单端反激DCDC电路仿真
单端反激DCDC电路仿真
单端反激DC/DC 电路仿真利用sim power systems 建立单端反激电路的仿真模型。
输入直流电压源,电压28V ,输出电压5V ,电压纹波小于1%,输出额定功率30W ,最小负载电流0.1A 。
电路开关频率50KHz ,整流二极管通态压降0.8V ,计算必须的电感(变压器电感),电容,变压器的变比,功率管的工作占空比,并选择开关管(选择MOSFET )及二极管。
一、参数计算➢ DCM 模式1、变压器变比66.5528≈==-=o in S S P V V V N N 2、确定最大占空比——根据原边电感伏秒平衡原则进行计算0.525*6285*6)10*2*0.1-1()-1(5-o ≈+=+=V N N V V N N d D S P in o S P t 3、确定原边电感量——根据输出电压表达式进行计算(占空比最大且负载 电阻最小时,确定电感量。
取9.0=η)H P D V T V D V T R L Oin S o in s o p 5-25-222106.3603*2)52.0*28(*9.0*10*22)(2)(⨯====ηη 4、确定输出电容值——根据纹波电压要求进行计算F V T N N V D V V T T I C O s p s o O off S O o 4-5-in o 101.02901.010*2)61*552.0*28-1(*.10)-1(I )(⨯==∆=∆-= ➢ CCM 模式1、变压器变比66.5528≈==-=o in S S P V V V N N 2、确定最大占空比0.535*6285*6o ≈+=+=V N N V V N N D SP in o S P 3、确定原边电感量——根据输出电压表达式进行计算(占空比最大且负载 电阻最小时,确定电感量。
取9.0=η)HN N P D T V N N D T R L S P OS O S P s o p 525-22221098.2 36*03*2)35.01(*9.0*10*252)1(2)1(222-⨯=-=-=-=ηη 4、确定输出电容值——根据纹波电压要求进行计算F V DT I C O S O o 4-5-101.0401.010*2*52.0*.10⨯==∆= 二、仿真模型建立1满负载的仿真。
单端反激变换器的建模及应用仿真
单端反激变换器的建模及应用仿真摘要:本课程设计的目的是对直—直变换电路中常用的带隔离的Flyback电路(反激电路)进行电路分析、建模并利用Matlab/Simulink软件进行仿真。
首先是理解分析电路原理,以元件初值为起点,用simulink软件画出电路的模型、并且对电路进行仿真,得出仿真波形。
在仿真过程中逐步修正参数值,使得仿真波形合乎要求,并进行电流连续、断续模式与电路带载特性的分析。
关键词:单端反激变换器Matlab/Simulink建模与仿真二、反激变换器的基本工作原理1.基本工作原理(1)当开关管导通时,变压器原边电感电流开始上升,此时由于次级同名端的关系,输出二极管VD截止,变压器储存能量,负载由输出电容C提供能量,拓扑电路如下图。
图2-1开关管导通时原理图为防止负载电流较大时磁心饱和,反激变换器的变压器磁心要加气隙,降低了磁心的导磁率,这种变压器的设计是比较复杂的。
(2)当开关管截止时,变压器原边电感感应电压反向,此时输出二极管导通,变压器中的能量经由输出二极管向负载供电,同时对电容充电,补充刚刚损失的能量,原理图如下图。
图2-2开关管截止时原理图在开关管关断时,反激变换器的变压器储能向负载释放,磁心自然复位,因此反激变换器无需另加磁复位措施。
磁心自然复位的条件是:开关导通和关断时间期间,变压器一次绕组所承受电压的伏秒乘积相等。
2、DCM(discontinuouscurrentmode)&CCM(continuouscurrentmode)根据次级电流是否有降到零,反激可以分为DCM(副边电流断续模式)和CCM(副边电力连续模式)两种工作模式。
两种模式有其各自的特点。
下面两种工作模式时的波形。
图2-3反激变换器工作在CCM下的各个波形图2-4反激变换器工作在DCM下的各个波形两种工作模式有完全不同的工作特性和应用场合。
以下是这两种工作模式的优缺点比较。
Ug 为PWM脉冲信号、U T为开关管承受电压、I L1与I L2原副边电流、U L2副边电压。
DCDC电路抗扰设计与仿真分析软件工具
DCDC电路抗扰设计与仿真分析软件工具DCDC电路是一种将直流电能转换为不同电压等级的电源转换电路。
在现代电子设备中,DCDC电路被广泛应用于通信、计算机、汽车电子、工业控制等领域。
由于电路中存在的各种干扰,如电流噪声、电压波动、电磁辐射等,因此需要进行抗扰设计与仿真分析,以确保电路的正常运行和稳定性。
针对DCDC电路的抗扰设计与仿真分析,近年来涌现了许多软件工具,这些工具可以帮助工程师们进行快速而准确的设计和分析。
在本文中,我们将介绍一些常用的DCDC电路抗扰设计与仿真分析软件工具,并分析其特点和应用。
一、软件工具一:LTspiceLTspice是一款由美国线性技术公司(Linear Technology)开发的免费电子电路仿真软件。
它提供了直观的图形界面,支持电路的快速绘制和仿真分析。
对于DCDC电路的抗扰设计和仿真,LTspice提供了丰富的元件库和模型库,能够满足各种设计需求。
此外,它还支持参数扫描、优化、傅里叶分析等功能,方便工程师们进行电路特性分析和优化设计。
