开关电源课程设计
开关电源技术课程设计

一、总体设计思路及框图1.1设计总体思路输入——EMC等滤波——整流(也就一般的AC/DC类似全桥整流模块)——DC/DC模块(全桥式DC—AC—高频变压器—高频滤波器—DC,)——输出。
系统可以划分为变压器部分、整流滤波部分和DC-DC变换部分,以及负载部分,其中整流滤波和DC-DC变换器构成开关稳压电源。
整流电路是直流稳压电路电源的组成部分。
整流电路输出波形中含有较多的纹波成分,所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。
直流/直流转换电路,是整个开关稳压电源的核心部分。
1.2开关稳压电源的基本原理框图如图1-1所示:二、电路设计及原理分析2.1单元电路设计2.1.1整流滤波电路图2-1 输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰(EMI)出入电子设备的一个重要途径,在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径,本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。
IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。
PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。
交流输入220V时,整流采用桥式整流电路。
如果将JTI跳线短连时,则适用于110V交流输入电压。
由于输入电压高,电容器容量大,因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流,一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。
这可能造成整流桥和输入保险丝的损坏,也可能造成高频变压器磁芯饱和损坏功率器件,造成高压电解电容使用寿命降低等。
所以在整流桥前加入由电阻R1和继电器K1组成的输入软启动电路。
电路如图2-1所示:2.1.2反激式变换器根据电路的结构形式的不同,脉宽式变换器可分为:正激式、反激式、半桥式、全桥式、推挽式和阻塞式。
所谓反激式是指变压器的初级极性与次级极性相反。
反激式变换效率较高,线路简单,能多路输出。
当开关管VT截止时,变压器初级所积蓄的电能向次级传送,这时变压器的次级绕组下端为负,上端为正,二极管VD正向导通,导通电压经过电容C滤波后向负载RL供给电能。
《开关电源教案》课件

《开关电源教案》课件一、教学目标1. 让学生了解开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。
2. 使学生掌握开关电源的接线方式、使用注意事项和故障处理方法。
3. 培养学生动手操作开关电源设备的能力,提高学生的实际应用技能。
二、教学内容1. 开关电源的基本概念介绍开关电源的定义、特点和应用领域。
2. 开关电源的工作原理讲解开关电源的工作原理,包括输入滤波、开关变换、输出滤波和保护电路等。
3. 开关电源的主要组成部分介绍开关电源的主要组成部分,如输入端、输出端、开关元件、滤波元件和保护元件等。
4. 开关电源的接线方式讲解开关电源的接线方式,包括串联接线、并联接线和混联接线等。
5. 使用注意事项强调开关电源使用过程中的安全注意事项,如正确接线、避免过载使用、防止短路等。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。
2. 采用演示法,展示开关电源的接线方式和实际操作过程。
3. 采用案例分析法,分析开关电源在使用过程中可能出现的故障和解决方法。
4. 采用小组讨论法,让学生分组讨论开关电源的故障处理技巧。
四、教学准备1. 准备开关电源设备,用于实际操作演示。
2. 准备相关教材、图片和案例资料。
3. 准备投影仪、电脑等教学辅助设备。
五、教学评价1. 课堂问答:评估学生对开关电源基本概念、工作原理和接线方式的掌握程度。
2. 实操考核:检查学生动手操作开关电源设备的能力。
3. 小组讨论:评估学生在故障处理方面的分析和解决问题的能力。
4. 期末考试:全面测试学生对开关电源知识的掌握情况。
六、教学活动1. 引入新课:通过提问方式引导学生思考开关电源在日常生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解开关电源的基本概念,让学生了解开关电源的定义、特点和应用领域。
3. 讲解开关电源的工作原理,包括输入滤波、开关变换、输出滤波和保护电路等。
4. 讲解开关电源的接线方式,包括串联接线、并联接线和混联接线等。
《开关电源教案》课件

