【正文】 與討論....................................................................................................27 開(kāi)關(guān)電源原邊電壓波形圖.....................................................................................27 開(kāi)關(guān)管的占空比.....................................................................................................29 開(kāi)關(guān)電源的效率.....................................................................................................30 漏感導(dǎo)致效率低..........................................................................................31 勵(lì)磁電流導(dǎo)致.............................................................................................31 原件及磁芯的選取......................................................................................31 單片機(jī)的電壓、溫度采集與 PWM 控制..............................................................33 作品實(shí)物圖片..........................................................................................................33 開(kāi)關(guān)電源實(shí)物作品圖片.............................................................................34 單片機(jī)控制模塊作品圖片.........................................................................34 本章小結(jié)..................................................................................................................34參考文獻(xiàn)......................................................................................................................................36五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 3致謝..............................................................................................................................................37 摘 要與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源相比，數(shù)控電源具有智能功率管理功能，是未來(lái)智能電網(wǎng)終端應(yīng)用的重要技術(shù)。電力能源是國(guó)家人民生活、科技發(fā)展的支柱。傳統(tǒng)的線性集成穩(wěn)壓電源，線性穩(wěn)壓電源其內(nèi)部調(diào)整管與負(fù)載相串聯(lián)其調(diào)整管工作在線性區(qū)而得名，其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)壓性能好，輸出紋波小，電路簡(jiǎn)單，成本低但是效率一般在 45%左右。國(guó)內(nèi) 2022 年中國(guó)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)總體銷(xiāo)售額達(dá)到 億元，銷(xiāo)售額比同期增漲％ 。如美國(guó)的 PI 公司開(kāi)發(fā)的 TOP 系列的單片開(kāi)關(guān)電源芯片。 本文的研究?jī)?nèi)容 本文主要研究反激式開(kāi)關(guān)電源與單片機(jī)控制的數(shù)控電源，反激式開(kāi)關(guān)電源主要是用來(lái)給 LED 供電。第四代光源：固態(tài)芯片發(fā)光如LED. 第一代照明光源：白熾燈 1879 年,美國(guó)愛(ài)迪生發(fā)明了具有實(shí)用價(jià)值的碳絲白熾燈,使人類(lèi)從漫長(zhǎng)的火光照明時(shí)代進(jìn)入電氣照明時(shí)代。其中較有代表的為金鹵燈、鈉燈。 優(yōu)缺點(diǎn)：體積小， 耗電量低 ，使用壽命長(zhǎng)，高亮度、低熱量，環(huán)保，堅(jiān)固耐用。五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 圖 12 不同溫度對(duì) LED 伏安特性曲線 同樣溫度對(duì) LED 的光衰以有很大的影響。五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 11 圖 21 AC/DC 開(kāi)關(guān)電源典型框圖 開(kāi)關(guān)電源的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指功率變換電路的結(jié)構(gòu)，其中開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包含降壓式變換器、升壓式變換器、反激式變換器、正激式變換器、推挽式換化器、半橋式變換器、全橋式變換器。1，反激式開(kāi)關(guān)電源工作電路簡(jiǎn)圖 如圖 23 是反激式開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在輸入的交流市電經(jīng)過(guò)整流、濾波后有310V 左右的直流電如 23 圖中的(a)圖，J1 為高頻變壓器，Q1 為功率開(kāi)關(guān)管 MOSFET，VD為輸出整流二極管，C1 為濾波電容，Np 與 Ns 分別是高頻變壓器的初級(jí)線圈匝數(shù)與次級(jí)線圈匝數(shù)。此時(shí)次級(jí)整流二極管 VD導(dǎo)通，將存儲(chǔ)在初級(jí)線圈 Np 中的能量傳遞給次級(jí)，傳遞到次級(jí)的能量用來(lái)對(duì)電容 C1 充電與負(fù)載供電【3】 。OSPN)(? 