二、软件工具二:Cadence PSpiceCadence PSpice是一款常用的电子电路仿真和分析软件,由美国Cadence Design Systems公司开发。
它提供了丰富的功能和强大的仿真引擎,适用于各种电路设计和分析任务。
对于DCDC电路的抗扰设计与仿真分析,Cadence PSpice提供了准确的模型库和仿真工具,帮助工程师们分析电路的动态响应、频域特性等。
此外,它还支持多种敏感性分析和优化算法,为电路设计提供了全面的支持。
三、软件工具三:TINA-TITINA-TI是德州仪器(Texas Instruments)推出的一款电子电路仿真软件,特别适用于模拟和数字电路设计。
对于DCDC电路的抗扰设计与仿真分析,TINA-TI提供了丰富的元件库和模型库,支持电路的快速搭建和仿真。
它还提供了直观的图形界面和强大的仿真引擎,能够准确地分析电路的各种特性。
反激式变换器电路仿真建模与分析
学号:常州大学毕业设计(论文)(2012届)题目学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月反激式变换器电路仿真建模与分析摘要:开关DC-DC变换器是一种典型的强非线性时变动力学系统,存在各种类型的次谐波、分岔与混沌等丰富的非线性现象。
这些非线性现象严重影响开关DC-DC变换器的性能。
因此,深入分析和研究开关DC-DC变换器的分岔和混沌等非线性动力学现象,对开关DC-DC变换器的设计、运行及控制都具有重要的指导意义。
反激式变换器是一种隔离式开关变换器,该变换器利用变压器实现了输入与输出电气隔离。
变压器具有变压的功能有利于扩大变换器的输出设备应用范围,也便于实现不同电压的多路输出或相同电压的多种输出。
运用变压器进行隔离使电源与负载两个直流系统之间是绝缘的,即使输出短路也不会影响外部电源。
本文利用PSIM电路仿真软件进行电路仿真,给出峰值电流控制反激式变换器和电压反馈控制反激式变换器各电路参数变化时的时域波形和在输出电压-安匝和平面上的相轨图,并对输入电压和负载电阻两个参数进行分析,从而确定其稳定工作时的参数区域。
本文对反激式变换器进行建模和PSIM电路仿真分析,了解到该变换器在不同电路参数时的运行情况,有效地估计出该变换器处于稳定工作状态时的电路参数范围,有助于制作实际反激式变换器电路参数的合理选取。
关键词:反激式变换器;安匝和;峰值电流控制;电压反馈控制;稳定性;PSIM;仿真Simulation Modeling and Analysis of the fly back convertercircuitAbstract: Switching DC-DC converters are a type of strong nonlinear and time-varying dynamical systems with all kinds of nonlinear phenomena, such as subharmonic, bifurcation, and chaos. These phenomena will seriously impact the work of the switching DC-DC converters. So, the deep analysis and study of these nonlinear dynamical phenomena have an important significance for design of switching DC-DC converter.Fly back converter is a special switching DC-DC converter, in which the transformer is employed to isolate the input from output. And the use of transformer in fly back converter is convenient to expand the output range and realize multi-output.In this paper, using the PSIM software, the simulation circuits of peak current mode(PCM) controlled fly back converter and voltage mode(VM) controlled fly back converter are built. Based on the simulation circuit and different circuit parameters, the operation of PCM controlled fly back converter is analysed and studied by time-domain waveforms and phase portraits in inductor current and total ampere-turns plane. Besides, the input voltage and load resistor are considered as two variables to depict the steady-state and unsteady-state region of the converter. The research results can help to choose reasonable circuit parameters