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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太原理工大学课程设计任务书指导教师签名:日期:前言随着电力电子技术的发展,开关电源的应用越来越广泛。
反激式开关电源以其设计简单,体积小巧等优势,广泛应用于小功率场合。
开关电源以其小型、轻量和高效率的特点,被广泛地应用于各种电气设备和系统中,其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。
开关稳压电源有多种类型,其中单端反激式开关电源由于具有线路简单,所需要的元器件少,能够提供多路隔离输出等优点而广泛应用于小功率电源领域。
本论文根据输入电压经EMI滤波设计整流桥,再与直流变压器开关管构成反激电路。
通过输出反馈经UC3842控制占空比,从而使输出电压稳定。
反激电路中开关管开通原边线圈储存能量,副边不导通。
原边关断时,线圈储存的能量通过互感向负载提供能量。
输出电压反馈由TL431和光耦构成,当输出稳定时,有一个稳定的电流;当输出电压增大时,TL431分流增加,发光二极管亮度改变,使三级管电流改变,致使开关管控制导通占空比改变,从而使输出电压减小。
另外,芯片UC3842引脚接一电流反馈,通过控制分压值实现截流保护,防止输出过电流。
设计中,直流变压器的设计是重点,需要计算其原边电感,原副边匝数,铁芯的选择,根据这些参数构造电路图,计算各电容电阻值及二极管承受的反压,选择合适的型号。
论文先介绍了开关电源及反激式开关电源,然后介绍器件选型,再分部分介绍主电路、控制电路和保护电路,最后附表为选择时参数参考表和总电路图。
目录前言第一章开关电源概述 (1)1.1开关电源综述 (1)1.2反激式开关电源介绍 (2)第二章总体方案的确定 (2)2.1总体设计思路及框图 (2)2.2仿真原理图 (3)第三章具体电路设计 (5)3.1EMI滤波电路 (5)3.2整流滤波电路设计 (6)3.3 高频变压器的设计 (7)3.4控制反馈电路的设计 (15)3.5保护电路的设计 (17)3.6输出侧滤波电路设计 (18)第四章电路仿真与结果 (19)4.1 EMI滤波电路 (19)4.2整流电路 (21)4.3反激型电路 (22)4.4反馈电路 (23)4.5总电路 (24)心得体会 (25)参考文献 (26)反激型开关电源电路设计第一章开关电源概述1.1开关电源综述电源是各种电子设备不可缺少的组成部分,其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠的工作。
目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类。
由于开关电源有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽、滤波效率高、滤波电容的容量和体积小的优点,目前已成为稳压电源主流产品。
开关电源是由全波整流器,开关管Vi,激励信号,续流二极管VD,储能电感和滤波电容组成。
其核心部分是一个直流变压器。
直流变换器是把直流转换成交流,然后又把交流转换成直流的装置。
采用直流变换器可以把一种直流供电电压变换成极性、数值各不相同的多种直流供电电压。
开关电源的缺点是存在较严重的开关干扰。
开关电源中,功率调整开关晶体管V工作在开关状态,它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元件产生尖峰干扰和谐振干扰,这些干扰如果不采取一定措施进行抑制、消除和屏蔽,就会严重的影响整机的正常工作。
此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器隔离,这些干扰就会串入工频电网,使附近的其他电子设备、仪器和家用电器受到严重干扰。
根据开关器件在电路中连接的方式,目前比较广泛使用的开关电源,大体上可分为:串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。
其中,变压器式开关电源(后面简称变压器开关电源)还可以进一步分成:推挽式、半桥式、全桥式等多种;根据变压器的激励和输出电压的相位,又可以分成:正激式、反激式、单激式和双激式等多种;图1.1开关电源典型结构当交流输入电压、负载等变化时,直流输出电压也会变化。
这是可以调节逆变器输出的方波脉冲电压的宽度,使直流输入电压保持稳定。
1.2反激式开关电源介绍反激式开关电源的典型电路如下图所示。
反激,是指当开关管VT1导通时,高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管VD1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。
当开关管VT1截止时,变压器T初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及VD1整流和电容C滤波后向负载输出。
反激式开关电源以主开关管的周期性导通和关断为主要特征。
开关管导通时,变压器一次侧线圈内不断储存能量;而开关管关断时,变压器将一次侧线圈内储存的电感能量通过整流二极管给负载供电,直到下一个脉冲到来,开始新的周期。
开关电源中的变压器起着储能元件的作用,可以看做是一对互相耦合的电感,其功能有:一通过它实现电场-磁场-电场能量的转换,为负载提供稳定的直流电压;二可以实现变压器功能,通过脉冲变压器的初级绕组和多个次级绕组可以输出多路不同的直流电压值,为不同的电路单元提供直流电量;三可以实现传统电源变压器的电隔离作用,将热地与冷地隔离,避免触电事故,保证用户端的安全。
