12v120w開(kāi)關(guān)電源畢業(yè)論文-全文預(yù)覽
【正文】 然后計(jì)算原邊繞組的峰值電流： Ip=EtONLp=3005103= (54) 最后計(jì)算原邊繞組線圈匝數(shù)，有兩種計(jì)算公式可大致估算，一種是： Np=EtON108Ae(BmBr)=1。UC3843內(nèi)設(shè)置有PWM鎖存器，可保證輸出端在每一振蕩周期內(nèi)僅出現(xiàn)一個(gè)控制單脈沖，防止噪聲干擾和功率管的超功耗。在UC3843的電源輸入端設(shè)有一個(gè)36V穩(wěn)壓二極管，保證其內(nèi)部電路絕對(duì)在36V以下工作，防止高壓帶來(lái)的損壞，5V的基準(zhǔn)電壓由8腳引出，為誤差放大器的同相輸入端提供基準(zhǔn)電壓。由于誤差信號(hào)實(shí)際控制著峰值電感電流，故稱其為電流型脈寬調(diào)制器。8腳VREF是基準(zhǔn)電壓輸出，可輸出精準(zhǔn)的＋5V基準(zhǔn)電壓，電流可達(dá)50mA。當(dāng)供電電壓低于＋16V時(shí)，UC3843不工作，此時(shí)耗電在1mA以下。6腳OUT是輸出端，此腳為圖騰柱式輸出，驅(qū)動(dòng)能力是177。此外，當(dāng)電源電壓異常時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管的電流增大，當(dāng)取樣電阻上的電壓超過(guò)1V時(shí)，UC3843就停止輸出，有效地保護(hù)了功率開(kāi)關(guān)管。其各引腳功能簡(jiǎn)介如下：1腳COMP是內(nèi)部誤差放大器的輸出端，通常此腳與2腳之間接有反饋網(wǎng)絡(luò)，以確定誤差放大器的增益和頻響。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng)REF端（同相端）的電壓非常接近VI（）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過(guò)，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過(guò)三極管圖51的電流將從1mA到100mA變化。TL431是一種并聯(lián)穩(wěn)壓集成電路。NTC熱敏電阻器可廣泛用于測(cè)溫、控溫、溫度補(bǔ)償?shù)确矫?。這樣小的壓降，可視此元件在完成軟啟動(dòng)功能后為短接狀態(tài)，不會(huì)影響電器的正常工作。但用萬(wàn)用表也可簡(jiǎn)易判斷熱敏電阻器能否工作。它的電阻值隨溫度的升高而降低。因此，本設(shè)計(jì)中光電耦合器的采用為：光耦PC817。這樣做的結(jié)果是增加了光電耦合器的功耗。在設(shè)計(jì)本次開(kāi)關(guān)電源時(shí)，對(duì)光耦的選取原則是：① 電流傳輸比是光耦合器的重要參數(shù)，通常用直流電流傳輸比來(lái)表示。 在光電內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很?。?pF以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。光電耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是單向信號(hào)傳輸，輸入端和輸出端完全實(shí)現(xiàn)了隔離。5硬件電路設(shè)計(jì)光電耦合器（Optical Coupler,OC）也叫光電隔離器（Optical Isolation,OI）,簡(jiǎn)稱光耦。本電路中為解決這個(gè)問(wèn)題采用了可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431和光電耦合器PC817構(gòu)成反饋電路。式 (41) 表明單相橋式全波整流電壓與交流電壓有效值之間的關(guān)系。圖43單相橋式整流電路簡(jiǎn)化畫(huà)法圖44整流變壓器二次側(cè)電壓u的波形圖4 5整流電路相應(yīng)的輸出電壓與電流的波形根據(jù)上述分析，可得橋式整流電路的工作波形如圖45所示。在的u的負(fù)半周，其極性為上負(fù)下正，即a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)，此時(shí)二極管DD4正向?qū)?，DD3反偏截止，電流從變壓器副邊線圈的下端流出，只能經(jīng)過(guò)二極管D2流向RL，再由二極管D4流回變壓器。原理分析:如圖44所示，在變壓器二次側(cè)電壓u的正半周，其極性為上正下負(fù)，即a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，此時(shí)二極管DD3正向?qū)ǎ珼D4反偏截止，電流從變壓器副邊線圈的上端流出，只能經(jīng)過(guò)二極管D1流向RL，再由二極管D3流回變壓器。圖42是其電路簡(jiǎn)化畫(huà)法。因此，EMI濾波器應(yīng)符合電磁兼容性的要求，也必須是雙向射頻濾波器，一方面是要濾除從交流電源線上引入的外部電磁干擾，另一方面還能避免本身設(shè)備向外部發(fā)出噪聲干擾。