in designing fly back converter circuit.Key works:Fly back converter; Total ampere-turns; Chaos; Peak current mode control; V oltage mode control; Stability; PSIM; Simulation目次摘要 (I)目次 (III)1 引言 (1)2 开关DC-DC变换器及其控制技术简介 (2)2.1 开关DC-DC变换器 (2)2.1.1 Buck变换器 (2)2.1.2 Boost变换器 (2)2.1.3 Buck-Boost变换器 (3)2.1.4 反激式变换器 (3)2.2开关DC-DC变换器控制技术 (6)2.2.1 固定频率控制技术 (6)2.2.2 可变频率控制技术 (9)2.3 PSIM软件简介 (10)3 反激式变换器的建模与仿真分析 (11)3.1 PCM控制反激式变换器的PSIM建模 (11)3.2 PCM控制反激式变换器的仿真分析 (12)3.3 VM控制反激式变换器的PSIM建模 (14)3.4 VM控制反激式变换器的仿真分析 (14)4 反激式变换器的稳定工作参数域仿真与分析 (16)4.1利用输入电压和负载确定稳定工作参数域 (16)4.2 利用参考电流和负载确定稳定工作参数域 (21)4.3 利用参考电流和输入电压来确定作参数域 (24)5 结论 (27)参考文献 (28)致谢 (30)1 引言开关DC-DC变换器是一类典型的强非线性时变动力学系统,存在各种类型的次谐波、分岔和混沌等丰富的非线性现象[1-15]。
计算机仿真作业 单端反激DCDC电路仿真
BJTU
计算机仿真技术
作业五--单端反激DC/DC电路仿真
(1)仿真实验电路图如下:
由于原副边的匝数比为28:5,并结合电力电子单端反激DC/DC电路的特征,知需要的占空比为50%。
MOSFET电压、电流波形:整流二极管电压、电流波形输出电压波形:
可以看出,由于电路在实际运行中由于计算误差及损耗的存在,当占空比为50%时实际输出为4.299<5V,因此为了使其输出5V电压,可以加大占空比,或者调整电路参数,以满足要求。
(2)结合实际仿真:选择占空比为39%时输出电压大小为:
MOSFET电压、电流波形:整流二极管电压、电流波形输出电压波形
由仿真结果可以得出,当改变负载侧参数时,输出电压发生变化,符合单端反激DC/DC电路运行原理,为了使输出电压为5V可以采取改变元件参数或者改变占空比(由50%大约改为39%)的方法。
(3)通过仿真分析,选择合适的功率管和整流二极管。
结合上述实验过程,观察并记录实验过程(1)(2)过程中MOSFET和二极管两端的电压电流波形、最大值,在过程(1)中功率管MOSFET的最大电压和电流分别为56V和3.41A ,二极管承受的最大电压和电流分别约为10V和14 A。
过程(2)功率管MOSFET的最大电压和电流分别约为62和0.5A ,二极管D承受的最大电压和电流分别为10V和3A。
因此:可选择的MOSFET和二极管的参数如下:
MOSFET选择可承受最大电压值为100V、最大电流值为5A的功率管。
整流二极管选择两端可承受最大电压值为20V,耐流值为20A的二极管。
单端反激AC-DC-DC电源设计
目录1设计要求 (2)2设计原理 (3)2.1高频开关电源的基本组成 (3)2.1.1开关电源的输入环节 (3)2.1.2功率变换电路 (4)2.1.3 控制及保护电路 (5)2.2单端反激电源基本原理 (7)2.2.1共同关系式 (7)2.2.2连续工作模式 (8)2.2.3不连续工作模式(含临界工作模式) (8)3单端反激AC-DC-DC电源的设计 (9)3.1 整流环节设计 (9)3.2滤波环节设计 (12)3.2.1滤波原理 (12)3.2.2 RC滤波电路 (12)3.2.3 LC滤波电路 (13)3.2.4 滤波参数设计 (14)3.3 主电路设计 (16)3.3.1单端反激式开关电源电路的设计 (16)3.3.2反馈环设计 (16)4 模型仿真 (18)4.1 AC DC整流滤波电路仿真 (18)4.2开环系统仿真 (19)4.3 闭环系统仿真 (22)5 小结 (25)参考文献 (26)单端反激AC-DC-DC电源(20V,10W)设计1 设计要求初始条件:设计一个AC-DC-DC电源,具体参数如下:三相交流输入220V/50Hz,输出直流电压20V,纹波系数<5%,功率10W。
要求完成的主要任务:(1)对AC-DC-DC 电源进行主电路设计;(2)控制方案设计;(3)给出具体滤波参数的设计过程;(4)在MATLAB/Simulink搭建闭环系统仿真模型,进行系统仿真;(5)分析仿真结果,验证设计方案的可行性。
2 设计原理2.1高频开关电源基本组成高频开关电源主要由输入环节、功率变换电路以及控制驱动保护电路3大部分组成。
2.1.1开关电源的输入环节1)输入浪涌电流和瞬态电压的抑制(1)输入浪涌电流抑制在合闸的瞬间,由于输入滤波电容的充电,在交流电源端会呈现非常低的阻抗,产生大的浪涌电流,为了将浪涌电流控制在安全范围内,根据高频开关电源功率的大小,一般采取以下两种方法:一种是限流电阻加开关,另一种是采用负温度系数热敏电阻的方法。
(完整word版)单端反激变换器的建模及应用仿真
单端反激变换器的建模及应用仿真摘要:介绍一种单端反激式高压DC/DC变换器,叙述其工作原理,工作模式,波形的输出。
并对两种工作模式进行了分析。