《开关电源教案》课件一、教学目标1. 了解开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。
2. 掌握开关电源的优缺点以及应用领域。
3. 学会开关电源的设计与选型方法。
4. 了解开关电源的故障诊断与维护技巧。
二、教学内容1. 开关电源概述定义分类应用领域2. 开关电源工作原理开关电源的基本电路开关元件脉宽调制(PWM)技术3. 开关电源主要组成部分输入滤波器整流器开关变换器输出滤波器保护电路4. 开关电源的优缺点优点缺点5. 开关电源的设计与选型设计考虑因素选型依据三、教学方法1. 讲授法:讲解开关电源的基本概念、工作原理、主要组成部分、优缺点等知识点。
2. 案例分析法:分析实际应用中的开关电源案例,加深学生对知识点的理解。
3. 互动教学法:提问、讨论,激发学生思考,提高课堂参与度。
4. 实践操作法:安排课后实践,让学生动手设计简单的开关电源电路,巩固所学知识。
四、教学资源1. PPT课件:展示开关电源的相关图片、电路图、原理图等。
2. 教材或参考资料:提供详细的开关电源理论知识。
3. 实验设备:用于实践操作,加深对知识的理解。
五、教学评价1. 课堂问答:评估学生对开关电源基本概念、工作原理等的掌握程度。
2. 课后作业:检查学生对开关电源设计与选型的理解与应用能力。
3. 实验报告:评价学生在实践操作中的表现,包括故障诊断与维护技巧。
4. 综合考试:全面测试学生对开关电源知识的掌握。
六、教学安排1. 课时:本教案共需10课时,每课时45分钟。
2. 课程安排:第1课时:开关电源概述第2课时:开关电源工作原理第3课时:开关电源主要组成部分第4课时:开关电源的优缺点第5课时:开关电源的设计与选型第6课时:开关电源案例分析第7课时:开关电源故障诊断与维护第8课时:实验一:简单开关电源设计第9课时:实验二:开关电源故障诊断与维修七、教学重点与难点1. 教学重点:开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。
开关电源的优缺点以及应用领域。
开关稳压电源课程设计

开关稳压电源课程设计
开关稳压电源是一种比较常见的功率模块,它具有较高的效率和较低的成本,并且占
有国内外的重要市场份额。
本课程设计旨在通过设计和研究开关稳压电源,分析它的技术
特性,探讨在电子设备和系统中所能起到的作用。
首先,对开关稳压电源回路结构、器件特性和工作原理进行分析和研究,确定一个具
有满足要求的线路配置。
其次,实验室中建立样机的示波器测试,以验证模型和分析,以
验证开关稳压电源的输出功率,给出正确的控制和管理策略。
最后,对电路的特性、功能
和参数进行分析,并确定最佳设定参数,以最大限度提高效率和稳定性。
另外,通过分析不同型号开关稳压电源,总结其特性和参数,包括最大输入/输出电压、最大输入/输出电流、最大效率等,进一步研究后,建立必要的参数、数据和实验结论,以便对开关稳压电源的应用提供有效的参考和信息服务。
针对开关稳压电源的使用,通过研究其交流逆变电路的负载特性和输出电压的可调性,以及输出电压的噪声和抖动特性等,分析其在天线发射系统中的应用场景,提出可行的优
化方案,以便有效控制输出变化和得到最佳的性能参数。
本课程设计充分利用电脑软件和硬件实验,提出科学合理的设计方案,以模拟和验证
开关稳压电源设计分析的结果,有效实现其功能模块的功能设计,最终使用者可以满足其
个性化的使用需求。
开关电源设计(精通型)

开关电源设计(精通型)一、开关电源基本原理及分类1. 基本原理开关电源的工作原理是通过控制开关器件的导通与关断,实现电能的高效转换。
它主要由输入整流滤波电路、开关变压器、输出整流滤波电路和控制电路组成。
在开关电源中,开关器件将输入的交流电压转换为高频脉冲电压,通过开关变压器实现电压的升降,经过输出整流滤波电路,得到稳定的直流电压。
2. 分类(1)PWM(脉冲宽度调制)型开关电源:通过调节脉冲宽度来控制输出电压,具有高效、高精度等特点。
(2)PFM(脉冲频率调制)型开关电源:通过调节脉冲频率来控制输出电压,适用于负载变化较大的场合。
二、开关电源关键技术与设计要点1. 高频变压器设计(1)选用合适的磁芯材料,保证变压器在高频工作时的磁通密度不超过饱和磁通密度。
(2)合理设计变压器的绕组匝数比,以满足输出电压和电流的要求。
(3)考虑变压器损耗,包括铜损、铁损和杂散损耗,确保变压器具有较高的效率。
2. 开关器件的选择与应用(1)开关频率:根据开关电源的设计要求,选择合适的开关频率。
(2)电压和电流等级:确保开关器件能承受最大电压和电流。
(3)功率损耗:选择低损耗的开关器件,提高开关电源的效率。
(4)驱动方式:根据开关器件的特点,选择合适的驱动电路。
3. 控制电路设计(1)稳定性:确保控制电路在各种工况下都能稳定工作。
(2)精度:提高控制电路的采样精度,降低输出电压的波动。
(3)保护功能:设置过压、过流、短路等保护功能,提高开关电源的可靠性。
