基于PWM反激式開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)

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1、課程設(shè)計(jì)課程名稱(chēng)電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課題名稱(chēng)PWM單象限降壓型DC-DC變換電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化班級(jí)1391學(xué)號(hào)02姓名李洪波指導(dǎo)老師李翔來(lái)2015年12月18日目錄目錄1課程設(shè)計(jì)的目的與意義………………………………………………………32.1課程設(shè)計(jì)的目的…………………………………………………………32.2課程設(shè)計(jì)的意義…………………………………………………………42課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容……………………………………………………………43設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………………………63.1設(shè)計(jì)裝置的主要技術(shù)數(shù)據(jù)…………………………………………………63.2UC3

2、842組成的反激式電源開(kāi)關(guān)…………………………………………63.3EMI濾波電路……………………………………………………………83.4整流濾波電路的設(shè)計(jì)………………………………………………………83.5高頻變壓器的設(shè)計(jì)…………………………………………………………83.6控制電路的選擇…………………………………………………………83.7反饋電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………………83.8保護(hù)電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………………83.9輸出整流濾波電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………84參考文獻(xiàn)………………………………………………………

3、……………………95心得體會(huì)…………………………………………………………………………91課題設(shè)計(jì)的目的和意義1.1課題設(shè)計(jì)的目的電源電壓的變換，要有一種基礎(chǔ)的技術(shù)，使得變換簡(jiǎn)單，成本低，體積重量小、容易控制輸出電壓、變換方式等，由此，產(chǎn)生了一種電源變換技術(shù)，叫做開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，最早開(kāi)始應(yīng)用也就是上世紀(jì)90年代初，這種技術(shù)的核心就是先將電壓能量統(tǒng)一變成直流，然后切成間隔脈沖，通過(guò)脈沖的占空比實(shí)現(xiàn)控制能量輸出多少，來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，由于這種方法去掉了變壓器，所以體積減小重量減輕，控制簡(jiǎn)單。當(dāng)然，帶來(lái)的問(wèn)題是紋波較大（與模擬電源比較大）。1.2課題設(shè)計(jì)的意義開(kāi)關(guān)電源具有能耗小、效

4、率高、穩(wěn)壓范圍寬、體積小、重量輕等突出優(yōu)點(diǎn)，在通訊設(shè)備、數(shù)控裝置、儀表儀器、影音設(shè)備、家用電器等電子電路中得到了廣泛應(yīng)用。UC3842是美國(guó)Unitrode公司(該公司現(xiàn)已被TI公司收購(gòu))生產(chǎn)的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片，可直接驅(qū)動(dòng)雙極型晶體管、MOSFEF和IGBT等功率型半導(dǎo)體器件，具有管腳數(shù)量少、外圍電路簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試簡(jiǎn)便、性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、顯示器等系統(tǒng)電路中作開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)器件。反激式開(kāi)關(guān)電源電路中的變壓器起著儲(chǔ)能元件的作用，可以看做是一對(duì)相互耦合的電感，其工作過(guò)程是：開(kāi)關(guān)開(kāi)通后，V處于斷態(tài)，初級(jí)繞組的電流線(xiàn)性增長(zhǎng)，電感儲(chǔ)能增加；開(kāi)

5、關(guān)關(guān)斷后，初級(jí)繞組的電流被切斷，變壓器中的磁場(chǎng)能量通過(guò)次級(jí)繞組和V向輸出端釋放.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源被譽(yù)為“新型高效節(jié)能電源”，它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向。由于內(nèi)部器件工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，因此本身消耗的能量極低，電源。效率可以達(dá)到80%以上比串連調(diào)整線(xiàn)性穩(wěn)壓電源的效率提高近一倍。隨著電源技術(shù)的飛速發(fā)展，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源正朝著小型化、高頻化、集成化方向發(fā)展，高效率的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。2課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容(1)、開(kāi)關(guān)電源主電路的設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇。(2)、IGBT電流、電壓額定的選擇。(3)、開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路的選擇。(4)、開(kāi)關(guān)變壓器設(shè)計(jì)。(5)、畫(huà)出完整的主電路原理圖和控制電

6、路原理圖。(6)、電路仿真分析和仿真結(jié)果。3設(shè)計(jì)方案3.1設(shè)計(jì)裝置（或電路）的主要技術(shù)數(shù)據(jù)圖3-1主要技術(shù)數(shù)據(jù)1、交流輸入電壓AC220V。2、直流輸出為兩端輸出，一端輸出直流電壓5V，輸出電流1A，另外一端輸出電壓15V，輸出電流500mA。3、要求反饋端接5V電壓輸出端。4、輸出紋波電壓≤0.2V。5、輸入電壓在95~270V變化時(shí)，輸出電壓誤差≤0.03V。3.2UC3842組成的反激式開(kāi)關(guān)電源反激式開(kāi)關(guān)電源電路中的變壓器起著儲(chǔ)能元件的作用，可以看做是一對(duì)相互耦合的電感，其工作過(guò)程是：開(kāi)關(guān)開(kāi)通后，V處于斷態(tài)，初級(jí)繞組的電流線(xiàn)性增長(zhǎng)，電感儲(chǔ)能增加；開(kāi)關(guān)關(guān)斷后，初級(jí)繞組的電

7、流被切斷，變壓器中的磁場(chǎng)能量通過(guò)次級(jí)繞組和V向輸出端釋放。圖3-2是反激式開(kāi)關(guān)電源原理圖，其中的控制芯片采用UC3842。電源的輸出電壓等級(jí)有三種：＋5V、＋12V、－12V。該電路的變換器是一個(gè)降壓型開(kāi)關(guān)電路。由單管驅(qū)動(dòng)隔離變壓器TC主繞組N1電流，C2、R3可以提供變壓器原邊泄放通路。輸出經(jīng)整流、濾波送負(fù)載。芯片所用的電源VCC由R2從整流后電壓提供。VCC同時(shí)也作為輔助反饋繞組N3的反饋電壓。圖3-2反饋比較電路信號(hào)是從輔助繞組3經(jīng)過(guò)V1、V2、3、4等整流濾波后得到的VCC分壓提取的。6、7構(gòu)成