单端反激式开关电源课程设计要点

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单端反激式开关电源(毕业设计)

单端反激式开关电源(毕业设计)

目录摘要 (2)第一章开关电源概述 (1)1.1 开关电源的定义与分类 (1)1.2 开关电源的基本工作原理与应用 (1)1.2.1 开关电源的基本工作原理 (1)1.2.2 开关电源的应用 (2)1.3 开关电源待解决的问题及发展趋势 (5)1.3.1 开关电源待解决的问题 (5)1.3.2 开关电源的发展趋势 (5)第二章设计方案比较与选择 (7)2.1 本课题选题意义 (7)2.2 方案的设计要求 (7)2.3 选取的设计方案 (8)第三章反激式高频开关电源系统的设计 (9)3.1 高频开关电源系统参数及主电路原理图 (9)3.2 单端反激式高频变压器的设计 (10)3.2.1 高频变压器设计考虑的问题 (10)3.2.2 单端反激式变压器设计 (11)3.3 高频开关电源控制电路的设计 (15)3.3.1 PWM 集成控制器的工作原理与比较 (15)3.3.2 UC3842工作原理 (17)3.3.3 UC3842的使用特点 (18)3.4 反馈电路及保护电路的设计 (19)3.4.1 过压、欠压保护电路及反馈 (19)3.4.2 过流保护电路及反馈 (19)3.5变压器设计中注意事项 (20)第四章总结 (21)参考文献 (23)致谢 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。

摘要开关电源的高频化电源技术发展的创新技术,高频化带来的效益是使开关电源装置空前地小型化,并使开关电源进入更广泛的领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了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资源及保护环境方面都具有深远的意义。

为此本论文以反激式高频开关电源为设计方向而展开,对高频变压器的认知及所注意的问题,其中包括磁芯损耗、绕组损耗、温升以及磁芯要求。

单端反激式开关电源课程设计要点

单端反激式开关电源课程设计要点

多路输出单端反激式开关电源设计系别:电气工程与自动化专业:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:多路输出单端反激式开关电源设计摘要开关电源是一种采用PWM等技术控制的开关电路构成的电能变换装置,它广泛应用于交直流或直直流电能变换中,通常称其为开关电源(Switched Mode Power Supply-SMPS)其功率从零点几瓦到数十千瓦不等,广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。

开关电源因其体积小、重量轻、效率高、性能稳定等优点而逐渐取代传统的线性稳压电源,被誉为高效节能电源,现己成为稳压电源的主导产品。

本课题是设计一个通用的多路输出的反激式开关电源,电源取自220V市电。

本题目设计的开关电源是采用全控型电力电子器件MOSFET作为开关,利用控制开关的导通时间来调整输出电压,主控制芯片采用UC3844实现电压电流双闭环控制,采用PC817、TL431等专用芯片以及其他的电路元件相配合作为反馈电路,使设计出的开关电源具有自动稳压功能。

系统工作频率为50kHz,输出7路隔离的电压。

关键词:开关电源,反激式变换器,高频变压器,UC3844AbstractSwitching power supply using the PWM, control switch circuit of the power conversion device, it is widely used in AC to DC or DC to DC can transform, usually called the switching power supply (Switched Mode Power Supply-S MPS) power from zeroranging from a few watts to tens of kilowatts,is widely used in various fields of life, production, research, and military.The switching power supply because of its small size, light weight,high efficiency, stable performance and other advantages of gradually replacing traditional linear power supply, known as energy efficient power supply,has now become the leading product of the power supply.This project is to design a generic multi-output flyback switching power supply,power supply from the 220V mains. Switching power supply design of this topic is the use of full-controlled power electronic devices MOSFET as a switch, control switch conduction time to adjust the output voltage, the main control chip UC3844 PC817, of TL431 dedicated chipand compatible with other circuit elements as a feedback circuit,voltage and current double closed loop control,the design ofswitching power supply with automatic voltage regulation function. The systemoperating frequency 50kHZ, the output voltage of 7 road isolation. Keywords: switching power supply, flyback converter, high-frequency transformer, UC3844目录摘要 (III)第1章电路设计和原理 (5)1.1 开关电源的工作原理 (5)1.2 开关电源的组成 (5)第2章系统各部分电路设计 (7)2.1 开关电源电路图 (7)2.2 电压反馈电路设计 (8)2.3 输入启动电路的设计 (9)2.4 输入整流滤波电路的设计 (10)2.5保护电路的设计 (10)2.6 电路工作过程总结 (11)第3章设计总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)第1章电路设计和原理1.1 开关电源的工作原理在线性电源中,功率晶体管工作在线性模式,线性电源的稳压是以牺牲调整管上的耐压来维持的,因此调整管的功耗成为了线性稳压电源的主要损耗。

反激式开关电源设计资料要点

反激式开关电源设计资料要点

反激式开关电源设计资料前言反激式开关电源的控制芯片种类非常丰富,芯片厂商都有自己的专用芯片,例如UC3842、UC3845、OB2262、OB2269、TOPSWITCH 等等。

虽然控制芯片略有不同,但是反激式开关电源的拓扑结构和电路原理基本上是一样的,本资料以UC3842为控制芯片设计了一款反激式开关电源。

单端反激式开关稳压电源的基本工作原理如下:D1ET ON T OFFL P L STI PQ1C O R L图1 反激式开关电源原理图当加到原边主功率开关管Q1的激励脉冲为高电平使Q1导通时,直流输入电压V IN加载原边绕组N P两端,此时因副边绕组相位是上负下正,使整流管D1反向偏置而截止;当驱动脉冲为低电平使Q1截止时,原边绕组N P两端电压极性反向,使副边绕组相位变为上正下负,则整流管被正向偏置而导通,此后存储在变压器中的磁能向负载传递释放。