三、开关电源设计实例分析1. 确定设计指标输入电压:AC 85265V输出电压:DC 24V输出电流:4.17A效率:≥90%2. 高频变压器设计选用EE型磁芯,计算磁芯尺寸、绕组匝数和线径。
3. 开关器件选择根据设计指标,选择一款适合的MOSFET作为开关器件。
4. 控制电路设计采用UC3842作为控制芯片,设计控制电路,实现开关电源的稳压输出。
5. 实验验证搭建实验平台,对设计的开关电源进行测试,验证其性能指标是否符合要求。
直流开关电源设计课设

直流开关电源设计课设
直流开关电源是一种将交流电转换为直流电的电路,其具有工作效率高、体积小、重量轻等优点,广泛应用于电子设备、工业控制、通信等领域。
以下是一些关于直流开关电源设计课程设计的建议:
1. 设计任务和要求:在开始课程设计之前,需要明确设计任务和要求,如设计一个降压型直流开关电源,输入电压为220V交流电,输出电压为12V直流电,输出电流为5A等。
2. 电路原理图设计:根据设计任务和要求,设计电路原理图,包括主电路、控制电路、保护电路等。
在设计过程中,需要考虑电路的稳定性、可靠性和安全性。
3. 元器件选型:根据电路原理图,选择合适的元器件,如开关管、电感、电容、二极管等。
需要注意元器件的规格参数、性能指标和可靠性。
4. 计算和优化:根据设计任务和要求,进行电路参数的计算和优化,如开关频率、占空比、电感值等。
可以通过模拟仿真软件对计算结果进行验证和优化。
5. 实验调试:根据设计任务和要求,进行实验调试,包括电路板的制作、元器件的安装和调试、实际运行效果的测试等。
6. 报告撰写:在完成实验调试后,撰写课程设计报告,包括设计任务和要求、设计思路和方案、实验结果和分析等。
7. 答辩和评估:在完成课程设计报告后,进行答辩和评估,包括回答问题、展示成果、接受评估和改进建议等。
通过以上的课程设计过程,可以帮助学生深入了解直流开关电源的原理和设计方法,提高实际操作能力和解决问题的能力,同时也可以为学生的后续学习和职业发展提供支持和帮助。
《开关电源教案》课件

《开关电源教案》PPT课件第一章:开关电源概述1.1 教学目标让学生了解开关电源的定义、特点和应用领域让学生掌握开关电源的基本工作原理1.2 教学内容开关电源的定义和特点开关电源的应用领域开关电源的基本工作原理1.3 教学方法采用PPT课件展示开关电源的相关图片和示意图,帮助学生直观理解通过案例分析,让学生了解开关电源在实际应用中的重要性第二章:开关电源的组件和工作原理2.1 教学目标让学生掌握开关电源的主要组件及其功能让学生了解开关电源的工作原理2.2 教学内容开关电源的主要组件及其功能开关电源的工作原理示意图开关电源的输入和输出特性2.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源组件的实物图片和功能介绍,帮助学生理解和记忆利用示意图和电路图,讲解开关电源的工作原理,引导学生思考和理解第三章:开关电源的设计和应用3.1 教学目标让学生了解开关电源的设计原则和方法让学生掌握开关电源在实际应用中的注意事项3.2 教学内容开关电源的设计原则和方法开关电源在实际应用中的注意事项开关电源的常见问题和解决方法3.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源的设计案例,让学生了解设计原则和方法结合实际情况,讲解开关电源在应用中的注意事项,引导学生思考和讨论第四章:开关电源的测试和维护4.1 教学目标让学生掌握开关电源的测试方法和工具让学生了解开关电源的维护和保养知识4.2 教学内容开关电源的测试方法和工具开关电源的维护和保养知识开关电源的故障诊断和排除方法4.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源的测试方法和工具,让学生了解测试过程讲解开关电源的维护和保养知识,引导学生掌握维护技巧第五章:开关电源的最新发展5.1 教学目标让学生了解开关电源的最新发展动态让学生掌握开关电源的未来发展趋势5.2 教学内容开关电源的最新发展动态开关电源的未来发展趋势开关电源的技术创新和应用前景5.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源的最新发展成果,让学生了解行业动态引导学生思考开关电源的未来发展趋势,激发学生的创新意识第六章:开关电源的效率和稳定性6.1 教学目标让学生理解开关电源的效率概念让学生掌握提高开关电源稳定性的方法6.2 教学内容开关电源的效率及其影响因素开关电源稳定性的重要性提高开关电源效率和稳定性的方法和技术6.