【正文】
電壓,同時(shí)還防止高頻噪聲對負(fù)載的干擾。 ③ 高效率:效率是電源最關(guān)鍵的指標(biāo)之一。論文所設(shè)計(jì)的開關(guān)電源輸入為市電 110V/220V 交流,兩路輸出電壓分別為 +5V 和 ? 15V 直流 電壓,開關(guān)頻率為 132KHz。 論文采用面積乘積法( AP),確定了高頻變壓器的原副邊以及鐵芯材料的選擇,設(shè)計(jì)了輸出電路、系統(tǒng)補(bǔ)償器以及啟動(dòng)電路和 EMI 濾波電路。高頻化使開關(guān)損耗顯著增加。取樣電路和開關(guān)占空比控制通過檢測輸出直流電壓,并將其與基準(zhǔn)電壓比較,進(jìn)行放大,調(diào)制振蕩器的脈沖寬度,從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。變壓器有三個(gè)繞組,原邊繞組 W1,副邊繞組 W2,復(fù)位繞組 W3,圖中繞組符號標(biāo)有 “在此 工作模式中,所有繞組中都沒有電流,它們的電壓都為 0V。 圖 變壓器繞制原理圖及說明 工步 層次 首尾引腳 線型線規(guī) 繞法 匝數(shù) 絕緣層要求 1 頭 1 尾 2 QZ—2, ? 單線繞法 31 骨架底層裹膠帶一層,層間均裹膠帶兩層。 線電壓檢測( L)引腳:(僅限 Y、 R 或 F 封裝) 過壓( OV)、欠壓( UV)、降低 DCMAX 的線電壓前饋、遠(yuǎn)程開 /關(guān)和同步的輸入引腳。 12345678109T1變壓器C S 52 .7 n F / 1K VR61MR23 0K / 2WC94 7 u F/ 1 6 VS4X3F5C1D7L2N2T O P 2 4 4 Y NR812R71MR 1 06 .8C S 60 .1 u F / 5 0 VHGNDD1FR1 0 6VDCP C 8 1 7 反饋信號2020 級電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 15 頁 共 23 頁 5 整流濾波輸出和反饋電路的設(shè)計(jì) EMI濾波器的設(shè)計(jì) EMI濾波器的基本結(jié)構(gòu) 濾波是抑制 EMI的措施之一。 C C2 取值 104/。 ② ? 15V 輸出端最小電感值 ? ?? ? ? ?? ?? ? HHI TVVLou te s tonou tin ?? . m i nm a xm i n15 ?? ?????? ( 53) ? 15V 輸出端最小電感值取 H? 。這期間積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn),我會時(shí)刻銘記您的教誨,努力工作,認(rèn)真做事。 輸出濾波電容的設(shè)計(jì) ① 5V 輸出端濾波電容 按照 5uF/W 計(jì)算 5V輸出端的電容最少應(yīng)該為 5V? 2A? 5uF/W=50uF;輸出電壓峰值約為 5V/=,選 220uF/50V 和 100uF/50V 鋁電解電容。 C C4 取 3300pF/1KV。按照濾波器的結(jié)構(gòu)可以分為 T\? 型等。 外部流限( X)引腳:(僅限 Y、 R 或 F 封裝) 外部流限調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程開 /關(guān)控制和同步的輸入引腳。 123456781092 5 W 正激變壓器0 .3 6 * 3 1 T0 .3 6 * 3 1 T0 .4 5 * 1 2 T0 .3 6 * 1 2 T0 .3 6 * 1 2 T0 .4 5 ( 2 根) *5T1 10 張志生:正激式開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 23 頁 4 控制單元的設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì) 所作為原理性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),故采用外圍電路簡單,可靠性較高的集成控制芯片 TOP244YN。此時(shí)開關(guān)管 Q 上的電壓 VQ=Vin。 D3 是與復(fù) 位繞組 W3 串聯(lián)的二極管。如圖 ( a)所示波形 VC 控制的電子開關(guān)電路后,變換成脈沖狀態(tài)交流電 VO39。 張志生:正激式開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 23 頁 ④ 高可靠性。 singleterminal forward。 在深入研究分析各種開關(guān)電源原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)項(xiàng)目的指標(biāo)要求,論文設(shè)計(jì)了一種單端正激式高頻多路輸出開關(guān)電源。 ① 小型化、薄型化、輕量化:開關(guān)電源的小型化是要盡可能減小儲能元件的 體積。 前級整流濾波電路用來消除來自電網(wǎng)的干擾,同時(shí)也防止開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴(kuò)散,并將電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波,為變換器提供直流電壓。 正激式直流變換器變壓器鐵芯的磁復(fù)位有多種方法,在輸入端接入復(fù)位繞組是最基本的方法 ,復(fù)位繞組也可以接 至 輸出端,其次還有 RCD 復(fù)位, LCD 復(fù)位和有源箝位等磁復(fù)位方法,這里應(yīng)用具有復(fù)位繞組的 Forward 變換器。 