因单端反激式电源只是在原边开关管到同期间存储能量,当它截止时才向负载释放能量,故高频变压器在开关工作过程中,既起变压隔离作用,又是电感储能元件。

因此又称单端反激式变换器是一种“电感储能式变换器”。

学习了反激式开关电源的工作原理之后,我们可以自行设计一款电源进行调试。

开关电源是一门实验科学,理论知识的学习是必不可少的,但是光掌握了理论知识是远远不够的,还要多做实验,测试不同环境不同参数下的电源工作情况,这样才能对电源有更深的认识。

除此之外,掌握大量的实验数据可以对以后设计电源和电源的优化提供很大帮助,可以更快速更合理的设计出一款新电源或者排除一些电源故障。

通过阅读下面的章节,可以使你对电源从原理理解到设计能力有一个快速的提升。

第一章电源参数的计算第一步,确定系统的参数。

我们设计一个电源首先要确定电源工作在一个什么样的环境,比如说输入电压的范围、频率、网侧电压是否纯净,接下来是电源的输出能力包括输出电压、电流和纹波大小等等。

先要确定这些相关因素,才能更好的设计出符合标准的电源。

(完整版)单端反激式开关电源的设计..

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《电力电子技术》课程设计报告题目:单端反激式开关电源的设计学院:信息与控制工程学院一、课程设计目的(1)熟悉Power MosFET的使用;(2)熟悉磁性材料、磁性元件及其在电力电子电路中的使用;(3)增强设计、制作和调试电力电子电路的能力;二、课程设计的要求与内容本课程设计要求根据所提供的元器件设计并制作一个小功率的反激式开关电源。

我设计的是一个输入190V,输出9V/1.1A的反激式开关电源,要求画出必要的设计电路图,进行必要的电路参数计算,完成电路的焊接任务。

有条件的可以用protel99 SE进行PCB电路板的印制。

三、设计原理1、开关型稳压电源的电路结构(1)按驱动方式分,有自激式和他激式。

(2)按DC/DC变换器的工作方式分:①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等;②降压型、升压型和升降压型等。

(3)按电路组成分,有谐振型和非谐振型。

(4)按控制方式分:①脉冲宽度调制(PWM)式;②脉冲频率调制(PFM)式;③PWM与PFM混合式。

DC/DC变换器用于开关电源时,很多情况下要求输入与输出间进行电隔离。

这时必须采用变压器进行隔离,称为隔离变换器。

这类变换器把直流电压或电流变换为高频方波电压或电流,经变压器升压或降压后,再经整流平滑滤波变为直流电压或电流。

因此,这类变换器又称为逆变整流型变换器。

DC/DC变换器有5种基本类型:单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式转换器。

下面重点分析隔离式单端反激转换电路,电路结构图如图1所示。

图1 电路结构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,与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态,所以二极管VD截止,在变压器次级无电流流过,即没有能量传递给负载;当M1截止时,变压器次级电感线圈中的电压极性反转,使VD导通,给输出电容C充电,同时负载R上也有电流I 流过。

M1导通与截止的等效拓扑如图2所示。

图2 M1导通与截止的等效拓扑2、反激变换器工作原理基本反激变换器如图3所示。

反激电源课程设计

反激电源课程设计

反激电源课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解反激电源的基本原理,掌握其电路组成及各部分功能。

2. 学会分析反激电源的转换效率、输出电压纹波等性能指标。

3. 掌握反激电源设计中关键参数的计算方法。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计简单反激电源的能力。

2. 提高学生动手搭建反激电源实验电路,进行性能测试的技能。

3. 培养学生通过查阅资料、开展小组讨论等方式解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术课程的兴趣,激发他们探索科学技术的热情。

2. 培养学生的团队协作精神,让他们学会在合作中共同解决问题。

3. 增强学生的环保意识,让他们认识到高效电源设计在节能减排中的重要性。

本课程针对高年级电子技术相关专业学生,结合学科特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生分析问题、解决问题的能力。

课程目标明确,可衡量,便于教学设计和评估。

通过本课程的学习,学生将能够掌握反激电源的相关知识,具备一定的电源设计能力,同时培养良好的团队协作和环保意识。

二、教学内容1. 反激电源基本原理:讲解反激变换器的工作原理,包括开关管、脉冲变压器、二极管和滤波电容等组成部分的功能。

教材章节:第三章“开关电源原理”第2节“反激变换器”2. 反激电源性能分析:介绍转换效率、输出电压纹波等性能指标的计算方法和影响因素。

教材章节:第四章“开关电源性能分析”第1节“反激电源性能分析”3. 反激电源设计方法:讲解关键参数的计算,包括开关频率、脉冲变压器匝比、输出滤波器参数等。

教材章节:第五章“开关电源设计”第2节“反激电源设计”4. 实验教学:指导学生搭建反激电源实验电路,进行性能测试,分析实验数据,优化设计方案。

教材章节:第六章“开关电源实验”第3节“反激电源实验”5. 电源设计案例分析:分析典型反激电源设计案例,让学生了解实际应用中的设计技巧和注意事项。

教材章节:第七章“电源设计案例”第2节“反激电源设计案例”教学内容按照科学性和系统性原则进行组织,教学大纲明确,确保学生能够循序渐进地掌握反激电源相关知识。

单端反激式开关电源-主电路设计讲解

单端反激式开关电源-主电路设计讲解

摘要开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关晶体管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制、IC 和MOSFET构成。