通过对单端反激变换器的Matlab/Simulink建模与仿真,研究电路的输出特性,以及一些参数的选择设置方法。
关键词:单端反激变换器Matlab/Simulink 建模与仿真1.反激变换器概述换电路由于具有拓扑简单,输入输出电气隔离,升/降压范围广,多路输出负载自动均衡等优点,而广泛用于多路输出机内电源中。
在反激变换器中,变压器起着电感和变压器的双重作用,由于变压器磁芯处于直流偏磁状态,为防磁饱和要加入气隙,漏感较大。
当功率管关断时,会产生很高的关断电压尖峰,导致开关管的电压应力大,有可能损坏功率管;导通时,电感电流变化率大。
因此在很多情况下,必须在功率管两端加吸收电路。
反击变换器的特点:1、电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求。
反激变换器是输出与输入隔离的最简单的变换器。
输出滤波仅需要一个滤波电容,不需要体积、重量较大的电感,较低的成本。
尤其在高压输出时,避免高压电感和高压续流二极管。
功率晶体管零电流开通,开通损耗小。
而二极管零电流关断,可以不考虑反向恢复问题2、输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,无需切换而达到稳定输出的要求。
3、转换效率高,损失小。
4、变压器匝数比值较小。
5.小功率多组输出特别有效;6.变压器工作原理与其他类型的隔离变换器不同,隔离变压器还起到了存储能量的作用;7.变压器铁芯必须加气隙,以防磁饱和;2.反击变换器的工作原理反激变换器的原理图如图2-1 所示。
图2-1 反激变换器的原理图反激变换器工作原理是:主开关管导通时,二次侧二极管关断,变压器储能;主开关管关断时,二次侧二极管导通,变压器储能向负载释放。
它和正激变换器不同,正激变换器的变压器励磁电感储能一般很小,各绕组瞬时功率的代数和为零,变压器只起隔离、变压作用。
Matlab单端反激DCDC电路仿真
MATLAB 仿真报告3题目:单端反激DC/DC 电路仿真反激变换器参数如下:额定功率50W ,输入电压72V ,输出电压15V ,滤波电容C=4.7mF ,开关器件选MOSFET ,开关频率20kHz ,变压器变比为72:18。
变压器选择SimPowerSystems 中的线性变压器,选择标幺值pu 制,额定功率和频率分别为50V A 和20kHz ,绕组1电压、电阻和电感分别为72V 、0.001和0,绕组2电压电阻和电感分别为18V 、0.001和0,励磁电阻和电感分别为200和20。
仿真时间0.1s 。
1. 额定负载的仿真。
计算额定时的负载电阻大小。
选择并调整合适占空比,使得输出电压为15V 。
记录输出电压波形,并记录稳态时MOSFET 的工作波形(电压,电流波形),输出整流二极管的工作波形(电压,电流波形)。
首先计算额定电阻值R = U 2P .则R =15250= 4.5Ω。
调整占空比,使输出电压保持在15V 左右,此时占空比D = 45%。
如图:输出电压波形:MOSFET稳定电流及电压波形如图:整流二极管稳态时的工作波形如下所示:2. 试改善上述电路的启动特性,减小输出电压超调。
想要改善电路的启动特性,可以通过增大电容得到。
如果将电路中的电容增大一倍。
可得到以下的输出电压波形:可由上图得到,电压的超调量有着明显减小。
右图中的超调量减小为63.115%。
也可以在输出环节加入RLC进行调节。
3. 小负载的仿真。
R=200欧姆。
设置直流电容初始电压为14V。
调整合适占空比,使得输出电压为15V。
记录输出电压波形,并记录稳态时MOSFET的工作波形(电压,电流波形),输出整流二极管的工作波形(电压,电流波形)。
将负载R调整到200Ω,电容初始电压调为14V,调整了占空比,使得D = 8.0%.得到如下所示输出波形:得到如下MOSFET电流电压波形:整流二极管的电流电压波形如图所示:。
DC-DC单端反激式变换电路设计实验2013-6-27.
电气学科大类10 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:检测技术基本实验)姓名学号专业班号同组者1 学号专业班号同组者1 学号专业班号指导教师日期 2013年6月24日实验成绩评阅人实验评分表基本实验实验编号名称/内容(此列由学生自己填写)实验分值评分设计性实验实验名称/内容实验分值评分实验四十八、DC/DC单端反激式变换电路设计实验设计性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分目录实验四十八、DC/DC单端反激式变换电路设计实验 (2)实验四十八、DC/DC单端反激式变换电路设计实验 (1)一、实验目的 (1)二、实验目标 (1)三、实验方案综述 (1)四、实验步骤 (4)五、实验结果及分析 (4)六、实验小结 (8)参考文献 (9)实验四十八、DC/DC 单端反激式变换电路设计实验一、实验目的1.了解自激式单端反激变换电路的原理,并掌握其设计方法;2.熟练掌握光耦隔离器件的原理及使用方法;3.利用光耦隔离器件为单端反激变换电路设计一个反馈回路。
二、实验目标1.额定输入电压为50V ,额定输出电压为10V 。
2.利用“实验电路板B07”验证单端反激电路的工作及隔离变压器的反馈效果;3.自主设计一个光耦反馈回路,并能实现输入电压在40-70V 变化时输出电压保持为额定电压的功能。
