【正文】 同時(shí)希望他們的設(shè)計(jì)能取得好的成績(jī)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 34 致謝 這學(xué)期，在 *****老師的悉心指導(dǎo)下，我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)工作?；谙嗤墓ぷ髟恚分绷鬏敵鲭娐返脑O(shè)計(jì)電路圖大部分是一致的， 需要注意的是各路輸出對(duì)電路的影響，按照公式與設(shè)計(jì)思路，正確的計(jì)算選用各種元器件是設(shè)計(jì)工作的一個(gè)重點(diǎn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 32 （ 6）紋波 紋波 Vpp 為 35mV ，小于所要求的 100mV值。 （ 5）過(guò)流保護(hù) 取樣電阻 Rs 為 時(shí)，在 處保護(hù)。 此時(shí)的效率為： η = %% ??? 4）空載開(kāi)機(jī)、短路開(kāi)機(jī)、短路保護(hù) 空載開(kāi)機(jī)時(shí)，輸出電壓仍保持在額定輸出 28V． 短路開(kāi)機(jī)時(shí)，電路能實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。 短路開(kāi)機(jī)時(shí)，電路能實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。F) 0 6 101 0 0 3m a x ???? ?E S R Ω 實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該取大一些的電容，才能完成設(shè)計(jì)指標(biāo)。輸出濾波電容的選擇與電源變換器的類(lèi)型、最大輸出工作電流和開(kāi)關(guān)頻率等因素有關(guān)，大多使用低 ESP 的電解電容。在低電壓、大電流輸出的開(kāi)關(guān)電源中，整流二極管的 功耗是其主要損耗之一 而肖特 基二極管的優(yōu)點(diǎn)是其導(dǎo)通管壓降 Von為 ，為一般 PN 結(jié)的一半，反向恢復(fù)快而且有足夠的反向電壓。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 26 （ 8） 低壓輸出電路的設(shè)計(jì) 1） 整流二極管的選擇 因?yàn)檎鞫O 管 D 存在著反向恢復(fù)時(shí)間，在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通瞬間會(huì)引起較大的尖峰電流，它不僅增加了整流二極管本身的損耗，而且使開(kāi)關(guān)管流過(guò)過(guò)大的電流，增加了開(kāi)通瞬間的損耗。為了減輕開(kāi)關(guān)管在完全導(dǎo)通時(shí)所承受的電流，應(yīng)在開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟時(shí)間內(nèi)放掉電容 C 上的大部分能量，一般取： ? = ont , ont是開(kāi) 關(guān)管的開(kāi)啟時(shí)間，則 6722 ???? CtRtRC onon Ω 算得的電阻值，必須限制放電電流 Idis，只是漏極電流 Id 的 1/4，則 RVI dsdis ? 如果 Idis＞ ，則必須按 R=d 重選電阻 R 的值。電容Ｃ上的電壓通過(guò)二極管 D 被充電到 （Oin VNNV 21?）， 這樣功率開(kāi)關(guān)管漏極電流有了分路，漏極電流能較快地減小。一般取保險(xiǎn)系數(shù)為 ，即取其 Vdss≥ 548/=783V。根據(jù)給定參數(shù) L=,I=,B=,Pcu=4W, ? = 610? Ω m,k= 可得 52 222 1 7 5 )( cmPBLItWAkk cg ????? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 23 52 5 8 7 5 cmkKtWA gc ??? 其中 Ac 為磁芯截面積， W為窗口截面積， t 為每匝平均長(zhǎng)度， k為窗 口利用系數(shù)。 1） 計(jì)算初級(jí)電感峰值電流 因?yàn)檩敵鲭妷簽?