反激式变换器设计的文献综
基于UC3843的反激式开关电源设计【毕业设计+开题报告+文献综述】

本科毕业设计开题报告电子信息工程基于 UC3843 的反激式开关电源设计一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义伴随着计算机和电子技术的高速发展,电子设备的越来越小型化以及低成本化,这促使电源朝着轻、薄、小和高效率的方向发展。
上个世纪 50 年代,美国宇航局就以小型化、重量轻为目标,为搭载火箭设计了开关电源。
在将近半个多世纪的发展过程中,开关电源由于具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点从而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源,并在电子整机与设备中得到了广泛的应用。
开关电源是采用功率半导体器件作为开关,通过调整开关的占空比控制输出电压,以功率晶体管(GTR)为例,在开关管饱和导通时,集电极和发射集两端的压降近似零;在开关管截止时,其集电极电流为零。
所以它的功耗小,效率可以高达70%~95%。
由于功耗很小,所以散热器也随之减小。
开关型稳压电源是直接对电网电压进行整流,滤波,调整,然后再由开关调整管来进行稳压,不需要电源变压器。
而且开关工作频率为几十千赫,滤波电容、电感器的数值很小,所以,开关电源就具有质量轻、体积小等优点,此外,由于开关电源的功耗小,机内温升较低,提高了电源的稳定性和可靠性。
在 20 世纪 80 年代,计算机已经全面实现了开关电源化,领先完成了计算机的电源换代。
在 20 世纪 90 年代,开关电源广泛的应用于电子、家电领域,开关电源进入了蓬勃发展时期。
到 21 世纪初,全世界开关电源的市场规模已经达到了 166 亿美元。
在我国,改革开放后,由于通信、家电等领域的迅猛发展,推动了电源市场的发展。
预计中国开关电源市场总额在 70 亿元人民币以上。
开关电源的基础是电力电子技术,它运用了功率变换器把电能进行变换,经过变换的电能就可以满足各种用电的要求。
由于其高效节能可以给我们带来巨大的经济效益,所以得到了社会各方面的重视从而能够得到推广。
开关电源的发展取决于各方面的因素。
反激式变换器的设计南航硕士论文 A

I g = Io =
U inTS N1 U 2T 2 F D(1 − D) = in ON S 2 L1 N 2 2 LU 1 o
(2-15)
其中 I g 为临界连续电感电流。 对(2-15)求极值,可得当占空比 D=0.5 时,临界连续负载电流达到最大值 I g max :
I g max =
1.1 反激变换器的发展与现状
反激变换器中隔离变压器起着电感和变压器的双重作用,变压器磁芯处于直流偏 磁状态,为防止磁芯饱和,需要较大气隙,因此漏感较大,电感值相对较低。当功率 开关关断时,由漏感储能引起的电流突变引起很高的关断电压尖峰,功率管导通时, 电感电流变化率大,电流峰值大,CCM 模式整流二极管反向恢复引起功率开关管开 通时高的电流尖峰。因此,必须用箝位电路来限制反激变换器功率开关电压、电流应 力。电力电子技术研究人员对此进行了大量的研究。 目前反激变换器的箝位电路主要有:有损 RCD 箝位电路,双晶体管、双二极管 箝位电路,LCD 箝位电路和有源箝位电路。
− C1
Cc
Sc
S
图1-5 有源箝位电路
时又为主功率开关管和有源箝位开关管提供了零电压开通环境; 在一定程度上降低了
2
南京航空航天大学硕士学位论文
副边整流二极管关断时的 di/dt。 该电路的缺点是:电路较复杂;零电压开关条件与电路参数、输入输出条件等太 多的条件有关,实现有一定的困难。 根据课题任务需要,本文主要研究小功率(15W)低压输入(27VDC)机内稳压 电源和中等功率(1080W)高压输入(270VDC)开关电源。综合比较上述各种反激 变换器箝位电路,本文选定 RCD 箝位反激变换器作为小功率机内稳压电源,双管反 激变换器作为中等功率开关电源的电路方案。
反激式变换器电路仿真建模与分析

学号:常州大学毕业设计(论文)(2012届)题目学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月反激式变换器电路仿真建模与分析摘要:开关DC-DC变换器是一种典型的强非线性时变动力学系统,存在各种类型的次谐波、分岔与混沌等丰富的非线性现象。
这些非线性现象严重影响开关DC-DC变换器的性能。
因此,深入分析和研究开关DC-DC变换器的分岔和混沌等非线性动力学现象,对开关DC-DC变换器的设计、运行及控制都具有重要的指导意义。
反激式变换器是一种隔离式开关变换器,该变换器利用变压器实现了输入与输出电气隔离。
变压器具有变压的功能有利于扩大变换器的输出设备应用范围,也便于实现不同电压的多路输出或相同电压的多种输出。
运用变压器进行隔离使电源与负载两个直流系统之间是绝缘的,即使输出短路也不会影响外部电源。
本文利用PSIM电路仿真软件进行电路仿真,给出峰值电流控制反激式变换器和电压反馈控制反激式变换器各电路参数变化时的时域波形和在输出电压-安匝和平面上的相轨图,并对输入电压和负载电阻两个参数进行分析,从而确定其稳定工作时的参数区域。
本文对反激式变换器进行建模和PSIM电路仿真分析,了解到该变换器在不同电路参数时的运行情况,有效地估计出该变换器处于稳定工作状态时的电路参数范围,有助于制作实际反激式变换器电路参数的合理选取。