三、实验方案综述(一)自激式单端反激变换电路的基本工作原理图1自激式单端反激变换电路上图1为自激式单端反激变换电路,当V 1加到输入端时,通过启动电阻R B和晶体管VT1的基射极给VT1的基极一个正的偏置电压,使VT1导通,变压器T1的初级绕组流过励磁电流,而次级V2因二极管的阻挡而不给负载供电,存储能量。
此时,绕组N P ’电压给电容C B 充电并供给VT1 基极电流,最终使VT1饱和导通。
由于t on 期间能量全部聚集在变压器中,所以初级绕组电流持续增加,并激励磁通增加,最终使变压器磁路达到饱和,磁通变化率为0,因而感应到基极绕组N P ’的电压为零,此时电容C B 上电压左负右正并通过绕组N P ’-VT1的基极-基极电阻-电容C B 构成的回路放电,放电电流抽取了VT1的基极电流,使变压器初级电流减小,于是感应到绕组N P ’上的电压与电容C B 上的电压正方向一致,从而加速了抽取基极电流的过程,使VT1加速关断。
单端反激式开关电源的设计及仿真研究-电源在线网
单端反激式开关电源的设计及仿真研究来源:电源在线网Single-ended Flyback Switching Power Supply Design and Simulation马暖,苟艳娜,李晓青兰州交通大学自动化与电气工程学院(甘肃兰州730070)Ma nuan, Gou yanna, Li xiaoqing, School of Automation & Electrical Engineering, Lanzhou Jiaotong University(Lanzhou, 730070, China)摘要:电源是各类电子设备的重要组成部分。
设计了以SG1844控制器为核心的单端反激式开关电源的电路,给出了系统的变压器、电压环以及电流环的主要参数设计方法,建立了模型并运用ORCAD/PSPICE对开关电源的整体电路进行仿真实验,结果表明该设计的可行性。
关键词:开关电源双环控制高频变压器PSPICE仿真Abstract:V arious types of electronic equipment, power supply is an important part. SG1844 controller is designed with the core of single-ended flyback switching power supply circuit, given the system transformer, the voltage loop and current loop of the main parameters of the design method, a model and the use of ORCAD/PSPICE for the overall switching power supply circuit simulation results show the feasibility of the design.Keywords: Switching power supply, Dual-loop control, High frequency transformer, PSPICE Simulation[中图分类号]TN86 [文献标识码] A 文章编号:1561-0349(2011)09-1 引言由于开关电源既节能又带来巨大的经济效益,引起社会各界的重视而得到迅速推广。
Matlab单端反激DCDC电路仿真
MATLAB仿真报告3题目:单端反激DC/DC电路仿真反激变换器参数如下:额定功率50W,输入电压72V,输出电压15V,滤波电容C=4.7mF,开关器件选MOSFET,开关频率20kHz,变压器变比为72:18。
变压器选择SimPowerSystems中的线性变压器,选择标幺值pu制,额定功率和频率分别为50VA和20kHz,绕组1电压、电阻和电感分别为72V、0.001和0,绕组2电压电阻和电感分别为18V、0.001和0,励磁电阻和电感分别为200和20。
仿真时间0.1s。
1. 额定负载的仿真。
计算额定时的负载电阻大小。
选择并调整合适占空比,使得输出电压为15V。
记录输出电压波形,并记录稳态时MOSFET的工作波形(电压,电流波形),输出整流二极管的工作波形(电压,电流波形)。
首先计算额定电阻值R =则R 。
调整占空比,使输出电压保持在15V左右,此时占空比D = 45%。
如图:输出电压波形:MOSFET稳定电流及电压波形如图:整流二极管稳态时的工作波形如下所示:2. 试改善上述电路的启动特性,减小输出电压超调。
想要改善电路的启动特性,可以通过增大电容得到。
如果将电路中的电容增大一倍。
可得到以下的输出电压波形:可由上图得到,电压的超调量有着明显减小。
右图中的超调量减小为63.115%。
也可以在输出环节加入RLC进行调节。
3. 小负载的仿真。
R=200欧姆。
设置直流电容初始电压为14V。
调整合适占空比,使得输出电压为15V。
记录输出电压波形,并记录稳态时MOSFET的工作波形(电压,电流波形),输出整流二极管的工作波形(电压,电流波形)。
将负载R调整到200Ω,电容初始电压调为14V,调整了占空比,使得D = 8.0%.得到如下所示输出波形:得到如下MOSFET电流电压波形:整流二极管的电流电压波形如图所示:。
DCDC 单端反激式变换电路设计实验
七、实验思考题
1. 本实验室提供的实验模块(实验电路板B07)采用了变压器隔离的方式获得反馈电压, 实现负反馈PWM控制。这样的反馈实际上不是直接反馈的输出电压,它与本实验附录中 采用光耦隔离方式实现的反馈有什么不同(关键在哪里)? 2. 开关电源和线性电源的区别是什么?各用在什么场合?