干擾從形成特點(diǎn)來(lái)看，可分為串模干擾和共模干擾兩種。(2)整流電路由整流器件組成，他把交流電變換成方向不變但大小隨時(shí)間變化的脈動(dòng)直流電。整流電路雖然可以幫交流電轉(zhuǎn)換為直流電，但是所輸出的都是脈動(dòng)直流電壓，其中含有較大的交流成分，保留脈動(dòng)電壓的直流成分，盡可能的濾除它的交流成分，這就叫濾波。根據(jù)電源功率和開(kāi)關(guān)電源工作頻率，選擇EC42型鐵氧體磁芯，功率容量充分滿足設(shè)計(jì)需要。反饋電路以TL431和光電耦合器為核心，輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻R3R40和W1分壓后送入TL431的1腳，TL431導(dǎo)通，光電耦合器工作，導(dǎo)致UC3843的2腳高電平，PWM關(guān)段，輸出電壓降低。以改善開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性。開(kāi)關(guān)電源電路原理圖如附錄一。沒(méi)有電荷存儲(chǔ)效應(yīng)，對(duì)溫度不敏感，開(kāi)關(guān)損耗小。方案二：功率開(kāi)關(guān)器件使用場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）。方案一：功率開(kāi)關(guān)器件使用雙極型晶體管(BJT)。綜上，本設(shè)計(jì)選擇反激式開(kāi)關(guān)電源。此時(shí)二極管處于正偏狀態(tài)，導(dǎo)通的電流流入電容和負(fù)載。在次級(jí)線圈中產(chǎn)生的電壓是反向的，使得二極管處于反偏狀態(tài)而不能導(dǎo)通。所謂反激式變換器開(kāi)關(guān)電源，是指當(dāng)變換器的初級(jí)線圈被直流電壓激勵(lì)時(shí)，變換器的次級(jí)線圈沒(méi)有向負(fù)載提供功率輸出，而僅在變換器初級(jí)線圈的激勵(lì)電壓被關(guān)斷后，才向負(fù)載提供功率輸出，這種變換器開(kāi)關(guān)電源稱為反激式開(kāi)關(guān)電源。其核心部件包括開(kāi)關(guān)、變壓器、二極管和電容。并且，正激式開(kāi)關(guān)電源的體積比較大，應(yīng)用于較高電壓輸入，較大功率輸出的場(chǎng)合。需要特別注意的是高頻變壓器初、次級(jí)線圈的同名端。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)，變換器進(jìn)行能量傳輸，稱為正激式；反之，即電子開(kāi)關(guān)截止時(shí)，變換器進(jìn)行能量傳輸，稱為反激式。由于開(kāi)關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國(guó)外各在開(kāi)關(guān)電源制造商都致力同步開(kāi)發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也不斷的創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，從而為開(kāi)關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。用半導(dǎo)體功率器件作開(kāi)關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的電路，叫做開(kāi)關(guān)變換電路。通過(guò)以上設(shè)計(jì)完成了12V 120W開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)。采用場(chǎng)效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān)器件，其導(dǎo)通和截止速度很快，并且導(dǎo)通損耗小，這就為開(kāi)關(guān)電源的高效性提供了保障。電路主要由整流濾波電路和反饋電路兩部分組成，用到的兩個(gè)主要芯片為UC384TL431，以UC3843作為控制核心器件，運(yùn)用脈寬調(diào)制的基本原理，反饋電路以TL431和光電耦合器為核心。同時(shí)，電路中輔以過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，為系統(tǒng)的安全工作提供保障。開(kāi)關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的線性電源。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。高頻變換器工作時(shí)是利用一功率開(kāi)關(guān)器件的高速通斷，從而使變換器進(jìn)行能量傳輸。圖21是正激式變換器開(kāi)關(guān)電源的簡(jiǎn)單工作原理圖，圖21中Ui是開(kāi)關(guān)電源的輸
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