关键词:反激式变换器;安匝和;峰值电流控制;电压反馈控制;稳定性;PSIM;仿真Simulation Modeling and Analysis of the fly back convertercircuitAbstract: Switching DC-DC converters are a type of strong nonlinear and time-varying dynamical systems with all kinds of nonlinear phenomena, such as subharmonic, bifurcation, and chaos. These phenomena will seriously impact the work of the switching DC-DC converters. So, the deep analysis and study of these nonlinear dynamical phenomena have an important significance for design of switching DC-DC converter.Fly back converter is a special switching DC-DC converter, in which the transformer is employed to isolate the input from output. And the use of transformer in fly back converter is convenient to expand the output range and realize multi-output.In this paper, using the PSIM software, the simulation circuits of peak current mode(PCM) controlled fly back converter and voltage mode(VM) controlled fly back converter are built. Based on the simulation circuit and different circuit parameters, the operation of PCM controlled fly back converter is analysed and studied by time-domain waveforms and phase portraits in inductor current and total ampere-turns plane. Besides, the input voltage and load resistor are considered as two variables to depict the steady-state and unsteady-state region of the converter. The research results can help to choose reasonable circuit parameters in designing fly back converter circuit.Key works:Fly back converter; Total ampere-turns; Chaos; Peak current mode control; V oltage mode control; Stability; PSIM; Simulation目次摘要 (I)目次 (III)1 引言 (1)2 开关DC-DC变换器及其控制技术简介 (2)2.1 开关DC-DC变换器 (2)2.1.1 Buck变换器 (2)2.1.2 Boost变换器 (2)2.1.3 Buck-Boost变换器 (3)2.1.4 反激式变换器 (3)2.2开关DC-DC变换器控制技术 (6)2.2.1 固定频率控制技术 (6)2.2.2 可变频率控制技术 (9)2.3 PSIM软件简介 (10)3 反激式变换器的建模与仿真分析 (11)3.1 PCM控制反激式变换器的PSIM建模 (11)3.2 PCM控制反激式变换器的仿真分析 (12)3.3 VM控制反激式变换器的PSIM建模 (14)3.4 VM控制反激式变换器的仿真分析 (14)4 反激式变换器的稳定工作参数域仿真与分析 (16)4.1利用输入电压和负载确定稳定工作参数域 (16)4.2 利用参考电流和负载确定稳定工作参数域 (21)4.3 利用参考电流和输入电压来确定作参数域 (24)5 结论 (27)参考文献 (28)致谢 (30)1 引言开关DC-DC变换器是一类典型的强非线性时变动力学系统,存在各种类型的次谐波、分岔和混沌等丰富的非线性现象[1-15]。
毕业设计(论文)-多路输出反激变换器的研制[管理资料]
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中国矿业大学本科生毕业设计姓名:XXX 学号:学院:信息与电气工程学院专业:电气工程与自动化设计题目:多路输出反激变换器的研制专题:指导教师:XXX 职称:教授2009年6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院信电学院专业年级电气工程与自动05-1 学生姓名XXX 任务下达日期:2009年02月16日毕业设计日期:2009年02月16日至2009年06月20日毕业设计题目:多路输出反激变换器的研制毕业设计专题题目:毕业设计主要内容和要求:1、了解反激变换器拓扑及其工作原理;2、学习Saber仿真软件,并使用Saber仿真软件分析反激变换器;3、反激变换器的设计要求:输入电压:48V~72V;输出4路:5V/1A;+15V/;-15V/;24V/:工作频率100kHz;效率大于75%。
院长签字:指导教师签字:摘要本文对基于峰值电流控制反激变换器进行了研究。
首先分析了常用DC/DC变换器拓扑,并介绍了反激变换器的常用箝位电路;其次详细阐述了反激变换电路的工作原理;然后对电流控制技术的原理及实用芯片UC384X进行了详细的研究,讨论了电流控制的斜率补偿技术;接着重点分析了基于电流控制RCD箝位的反激变换器(CCM工作模式和DCM工作模式),并进行了参数设计,这其中较为重要的是磁性元件的设计。
根据以上理论并结合Saber仿真技术,分别对CCM模式下和DCM模式下基于RCD箝位反激变换器进行了稳态分析和时域分析。