集学科优势
根据以上注意事项,以及实验内容,自行拟定实验步骤。
六、实验报告
1. 画出单端反激实验电路,采用自行设计的实验电路时,画出自行设计部分的电路以 及标明电路参数;简要说明电路工作原理。 2. 记录你自己觉得是单端反激电路的主要电路波形(电压或电流波形,例如VT1 的Vce; 变压器的Vt1 和V2;输出电压Vo’(三端稳压块前端电压)),将计算机导出的实验波形附 于实验报告上,并根据工作原理说明它们的形状与电路工作过程及电路元件参数之间的 图形联系。 3. 改变输入电压的幅值,测量并记录以上波形以及幅值,观察稳压情况。分析总结实验 中出现现象和问题以及主要原因,并加以讨论;提出解决方案或思路。
四、实验设备
1. 电力电子实验装置:相关实验模块(实验挂箱);实验控制电路板;功率供电电源、 控制电源;实验箱面包板,等
2. 示波器
五、实验步骤
实验电路输入电压范围为 80V~120V,即额定电压为 100V,最低电压为 80V。自激式 单端反激电路一般不能在输入电压为零或很低时接通电路,以免影响自激起振。通常根 据电路工作电压范围确定最低输入电压,将电源电压调节到最低允许输入电压时,再突 然接通电路,使电路正常起振工作。
采用光耦器件隔离的方式及电路,参见本实验附录的设计举例。
二、 实验目的Βιβλιοθήκη 通过本实验进一步了解单端反激变换器这种应用很广的电路的原理,掌握其设计方法, 以及各种单端反激电路的特点和应用场合。
DCDC电路模块化设计与系统仿真软件
DCDC电路模块化设计与系统仿真软件DCDC电路是一种直流到直流的电力转换器,它通过将输入的直流电压转换为不同电压级别的输出直流电压,以满足各种电子设备的供电需求。
而DCDC电路的设计和仿真是电子工程师在电路设计过程中的重要一环。
为了提高电路设计的效率和可靠性,以及降低开发成本,DCDC电路模块化设计与系统仿真软件应运而生。
DCDC电路模块化设计是指将直流-直流电源转换器按照模块化原则进行设计和组装的方法。
它将电路分解为多个相对独立的模块,并通过模块之间的连接实现电源转换功能。
这种模块化的设计方法有助于降低电路设计和布板复杂度,提高系统的可维护性和可升级性。
在进行DCDC电路模块化设计时,需要利用系统仿真软件进行电路性能分析和验证。
系统仿真软件通过建立电路的数学模型,可以通过计算和仿真分析电路的性能参数,如输出电压、输出电流、效率等。
在仿真软件中,我们可以根据设计要求和参数设定,对电路进行频率响应、稳态和暂态特性仿真,以评估电路的可靠性和稳定性。
DCDC电路模块化设计和系统仿真软件的使用具有以下优势:1. 提高开发效率:通过模块化设计和使用仿真软件,可以快速验证和调试电路设计,减少了实际硬件搭建的时间和成本。
2. 降低设计风险:利用仿真软件可以在设计阶段模拟各种电路故障和负载变化条件,避免了设计中的潜在问题,降低了产品的设计风险。
3. 提高电路性能:通过不断地优化和调整电路参数,可以提高DCDC电路的转换效率、输出稳定性和电源噪声等性能指标。
4. 加速产品上市:通过利用模块化设计和系统仿真软件,可以缩短产品开发周期,快速将设计方案转化为实际产品,加速产品的上市时间。
总之,DCDC电路模块化设计与系统仿真软件在电子工程领域中具有重要的意义。
它不仅简化了电路设计的流程,提高了设计的效率和可靠性,还有效地降低了电子产品的开发成本。
随着技术的不断发展,相信DCDC电路模块化设计和系统仿真软件将会在未来的电子工程领域发挥更加重要的作用。
单端反激式开关电源设计及电磁兼容仿真
目录一、单端反激式开关电源设计 (3)1.电路参数设计及元器件选取 (3)2.电路拓扑结构 (5)3.负载输出波形 (5)二、部分单端反激式开关电源EMI产生原因及现象 (5)1.MOS管动作时产生的EMI (6)2.二级管动作时产生的EMI (8)三、部分单端反激式开关电源EMI抑制措施分析 (9)1.减缓开关管动作(上升沿、下降沿) (9)2.减小干扰源的大小(对变压器的漏感Le的处理) (13)3.开关管加RCD缓冲吸收电路 (14)4.二级管加RC吸收电路 (18)5.整体效果比较 (21)6.抖频消除Mos管两端电压尖峰 (22)四、EMI电源滤波器的设计 (24)1.电源设备中EMI滤波器的作用 (24)2.EMI干扰类型 (26)3.EMI滤波器的基本结构 (26)4.EMI滤波器的设计原则 (27)5.EMI滤波器结构设计 (28)6.共模和差模扼流圈磁芯和电感参数设计 (28)7.X、Y电容的选取 (29)8.EMI滤波器的正确安装 (30)五、EMI电源滤波器插入损耗测试 (30)1.T型低通滤波器 (30)2.π型低通滤波器 (32)3.实际电容滤波器 (34)4.实际电感滤波器 (35)5.三端电容器 (36)6.大容量电容与小容量电容并联对EMI插入损耗波形分析 (39)六、设计过程中遇到的问题及解决方案 (40)七、设计过程的收获与心得体会 (40)八、参考资料 (41)一、单端反激式开关电源设计1.电路参数设计及元器件选取:36V(1)输入直流电压Vin:12V(2)输出直流电压Vo(3)输出电流I:1.2A(4)电容C:300uF(5)电阻R:10Ω(6)PMOS管:图1.PMOS管参数(7)开关管频率f:50khz(8)占空比D=0.4PMOS管驱动电压参数图2.PMOS管驱动电压参数(9)变压器参数设计(漏感系数K=0.98)由V o V in =N PN S·D1−D得N PN S=2由U P=NU SN=N P N SU P=L P d ip d tU S=M d ip d tM2=L p L s 得L P L S =N P2N S2=4图3.线性变压器参数设计(10)二极管:ues7042.电路拓扑结构图4.单端反激电路拓扑图3.负载输出波形图5.单端反激电路负载输出波形二、部分单端反激式开关电源EMI产生原因及现象功率器件高频开通和关断的操作导致电压和电流快速的变化是产生EMI的主要原因。