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源效率的计算方法和实例,帮助学生理解分析实际案例,讲解提高开关电源稳定性的常见措施,引导学生思考第七章:开关电源的环保和节能7.1 教学目标让学生了解开关电源在环保和节能方面的意义让学生掌握开关电源的环保和节能技术7.2 教学内容开关电源在环保和节能方面的作用开关电源的环保和节能技术开关电源的能效标准和认证7.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源在环保和节能方面的优势,帮助学生认识其重要性讲解环保和节能技术,引导学生关注开关电源的可持续发展第八章:开关电源的安全性和保护措施8.1 教学目标让学生理解开关电源安全性的重要性让学生掌握开关电源的保护措施8.2 教学内容开关电源安全性分析开关电源的保护措施及其作用开关电源的安全标准和规范8.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源安全性问题和案例,帮助学生认识到安全性的重要性讲解保护措施,分析其原理和应用,引导学生理解并掌握第九章:开关电源的实例分析9.1 教学目标让学生通过实例了解开关电源的实际应用让学生掌握开关电源的性能评估方法9.2 教学内容开关电源的实例解析开关电源性能评估方法和指标实例中开关电源的优缺点分析9.3 教学方法通过PPT课件展示实例,让学生了解开关电源在实际中的应用情况引导学生分析实例中的性能指标,评估开关电源的性能第十章:开关电源的的未来挑战和机遇10.1 教学目标让学生了解开关电源面临的挑战让学生掌握开关电源的机遇和发展方向10.2 教学内容开关电源面临的挑战和问题开关电源的机遇和发展方向开关电源行业的发展趋势和前景10.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源面临的挑战和问题,帮助学生认识到问题的存在讲解开关电源的机遇和发展方向,引导学生思考未来的发展潜力重点和难点解析一、开关电源的定义和特点:理解开关电源的基本概念和区别于其他电源的特点是理解后续内容的基础。
dsp课程设计直流开关电源设计

dsp课程设计直流开关电源设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解直流开关电源的基本原理,掌握其电路组成及工作过程。
2. 学生能掌握开关电源中关键元器件的作用,如开关器件、滤波器、稳压器等。
3. 学生能了解开关电源设计的基本方法和步骤。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计简单的直流开关电源电路。
2. 学生能运用仿真软件对开关电源电路进行仿真测试,分析并解决常见问题。
3. 学生能通过实际操作,搭建并调试开关电源电路。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电力电子技术的兴趣,增强对开关电源技术在实际应用中的认识。
2. 学生在团队协作中提高沟通与表达能力,培养合作精神。
3. 学生在学习过程中,培养解决问题的能力,增强自信心和自主学习意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 课程性质:本课程为电子技术专业课程,强调实践性与应用性。
2. 学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,具有较强的动手能力和求知欲。
3. 教学要求:注重理论联系实际,以学生为中心,引导学生主动探究,培养实践能力。
二、教学内容1. 开关电源基本原理:讲解开关电源的工作原理,对比线性电源与开关电源的优缺点,介绍开关电源的转换效率及电磁干扰问题。
教材章节:第一章 开关电源概述2. 开关电源电路组成:分析开关电源的主要电路组成部分,包括开关器件、驱动电路、反馈环路、滤波器等。
教材章节:第二章 开关电源电路组成及工作原理3. 开关电源设计方法:讲解开关电源设计的基本步骤,如确定电源需求、选择开关器件、设计控制环路等。
教材章节:第三章 开关电源设计方法4. 仿真与实际操作:运用仿真软件进行开关电源电路设计、仿真测试及优化,实际操作中搭建并调试开关电源电路。
教材章节:第四章 开关电源仿真与实验5. 常见问题分析:分析开关电源设计中可能遇到的问题,如开关噪声、电压波动、稳定性等,并提出解决方案。
教材章节:第五章 开关电源设计与测试中的问题及解决方法教学进度安排:1. 第1周:开关电源基本原理及优缺点分析2. 第2周:开关电源电路组成及工作原理3. 第3周:开关电源设计方法及步骤4. 第4周:仿真软件操作与实践5. 第5周:实际操作——搭建并调试开关电源电路6. 第6周:常见问题分析及解决方案讨论教学内容确保科学性和系统性,结合课程目标,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