之后还仿真了输入电压变化和负载突变时的暂态分析,电源负载调率较好。
与理论结果进行比较,理论结果和仿真结果一致。
关键词:峰值电流控制技术;RCD箝位;反激变换器;UC3842;Saber仿真ABSTRACTBased on the peak-current control technique, flyback converter is studied in this paper.First of all, commonly used DC / DC converter topologies and clamping circuits are analyzed and introduced. Then the principle of flyback converter and current control technology are given, as well as the principle of and the practical chip UC3842 and slope compensation technology of the current control. At last, the steady principle of RCD clamp flyback converter and design guide line of it's parameters are analyzed in detail(CCM and DCM mode). Design of magnetic element is more important.Based on above theory and Saber simulation, RCD clamp flyback is steady state and time domain analyzed when it is in CCM and DCM mode. Then, Transient analysis of input voltage change and load sudden change are simulated, and load regulation rate is better. Compare of theory, theoretical results and simulation results are uniform.Keywords:the peak-current control technique; RCD clamp; Flyback coverter; UC3842; Saber simulation目录1 绪论 (1)开关电源的理想拓扑 (1)非电气隔离变换电路 (1)电气隔离变换电路 (1)反激变换器的发展与现状 (2)反激变换器常用的箝位电路 (2)有损RCD吸收电路 (3)无源无损箝位电路 (3)有源箝位电路 (4)箝位电路性能的比较 (5) (5) (5) (6)2 开关变换器的电流控制技术 (7)概述 (7)电流控制技术 (7)电流控制技术的特点 (8)电流控制技术的优点 (8)电流控制技术的缺点 (8)电流控制技术的斜率补偿分析 (9)高性能电流模式控制器UC384x (10)UC384X系列芯片的特点 (10)电流模式控制器内部框图 (10)功能介绍 (11)3 反激变换器原理及综合分析 (15)概述 (15)单端反激变换器的稳态分析 (16)电流断续模式(DCM) (16)电流连续模式(CCM) (18)电流临界连续模式(BCM) (18)不同模式的比较 (18)反激变换器的外特性曲线 (20)RCD箝位电路 (21)RCD箝位电路的设计 (21)RC参数对电路性能的影响 (22)单端反激变换器的关键参数的设计 (23)磁化电感 (23)功率开关管S (23)副边整流二极管D (23)输出滤波电容C (23)4 多输出反激变换器设计 (24)概述 (24)单端反激变换器的设计研究 (25) (25)CCM模式反激变换器功率电路设计 (25)DCM模式反激变换器功率电路设计 (31)反激变换器控制电路设计 (34)5 反激变换器的仿真研究 (37)Saber简介 (37) (38)CCM模式下暂态分析 (38)CCM模式下关键节点波形分析 (39)宽范围输入电压下输出暂态响应 (41)在突加负载和突减负载下输出暂态响应 (42)基于Saber的DCM工作模式下的仿真研究 (44)DCM模式下的输出暂态响应 (44)关键节点波形分析 (44)两种模式下反激变换器的比较 (46)6 结束语 (47)本文主要完成工作 (47)进一步设想 (47)致谢 (48)参考文献 (49)翻译部分 (50)中文译文 (50)英文原文 (59)1 绪论开关电源的理想拓扑电力电子变换器广泛应用于飞机、导弹、舰艇、工业控制系统、微型计算机、家用电器等领域,正朝高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染的方向发展[1]。
自激反激变换器的分析与设计

The self-oscillating flyback converter, often referred to as the ringing choke converter (RCC), is a robust, lowcomponent-count circuit that has been widely used in lowpower off-line applications. Since the control of the circuit can be implemented with very few discrete components without loss of performance, the overall cost of the circuit is generally lower than the conventional PWM flyback converter that employs a commercially available integrated control .