反激式開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)反激式開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)可以分為：1，確定設(shè)計(jì)要求。 ，確定設(shè)計(jì)要求輸入電壓：220 V(AC)177。 ，開(kāi)關(guān)電源變壓器的繞線方法先來(lái)說(shuō)說(shuō)開(kāi)關(guān)電源變壓器的繞制有兩種方法：順序繞制和夾層繞法。為了不讓開(kāi)關(guān)電????210?源的變壓器不飽和采用在磁芯中間開(kāi)氣隙，在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源的變壓器時(shí)如果選擇較低的Bm 將導(dǎo)致線圈匝數(shù)增多，由于在繞制的線圈中存在電阻如果線圈匝數(shù)越多電阻越大導(dǎo)致五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 16在工作時(shí)變壓器上線圈的損耗增大，導(dǎo)致變壓器線圈發(fā)熱，由于磁芯存在居里溫度，當(dāng)溫度上升到 Bm 將下降當(dāng)居里溫度是表示的材料失去磁性的溫度，鐵氧體的居里溫度一般在 220℃，但是一般變壓器設(shè)計(jì)工作溫度不能超過(guò) 80℃，應(yīng)為在 100℃以上時(shí)，其飽和磁通密度 Bs 已跌至常溫的 70％。由于在中柱磨出氣隙時(shí)在漏磁靠外面的線圈屏蔽，所以 EMI 會(huì)好一些。單端反激式開(kāi)關(guān)電源的反射電壓為 Vor=110V，在初級(jí)繞組的嵌位端采用VU240min?P6KE200A，將初級(jí)電壓嵌位在 200V 之間，加上輸入電壓一共有差不多 560V，在TNY279PN 芯片中集成了一個(gè) 700V 的功率 MOSFET，因此選擇 P6KE200A 來(lái)做嵌位電路如圖29 是反激式開(kāi)關(guān)電源的嵌位吸收電路。按理五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 21想的條件計(jì)算可以有 （210）)()(08. 150?? ????在兩個(gè)邊上各開(kāi)出 左右的氣隙，7，繞線線徑的選取對(duì)與圓形截面的的漆包線，其導(dǎo)線的截面積（S）與直徑（d）之間的關(guān)系為 （211）24dS??流過(guò)導(dǎo)線的電流有效值 IRMS與導(dǎo)線的截面積（S）和電流密度（J）之間的關(guān)系為 （212）IRMS?由上面的（211）與（212）兩個(gè)公式可以得到直徑的計(jì)算公式 （213）JIdRMS?4? 本章小結(jié)本章講解了在小功率電源中常用的反激式開(kāi)關(guān)電源的原理及反激式開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)，反激式開(kāi)關(guān)電源重點(diǎn)講解了變壓器的制作，關(guān)與磁芯的磁飽和與變壓器線圈的匝數(shù)進(jìn)行了說(shuō)明，并以一個(gè) 16W 的開(kāi)關(guān)電源為實(shí)例介紹了變壓器各參數(shù)的計(jì)算。 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 開(kāi)中斷實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示 鍵盤(pán)掃描是否報(bào)警 有命令？N 執(zhí)行命令Y五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 26 圖 37 主程序流程圖 A/D 模塊程序 A/D 模塊的流程圖如圖 48 所示，將采樣電阻上的電壓采集在轉(zhuǎn)換為電流數(shù)據(jù)來(lái)控制＝流過(guò) LED 燈珠的電流，并將計(jì)算的結(jié)果給 LCD 顯示。應(yīng)為示波器就相當(dāng)于提供一個(gè)接地沒(méi)有將示波器內(nèi)部的其他電路連接到回路中。在上面的圖 41 與 42 都可以看到尖峰電壓都低于 500V 因此不會(huì)對(duì) MOS 管造成損壞。在 41 與 42 圖中我們可以看到在不同負(fù)載下 MOS 開(kāi)關(guān)管的占空比以是不同的，在反激式開(kāi)關(guān)電源中初級(jí)電感的作用是存儲(chǔ)能量與能量傳遞的過(guò)程，因此在占空比不同就導(dǎo)致存儲(chǔ)在初級(jí)電感中的能量不同。當(dāng)在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的比較短的時(shí)間里，由楞次定律可以知道漏感線圈以是想減少電流的變化將加大電流這樣初級(jí)線圈以就跟著變化并且給漏感提供電流，通過(guò)齊納二極管來(lái)續(xù)流這樣就導(dǎo)致有部分能量消耗掉。因此在設(shè)計(jì)變壓器是一定要小心變壓器的發(fā)熱問(wèn)題。變壓器的發(fā)熱主要是由于變壓器的銅損和磁芯損耗導(dǎo)致。但在工作頻率升高的時(shí)候，相對(duì)磁導(dǎo)率越高，磁心損耗就越大。當(dāng)溫度超過(guò)報(bào)警溫度時(shí)，單片機(jī)報(bào)警的同時(shí)還會(huì)輸出 PWM 信號(hào)來(lái)控制 TNY279 是否工作來(lái)降低輸出功率達(dá)到降低溫度的目的。反激式開(kāi)關(guān)電源就電源的原邊電壓波形進(jìn)行分析，對(duì)為什么會(huì)有這樣的波形進(jìn)行了討論說(shuō)明。另外，我要感謝和我一起走過(guò)四年的同學(xué)和朋友們，讓我在這青春年華的時(shí)間里過(guò)得充實(shí)難忘。在作品的制作過(guò)程中導(dǎo)師耐心的指導(dǎo)和細(xì)心的修改才使我圓滿的完成論文，在四年的大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，老師不僅給了我學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)，而且在生活中也常常跟我聊人生，讓我認(rèn)識(shí)到要做好一件事以是很了不起的。作品的控制基本上能夠達(dá)到上面的其他要求。五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 33 單片機(jī)的電壓、溫度采集與 PWM 控制 由于 LED 電源要求是電流恒定因此將采樣電阻上采集的電壓轉(zhuǎn)換為電流顯示，在不同溫度的情況下 LED 的內(nèi)阻是不同的， LED 的發(fā)光亮度與流過(guò) LED 的電流呈正比所以在采樣電阻上采集的電壓轉(zhuǎn)化為電流顯示。鐵氧體的相對(duì)磁導(dǎo)率通常在 1000～3000 之間。（2）具有較低的功率損耗。由于在全電壓沖電時(shí)電流是額定電流的 68 倍因此在初級(jí)線圈上留過(guò)的電流比較大，銅損耗比較大。在漏感上存儲(chǔ)的能量是： 其中的 L 是漏感 I 是電流漏感對(duì)效率的影響。