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目录前言 (1)第一章开关电源技术课程设计任务书 (2)第二章主电路原理设计 (7)第三章开关变压器设计 (9)第四章主要元器件的选型 (16)第五章电路仿真及结果 (23)总结参考文献附表一附表二前言电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域,其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点,获得了广泛的应用。
开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型,前者是一个单闭环电压控制系统,系统响应慢,很难达到较高的线形调整率精度,后者,较电压控制型有不可比拟的优点。
UC3842是由Unitrode公司开发的新型控制器件,是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。
所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。
在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。
由于结构上有电压环、电流环双环系统,因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是比较理想的新型的控制器闭。
第一章开关电源技术课程设计任务书一、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。
二、课程设计的要求一、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。
设计装置(或电路)的主要技术数据开关稳压电源基本原理框图主要技术数据1、交流输入电压AC190V~570V2、直流输出①3.3V 1.5A②5V 500mA③15V 100mA3、输出纹波电压≤0.2V;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)。
严禁抄袭,严禁两篇设计报告基本相同,甚至完全一样。
4.课题设计的主要内容是主电路的确定,主电路的分析说明,主电路元器件、变压器的计算和选型,以及控制电路设计。
报告最后给出所设计的完整电路图,5.课程设计用纸和格式统一课程设计用纸在学校印刷厂统一购买和装订,封面为学校统一要求。
要求图表规范,文字通顺,逻辑性强。
设计报告不少于20页三、课程设计报告基本格式目录内容:1. 设计的基本要求(给出所要设计的装置的主要技术数据和设计装置要达到的要求(包括性能指标),最好简述所设计装置的主要用途)2. 总体方案的确定3. 具体电路设计(主电路设计、控制电路设计、变压器设计等以及参数计算)4. 电路仿真和结果5. 附录(电路图,仿真结果图等)6. 参考文献第二章主电路原理设计2.1设计总体思路输入——EMI滤波——整流(也就一般的AC/DC类似全桥整流模块)——DC/DC模块(全桥式DC—AC—高频变压器—高频滤波器—DC,)——输出。
系统可以划分为变压器部分、整流滤波部分和DC-DC变换部分,以及负载部分,其中整流滤波和DC-DC变换器构成开关稳压电源。
整流电路是直流稳压电路电源的组成部分。
整流电路输出波形中含有较多的纹波成分,所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。
直流/直流转换电路,是整个开关稳压电源的核心部分。
开关稳压电源的基本原理框图如图2-1所示:图2-1开关稳压电源基本原理框图2.2设计基本原理开关电源的主电路主要处理电能,而控制电路主要处理电信号,属于弱点电路,但它控制这主电路的开关器件的工作,一旦出现失误,将造成严重后果,是整个电源停止工作或损坏。
本设计的控制电路中PWM 模块使用UC3842PWM控制器。
硬件电路图:附图二系统工作原理:380V的交流输入电压经保险管和EMI滤波器(滤除电网上的高频电压成分同时防止开关稳压电源自身产生的高频串入电网)后整流并滤波平滑后为电路提供约500V直流工作电压,起动电路由电容C12和R18,R19构成,C12经电阻R 18,R19 充电,C12的电压达到16V时,UC3842启动并有输出,使MOS开关Q(型号2SK725耐压500V,电流15A,功率125W)导通, 量存贮在变压器T1中。
此时,由于二次侧各路整流二极管反向偏置,故能量不能传到T1的二次侧,T1的一次侧电流通过电阻R22检测并UC3842内部提供的1V基准电压进行比较,当达到这一电平时,Q关断,所有变压器的绕组极性反向,输出整流二极管正向偏置,存贮在T1中的能量传输到输出电容器中。
启动结束后,反馈线圈Nc的电压整流后经取样电阻分压回送到误差放大器的反向端(脚2)和UC3842 内部的2.5V基准电压作比较来调整驱动脉冲宽度,从而改变输出电压以实现对输出的控制。