Generally, the operation of the circuit is not well understood. This is primarily due to the fact that existing literature deals with the circuit in a very superficial manner [1]-[2]. Therefore, the design of this converter usually follows a cut- and-try approach, which is a time consuming process and which usually doesn’t lead to an optimized design.
自动化毕业设计论文-基于单端反激式DCDC变换器的技术研究

基于单端反激式DC/DC变换器的技术研究摘要本文研究了小功率稳压电源,论文主要工作包括几种主要电源拓扑的形式和工作原理的阐述;根据技术指标要求,选用单端反激式DC/DC变换器作为变换器,然后进行了主电路元器件参数的设计,其中包括拓扑电路的电感、电容以及变压器参数的设计。
论文以下的部分是来确定单端反激式DC/DC变换器主电路的设计方案,囊括控制电路以及保护等电路的设计,结尾在MATALB/SIMULINK中对单端反激式DC/DC变换器的进行了建模与仿真,仿真得出的结论表明,理论分析和参数计算完全符合理论的分析。
关键词:开关电源;单端反激式;DC/DC;变压器;AbstractThis paper studies the low-power power supply,The main work includes elaborate form of several major power topology and working principle;By the technical requirements,Optional single-ended flyback DC / DC converter as the converter,Then the programming parameters of the main circuit components,Including inductive circuit topology,Capacitors and transformer design parameters.Next, the paper identified a single-ended design flyback DC / DC converter main circuit,Includes the design of a control circuit and a protection circuit ,Finally MATALB / SIMULINK in single-ended flyback DC / DC converter has been modeling and simulation,The simulation concluded that the theoretical analysis and parameter calculation in full compliance with theoretical analysis.Keywords: switching power supply; single-ended flyback; DC / DC; transformer.目录第一章绪论 (1)1.1 开关电源的基本概念 (1)1.2 开关电源的发展 (1)第二章开关电源的原理介绍与选择 (3)2.1 开关电源的基本工作原理 (3)2.1.1 开关稳压电源的电路原理框图 (3)2.1.3 单片开关电源的两种工作模式 (4)2.2开关电源的种类选择 (5)第三章单端反激式DC/DC变换器的原理和参数设计 (11)3.1 单端反激式DC/DC变换器的基本工作原理 (11)3.2 反激式DC/DC变换器的工作模式 (12)3.2.1 电流连续工作模式 (12)3.2.2 电流断续工作模式 (13)第四章反激变换器的仿真及结果分析 (15)4.1 仿真系统模型及参数 (15)4.1.1 仿真原理图中的参数设置 (15)4.1.2 仿真原理图 (16)4.2 仿真的波形及结论分析 (17)4.3 结论分析 (23)第五章总结与心得 (24)5.1 设计心得 (24)5.2 总结与展望 (24)参考文献 (26)致谢 (27)第一章绪论电力电子电源在电子设备中起着举足轻重的地位,有人形象的把电源比作式电子设备的动力心脏,可见电源对于整个系统安全性以及可靠性的影响甚大。