本设计在大量前人设计开关电源的的基础上,以反激式电路的框架,用TOP244Y 构成12V、2.5A开关电源模块,通过整流桥输出到高频变压器一次侧,在二次侧经次级整流滤波输出。

输出电压经采样与TL431稳压管内部基准电压进行比较,经过线性光偶合器PC817改变TOP244Y的占空比,从而使电路能直流稳压输出。

关键词开关电源;脉冲宽度调制控制;高频变压器;TOP244YABSTRACT Switching power supply is the use of modern electronic technology, control switching transistor turn-on and turn-off time ratio of the output voltage to maintain a stable power supply, switching power supply generally by the pulse width modulation (PWM) control,IC and MOSFET form.The design of a large number of predecessors in the switching power supply design based on the flyback circuit to the framework, using TOP244Y constitute a 12V, 2.5A switching power supply module, through the rectifier bridge output to high-frequency transformer primary side, the secondary side by the time level rectifier output. TL431 by sampling the output voltage regulator with an internal reference voltage comparison, after a linear optical coupler PC817 change TOP244Y duty cycle, so the circuit can be DC regulated output.Keyword Switching Power Supply;PWM Control;high frequency transformer;TOP244Y目录前言 (3)1.反激式PWM高频开关电源的工作原理 (4)1.1 PWM开关电源 (5)1.1.1 开关电源简介 (5)1.1.2 PWM开关电源原理 (6)1.2 反激式变换器 (8)1.2.1 反激变换器的工作原理 (8)1.2.2 反激变换器的工作模式 (9)1.3 单相二极管整流桥 (9)1.4 缓冲电路(吸收电路) (10)2.TOPSwitch-GX芯片 (11)2.1 TOPSwitch-GX的性能 (12)2.2 TOPSwitch-GX的内部结构及引脚 (12)2.2.1 TOPSwitch-GX的内部结构 (12)2.2.2 TOPSwitch-GX的引脚功能 (14)3.反激式变换器的高频变压器设计 (15)3.1 开关电源变压器的绕线技术 (16)3.1.1 绕组符合安全规程 (16)3.1.2 低漏感的绕制方法 (17)3.1.3 变压器紧密耦合的绕制方法 (19)3.2 确定磁心的尺寸 (20)3.3 反激式变压器的设计 (22)4.单端反激式开关电源-主电路设计 (24)4.1 单端反激式开关电源主电路介绍 (25)4.2 单端反激式开关电源驱动电路介绍 (26)5.设计结果及分析 (27)5.1 设计输出电压及波形 (28)5.2 设计结果分析 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (34)附录 (35)前言本课题主要掌握反激式PWM高频开关电源的工作原理。

单端反击电源课程设计

单端反击电源课程设计

单端反击电源课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解单端反击电源的基本原理,掌握其电路组成和工作过程。

2. 学生能掌握单端反击电源的关键参数,如电压、电流、功率等,并了解它们之间的关系。

3. 学生能了解单端反击电源在实际应用中的优缺点。

技能目标:1. 学生能通过实际操作,搭建简单的单端反击电源电路,并学会使用相关测试仪器进行测量。

2. 学生能运用所学知识,分析和解决单端反击电源中存在的问题,如电压波动、效率低下等。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,激发探索精神和创新意识。

2. 学生通过合作学习,培养团队协作精神和沟通能力。

3. 学生了解单端反击电源在能源转换与利用中的重要性,认识到节能减排的必要性。

课程性质分析:本课程为电子技术基础课程,以理论与实践相结合的方式进行。

课程内容具有较强的实用性和操作性,旨在帮助学生掌握单端反击电源的基本原理和实际应用。

学生特点分析:学生处于高中阶段,具备一定的物理基础和电子知识,但对单端反击电源的了解有限。

学生对新鲜事物充满好奇,动手能力强,但需要引导和激发学习兴趣。

教学要求:1. 注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。

2. 结合生活实例,引导学生认识单端反击电源的实际应用,提高学生的知识运用能力。

3. 创设互动、合作的课堂氛围,培养学生的团队协作能力和沟通能力。

二、教学内容1. 单端反击电源原理- 介绍单端反击电源的基本概念- 讲解单端反击电源的工作原理- 分析单端反击电源的电路组成及各部分功能2. 单端反击电源关键参数- 电压、电流、功率的定义及其相互关系- 参数测量方法及注意事项3. 单端反击电源的应用与优缺点- 实际应用案例分析- 分析单端反击电源的优点和局限性4. 单端反击电源电路搭建与调试- 搭建简单单端反击电源电路- 使用测试仪器进行电路参数测量- 调试电路,解决常见问题5. 教学内容安排与进度- 第1课时:单端反击电源原理及电路组成- 第2课时:关键参数及其测量方法- 第3课时:单端反击电源的应用与优缺点- 第4课时:电路搭建与调试实践6. 教材章节及内容列举- 教材第3章:电源电路原理- 3.2节:单端反击电源- 3.3节:电源电路的关键参数- 教材第4章:电源电路应用与调试- 4.1节:电源电路在实际应用中的案例分析- 4.2节:电源电路的搭建与调试教学内容根据课程目标进行科学性和系统性设计,注重理论与实践相结合,旨在帮助学生全面掌握单端反击电源的相关知识。

