多路输出反激式开关电源设计要点说明

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2 反激式开关电源系统分析
本节完成主变换电路拓扑结构的选择,对控制电路调节方式进行选取,分析给出系统整体架构图,为开关电源各电路模块设计奠定基础。
Hale Waihona Puke Baidu2.1
反激变换器由于电路简单,所用元件少,适用于多输出场合。反激变换器的拓扑结构如图2-1所示,其中T1是高频变压器,Q1是MOS管,C1、C2是滤波电容,D1为整流二极管。其基本工作原理是:当开光管Q1 开通时变压器原边导通,输入的直流电压通过初级绕组向变压器灌入能量;Q1 关断时变压器灌注的能量通过次级绕组释放,经 D1 整流、C2 滤波后供负载使用。通过PWM脉冲产生电路改变开关脉冲占空比和变压器的变比可以很容易的实现大围的电压调整。
多路输出反激式开关电源设计
摘 要:以UC3844芯片为控制核心,设计并制作了多路输出反激式开关电源。完成了多路输出反激式开关电源系统设计,完成具体模块电路详细设计,包括 EMI 滤波电路、前级保护和整流桥电路、缓冲吸收电路、高频变压器、UC3844的启动与驱动电路、电流检测和过流保护电路等。合理选择、设计和分配了开关电源各电路参数;设计出电路原理图,根据设计规制作出 PCB,并组装出电源样机,最后对设计的样机进行测试验证。
(2) 输出电压五组:三路+15V(1.0A)、两路+5V(1.0A)
(3) 输出电压纹波:VPP≤80mV
(4) 工作频率:100KHz
(5) 最大占空比:Dmax=0.42
(6) 效率η=75%
(7) 总功率:55W
给出电源主电路与控制电路的设计清单。用protel软件进行电源电路原理图与PCB图的设计,进行电路调试,对调试过程中出现的问题进行分析处理,获得多路输出反激式开关电源原理样机。
开关电源样机输出电压稳定性较高,输出电压纹波较小,符合设计规小于 80mV 的要求;样机整体测试结果表明,电源各项指标均符合要求,输出稳定,性能较好。
关键词:开关电源;反激式;UC3844;模块化
DesignofMulti-outputFlybackSwitchingPowerSupply
Abstract:It was designed and produced a set of multiple output fly-back switching power supply, using the chip UC3844 as the control core. The design of the system and specific module circuits was completed. The module circuits include EMI filter circuit, level protection and bridge rectifier circuit, snubber circuit, high frequency transformer, start and drive circuit of UC3844, current sensing and over-current protection circuit. The parameters of switching power supply circuit were chose, designed and distributed reasonably. According to the schematic circuit design and design specifications, we produced the PCB, and assembled the prototype of power supply, also finished the test in the final.
其中反激式开关电源,是开关电源拓扑中最简单的一种。输出变压器同时充当储能电感,整个电源体积小、结构简单,可同时输出多路互相隔离的电压,所以得到广泛应用。本次毕业设计制作的多路输出反激式开关电源是为各种电力电子器件供电。
1.2
设计多路输出的反激式开关电源,指标如下:
(1) 输入电压:AC220V±10%
Keywords:switch power supply;flyback;UC3844;Modular
多路输出反激式开关电源设计
1 概 述
1.1 课题研究背景与意义
随着电力电子技术的高速发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电力电子设备都离不开可靠的电源,其供电一般采用开关电源。开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关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。在建设资源节约型、环保示型社会的大背景下,具有高效节能、安全环保、短小轻薄等方面优点的开关电源已经成为本学科一个重要的研究热点。
图2-1 反激变换器的拓扑结构
2.1.1工作方式选取
反激式开关电源主要有两种基本工作模式:(1)连续工作模式,简称 CCM;(2)不连续工作模式,简称 DCM。两种工作模式的电路原理图如图2-2所示。CCM 的工作原理:PWM 脉冲激励开关管导通,这时输入电压加在原边绕组上,原边电感储存能量,在下一次脉冲到来之前,变压器储存的能量没有释放完全,使得次级电流没有降到零便开始了下一个过程。DCM 的工作原理与 CCM 相比的不同点是在下一次脉冲到来之前,变压器储存的能量已经释放完全,次级电流已经降到零,下一个过程初级的电流又开始从零增加。所以 CCM的特点是高频变压器在每个开关周期,都是从非零的能量储存状态开始的。DCM的特点是储存在高频变压器中的能量在每个开关周期都要完全释放掉,可以得出两种模式下纹波电流与峰值电流的不同关系。DCM 的开关电流从一定幅度开始,沿斜坡上升到峰值,然后又迅速回零,初级脉动电流 与峰值电流 的比例系数 <1.0。DCM 的开关电流则是从零开始上升到峰值,再迅速降到零, =1.0 。利用 IR与IPK 的比例关系 (0~1.0) 的数值,可以定量地描述开关电源的工作模式,其中 的关系如式(2-1)所示
The higher stability of the output voltage of the switching power supply prototype, the output voltage ripple is small, meet the design specifications to the requirements of less than 80mV; The prototype of the overall test results show that the power of the indicators are in line with the requirements, output stability, better performance.
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