基于IR2161的电子变压器设计_说明书

信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:基于IR2161的电子变压器设计专业: 通信技术班级: 通技07-1学号:姓名:指导教师:二ΟΟ九年十二月二十四日目录摘要.................................................. 0矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

绪论.................................................. 1聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

第1章总体方案设计.................................... 2残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

1.1 方案提出 ....................................... 2酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

1.2 方案论证 ....................................... 2彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

第2章参数计算和元件选择.............................. 5謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

2.1 输入电源整流滤波电路 ........................... 5厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

2.2 IR2161芯片电路................................. 5茕桢广鳓鯡选块网羈泪。

2.3 变压电路 ....................................... 9鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。

第3章制作与调试..................................... 11籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。

3.1 印制电路图 .................................... 11預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。

3.2 制作调试注意事项 .............................. 11渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。

总结................................................. 12铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。

致谢................................................. 13擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。

参考文献............................................... 14贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。

附录1 电路原理图 ..................................... 15坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。

附录2 PCB版图........................................ 16蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。

附录3 元器件明细表 ................................... 17買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。

摘要我们身边的小型电子产品用的变压器大部分都是电子变压器，如：手机的充电器、照明光源、电视机、VCD机、DVD机、电磁炉里的电源以及电脑里的电源等等。

电子变压器具有无噪音、自身耗能低、电压适应范围广等许多优点。

电子变压器的广泛应用得益于科技的进步，电子元件成本的降低。

在以前无论是直流变压器还是交流变压器，都要使用由软磁磁芯制成的电子变压器，所以以前的电子产品都非常笨重，而现在的家用电器都非常轻巧灵便。

根据产品的更新速度，我借鉴前人的一些知识对电子变压器进行了改进，以IR2161芯片为背景设计出一款功能齐全，成本较低的电子变压器。

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关键词变压；节能；IR2161芯片绪论随着电子技术的飞速发展，变压器的运用越来越广泛，电子变压器的种类和功能越来越齐全。

因此，讨论电源技术与电子变压器之间的关系：主要讨论电源技术对电子变压器的要求，像所有作为商品的产品一样，是在具体使用条件下完成具体的功能中追求最高性价比。

有时可能偏重价格和成本，有时可能偏重效率和性能。

现在，“轻、薄、短、小”成为电子变压器的发展方向，这几种发展方向都是强调降低成本。

从总的要求出发，可以对电子变压器得出四项具体要求，即：使用条件、完成功能、提高效率、降低成本。

因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便电子变压器显得十分必要。

为了达到以上要求，本设计采用了基于IR2161芯片电路的电子变压器，该电子变压器功能比较齐全。

希望自己能对电子变压器技术进步做一点小小的贡献。

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第1章 总体方案设计1.1 方案提出设计电子变压器之前，先考虑以下几方面的因素：第一，家用小型电器工作电压不能直接使用220V 市电，必须先经过处理才能使用。

不同的电器设备的工作电压不同，所以需变压器作适当处理。

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第二，我们所设计的变压器能够满足用户需求，能够使生产厂家与消费者达到双赢的目的。

第三，制作的电路越简单越好，并要考虑用户安装与使用的方便。

第四，应考虑电路安全可靠，并且节约能源。

有鉴于此，自己在前人的基础上，总结出如下两种方案： 1.电子变压器；2.基于IR2161芯片的电子变压器。

1.2 方案论证1.2.1 方案一功能描述：本电路输入端接220V 的市电电压。

二极管1D ～4D 构成桥式整流电路把市电变成直流电，由振荡变压器1TR ，三极管1T 、2T 组成的高频振荡电路，将脉动直流变成高频电流，然后由输出变压器TR 2对高频高压脉冲降压，获得所需的电压和功率。

1R 为限流电阻，电阻2R 、电容1C 和双向触发二极管5D 构成启动触发电路。

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通过以上分析，总结出电子变压器的系统框图如图1-1所示。

图1-1 系统方框图电子变压器的电路原理图如图1-2所示。

整流滤波高频振荡变压电路输出电路C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10L1TR3D1D2D3D4D9D6D7D8R2R3R4R5R6R7R8R9R10T1T2T3R1VDRTR1TR2D5R11R12TR4图1-2 电子变压器电路原理图1.2.2 方案二功能描述：本电路输入端接220V 的市电电压。

二极管1D ～4D 构成整流电路把市电变成直流电，采用集成芯片IR2161，该集成芯片用于代替上面的高频振荡电路。

它将脉动直流变为高频直流，然后由输出变压器1T 对高频脉冲降压，从而获得所需的电压和功率。

IR2161芯片自身附带其它的功能，比如运用在卤素灯的变压器中，其优点有：不需要预热和触发启动时间、无需大容量滤波电容、输出是经隔离的高频低压、安全性好。

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通过以上分析，总结出基于IR2161芯片的电子变压器的系统方框图如图1-3所示。

