開(kāi)關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-01-28 17:05:35 本頁(yè)面
【正文】 元。通過(guò)增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓組數(shù)。（4）按控制方式分：①脈沖寬度調(diào)制（PWM）式 ②脈沖頻率調(diào)制（PFM）式③PWM與PFM混合式 開(kāi)關(guān)電源的工作過(guò)程相當(dāng)容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開(kāi)關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏安乘積是很小的（在導(dǎo)通時(shí)，電壓低，電流大；關(guān)斷時(shí)，電壓高，電流?。?功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速發(fā)展，將開(kāi)關(guān)電源的工作頻率提高到相當(dāng)高的水平，使其具有高穩(wěn)定性和高性價(jià)比等特性，因此，開(kāi)關(guān)電源將逐漸取代使用工頻變壓器的線性穩(wěn)壓電源。其次是控制電路的設(shè)計(jì)，首先我們要對(duì)PWM集成控制器原理的有所了解，在此基礎(chǔ)上保護(hù)兩種控制模式分別是電壓模式和電路模式。目 錄摘 要 1關(guān)鍵詞 1Abstract 1Key words 11 開(kāi)關(guān)電源概述 2 2 2 2 3 3 3 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì) 42設(shè)計(jì)方案 5 5 5 53反激式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 6 7 7 8 11 PWM 集成控制器的工作原理與比較 11 12 14 1欠壓保護(hù)電路及反饋 15 15 164總結(jié) 16致謝 17參考文獻(xiàn) 17開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生 指導(dǎo)教師 摘 要：?jiǎn)味朔醇な介_(kāi)關(guān)電源具有輸出紋波小、輸出穩(wěn)定、體積小、重量輕、效率高以及具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能等許多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在小功率開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)中。同時(shí)采用UC3842開(kāi)關(guān)電源集成控制器，其最大優(yōu)點(diǎn)是外接元件少，外電路裝配簡(jiǎn)單等。 開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路結(jié)構(gòu)一般分類如下：（1）按驅(qū)動(dòng)方式分，有自激式和他激式。與線性電源相比，PWM開(kāi)關(guān)電源更為有效的工作過(guò)程是通過(guò)“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。最后這些交流波形經(jīng)過(guò)整流濾波后就得到直流輸出電壓。 開(kāi)關(guān)電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。（2）控制電路：包括輸出端取樣電路、反饋電路和脈寬調(diào)制器（或通∕斷控制電路）。材料之新、用途之廣，是它快速發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。?材料問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)這些變換都是以頻率為基礎(chǔ)，以改變電壓為目的，工藝復(fù)雜，控制難度大，始終難以形成大規(guī)模生產(chǎn)。要真正做到功率轉(zhuǎn)換、功率因素改善、全程自動(dòng)檢測(cè)控制實(shí)現(xiàn)軟件操作，目前還存在很大差距。沒(méi)有先進(jìn)的工藝設(shè)備，怎能生產(chǎn)出一流的產(chǎn)品？ 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì) 目前，開(kāi)關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備中。并且，IGBT的開(kāi)關(guān)速度很高，通態(tài)壓降低。它們基本上可以分成兩大類。其中品種最多，發(fā)展最快的還是降壓的STEPDOWN。如臺(tái)式PC機(jī)就要求有+12V、+5V、+、12V四種電壓以及待機(jī)的+5V電壓，、。