【正文】 SRDCC 1N 2N 1T 1D 2C fR LU i n+ 圖 緩沖電路 每當(dāng)開關(guān)管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)，在變壓器的一次繞組上就會(huì)產(chǎn)生尖峰電壓和感應(yīng)電壓。 確定一次繞組匝數(shù) N1 可由下式確定 N1， R 值設(shè)定為 ，磁鐵密度 Bpk 怎么變化都不會(huì)超過 。650V ，因此開關(guān)功率管應(yīng)能承受 650V 以上的高壓。由運(yùn)放特性可知，只有當(dāng) REF 端的電壓十分接近 VI 時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的電流通過，而且隨著 REF 端電壓的微小變化，通過三極管，電流會(huì)從 1100mA 逐漸變化。設(shè)計(jì)完成的該系統(tǒng)應(yīng)符合各項(xiàng)行業(yè)規(guī)定。 PWM 信號(hào)的上升沿由振蕩器決定 ,下降沿由功率開關(guān)管電流和輸出電壓共同決定。因此在電源的啟動(dòng)階段，需要給控制電路提供啟動(dòng)電能，使其漸漸進(jìn)入工作狀態(tài)。下面是幾種常見的獨(dú)立型輔助電源設(shè)計(jì)方法。也正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，目前，反激式變壓器開關(guān)電源在家電領(lǐng)域中還是被廣泛使用。 所謂反激式變壓器開關(guān)電源，是指當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈正好被直流脈沖電壓激勵(lì)時(shí)，變壓器的次級(jí)線圈沒有向負(fù)載提供功率輸出，而僅在變壓器初級(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，這種變壓器開關(guān)電源稱為反激式開關(guān)電源。 多數(shù)負(fù)載 (無論是電感性負(fù)載還是電容性負(fù)載 )需要的調(diào)制頻率高于 10Hz，通常調(diào)制頻率為 1kHz 到 200kHz 之間。 在變頻器整流的過程中，可以產(chǎn)生大量的高次諧波，據(jù)綠波杰能的不完全統(tǒng)計(jì)，最高的電流畸變率，可以達(dá)到 70%以上。激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)功率晶體管，晶體管交替工作在飽和導(dǎo)通與截止的快速開關(guān)狀態(tài)，頻率一般在幾十到幾百 kHz。 模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢(shì)，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)成 N+1 冗余電源系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。 b)電壓調(diào)整率好。目前變頻器主要是依靠二極管橋式電路的整流技術(shù)進(jìn)行整流。 )，逆變器最后將直流電再轉(zhuǎn)換為所需頻率和電壓的交流電，部分變頻器還會(huì)在電路內(nèi)加入 CPU 等部件，來進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)矩運(yùn)算。變頻器技術(shù) 作為一種全新的綠色環(huán)保技術(shù) ,是日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中急需的高級(jí)技術(shù) ,同時(shí)也是國(guó)際上電子技術(shù)更新最快的領(lǐng)域之一。 6 月 07 日 6 月 14 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯（公開答辯、分組答辯）。 經(jīng)過數(shù)十次的修改與修訂，此版本為最終完美版 ~ 畢 業(yè) 論 文 題 目： 基于 UC3844 變頻器輔助電源的研究設(shè)計(jì) 學(xué)院： 電氣信息學(xué)院 專業(yè)：班級(jí) ： 學(xué)號(hào) ： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成日期： 20xx 年 6 月 誠(chéng) 信 聲 明 本人聲明： 本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果； 據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料； 我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信 。 目錄 摘要 ............................................................................................................................................. I Abstract .................................................................................................................................... II 第 1 章 緒論 ............................................................................................................................ 1 變頻器的發(fā)展 .............................................................................................................. 1 變頻器工作原理 .......................................................................................................... 2 變頻器輸出電壓調(diào)制和 PWM 技術(shù) ................................................................. 3 變頻器的開關(guān)電源簡(jiǎn)介 .............................................................................................. 4 開關(guān)電源的發(fā)展 ................................................................................................. 4 開關(guān)電源的工作原理 ......................................................................................... 5 開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn) ................................................................................................. 