计算机仿真技术作业五 单端反激DC DC电路仿真
单端反激DC/DC 电路仿真——计算机仿真技术作业五姓名: 班级: 学号:一、单端 反激电路设计 【实验要求】设计一个单端 反激电路,输入直流电压28V ,输出电压5V ,输出额定功率30W 。
电路开关频率50kHz ,整流二极管通态压降0.8V ,计算功率管的工作占空比,并选择开关管(选择MOSFET )及二极管。
1、DCM 模式时器件的选择(1)变压器变比及开关管控制信号占空比选择: 取V s =56V ,p s 562828:5.85.8in So N V V N V --===, (2)占空比选择p(1)(10.1) 4.828 5.80.4528 4.828 5.8t o s p in osN d V N D N V V N --⨯⨯===+⨯+,,(3)原边电感大小的计算(4)滤波电容大小的计算5,280.455.8(1)6(1)210() 5.82813200.015in so So s off o p o ooV D N I T I T T V N C uF V V -⨯-⨯-⨯⨯-====∆∆⨯2、CCM 模式时器件的选择(1)变压器变比及开关管控制信号占空比选择: 取V s =56V ,p s 562828:5.85.8in So N V V N V --===,(2)占空比选择2210.8(280.45)()50100042.3362302s in P oT V D L HP ημ⨯⨯⨯⨯===⨯5.08.5828.4288.5828.4in p=⨯+⨯=+=,,osp o s V N N V V N N D(3)原边电感大小的计算最小负载电流0.1A ,则最大电阻有10欧,原边电感量:222522(1)(10.5)10210 4.828582.739622p o s p s N D R T L uH N η---⨯⨯⨯==⨯=(4)滤波电容大小的计算560.521012000.015o s o o I D T C uFV -⨯⨯⨯===∆⨯二、计算机仿真及分析 【实验要求】Ⅰ 满负载的仿真:DC/DC 变换器,R=0.83Ω,C=1320μF,仿真时间0.2s 。
多路输出单端反激式开关电源仿真与设计开题报告
毕业设计(论文)开题报告题目多路输出单端反激式开关电源仿真与设计学生姓名学号院( 系)专业指导教师报告日期2015 年11 月24 日题目类别(请在有关项目下作√记号)设计论文其它√题目需要在实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成是否□毕业设计(论文)起止时间2015年10月24日起至2016年04月26日(共16周)1.设计的意义及国内外状况1.1 设计的意义开关电源是电力电子设备中不可或缺的部分,与人们的生活、工作有着密不可分的关系。
在工业自动化控制、军工设备、科研设备、发光二极管照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备和半导体制冷制热等领域, 都能看到开关电源产品被广泛应用。
开关电源一般由脉冲宽度调节控制和场效应管构成,利用现代电力电子技术,是控制开关管关断和导通时间的比率,维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源的发展方向是高频化。
高频化能使开关电源小型化,并使开关电源在更广泛的领域适用,尤其是能在高新技术领域应用,从而推动高新技术产品的小型化、轻便化。
另外, 开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源和保护环境等方面都具有重要的意义。
现有的稳压电源可分成两大类: 线性稳压电源和开关稳压电源.线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源, 其特点是输出电压比输入电压低, 反应速度快, 输出纹波较小, 工作产生的噪声低, 效率较低, 发热量大( 尤其是大功率电源) , 间接地给系统增加了热噪声。
开关稳压电源是一种新颖的稳压电源, 通过改变调整管的导电时间和截止时间的相对长短来改变输出电压的大小。
开关稳压电源具有功耗小、效率高、体积小、质量轻和稳压范围宽等特点。
但开关电源还存在较为严重的开关干扰、输出纹波电压高、瞬变响应较差和电磁干扰等缺点。
这就需要靠技术手段和工艺措施来克服上述缺点。