隨著數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展成熟，其優(yōu)點(diǎn)明顯便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾，提高抗干擾能力、便于軟件包的調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào)，也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入等。比如艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司的通信電源休眠節(jié)能技術(shù)，就是使電源系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載情況和系統(tǒng)當(dāng)前的工作情況，通過(guò)合理的邏輯判斷和控制，在保證系統(tǒng)冗余安全的條件下，有選擇的打開(kāi)或休眠部分模塊，使系統(tǒng)工作在最佳效率點(diǎn)，節(jié)能效率顯著。高頻開(kāi)關(guān)電源（也稱為開(kāi)關(guān)型整流器SMR）通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作，開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50100kHz范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。（4）控制高頻開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池浮充、均充方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。 本次設(shè)計(jì)控制電路形式為反激式，單端反激式電路比正激式開(kāi)關(guān)電源少用一個(gè)大儲(chǔ)能濾波電感以及一個(gè)續(xù)流二極管，因此其體積小，且成本低。另外，高頻下線路的寄生參數(shù)對(duì)線路的影響程度難以預(yù)料，整個(gè)電路的穩(wěn)定性、運(yùn)行特性以及系統(tǒng)的調(diào)試會(huì)比較困難。開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)頻率：。由單管驅(qū)動(dòng)隔離變壓器TC主繞組N1電流，C R3可以提供變壓器原邊泄放通路。 UC3842 構(gòu)成的反激式開(kāi)關(guān)電源電路圖 220V 電由CL1濾除電磁干擾，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻限流，再經(jīng)VC 整流、C2 濾波，電阻R電位器Rw1 降壓后加到UC3842 的供電端（⑦腳），為UC3842 提供啟動(dòng)電壓，電路啟動(dòng)后變壓器的副繞組③④的整流濾波電壓一方面為UC3842 提供正常工作電壓，另一方面經(jīng)RR4分壓加到誤差放大器的反相輸入端②腳，為UC3842 提供負(fù)反饋電壓，其規(guī)律是此腳電壓越高驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比越小，以此穩(wěn)定輸出電壓。電阻R10用于電流檢測(cè)，經(jīng)RC9濾濾后送入U(xiǎn)C3842 的③腳形成電流反饋環(huán)。每種損耗產(chǎn)生的頻率范圍是不同的，鐵芯總損耗為： （31） 式（31）其中KP為鐵芯損耗系數(shù)，不考慮溫度時(shí)為常數(shù)，V為鐵心體積，f為工作頻率，B 為磁感應(yīng)強(qiáng)度，m 、n 分別是工作頻率和磁感應(yīng)的指數(shù)，它們與鐵芯的材料有關(guān)，具體數(shù)值可以通過(guò)查表得到。因此，如果考慮直流分量的影響，繞組損耗的計(jì)算公式為： （32） 式（32）中：為繞組損耗，h 為諧波次數(shù)，（1）為第h次諧波下原邊繞組的電阻， （2）為第h次諧波下副邊繞組的電阻，（1）為流過(guò)原邊繞組的諧波電流的有效值，（2）為流過(guò)副邊繞組的諧波電流的有效值。一般開(kāi)關(guān)電源中使用的鐵芯有如下要求：（1）盡可能高的磁感應(yīng)強(qiáng)度（但注意在最大輸出功率時(shí)，不能達(dá)到飽和，以免產(chǎn)生失真） ； （2）盡可能高的導(dǎo)磁率： （3）要求磁損較?。? （4）要求線包加工及裝配容易：（5）磁特性隨溫度變化要小，即要求較穩(wěn)定的溫度系數(shù)。由于骨架需要，選擇EI40磁芯，其磁芯截面積為： 窗口面積為： 磁路長(zhǎng)度： 面積乘積為： （37） 所以綜上計(jì)算 EI40滿足功率輸出能力要求。開(kāi)關(guān)電源的主電路主要處理電能，而控制電路主要處理電信號(hào)，屬于“弱電”電路，但它控制著主電路中的開(kāi)關(guān)器件的工作，一旦出現(xiàn)失誤，將造成嚴(yán)重后果，使整個(gè)電源停止工作或損壞。電流控制模式優(yōu)點(diǎn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，補(bǔ)償及保護(hù)電路簡(jiǎn)單，增益帶寬大，易于均流及可防止偏磁等。它工作的基本原理是：當(dāng)恒頻時(shí)鐘脈沖置位鎖存器時(shí)，輸
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