6 開關(guān)電源的構(gòu)成 ................................................................................................. 6 開關(guān)電源中的輔助電源 ....................................................................................11 UC3844 芯片介紹 ...................................................................................................... 13 課題來源及要求 ........................................................................................................ 13 課題來源 ........................................................................................................... 13 課題要求 ........................................................................................................... 14 第 2 章 開關(guān)電源的設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 15 主電路拓?fù)? ................................................................................................................ 15 主要器件介紹 .............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 隨著電力電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制原理的不斷發(fā)展，變頻器作為一種智能調(diào)速電源，其功能和結(jié)構(gòu)也在不斷地發(fā)展更新。 （ 1）整流器 最近大量使用的是二極管的 變流器，它把工頻電源變換為直流電源。二極管整流的主要缺點(diǎn)是：產(chǎn)生諧波和不可控制性。輸入電壓的變化會(huì)帶動(dòng)電感電流的變化 ,電 感電流的變化立即被電流控制回路感應(yīng)而被抑制 ,不需要類似電壓控制調(diào)節(jié)的復(fù)雜過程，所以響應(yīng)快。針對(duì)開關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn)，若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題，故仍需在這一領(lǐng)域開 展大量的工作，以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。這就使得功率晶體管的損耗較小，電源的效率可以達(dá)到 80%以 上。這些高次諧波，會(huì)通過與變頻器輸入端連接的電源線，進(jìn)入到電網(wǎng)中，進(jìn)而會(huì)影響到使用這一電網(wǎng)的敏感設(shè)備的正常工作。 PWM 相對(duì)于模擬控制的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)噪聲抵抗能力的增強(qiáng)，所以某些時(shí)候我們必須以 PWM 進(jìn)行通信。 下圖是反激式變壓器開關(guān)電源的簡(jiǎn)單工作原理圖： 圖 反激式變壓器開關(guān)電源原理圖 基于 UC3844 變頻器輔助電源的研究設(shè)計(jì) 10 圖中變壓器的初級(jí)繞組與次級(jí)繞組同名端相反， inU 為輸入直流電壓，開關(guān) S 為功率開關(guān)管， C 為輸出濾波電容， R 為負(fù)載， L1i 為初級(jí)繞組電流， L2i為次級(jí)繞組 電流；oU 和 oi為輸出電壓和電流，參考方向如圖 所示。 開關(guān)電源的控制電路有電流控制和電壓控制兩種，電流控制是一個(gè)電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，電感電流不是一個(gè)獨(dú)立變量，從而使開關(guān)變換器成為一個(gè)一階無條件的穩(wěn)定系統(tǒng)，因而很容易得到大的開環(huán)增益以及小信號(hào)、大信號(hào)特性。 第一種方法： 需要用穩(wěn)壓器的傳統(tǒng)的線 性電源作為輔助電源。 啟動(dòng)方法：?jiǎn)?dòng)時(shí)直接由直流輸入端提供起動(dòng)電壓，如圖 111。反轉(zhuǎn)觸發(fā)器限制 PWM 的占空比調(diào)節(jié)范圍在 0～ 50%之內(nèi)。 基于 UC3844 變頻器輔助電源的研究設(shè)計(jì) 15 第 2 章 開關(guān)電源的設(shè)計(jì) 主電路拓?fù)? 下圖是所設(shè)計(jì)電源的簡(jiǎn)單圖，其主電路采用單端反激式變換電路， 220 V 交流輸入電壓經(jīng)橋式整流、電容濾波變?yōu)橹绷骱?，供給單端反激式變換電路，并通過電阻 RC2 為 UC3844 提供初始工作電壓。 基于 UC3844 變頻器輔助電源的研究設(shè)計(jì) 17 +REFVI(ref)ANODECATHODE 圖 TL431 的功能模 塊示意圖 在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中，經(jīng)過 TL431 反饋，使得電流輸出并將誤差放大， TL431 的沉流端驅(qū)動(dòng)一個(gè)光耦的發(fā)光部分，這時(shí)反饋電壓由處在電源高壓主邊的光耦感光部分得到。另外，考慮到 MOS 管的損耗分為開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，開關(guān)損耗與開關(guān)頻率有關(guān)，導(dǎo)通損耗與 MOS 管導(dǎo)通電阻 Rds 有關(guān)，因此在選擇開關(guān)管的時(shí)候，為了減少其導(dǎo)通損耗，通常選擇導(dǎo)通電阻小的 MOS 管。 fAeB p k2 D m a xU I m inR211N ??? ???????? ?? () 我們查得數(shù)據(jù)可知，高頻變壓器 EER28 磁心有效面積 Ae = 此通報(bào)和密度 B= 帶入數(shù)據(jù)得到 211N 34 ?????? ???????? ?? () 確定自饋繞組 Ns 和二次繞組的匝數(shù) 一旦一次繞組確定之后，利用下式即可計(jì)算 N2， N3 的匝數(shù) ? ?? ?D m a xU I m in D m a x1Uf0U1NN ??? () 式中 oU —— 繞組 N2（或 N3）兩端的電壓； FU —— 輸出整流二極管的正向壓降。由于高頻變壓器存在漏感而形成的尖峰電壓，它對(duì)電路造成極大沖擊，因?yàn)楹苋菀讚p壞功率開關(guān)管。 減小漏電感主要靠生產(chǎn)和制造工藝的手法；耗散過電壓則 依靠和電感線圈并聯(lián)的RC 緩沖電路，或與開關(guān)并聯(lián)的 RC 緩沖電路。 傳輸變壓器有效體積 v 的計(jì)算公式如下： 0 e m a x2m a xLILV B??? ? ?? () ILamx 最大負(fù)載電流 L：變壓器次級(jí)繞組的電感量 0? ：空氣的導(dǎo)磁率，其值為 15 e? ：所選磁芯的磁性材料的相對(duì)導(dǎo)磁率 Bmax：磁芯的最大磁通密度 相對(duì)導(dǎo) 磁率從應(yīng)盡可能選得