18v40w反激变换器设计报告

摘要电源是各种设备必不可少的组成部分,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,由于开关电源在体积、重量、用铜用铁及能耗等方面都比线性电源有显著减少,而且对整机多项指标有良好影响,因此它广泛应用于邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等领域,正朝高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染的方向发展。
所以寻求高性能的开关电源是电力电子技术重要的研究内容。
本文对电流控制型脉宽调制开关稳压电源进行了分析和仿真。
仿真软件采用MATLAB,该软件元器件库比较齐全,仿真起来比较容易。
仿真结果表明,该开关稳压电源具有频响快、电压调整率和负载调整率高的特点,是一种性能较好的开关稳压电源。
关键词:反激式变换器;电流控制型脉宽调制;目录第1章绪论 (1)1.1反激式变换器电路原理 (1)1.2反激变换器的研究意义与现状 (1)1.3本报告所讨论的设计模型 (2)第2章反激变换器PWM的电流控制 (3)2.1 反激式变换器原理 (3)第3章单端反激式开关电源设计 (4)3.1设计指标 (4)3.2设计任务 (4)3.3设计计算 (4)3.3.1主电路控制电路设计 (4)3.3.2 PI补偿器的设计 (7)3.3.3 simulink仿真模型 (11)3.3.4 电源跳动和负载扰动仿真 (13)第4章总结与展望 (15)参考文献 (16)附录元件清单 (17)第1章绪论1.1反激式变换器电路原理反激式电路具有诸多优点,比如拓扑结构简单、元件数量少、成本低,而且输入和输出实现电气隔离,做多路输出非常方便,因此反激式电路在开关电源领域得到了广泛的应用。
受限于变压器传递能量的局限性,反激式电路通常用在中低功率场合,目前市面上常见的电源适配器很多都采用反激式结构。
但是单纯的反激式电路也有一些不足之处。
由于变压器漏感的存在,在主开关关断时,漏感能量只能通过开关管寄生电容释放,形成LC 振荡,导致开关管关断时两端电压VDS 出现尖峰,电压应力升高,开关管损耗增加,整体的效率降低。
反激式开关电源变压器的设计研究:

现在 , 我们 已经确定 了初级绕组 的匝数 、 电感量 , 芯气 隙 磁 长度的计算 方法 , 而次级绕组的计算方法相 对简单 。 次级绕组 的
匝数 n= dn 其 中 n是初级绕组和次级绕组 的匝数 比。 gn ,
到此 ,我 们 已经 完 成 了对 变 压 器 初 级 绕 组 与 次 级 绕 组 各 个 参 数 的计 算 。
V. l o 和 ∞。
B 筹 8 =A ^ c = △ 2 = B c
= 一 j r =
( 4 )
警 =B A c
( 5 )
( 6 )
将 式 ( ) ( ) 化 , 与式 ( ) 电 压 方 程 联 立 , 得 一 个 4与 5简 并 3的 可
() 1 实 用形 式 为 :
反 激式 变压 器 是 反 激 式 开 关 电 源 设 计 的 核 心 ,它 决 定 了 反
激 变 换 器一 系列 的重 要 参 数 , 占空 比 D, 大 峰 值 电 流 等 。设 如 最 计 一 个 有 效 的反 激 式 变 压 器 , 目的是 让 反 激 式 开 关 电源 工 作 在
一
个 合 理 的 工 作 点 上 ,从 而可 以尽 量 减 小 变 压 器 的发 热 尽 量 以
Ae 2.m m ̄ l=575 m . = 00 =5 5 e .m At 20 nH
。
t =
, =xLL △『rl = ,
() 7
.  ̄=20 0 0
根 据 电 感量 的计 算 公 式 I A x L N ,便 可 以得 到 加 入 气 隙后 = 的 电感 系数 AL的 变 化 。 电感 系数 与 气 隙 的长 度 的关 系 为 :
摘 要
结 合磁 学理 论 , 计 并 实现 了一 种 有 效 的反 激 式开 关 电源 变 压 器 的方 法。通 过研 究 解 决磁 芯 大 小、 级 绕 组 电 感 值 、 设 初 气
