磁芯的利用率会显著下降,因此
实际使用中,通常避免该电路工作于电流连续模式。其电路原理图如图3.1:
2
i
1
i
图3.1 反激型电路原理图
工作过程:当S导通时,电源电流流过变压器原边,
1
i增加,其变化为11
//
s
di dt U W
=,而副边由于二极管VD的作用,
2
i为0,变压器磁心磁感应
强度增加,变压器储能;当S关断时,原边电流迅速降为0,副边电流
2
i在反激作用下迅速增大到最大值,然后开始线性减小,其变化为22
//
o
di dt U W
=,此时原边由于开关管的关断,电流为0,变压器磁心磁感应强度减小,变压器放能。
二EMI滤波电路
开关电源以其效率高、体积小、输出稳定性好的优点而迅速发展起来。但是,由于开关电源工作过程中的高频率、di/ dt 和高du/ dt 使得电磁干扰问题非常突出,如何减小产品的EMI ,成为大家关心的重要问题。开关
电源工作时,电磁干扰可分为两大类:共模干扰是载流体与大地之间的干扰,干扰大小和方向一致,存在于电源任何一相对大地、或中线对大地间,主要是由du/ dt 产生的,di/ dt 也产生一定的共模干扰。差模干扰是载流体之间的干扰,干扰大小相等,方向相反,其存在于电源相线与中线及相线与相线之间。本设计用到的电路如图3.2所示:
图3.2 EMI滤波电路
三整流滤波电路
在整流滤波环节采取的是单相整流滤波电路,本电路常用于小功率的单相交流输入的场合。目前大量普及的微机、电视机等家电产品中所采用的开关电源中,其整流电路就是如图3.3所示的单相不可控整流电路:
图3.3 电容滤波的单相不可控整流电路
由设计要求可知 AC 输入值是
380V , 通过整流滤波537V 的直流电压。
Uo =
式中
U i —整流前输入电压 U i =380V
Uo —整流后输出电压
380537.4V Uo ===
由于滤波过程的其他原因取 U i =310V
二极管承受的压降为 380537.4V =
四 控制芯片
本设计采用UC3842芯片控制开关器件的开通与关断。
UC3842是美国Unitrode 公司生产的采用峰值电流模式控制的集成PWM