这样,能量周而复始地存贮释放,给输出端提供电压。
C12在刚开始时必须存贮足够的能量才能维持控制系统工作。
第三章 开关变压器设计)2(反激式变压器是反激开关电源的核心,它决定了反激变换器一系列的重要参数。
变压器适用场合:交流电压变化范围190V~570V ,工作频率为100kHz ,直流输出为①3.3V ,1.5A ;②5V ,500mA ;③15V ,100mA 。
(1)计算原边绕组流过的峰值电流pk I每一工作周期能量乘上工作频率f 为输出的功率0pf I L p pk p ⋅=2021……………………………………............(3.1.1) 设为不连续工作模式,在on t 时间内电流p I 为0至pk I ,则onpk pa t I L V =因为a on T D t max = 所以apk pa T D I L V max =……………………………………………(3.1.2)式 (3.1.1)与(3.1.2)之比为pkp pk p s I L D I L V p 2max20= 化简得:max2D V p I a pk =……………………………………(3.1.3)为求得pk I ,s V 应以最小值带入)(246204.1190(min)V V s =-⨯=式中的20V 假设为直流纹波及二极管压降之和。
设反激变压器最大占空比45.0max <D ,代入式(3.1.3)得:)(16.045.0246)1.0155.055.13.3(22max 0A D V p I a pk =⨯⨯+⨯+⨯⨯==(2)求出原边绕组的电感值 由式(3.1.2)得:pkas p I T D V L max (min)=假设电压s V 波动下限为7%,)(78.228)07.01(246(min)V V s =-⨯=则,mH L p 43.61010016.045.078.2283=⨯⨯⨯=(3)求min D在(m ax)s V 时,有最小占空比min D 。
当输入电压s V 由最大到最小变化时,占空比由最小变化到最大。
其关系可表示为:maxmax maxmin )1(D k D D D +-=…………………………………(3.1.4)式中k ——电压(m ax)s V ,按s V 峰值时向上波动10%计算,即:)(3.8611.1)154.1570((max)V V s =⨯-⨯=假设直流纹波电压及二极管管压降之和为15V ,故上式中减去15V76.378.2283.861(min)(max)===s s V V K代入式(3.1.4)18.045.076.3)45.01(45.0min =+⨯-=D(4)选择磁芯尺寸计算磁芯面积乘积AP 。
AP 为w A (磁芯窗口面积)和e A (磁芯有效截面积)的乘积。
在厂商资料目录中查处AP 值。
设计者根据客户要求的限高等尺寸和形状来决定使用哪一种经济的磁芯及其形状和大小。
如果原边绕组的线径为w d ,带绕组的磁芯所占的AP 值为P AP ,可按下式计算:Bd I L AP w pk p P ∆=8210)33.6(…………………………………(3.1.5)式中s B B 21=∆表明工作磁感应强度变化值取饱和值s B 的一半。
例如TDK H7CL 的材料,E-E 形式的磁芯,100℃时T G B s s 39.03900==,如图3-1所示。
图3-1 TDK H7CL 磁芯B-H 特性曲线)(195023900GS B ==∆ 如果我们引用欧美国家常用的单位密耳,可写为(mil )。
用它时对选择导线会简单一些。
所谓密耳是导线直径或薄板厚度的单位。
1 mil=0.001 英寸直径为1密耳的金属丝面积称为圆密耳,可写为(m c ⋅),换算时,可考虑其关系为:1圆密耳=610*78.0-(英寸2)=310*5.0-(2mm )附表一列出美式线规AWG ##358-重薄膜绝缘的导线规格,包括直径大小标称的圆密耳和每千英尺的电阻值。
设我们选择导线时,确定电流密度值为A m c /400⋅,则通过0.16A 电流时需要的圆密耳为)m c ⋅=⨯(6440016.0。
参阅附表一选取NO.31AWG ,其直径最大为0.0108。
所以0108.0=w d ,代入式(3.1.5)得:039.01019500108.016.01043.633.6823=⨯⨯⨯⨯⨯=-P AP占窗口大部分面积的是副边绕组(因电流大,导线多股等原因)和绝缘材料,一般p AP 只为AP 的(1/4~1/3)以下,取APAP p 25.0=所以p AP AP 4=156.0039.04=⨯==e w A A AP又TDK 产品目录中可查出EE19/8/9的磁芯与线圈骨架乘积为:163167.010.4170.39=⨯=e w A AAP A A e w >=163167.0,选取此型号磁芯与线圈骨架合适。