单端反激式开关电源课程设计

单端反激式开关电源课程设计

单端反激式开关电源课程设计单端反激式开关电源设计1.引⾔开关电源具有⼯频变压器所不具备的优点,新型、⾼效、节能的开关电源代表着稳压电源的发展⽅向。

因为开关电源内部⼯作于⾼频率状态,本⾝的功耗很低,电源效率就可做得较⾼,⼀般均可做到80%,甚⾄接近90%。

这样⾼的效率不是普通⼯频变压器稳压电源所能⽐拟的。

开关电源常⽤的单端或双端输出脉宽调制(PWM),省去了笨重的⼯频变压器,可制成⼏⽡⾄⼏千⽡的电源。

传统的开关电源普遍采⽤电压型脉宽调制(PWM)技术,⽽近年电流型PWM技术得到了飞速发展。

相⽐电压型PWM,电流型PWM具有更好的电压调整率和负载调整率,系统的稳定性和动态特性也得以明显改善,特别是其内在的限流能⼒和并联均流能⼒使控制电路变得简单可靠。

电流型PWM 集成控制器已经产品化,极⼤的推动了⼩功率开关电源的发展和应⽤。

电流型PWM控制⼩功率电源已经取代电压型PWM控制⼩功率电源。

Unitrode公司推出的UC3843系列控制芯⽚是电流型PWM控制器的典型代表。

本次设计将⽤UC3843制作⼀个⼩功率开关电源。

2.UC3843简介Unitrode公司的UC3843是⼀种⾼性能固定频率电流型控制器,包含误差放⼤器、PWM⽐较器器、PWM锁存器、振荡器、内部基准电源和⽋压锁定等单元,它具有功能全,⼯作频率⾼,引脚少外围元件简单等特点,它的电压调整率可达0.01%V,⾮常接近线性稳压电源的调整率。

⼯作频率可达500kHz,启动电流仅需1mA,所以它的启动电路⾮常简单。

其结构图和⼯作原理如下:1脚COMP是内部误差放⼤器的输出端,通常此脚与2脚之间接有反馈⽹络;2脚FEEDBACK是反馈电压输⼊端;3脚ISENSE 是电流传感端;4脚RT/CT是定时端;5脚GND是接地;6脚OUT是输出端;7脚Vcc是电源;8脚VREF是基准电压输出,可输出精确的+5V基准电压,电流可达50mA。

器件参数:UC3843的电压调整率可达0.01%,⼯作频率为500kHz,启动电流⼩于1mA,输⼊电压为10~30V,基准电压为4.9~5.1V。

反激开关电源课程设计

反激开关电源课程设计

反激开关电源课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解反激开关电源的基本原理,掌握其电路组成和工作流程。

2. 让学生掌握反激开关电源的关键参数计算,包括变压器的匝比、功率、效率等。

3. 让学生了解反激开关电源的优缺点,以及其在实际应用中的注意事项。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行反激开关电源电路设计的能力。

2. 培养学生运用相关软件(如PSPICE、MATLAB等)对反激开关电源进行仿真分析的能力。

3. 培养学生通过实验验证反激开关电源性能,并能对电路进行调试和优化。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术学科的兴趣和热情,增强其学习动力。

2. 培养学生具备团队协作精神,能在小组讨论中发挥自己的优势,共同完成课程任务。

3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程素养,使其在设计和实践中注重细节,追求高质量。

课程性质:本课程为电子技术学科的专业课程,旨在让学生掌握反激开关电源的设计和应用。

学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求:结合课程性质和学生特点,本课程要求教师采用理论教学、案例分析、实验操作等多种教学方法,引导学生主动参与,提高其设计能力和实践能力。

通过分解课程目标为具体的学习成果,便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 反激开关电源原理及电路组成- 介绍反激开关电源的工作原理- 分析反激开关电源的电路组成,包括开关元件、变压器、整流滤波等部分2. 反激开关电源关键参数计算- 讲解变压器匝比的计算方法- 介绍功率、效率等关键参数的计算公式3. 反激开关电源设计方法- 分析反激开关电源的设计步骤- 引导学生运用教材中提供的公式、图表等进行电路设计4. 反激开关电源的优缺点及注意事项- 讲解反激开关电源的优点、缺点- 强调在实际应用中需注意的问题,如电磁干扰、热管理等5. 反激开关电源仿真与实验- 介绍相关软件(如PSPICE、MATLAB等)的使用方法,进行仿真分析- 安排实验课程,让学生动手搭建反激开关电源电路,验证性能并进行调试优化6. 教学进度安排- 将教学内容分为8个学时,其中理论教学4学时,案例分析2学时,实验操作2学时- 教学内容与教材章节相对应,确保科学性和系统性教学内容根据课程目标制定,旨在使学生掌握反激开关电源的理论知识和实践技能。

一步一步精通单端反激式开关电源设计

一步一步精通单端反激式开关电源设计

一步一步精通单端反激式开关电源设计————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:一步一步精通单端反激式开关电源设计目录■系统应用需求 (5)■步骤1_确定应用需求 (5)■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压VB (6)■步骤3_确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX,并基于输入电压和PO选择输入存储电容CIN的容量 (8)3.1、选择输入存储电容CIN的容量 (8)3.2、确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX (11)■步骤4_输入整流桥的选择 (11)■步骤5_确定发射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO (13)■步骤6_对应相应的工作模式及电流波形设定电流波形参数KP:当KP≤1时,KP=KRP;当KP≥1时,KP=KDP (16)■步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX (18)■步骤8_计算初级峰值电流IP、输入平均电流IAVG和初级RMS电流IRMS (18)■步骤9_基于AC输入电压,VO、PO以及效率选定MOS管芯片 (20)■步骤10_设定外部限流点降低的ILIMIT降低因数KI (20)■步骤11_通过IP和ILIMIT的比较验证MOS芯片选择的正确性 (20)■步骤12_计算功率开关管热阻选择散热片验证MOS芯片选择的正确性 (20)■步骤13_计算初级电感量LP (21)■步骤14_选择磁芯和骨架,再从磁芯和骨架的数据手册中得到,,和BW的参考值 (22)■步骤15_设定初级绕组的层数L以及次级绕组圈数(可能需要经过迭代的过程) (29)■步骤16_计算次级绕组圈数以及偏置绕组圈数 (29)■步骤17_确定初级绕组线径参数OD、DIA、AWG (29)■步骤18_步骤23-检查。