勵(lì)磁電流 iM 從原邊繞組中轉(zhuǎn)移到復(fù)位繞組中,并開始線性減少。 ② 用 B 級絕緣漆浸漬、烘干。 控制( C)引腳: 誤差放大器及反饋電流的輸入腳,用于占空比控制。此處線電壓檢測電阻設(shè)計(jì)為 2M? 。 C3 和 C4 亦可并聯(lián)在輸入端,仍選用陶瓷電容,容量范圍是 2200pF~ F? 。電氣上的作用就是把開關(guān)方波脈沖積分成直流電壓。 R33KR 1 12 2 0D3M B R F 1 0 A 0D4M B R F 1 0 A 0R51KR43K1234X S 2D O U TR91 0 KN3P C 8 1 7N1K B L 4 0 6 ( 4 A / 6 0 0 V )L1C S 31 0 4 / 1 .6 K VC S 23 3 0 0 / 1 K VC S 43 3 0 0 / 1 K VH G N DH G N DC S 11 0 4 / 1 .6 K VLNX S 1V A CC81 u F / 5 0 VR 1 42 . 5 KR 1 22 . 5 KN4T L 4 3 1C S 76 8 0 n F / 5 0 VD5M B R F 1 0 A 0D9M B R F 1 0 A 0D8M B R F 1 0 A 0D6M B R F 1 0 A 0D7M B R F 1 0 A 0L43 . 3 u HL23 8 . 6 u HL33 8 . 6 u HC71 0 0 u F / 5 0 VC31 0 0 u F / 5 0 VL G N DL G N D+ 5 V / 2 A+ 1 5 V /0 . 5 A 1 5 V / 0 . 5 AG N DC51 0 0 u F / 5 0 VH G N DH G N DH G N DC12 2 0 u F / 4 0 0 VH G N DR17 5 K / 2 WD2F R 1 0 64 5 0 u H12345678109T1變壓器C22 2 0 u F / 5 0 VC42 2 0 u F / 5 0 VC62 2 0 u F / 5 0 VR 1 31K+ 5 V+ 1 5 V 1 5 V12X S 3+ 1 5 V /0 . 5 AG N DC S 52 .7 n F /1 K VR61MR23 0 K /2 WC94 7 u F / 1 6 VS4X3F5C1D7L2N2T O P 2 4 4 Y NR812R71MR 1 06 . 8C S 60 . 1 u F /5 0 VH G N DH G N DP R 1 3KD1F R 1 0 62020 級電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 21 頁 共 23 頁 結(jié) 論 對于小功率開關(guān)電源的設(shè)計(jì)來說,利用 TOP244 集成控制芯片設(shè)計(jì)電路簡單且易于實(shí)現(xiàn)、功耗 小、成本低、電源體積小、輸出穩(wěn)定。 另外, 假負(fù)載 還起到了釋放副濾邊波電容上電荷的作用。這里選用單相橋式整流電路。 L 對串模干擾不起作用,但當(dāng)出現(xiàn)共模干擾時(shí),由于兩個(gè)線圈的 磁通方向相同,經(jīng)過耦合后總電感量迅速增大,因此對共模信號呈現(xiàn)很大的感抗,使之不易通過,故稱作共模扼流圈。 源極( S)引腳: 此引腳是功率 MOSFET 的源極連接點(diǎn),用于高壓功率回路。 ③ 外部電路實(shí)現(xiàn)精確的流限編程 。 變壓器 的設(shè)計(jì)過程 ① 漆包線選擇:按 ,其次還要考慮高頻條件下導(dǎo)線的集膚效應(yīng)(頻率越高,集膚效應(yīng)越明顯,用線越應(yīng)該細(xì)),大電流情況下,一般采用幾根導(dǎo)線并聯(lián)已達(dá)到所需導(dǎo)線平方數(shù),這里 5V 輸出采用 ? 的線雙線并繞的方法,其余的均采用單線繞法。在 t=0時(shí),開關(guān)管 Q 導(dǎo)通,電源電壓 VIN 加在原邊繞組 W1 上,即 Vw1=Vin,故鐵芯磁 化,鐵芯磁通 ? 增長: inVdtdW ??1 ( 21) 在此工作模式中,鐵芯磁通 ? 的增長量為: ? ? syin TDWV 1?? ?? ( 22)變壓器的勵(lì)磁電流 iM 從 0 開始線性增加: tLVi MinM? ( 23) 式中, ML 是原邊繞組的勵(lì)磁電感。 VO R1 R2 VE VC VREF 張志生:正激式開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 23 頁 電路平滑后,輸出直流電 VO(圖 ( c))。所以,要盡可能使用較少的器件,提高集成度,采用模塊化技術(shù) 來 提高系統(tǒng)的可靠性。 國內(nèi)外開關(guān)電源的現(xiàn)狀與發(fā)展方向 國內(nèi)外開關(guān)電源的現(xiàn)狀 近 20 多年來,開關(guān)電源沿著集成化、小型化和高頻化方向不斷地發(fā)展。 作者簽名: 日 期: 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))使用授權(quán)的說明 本人了解并遵守衡水學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文的規(guī)定。 開關(guān)電源的發(fā)展方向 現(xiàn)代電 源大致分為線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源兩大類,線性電源的效率低,而開關(guān)電源的效率較高。采用了高頻變壓器和控制集成電路的開關(guān)電源更具有效率高、輸出穩(wěn)定、可靠性高等特性,是今后電源的發(fā)展趨勢。 圖 開關(guān)電源工作波形 For