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反激式变换器设计的文献综述
摘要:随着社会的不断发展人们对变开关电源的要求越来越高,市场的竞争也越来越激烈。
其中反激式变换器因为有效的提高了开关电源的效率,元器件相对较少,成本较低,结构简单应用范围广等特点越来越受到人们的青睐。
本文主要通过对反激式变换器原理的研究,以及结合SABER软件进行反真,设计出一个符合要求的反激式变换器。
关键词:反激式变换器,电流连续工作模式,电流断续工作模式,伏秒平衡
研究背景及目的:随着社会的进步和经济的不断的发展,科学技术的不断进步,特别是在20世纪60年代电力电子学的出现,更完善了电气工程的完整性。
各种电力电子装置广泛的应用于高压电流输电,静止无功补偿,电力机车牵引,交直流电力传动,电解,励磁,电加热,高性能交直流电源中。
因此,世界各国,都无不看中电力电子学对电气工程的作用。
在我国电气工程作为一个一级学科,它包含了两个五个二级学科,即电力系统及其自动化,电机与电器,高电压与绝缘技术,电力电子与电力传动,电工理论与新技术。
在这五个学科电力电子学都处于十分特殊的地位。
反激式变换器因为是开关电源的重要组成部分,开关电源的效率直接影响各电器的工作,是衡量电器好坏的重要指标。
开关电源的设计若不达标,将会浪费大量的资源,因此设计一个效率高的开关电源尤其重要。
反激式转换器又称单端反激式或:‘Buck-Boost’转换器,因其输出端在原边绕组关断时获得能量故而得名。
在反激变换器拓扑中,开关管导通时,变压器储存能量,负载电流由输出滤波电容提供;开关管关断时,变压器将储存的能量传送到负载和输出滤波电容,以补偿电容单独提供负载电流时消耗的能量,其因电路简单,转换效率高损失小,变压器匝数比值小等优点【1】,极大的提高了开关电源的效率,所以反激式变换器日益成为国内外开关电源研究的热点。
历程:随着许多电器尺寸的不断减小,供电电源的粗变却大的多,人们在减小开关电源的体积、重量方面做了许许多多的改进。
上世纪六十年代,开关电源的问世,使其逐步取代了线性稳压电源和SCR 相控电源,四十多年来开关电源技术有了飞速的发展和变化,尽力功率半导体器件,高频化和软开关技术,开关电源系统的集成技术三个发展阶段。
功率半导体器件从双极型器件(BPT/SCR/GTO)发展为MOS型器件(功率MOSFET、IGBT、IGCT),使电力电子系统可能实现高频化,并大幅度降低导通损耗,电路更为简单。
自上世纪八十年代开始,高频化和软开关技术的发展,是功率变换器性能更好,重量更轻,尺寸更小,高频化和软开关技术是过去二十年国际电力电子界研究的热点之一。
自上世纪九十年代中期,集成电力电子系统和集成电力电子模块(IPEM)技术开始发展,它是当今国际电力电子亟待解决的新问题之一。
国内外研究现状:对于开关电源主电路拓扑的研究现在已经特别成熟,按照转换类型可以大致分为AC-DC(整流)、DC-AC(逆变)、AC-AC(变压)、DC-DC(直流-直流变换)。
开关电源主要组成部分是DC-DC变换器。
因为他是变换的核心,涉及频率变换【2】
目前,开关电源的发展技术有:功率半导体器件、软开关技术、控制技术、有源功率因素校正技术。
高频磁元件、饱和电感的应用、分布电源、电源智能化技术、开关电源的EMI和EMC。
本人针对变压器变压器的工作方式的探究,对变压器的工作方式展开了不少的研究,也取得了一定的成果。
文献【3】通过采用电感电流不连续的模式DCM{Discontinuous Inductor Current Mode}下对变压器的实验研究得出以下结论。
[1]在DCM状态中,在开关导通期间,初级电感值Lp相对之前较低。
使Ip 急剧上升,增加了绕组损耗和输入滤波器电容器的纹波电流,导致能量完全转移中波形具有较高的原边峰值电流。
{2}初级电感Lp最大值与变压器损耗最小值是一致的,在DCM方式时,只能通过增大气隙,降低Lp的值,来使变压器满足设计。
{3}在设计时原副边绕组每组伏数应保持相同,特别是注意,如果Lp太大,电流斜率上升小,Ton时间又短,可能在Ton结束时,电流上升不大,电路可能会出现没能力去传递所需功率的现象,为了使伏秒平衡可适当的减小Lp。