如果有必要可以通过改变L、或磁芯/骨架的方法对其进行迭代,知道满足规定的范围 (30)■步骤24 –确认4200高斯。

20W单端反激开关电源设计

20W单端反激开关电源设计

20W单端反激开关电源设计在电子设备中,开关电源是一种高效率的电源供应器件,常用于电子设备中,如电视,电脑,手机等。

本文将详细介绍一个20W单端反激开关电源的设计。

首先,我们需要明确几个关键的设计参数:1.输入电压范围:通常开关电源的输入电压范围是广泛的,但本设计将限制在输入电压范围为85VAC-265VAC(即110VAC、220VAC两种标准市电)。

2.输出电压:输出电压为12VDC,电流为1.67A。

3.开关频率:选择合适的开关频率对于提高电源的效率和减小尺寸都是很重要的,本设计选择50kHz作为开关频率。

4.稳压与保护:开关电源需要稳定地输出电压,并具有过流保护、过压保护和短路保护等功能。

现在,我们可以开始进行开关电源的设计。

下面是本设计采用的主要电路元件及其功能:1.输入滤波器:用于滤除电网中的高频噪声和杂波。

2.整流电路:将交流输入电压转换为直流电压。

3.快速恢复二极管:用于输出短路时快速放电。

4.整流电容:稳定输出电压的波动。

5.反激变压器:将输入电压转换为合适的电压和电流输出。

6.控制芯片:用于调整开关管的工作频率和电流。

7.光耦隔离器:用于隔离控制芯片和开关管,以保护控制芯片免受开关管产生的高压脉冲的影响。

8.输出滤波器:用于去除开关管开关时产生的高频噪声。

9.稳压电路:通过调节开关管的工作状态,使输出电压保持在设定值。

10.保护电路:用于检测和处理过流、过压和短路等异常情况,以保护开关电源的安全运行。

然后,我们将根据上述电路元件和功能进行具体的电路设计:1.输入滤波器:本设计采用LC型电路进行输入滤波,用于滤除高频噪声和杂波。

选择合适的电感和电容值可以有效地滤波。

参数可根据实际情况进行调整。

2.整流电路:采用桥式整流电路将交流输入电压转换为直流电压。

可选择高效率和低压降的整流二极管。

3.快速恢复二极管:用于在输出短路时快速放电,以保护开关管和其他电路元件。

选择具有快速恢复时间和低反向电压的二极管。

反激式开关电源设计资料要点

反激式开关电源设计资料要点

反激式开关电源设计资料要点首先是输入电源。

反激式开关电源一般采用交流输入电源,所以需要对输入电源进行整流和滤波。

整流可以选择单相或三相整流桥,滤波可以采用电感和电容组成的LC滤波器。

其次是开关电源芯片的选取。

芯片的选取会影响到整个电源的性能和稳定性。

在选择芯片时需要考虑输出功率、输入电压范围、工作频率、失效保护等因素。

常见的芯片供应商有TI、ST和ON等。

然后是开关电源的工作原理。

反激式开关电源通过开关管的开关动作使得电源能够从输入端向输出端传输能量。

在整个工作过程中,需要将输入电压转换为输出电压,同时实现能量的传输和存储。

接下来是功率开关管的选取。

功率开关管决定了开关电源的输出功率,同时也会影响到电源的效率和稳定性。

常见的功率开关管有MOSFET和IGBT,一般会根据需求进行选取。

此外,还需要考虑输出电压稳定性和负载能力。

输出电压稳定性是指电源在负载变化时输出电压的波动程度。

负载能力是指电源在负载变化时输出电流的能力。

这两个指标是评估电源性能的重要指标,可以通过调整反激式开关电源的控制电路来实现。

最后,还需要进行反激式开关电源的保护设计。

在工作过程中需要考虑过流保护、过压保护、过温保护等功能。

这些保护功能可以提高电源的可靠性和安全性。

综上所述,反激式开关电源设计的要点包括输入电源、芯片选取、工作原理、功率开关管选取、输出电压稳定性和负载能力、保护设计等方面。

设计时需要综合考虑这些要点,以满足实际应用需求,并提高电源的性能和稳定性。

单端反激式开关电源(毕业设计).

单端反激式开关电源(毕业设计).