近年来, 电源技术的飞速发展, 使高效率的开关电源得到了越来越广泛的应用。
1.2 国内外研究现状1955 年, 美国人罗耶发明了自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器, 标志着实现了高频转换控制电路. 1957 年, 美国人查赛发明了自激式推挽晶体管双变压器. 1964 年, 美国科学家们提出了取消工频变压器的串联开关电源的设想,为减小电源的体积和质量开创了一条根本的途径.1969 年, 随着大功率硅晶体管耐压的提高和二极管反向恢复时间的缩短等元器件性能的改善, 终于做成了25kHz的开关电源.开关电源最早起源于上世纪50年代初,美国宇航局以小型化、轻量化、为目标,为搭载火箭开发了开关电源。
反激电路设计DCDC-6.5V3A
开关电源原理解析一、系统原理与理论分析计算本文以UC3842为核心控制部件,设计一款DC36V~60V输入,DC6.5V/4A 输出的单端反激式开关稳压电源。
开关电源控制电路是一个电压、电流双闭环控制系统。
变换器的幅频特性由双极点变成单极点,因此,增益带宽乘积得到了提高,稳定幅度大,具有良好的频率响应特性。
其电路原理图如图1所示。
图1电路原理图1、简要介绍其工作原理:本电路有三部分组成:主电路,控制电路和保护电路。
其中主电路采用的是单端反激式电路,它是升降压变换器的推演并加隔离变压器而得。
此电路的优点是:电路简单,能高效提供直流输出,且它是所有电路拓扑中输入电压范围最宽的。
这对于输入环境恶劣发热负载时比较好的。
它的缺点是:输出纹波较大,但这可以通过在输出端增加一级LC滤波器来减小纹波。
这种电路通常适合应用在输出功率在250W以下,电压和负载的调整率在5%~8%左右的电路中。
反激式电路也有电流连续和电流断续两种工作模式,但值得注意的是反激式电路工作于电流连续模式下会显著降低磁芯的利用率,所以本文设计电路工作在电流断续模式下。
控制电路是开关电源的核心部分,控制的好坏直接影响电路的整体性能,在这个电路中采用的是以UC3842为核心的峰值电流型双闭环控制模式。
即在输出电压闭环的控制系统中增加直接或间接的电流反馈控制。
电流模式控制可以使系统的稳定性增强,稳定域扩大,改善系统的动态性能,消除了输出电压中由输入电压引入的低频纹波。
保护电路是开关电源中必不可少的补充,在这个电路中引入了输入过流保护、输出过流保护、输出过压保护、过热保护等。
其中输入过流保护是通过在原边引入取样电阻R14,接到UC3842的3脚,当R14上的电压超过1V,会关断PWM的输出从而起到保护作用,输出过压保护是通过输出电压分压后送到误差放大器的反相端,和电压基准比较从而来控制R9的电压,来控制UC3842的输出占空比,达到输出电压稳压的作用。
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单端反激D C D C电路仿
真
Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
题目:单端反激D C /D C 电路仿真
输入直流电压源,电压28V ,输出电压5V ,电压纹波小于1%,输出额定功率
30W ,最小负载电流1A ,开关频率50kHz ,整流二极管通态压降。
计算必须的电感(变压器电感),电容,变压器的变比,功率管的工作占空比等参数,利用
simpowersystems 建立单端反激电路的仿真模型。
进行DC/DC 变换器输出功率20W 的仿真,仿真时间。
观察并记录MOSFET 的工作波形(电压,电流波形),输出整流二极管的工作波形(电压,电流波形)和输出电压波形。
1、 参数计算
选择开关管的耐压不高于56V
选择死区时间为,则2.0 t d ,
取效率为%
纹波电压1%
最小负载电流1A ,则最大电阻有5欧
2、仿真图
一、负载的仿真。
DC/DC变换器输出功率20w,仿真时间。
观察并记录MOSFET的工作波形(电压,电流波形),输出整流二极管的工作波形(电压,电流波形),输出波形。
输出电压5V,输出额定功率20w,可以算出输出电阻为欧姆。
参数设置如下。
R=(5V)2/20W=Ω
DCM模式
1)MOSFET管通过的电流、电压波形
分析:在MOSFET管关断时,MOSFET两端电压为直流侧电压加上输出侧反应到输入侧的电压之和,当MOSFET管导通时,管子端电压为0V。
在MOSFET管关断时,变压器原边电流为0,副边等效电感对电路放电,电流线性降低,在MOSFET管导通时,变压器原边电源对电感充电,原边电流线性增加。
2)二极管电流电压波形
3)输出电压波形
根据仿真,当D=40%时,输出V= 不能满足V=5。
调整占空比是D=53%,则输出电压的平均值为,,电压波动范围是,满足1%电压纹波的条件。
(2)CCM模式根据波形调试得D=43%,L(pu)=
1)MOSFET管通过的电流、电压波形
2)二极管电流电压波形
3)输出电压波形
输出电压V=电压波动范围是,满足1%电压纹波的条件。
二、总结:
在单端反激式变换器中,整流二极管D的接法使得开关管S闭合时,二极管截至,这是电源输入的能量以磁能的形式储存于变压器中;在开关管截止期间,二极管导通,变压器中储存的能量传输给负载。