200W开关电源设计PFC双管正激

学位论文

200W开关电源设计

——基于双管正激变换器

摘要

开关电源是一种由占空比控制的开关电路构成的电能变换装置，用于交流－直流或直流—直流电能变换，通常称其为开关电源。其功率从零点几瓦到数十千瓦，广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。开关电源的核心为电力电子开关电路，根据负载对电源提出的输出稳压或稳流特性的要求，利用反馈控制电路，采用占空比控制方法，对开关电路进行控制。本设计的交流输入电压范围是85V～265V，输出电压24V，输出功率200W。该设计能够同时实现输入欠压保护、输出过压保护、功率因数校正等功能。本设计主要采用单片开关电源芯片L6562D，NCP1015和NCP1217，线性光耦合器PC817A及可调式精密并联稳压器TL431等专用芯片以及其它的分立元件相配合，使设计出的开关电源具有稳压输出功能。主要用到的开关电源电路拓扑有BUCK电路，BOOST电路和正激电路。

关键词：开关电源，功率因数校正，电路拓扑

ABSTRACT

The switching power supply is a power conversion device for AC-DC or DC-DC conversion,which is consist of switching circuits controled by duty cycle.Its power varies from a few tenths of watts to tens of kilos watts,and it is widely used in life,production,scientific research, military and other fields.The core of the switching power supply is power electronic circuit.According to the request of steay output voltage or flow characteristics of power from the load,it can use feedback control circuit with duty cycle control method to control the switching circuit. The AC input voltage of this design ranges from 85V to 265V and the output voltage is 24V,the output power 200W.The design can simultaneously realize functions of input under-voltage protection, output overvoltage protection and power factor correction. The design mainly adopts dedicated chips ,such as single switching power supply chip L6562D, the NCP1015 and NCP1217A, a linear optocoupler PC817 and adustable precision shunt regulator control TL431 ,which is matched with other discrete components to make the switching power supply with voltage regulator output function. The main switching power supply circuit topology are Buck Circuit, the Boost Circuit and a Forward Circuit.

Key words：the switching power supply,power factor correction,circuit topology

目录

第1章开关电源简介 (1)

1.1 开关电源的发展简史 (1)

1.2 开关电源的发展趋势和前景展望 (1)

1.3 本文的主要工作 (2)

1.3.1 基本要求 (3)

1.3.2 发挥部分 (3)

第2章开关电源的分类和基本工作原理 (4)

2.1 开关电源的分类 (4)

2.2 开关电源的基本工作原理 (4)

2.3 PFC原理 (5)

2.4 双管正激式变换器工作原理 (6)

第3章交流输入部分电路的设计与实现 (8)

3.1 原理图设计 (8)

3.2 元件参数与选择 (8)

3.2.1 压敏电阻 (8)

3.2.2 安规电容 (8)

3.2.3 泄放电路 (9)

3.2.4 共模扼流圈 (9)

3.2.5 整流桥和滤波电容 (9)

第4章基于L6562D的连续型APFC电路设计与实现 (10)

4.1 L6562D功能特点及其工作方式 (10)

4.2 设计要求 (10)

4.3 工作原理 (10)

4.3.1 概述 (10)

4.3.2 FOT峰值电流模式分析 (11)

4.3.3 FOT峰值电流模式的输入电流畸变 (12)

4.3.4 输入电流尖峰畸变的补偿电路 (12)

4.4 原理图设计 (14)

4.5 参数设计 (14)

4.5.1 升压电感的设计 (14)

4.5.2 确定电流取样电阻 (17)

第5章基于NCP1217A双管正激变换器电路的设计与实现 (19)

5.1 NCP1217A功能特点 (19)

5.2 设计要求 (19)

5.3 原理图设计 (19)

5.4 参数设计 (21)

5.4.1 变压器和输出电感的设计 (21)

5.4.2 确定次级侧的整流二极管 (22)

5.4.3 确定输出电容器 (23)

5.4.4 脉冲驱动电路的设计 (23)

5.4.5 稳压反馈电路设计 (24)

第6章基于NCP1015的辅助电源设计与实现 (25)