单端反激式开关电源(毕业设计).二、单端反激式开关电源的工作原理单端反激式开关电源的工作原理依靠开关管的开关动作来实现交流电到直流电的转换。

其基本原理如下:1、输入电压滤波单端反激式开关电源在工作之前,必须对输入电压进行滤波,以保证输入电压的平稳、稳定。

2、交流电输入输入电压通过电容滤波后,在交流电路中形成一定的电压波形,交流电通过变压器的原、次绕组的磁耦合作用,将输入电压变换成所需要的电压等级。

本设计选择220V交流电输入,变压器原、次绕组变比为1:26。

3、整流滤波变压器将220V交流电转换成24V直流电,然后通过扁平电容进行电压滤波,使直流电平滑化,得到更加稳定的直流电。

4、开关转换在直流电经过扁平电容滤波后,进入开关电路,在开关电路中,开关管CD4049B作为单向触发器,通过555定时器形成一定的工作周期,改变开关管的通断状态,使得直流电在开关管通断状态变化的控制下,进行输出电流的调整。

5、输出变压器通过输出变压器,将捕获后的直流电变压,以输出需要的电压级别。

三、单端反激式开关电源的电路设计本电路设计基于CD4049B和555定时器,整体电路如下所示。

(注:图中VCC为12V直流电源)1、输入电压滤波电路输入电压滤波电路通过电容电感联合滤波,能够有效抑制交流电中杂波的干扰,提高了直流电的稳定性和可靠性。

本设计采用C1、L1、C2的电容电感联合滤波电路。

2、交流电输入电路交流电输入电路采用变压器进行变压,将220V交流电输入变成24V交流电。

3、整流滤波电路整流滤波电路主要由二极管D1、扁平电容C3组成,二极管和扁平电容组合起来,实现对变压器的24V直流电进行滤波工作。

四、单端反激式开关电源的实验结果本设计所设计并实验验证的单端反激式开关电源,输出电压稳定在12V左右,基本符合设计要求,并成功实现正常工作。

实验中,对于开关管的选择,采用MOS管比较理想,名称为FDPF33N25B。

五、结论本文基于CD4049B和555定时器,设计了一种单端反激式开关电源方案,并在实验中验证了该设计方案的可行性,证明该方案具有开发简单、可靠的特点,可以用于一些小功率电子设备的电源供应。

单端反激AC-DC-DC电源设计(电力电子装置课设)

单端反激AC-DC-DC电源设计(电力电子装置课设)

3)输入整流滤波
高频开关电源输入不用工频变压器,直接对交流电进行整流滤波。目前国际
上交流电网电压等级有两种:100v~115V 和 230V,频率为 50HZ 或 60HZ。整流滤
波电路要适应交流电网电压的状况,现在很多开关电源都能适应通用电网电压的
范围,即输入电压为 85V~265V。高频开关电源的输入整流电路一般采取桥式整
峰值电流控制模式简称为电流控制模式。主要用于能周期出现电流峰值的电
路,电流控制模式原理如图 2-5.
图 2-5 电流控制模式原理图
3)开关电源的保护
开关电源保护一般有过压、欠压、过流、过温及短路保护。根据功率和拓扑
结构的不同,采用不同的传感器和方法,适时采集电压、电流、温度数据,与设
定的给定值进行比较,如有超出,封锁 PWM 的脉冲输出,关断功率开关管,达到
(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
武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书
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
武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书
目录
1 设计要求..................................................................................................................... 2
3.2.3 LC 滤波电路 ........................................................................................ 13

多路输出单端反激式开关电源设计

多路输出单端反激式开关电源设计

多路输出单端反激式开关电源设计
1.确定输出电压和电流要求:首先要确定每个输出端口所需的电压和
电流。

根据实际需求和应用场景确定输出要求。

2.选择开关电源IC:根据多路输出和高效能的要求,选择合适的开
关电源IC。

开关电源IC能够实现高效能和多路输出的设计。

根据输出要
求选择合适的IC。

3.设计适配器电路:根据所选的开关电源IC,设计适配器电路。


配器电路是将输入电压转换为适合开关电源IC的电压。

适配器电路通常
包括整流、滤波和调压等部分。

4.设计反激式变换器:反激式变换器是多路输出单端反激式开关电源
的核心部分。

反激式变换器能够将适配器电路输出的电压进行变换和调节,得到不同的输出电压和电流。

根据输出要求设计合适的反激式变换器。

5.设计输出电路:根据每个输出端口的电压和电流要求,设计合适的
输出电路。

输出电路通常包括滤波、调压和过载保护等部分。

6.进行仿真和优化:设计完成后,进行电路仿真和优化。

通过仿真可
以验证电路的正常运行和性能是否满足要求。

根据仿真结果进行优化和调整。

7.制作电路原型并测试:将设计的电路制作成原型,并进行测试。


试包括输入电压范围、输出电压和电流精度、效率和稳定性等方面的测试。

总结:。

反激式开关电源课程设计

反激式开关电源课程设计

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。

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)。

一步一步精通单端反激式开关电源设计

一步一步精通单端反激式开关电源设计

一步一步精通单端反激式开关电源设计一步一步精通单端反激式开关电源设计目录■系统应用需求 (7)■步骤1_确定应用需求 (7)■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压VB (9)■步骤3_确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX,并基于输入电压和PO选择输入存储电容CIN的容量 (11)3.1、选择输入存储电容CIN的容量113.2、确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX (17)■步骤4_输入整流桥的选择 (17)■步骤5_确定发射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO (21)■步骤6_对应相应的工作模式及电流波形设定电流波形参数KP:当KP≤1时,KP=KRP;当KP≥1时,KP=KDP (29)■步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX.. 33 ■步骤8_计算初级峰值电流IP、输入平均电流IAVG和初级RMS电流IRMS (34)■步骤24 –确认4200高斯。