图2.2反激型开关电源原理图第二章总体方案的确定2.1总体设计思路及框图2.1.1设计总体思路输入——EMI滤波——整流滤波(也就一般的AC/DC类似全桥整流滤波模块)——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。
2.1.2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仿真原理图由整流,直流变压器,控制电路,保护电路及芯片UC3842构成具体原理图见附表。
第三章 具体电路设计3.1EMI 滤波电路为减小体积、降低成本,单片开关电源一般采用简易式单级EMI 滤波器,典型电路如图3.1所示。
图3.1 EMI 滤波器标准的EMI 滤波器通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路,其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备(一般来说,就是工频50/60Hz 或者中频400Hz ),而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。
电路中包括共模扼流圈(亦称共模电感L )、滤波电容41C C -。
L 对差模干扰不起作用,但当出现共模干扰时,由于两个线圈的磁通方向相同,经过耦合后总电感量迅速增大,因此对共模信号呈现很大的感抗,使之不易通过,故称作共模扼流圈。
它的两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上,当有电流通过时,两个线圈上的磁场就会互相加强。
L 的电感量与EMI 滤波器的额定电流I 有关。
当额定电流较大时,共模扼流圈的线径也要相应增大,以便能承受较大的电流。
此外,适当增加电感量,可改善低频衰减特性。
接于相线和中线之间,称为差模电容,接于相线或中线与地之间,称为共模电容。
1C 和2C 采用薄膜电容器,容量范围大致是0.01F μ-0.47F μ主要用来滤除差模干扰。
3C 和4C 跨接在输出端,并将电容器的中点接地,能有效地抑制共模干扰。
3C 和4C 也可并联在输入端,选用陶瓷电容,容量范围是2200pF -0.1uF 。
为减小漏电流,电容量不得超过0.1uF ,并且电容器中点应与大地接通。
41C C -的耐压值均为630VDC 或250VAC 。
R为泄放电阻,可将3C 上积累的电荷泄放掉,避免因电荷积累而影响滤波特性;断电后还能使电源的进线端不带电,保证使用的安全性。
3.2整流滤波电路设计3.2.1单相桥式不可控整流电路在整流滤波环节采取的是单相不可控整流滤波电路(主要应用于小功率单相交流输入的场合)。
目前大量普及的微机电视机等家电产品所采用的开关电源中,其整流部分就是单相桥式不可控整流电路,如图3.2所示:图3.2 单相桥式不可控整流电路已知输入电压为380V*(1±50%),所以输入电压最大值为570V ,最小为190V 。
输出为15V,6A 。
3.2.2整流桥输出电压空载时,∞=R ,放电时间常数为无穷大,输出电压最大,2d 2U U =。
重载时,R 很小,电容放电很快,几乎失去储能作用。
随负载加重,d U 逐渐趋近于29.0U .通常在设计时根据负载情况选择电容值,使T RC 253-≥,T 为交流电源的周期,此时输出电压为22.1U U d ≈。
输入整流桥最高承受电压是输入电压为570V 时,其峰值为 V U ipek 10.8065702=⨯= (3-1)3.3高频变压器的设计3.3.2原边绕组电感值由式(3-6)得:(3-12)假设电压s V 波动下限为7%,则()()291.23107.017.248min =-⨯=s V ()V (3-13)(3-14) 3.3.3求min D在()m ax s V 时,有最小占空比min D 。
当输入电压s V 有最大到最小变化时,占空比有最小到最大。
其关系可表为:(3-15)式中k —电压s V 波动范围系数。
最大输入电压()m ax s V ,按s V 峰值时向上波动10%计算,即:()()52.4031.1152270max =⨯-⨯=s V ()V (3-16)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15V 。
(3-17)代入式(3)得:(3-18)3.3.4选择磁芯尺寸计算磁芯面积乘积p A 。
p A 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出p A 值。
设计者根据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p A '值可按下式计算:(3-19) 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摄氏度时T G B s s 39.03900==,如图3.3所示()pkss p I T D V L max min =()mH L p 65.0100010061.145.0291.231=⨯⨯⨯=()maxmax max min 1D k D DD +-=()()min max s s V V k =()()62.170.24852.403min max ===s s V V k ()34.045.062.145.0145.0min =+⨯-=D ()B d I L A w pk p p ∆⨯='821063.6图3.3 TDK-H7CL 磁芯B-H 特性曲线如果引用欧美国家常用单位密尔,可写为()mil 。
这样对选择导线简单一些。