图1-3 系统方框图基于IR2161芯片的电子变压器的原理图如图1-4所示。

整流滤波IR2161 电路变压电路输出电源图1-4基于IR2161的电子变压器电路原理图1.2.3 方案结论方案一的优点：本电路做成的电子变压器容易调节，各种元器件也比较普通，能够变压。

但是电子产品的成本比较高，运用在大型的家用电器中的电源变压比较合适。

缺点：此种电源电路生产出来的产品不能够占有市场，消耗金属材料，没有满足节约成本的要求。

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方案二的优点：本电路做成的电子变压器。

是基于智能半桥驱动器芯片IR2161的电子变压器，无需饱和磁环变压器，仅需用少量元器件，则可实现变压功能。

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鉴于两个方案的比较，为了节约成本、减小实物体积，本次毕业设计选用方案二，即基于IR2161芯片的电子变压器。

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第2章 参数计算和元件选择2.1 输入电源整流滤波电路输入电源220V 的交流电压。

电流经过的电压为市电220V ，经过电感LF 和电容CLF 充电，然后经过四个二极管组成的桥式整流以后得到直流电源。

在输入电源经过整流电路以后得到直流电压，但是波动较大仍然不能直接作为电源使用，还需进行再一次滤波，将其中的交流成分滤掉。

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工作原理:当电容两端电压2U 升至2U >U 时二极管1D 、3D 在正向电压作用下工作。

此时2U 经1D 、3D 向D R 提供电流，一方面向电容D C 充电。

当2U <C V 时二极管又截止电容又向D R 放电，电容周而复始的充电放电大大的减小了交流分量，达到了滤波的效果。

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在选择整流二极管时,为了保证工作点足够稳定,应满足下列条件：m I ≥(1.5-2)I 即：066.02033.0=*=I A二极管IN4007的最大整流m I =1A>0.066A ，故1D ～4D 选择1N4007型二极管。

单元电路如图2-1所示：鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。

D1IN4007D2IN4007D3IN4007D4IN4007VZ 16V/1WR S 270/3W+220u F /50VC D 330n F/400VC LF 100n F/275VLF 3mH R D270/3W图2-1 桥式整流电路2.2 IR2161芯片电路2.2.1 IR2161芯片工作原理在接通市电电压后，桥式整流器通过Rs 的电流除流入IC 脚CC V 上的启动电流外，其余的大部分电流对电容1CVCC 充电。

当IC 脚CC V 上的电压达到启动阈值11.8V 后，IC 开始工作。

一旦IC 启动，由CSNUB 、1CP D 和2CP D 组成的电荷泵电路为IC 脚CC V 馈送电流。

自举二极管B D 和电容B C 为IC 高侧驱动器电路供电。

齐纳二极管Z D 的作用为分流IC 过剩电流，以防止IC 损坏。

IR2161提供软件启动操作，可以避免浪涌电流产生。

IR2161输出125kHz 的高频。

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由于系统中输出高频变压器1T 初级漏感是固定的，在较高的频率下呈现较高的阻抗，初级绕组上的电压较低。

致使变压器输出电压较低，电流较小，同时也避免了保护电路被触发。

约经1s 的时间，电路以较低频率运行。

在此过程中，IC 脚3外部电容SD C 上的电压从0V 增加到5V 。

当空载时，CSD V =0V ，振荡器频率约60kHz 在最大负载下，CSD V =5V ，振荡器频率约30kHz 。

当输出短路时，电流流过半桥，被CS R 感测。

只要IC 脚CS 上电压超过1V 的门限电平持续50ms 以上的时间，系统将关闭。

如果负载超过最大负载的50％，IC 脚4上的电压将超过0.5V 较低的门坎电压，在经0.5s 之后，系统将关闭。

不论是短路保护还是过载保护，都能自动复位。

IR2161还提供过热关闭功能。

当芯片结温超过135℃的过温度限制值时，半桥开关将停止工作，以避免MOSFET 烧坏。

单元电路如图2－2所示：阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。

R L1KR B222DSIN4007DCP1IN4148DBIN3947DCP2IN4148C CS 1n F/50VC VC C2100n F/25VC SD 1n F/50VC B100n FVCC1C OM2C SD 3C S 4VB8HO7VS6LO5IR 2161图2-2 IR2161芯片电路2.2.2 CS R 的计算在半桥中间点上的电压为DC 总线电压的1/2。