如有必要,减小限流点降低因数 (58)■步骤25 –计算次级峰值电流 (59)■步骤26 –计算次级RMS电流. 59 ■步骤27 –确定次级绕组线径参数、、 (59)■步骤28 –确定输出电容的纹波电流 (60)■步骤29 –确定次级及偏置绕组的最大峰值反向电压 (61)■步骤30 –参照表8,基于VOR及输出类型选择初级钳位电路中使用的钳位稳压管以及阻断二极管 (61)■步骤31 –根据表9选择输出整流管. 61 ■步骤32 –输出电容的选择 (62)■步骤33 –后级滤波器电感L和电容C的选择 (63)■步骤34 –从表10选择偏置绕组的整流管 (63)■步骤35 –偏置绕组电容的选择 (63)■步骤36 –控制极引脚电容及串联电阻的选择 (63)■步骤37 –根据图3、4、5及6中所示的参考反馈电路的类型,选用相应的反馈电路元件 (64)■步骤38 –环路动态补偿设计 (65)■系统应用需求交流输入最小电压:VACMIN,单位V 交流输入最大电压:VACMAX,单位V 交流输入电压频率:FL,单位HZ开关频率:FS,单位KHZ输出电压:Vo,单位V输出电流:IO,单位A电源效率:η负载调整率:SI损耗分配因子:Z空载功率损耗:P_NO_LOAD,单位MW 输出纹波电压:VRIPPLE,单位MV■步骤1_确定应用需求●交流输入最小电压:VACMIN●交流输入最大电压:VACMAX●交流输入电压频率:FL50HZ或者60HZ,详见世界电网频率表。

W单端反激开关电源设计要点

W单端反激开关电源设计要点

20W单端反激开关电源设计要点(总23页)-本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-辽宁工业大学电力电子技术课程设计(论文)题目:20W单端反激开关电源设计院(系):电气工程学院专业班级:电气101学号: 6学生姓名:郭永江指导教师:(签字)起止时间:2012-12-31至2013-1-11课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:电气注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要近年来,随着电力电子技术的发展,开关稳压电源正朝着小型化、高频化﹑继承化的方向发展,高效率的开关电源已经得到了越来越广泛的应用,单端反激式电路以其简单,可以高效提供直流输出等诸多优点,特别适合设计小功率的开关电源。

本文介绍了一种单端反激式单片开关电源的设计方法。

该开关电源输入电压单相170~ 260V,输入交流电频率45~65HZ,输出直流电压12V恒定,输出直流电流2A,最大功率:25W,可获得高质量的稳压输出。

参照给定的该电源的技术参数,设计了该开关电源的滤波、整流、逆变等电路。

详细的给出了开关电源高频变压器的设计方法,并通过反复试验有了一定的心得,取得了高频变压器设计的宝贵经验。

文中给出了主电路图,通过基本计算,选择控制电路和保护电路的结构以及变压器的变比及容量。

本文重点介绍该电源的设计思想,工作原理及特点。

关键词:开关电源;反激电路;脉宽调制目录第1章绪论 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

电力电子技术概况.................................................................. 错误!未定义书签。

本文研究内容.......................................................................... 错误!未定义书签。

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多路输出单端反激式开关电源设计系别:电气工程与自动化专业:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:多路输出单端反激式开关电源设计摘要开关电源是一种采用PWM等技术控制的开关电路构成的电能变换装置,它广泛应用于交直流或直直流电能变换中,通常称其为开关电源(Switched Mode Power Supply-SMPS)其功率从零点几瓦到数十千瓦不等,广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。

开关电源因其体积小、重量轻、效率高、性能稳定等优点而逐渐取代传统的线性稳压电源,被誉为高效节能电源,现己成为稳压电源的主导产品。

本课题是设计一个通用的多路输出的反激式开关电源,电源取自220V市电。

本题目设计的开关电源是采用全控型电力电子器件MOSFET作为开关,利用控制开关的导通时间来调整输出电压,主控制芯片采用UC3844实现电压电流双闭环控制,采用PC817、TL431等专用芯片以及其他的电路元件相配合作为反馈电路,使设计出的开关电源具有自动稳压功能。

系统工作频率为50kHz,输出7路隔离的电压。

关键词:开关电源,反激式变换器,高频变压器,UC3844AbstractSwitching power supply using the PWM, control switch circuit of the power conversion device, it is widely used in AC to DC or DC to DC can transform, usually called the switching power supply (Switched Mode Power Supply-S MPS) power from zeroranging from a few watts to tens of kilowatts,is widely used in various fields of life, production, research, and military.The switching power supply because of its small size, light weight,high efficiency, stable performance and other advantages of gradually replacing traditional linear power supply, known as energy efficient power supply,has now become the leading product of the power supply.This project is to design a generic multi-output flyback switching power supply,power supply from the 220V mains. Switching power supply design of this topic is the use of full-controlled power electronic devices MOSFET as a switch, control switch conduction time to adjust the output voltage, the main control chip UC3844 PC817, of TL431 dedicated chipand compatible with other circuit elements as a feedback circuit,voltage and current double closed loop control,the design ofswitching power supply with automatic voltage regulation function. The systemoperating frequency 50kHZ, the output voltage of 7 road isolation. Keywords: switching power supply, flyback converter, high-frequency transformer, UC3844目录摘要 (III)第1章电路设计和原理 (5)1.1 开关电源的工作原理 (5)1.2 开关电源的组成 (5)第2章系统各部分电路设计 (7)2.1 开关电源电路图 (7)2.2 电压反馈电路设计 (8)2.3 输入启动电路的设计 (9)2.4 输入整流滤波电路的设计 (10)2.5保护电路的设计 (10)2.6 电路工作过程总结 (11)第3章设计总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)第1章电路设计和原理1.1 开关电源的工作原理在线性电源中,功率晶体管工作在线性模式,线性电源的稳压是以牺牲调整管上的耐压来维持的,因此调整管的功耗成为了线性稳压电源的主要损耗。