文献【4】基于一般反激式变换器存在变压器漏感和和开关电源寄电容,在开关管漏端会产生很大的反激电压,增加了开关电压电流交叠损耗和系统的EMI 噪声。
且在轻载下,控制器的效率会进一步降低。
由此设计出了一款反激式多模式准谐振变换器得出以下成果。
(1)在准谐振模式下,系统通过检测开关管漏感电压的谷底来实现开关管的导通,从而实现零电压或最小电压开通。
提高了效率。
(2)在开关电源中系统的前馈反馈可以有效的减少系统输入对输出的影响,并改善系统的稳态和动态响应,一般前馈控制的基本原理是根据输入电压值来改变锯齿波的幅度,而达到要求控制的占空比。
文献【5】与【6】主要就多输入反激DC-DC变换器的能量管理及两种控制方式在同一电路中工作时的情况以及两种控制方式下电路工作模式进行对比分析,但是,该变换器属于分时控制的变换器。
它也有分时控制变换器的各种缺点。
即在同一时刻值同意单通道输入供电,当两路以上输入电源对负载进行供电时,控制比较难实现。
同时该类变换器开关管的电压应力比较高,限制了开关管的选择每增加一个输入,该变换器的变压器就要相应的增加一个原边绕组,会增大变压器体积和损耗。
文件【7】系统的总结了UC3842芯片各个管脚的功能及作用和机构框图
UC3842的内部结构
(1) 5 V 基准电源:内部电源,经衰减得到 2.5 V 作为误差比较器的比较基准。
该电源还可以提供外部 5V/50 mA。
(2) 振荡器:产生方波振荡。
T 接在④、REF⑧脚之间, R V
CT 接④、GND⑤之间。
频率 f=1.8/(CTRT), 最大为 500 kHz。
(3) 误差放大器:由 VFB 端输入的反馈电压和 2.5 V 做比较,误差电压 COMP 用于调节脉冲宽度。
COMP 端引出接外部 RC 网络,以改变增益和频率特性。
(4) 输出电路:图腾柱输出结构,电路 1A,驱动 MOS 管及双极型晶体管。
(5) 电流取样比较器:③脚 ISENSE 用于检测开关管电流,可以用电阻或电流互感器采样, VISENSE>1 V 时,当关闭输出脉冲,使开关管关断。
这实际上是一个过流保护电路。
开通阈值 16 V,关闭阈值 10 V,
(6) 欠压锁定电路 VVLO:具有滞回特性。
(7) PWM 锁存电路:保证每一个控制脉冲作用不超过一个脉冲周期,即所谓逐脉冲控制。
另外,VCC 与GND之间的稳压管用于保护,防止器件损坏。
(8) 图腾柱输出电路(Totem Pole):上晶体管导通下晶体管截止,输出高电平;下晶体管导通上晶体管截止,输出低电平;上下两晶体管均截止,则输出为高阻态。
文件【8】进行反激式开关电源的设计,以下为各个模块的电路设计电路图:
图2 UC3842控制芯片电路图
图1 反激电路主电路
课题技术的关键点:
(1)变压器原理的设计,通过一定的计算设计出符合要求的基本参数。
(2)开关管、副边整流二极管,整流二极管的选择。
(3)电路的设计,掌握反激变换器的主电路,控制电路,反激电路的设计原理。
(4)控制芯片的选择,对芯片参数的设定。
(5)变压器样机的制作。
(6)电路开闭环的反真及波形图测量。
课题研究的内容:
本课题主要通过对反激式变换器电压部分的理论计算,结合有限元件的反真,对在DCM模式下反激变换器的原理进行一系列的研究。
最终设计出符合要求的反激式变换器。
(1)学习掌握反激式变换器的主要工作原理。
(2)学习mathcad软件的基本使用方法及编程规则,利用该软件编写MCD 模式下反击变压器参数计算。
(3)完成反激式变换器电路的电路原理图设计、电路参数仿真、元器件参数分析计算,完成电路焊接、电路参数的测试。
(4)对设计好的反激电路进行调试,对实验数据进行理论分析并与仿真和理论分析进行比较。
参考文献:
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(2)翁贻坊,自动控制理论[M],第四版2006。
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(5)王兆坤, 双输入反激DC/DC变换器的研究[D].硕士学位论文,南京航空航天大学.2009。
(6)韩璐, 双输入反激DC/DC变换器的研究[D].硕士学位论文,南京航空航天大学.2008。
(7)余珊《《电力电子装置及应用》》课程设计[J].福州大学.2015。
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