与线性稳压电源不同的是,开关电源的功率开关管工作在开关(导通与截至)状态。

在这两种状态中,加在功率开关管上的伏安乘积总是很小(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)。

功率器件上的伏安乘积就是功率开关管上所产生的损耗。

不同于线性稳压电源,开关电源更为有效的电压控制方式是PWM (Pulse Width Modulation)控制方式,就是对脉冲的宽度进行调制的技术,即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,然后通过滤波电路来等效的获得所需要的波形(含形状和幅值)。

而开关电源多为对等幅脉冲进行控制,脉冲的占空比是开关电源的控制器来调节的。

当输入电压被斩成交流方波,其输出幅值就可以通过高频变压器来升高或降低。

通过改变高频变压器的二次绕组个数就可以改变电压的输出路数。

最后这些交流脉冲波形经过整流滤波后就得到所需的直流输出电压。

1.2 开关电源的组成图1-1所示为开关电源的结构框图:功率变换 电路 高频变压器输出整流滤波电路振荡器脉宽调制比较器取样器基准电压DCDC控制电路前置滤波电路AC输入整流电路滤波电路图1-1 开关电源的结构框图AC/DC 转换电路是整流滤波电路。

DC/DC 转换器是开关电源中最重要的组成部分,有以下几种基本类型:buck 型、boost 型、buck-boost 型、正激式、反激式、推挽式、半桥式和全桥式转换器。

因设计需求,本设计在主电路拓扑上采用单端反激式。

下面就对这一结构主电路进行讨论分析。

第2章 系统各部分电路设计2.1 开关电源电路图设计的完整开关电源电路图如下:NTCRFUGNDAC1AC2VSRC1C2C5C3C4L1D1D2D3D4GND+VoGND+5VGNDGND GNDGND GNDGND-5V -5V +12V-12V +24V+5V+12V +24VC6C7C15C16C17C18C19C20C21C22C23C24C25C26R1R2R3R8R9R10R11R12R13D6D7D8D9D10D11D12D13TL431PC817T+VoL3L4L5L6L7L8C8C9C10C11C12R4R5R6R7D14D15UC384412345678+12VR14C27+5VGND C13C14D5L2R15R16图2-1 本设计开关电源电路图2.2 电压反馈电路设计考虑到控制器的安全性,一般都采用光耦隔离反馈电压。

为了减小光耦合器的漂移,二次侧需要一个误差放大器,本设计采用TL431构成误差放大器。

对于多路输出的电源来讲,输出端的交叉调整性能是个不可忽视的问题。

若只对一路输出进行反馈,则当未检测输出端负载变化时,被检测的输出端电压波动很小,但未检测的输出端电压的变化并不能完全通过变压器耦合到反馈端,因此不能对其有效调节,导致其他输出端电压波动较大。

多路输出检测通常是把上臂检测电阻用多个并联电阻代替,分别接到不同的输出端。

每个输出端被检测的电流百分比,即表示了该输出端被调节的程度。

+5V+12V+24VR8R9R10R11R12R13TL431PC817UC3844 8脚UC3844 2脚R16R15图2-2 电压反馈电路2.3 输入启动电路的设计电路图如下:C6C7R1R2D12D13+VoC8D15+12VUC3844 7脚MOSFET图2-3 启动电路图电源通过启动电阻1R 给电容8C 充电,当8C 电压达到UC3844的启动电压门限值(+16V )时,UC3844开始工作并提供驱动脉冲,由6 端输出驱动开关管工作。

随着UC3844的启动,1R 的工作也就基本结束,7脚电压可以小于16V ,余下的任务交给输出绕组Ns12V ,由输出绕组Ns12V 来为UC3844 供电,由于UC3844稳定工作后。

由于输入电压超过了UC3844 的工作电压,为了避免意外,用稳压管15D 限定UC3844 的输入电压,取15D 的稳定电压为18V ,可以选择IN4746稳压二极管。

2.4 输入整流滤波电路的设计对于市电供电的开关稳压电源,输入整流滤波电路的设计是必须的,但是相对于其他电路部分,输入整流电路的设计相对简单,但其设计的好坏对于电源的可靠性和对电网的影响也有较大的影响。

输入整流滤波电路通常由:EMI 滤波器、浪涌电压电流抑制器、整流器和滤波电容组成。

许多交流输入的场合有些电源还带有PFC 功率因数校正电路,以减小电源对电网供电质量的影响。

NTCRFUGNDAC1AC2VSRC1C2C5C3C4L1D1D2D3D4GND+VoGND图2-4 输入整流滤波电路2.5保护电路的设计系统的保护电路包括过电流保护、过电压保护、欠压锁定、尖峰冲击电压保护等。

以下将就几种保护电路做介绍。

1.输入保护a .一般在输入端加熔丝管,这里用2A 的熔丝管较为合理。

b .负温度系数热敏电阻NTCR 。

其特性为其阻值随温度升高而降低。

它能有效减小电源接通瞬间,电流对电路的冲击。

这里选择8-101NTCR ,标称阻值为10 ,额定电流为1A 。

c .压敏电阻VSR 。

其特点是,工作电压宽,耐冲击电流能力强,漏电流小,电阻温度系数低,价格低廉,体积小。

压敏电阻对冲击电压有较好的钳位作用。

这里选取MY31-270/3,标称值220V 。

2、过流保护过流保护电路主要通过检测5R 上流过的电流并通过4R 和10C 滤波后,反馈回UC3844,与其内部的1V 基准电压比较,使导通宽度变窄,输出电压下降,直至使UC3844停止工作,没有触发脉冲输出,使场效应管截止,达到保护MOSFET 和电路的目的。

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