，考慮輸出整流二極管及線路壓降，設(shè)變壓器副邊繞組輸出電壓為 30V，則變壓器輸出功率 Pout=30V =195W， 設(shè)此變換器的效率為 80％，則由 Pout=Pinη =Iin Vinη 輸入平均電流 Iin＝ Pout/( Vinη )=195/(255 )= 取為 1A。 L3 繞組實(shí)現(xiàn)自饋電的時(shí)間 Ton 根據(jù)開(kāi)關(guān)周期決定，一般 20kHz 以上都在 5ms 以?xún)?nèi)，于是電容 C2 的容量可由下式確定。當(dāng)直流輸入電壓達(dá)到 250V以上時(shí)， UC3842 應(yīng)啟動(dòng)開(kāi)始工作，啟動(dòng)電阻Ｒ１應(yīng)由線路直流電壓和啟動(dòng)所需電流來(lái)確定。Vpk 為輸入最低交流電壓經(jīng)整流后的直流峰值電壓， Vinmin。 ② 整 流后濾波電容的選擇： 輸入電壓為 AC187242V，整流濾波后的空載電壓為 DC250342V，設(shè)該電源效率η為 80%，交流電流頻率為 50Hz，則交流電源每個(gè)周期供出的能量 Ein為； Ein=fPout??= ? =5（焦耳） 式中 Pout 為輸出功率，η為效率， f 為交流頻率 其中 Pout 為整流濾波電路需要提供的功率。 主電路的設(shè)計(jì) （ 1） 原理框圖，見(jiàn)圖 圖 （ 2） 輸入部分電路的設(shè)計(jì) 浪涌電流 限制及輸 入濾波電 路 橋 式 整 流 誤差放大器 電流取樣 電流檢測(cè) 比較器 PWM 調(diào)節(jié)器 高頻 整流 及濾 波器 變 壓 器 主 變 開(kāi) 關(guān) 驅(qū)動(dòng) 光耦合 平滑 濾波 檢測(cè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 20 輸入部分是由整流橋和輸入濾波電容構(gòu)成的。 UC3842 使用注意事項(xiàng)： R?100KC?CL?I N D U C T O RQ?M O S F E T NR?RsRLM 圖 UC3842 的③腳外接的濾波網(wǎng)絡(luò) i 當(dāng)從開(kāi)關(guān)管與地之間所接采樣電阻 Rs 取樣給 UC3842 的 ○ 3 腳電感 電流取樣檢測(cè)信號(hào)輸入端時(shí)，在開(kāi)關(guān)管接通時(shí)所產(chǎn)生的電流尖峰會(huì)使 UC3842 內(nèi)部的電流檢測(cè)比較器在開(kāi)關(guān)管剛一接通時(shí)就輸出高電平使觸發(fā)器復(fù) 位，從而造成無(wú)占空比輸出，開(kāi)關(guān)管馬上關(guān)斷，造成誤動(dòng)作，以至形成不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以有必要在取樣電阻到 UC3842○ 3 腳之間加一濾波網(wǎng)絡(luò)，濾 除電流尖峰。 （ 7） UC3842 的輸出級(jí)為圖騰柱式輸出電路，輸出晶體管的平均電流為土 200mA，最大峰值電流可達(dá)177。自饋電后整個(gè)電路的電流消耗達(dá) 15mA。 （ 4）電流限制電路得到簡(jiǎn)化。這是因?yàn)檩斎腚妷?Vi 的變化立即反映為電感電流的變化，它不經(jīng)過(guò)任何誤差放大器就能在比較器中改變輸出脈沖寬度，在實(shí)際應(yīng)用中，再增 加一級(jí)輸出電壓 Vo 至誤差放大器的控制，能使電壓調(diào)整率更好。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 16 電路設(shè)計(jì) 脈寬調(diào)制器的選擇 電流 型脈沖寬度調(diào)制集成電路 UC2842是一種高性能的、單端輸出的、固定頻率的電流型 PWM 控制器，能很好地應(yīng)用在隔離式單端反激開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)以及直流一直流變換器設(shè)計(jì)之中，它最大的優(yōu)點(diǎn)是外接元件少， 外電路裝配簡(jiǎn)單，成本低廉。 當(dāng)交流輸入時(shí)，系統(tǒng)中三組直流輸出應(yīng)與交流 220V隔離。 這些缺畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 13 點(diǎn)可通過(guò)選用具有高耐壓、大電流的高速功率器件，在輸入和輸出端加濾波電路等措施加以解決。如果輸入電壓變化或者負(fù)載變化，只要控制導(dǎo)通比變化就可以保持輸出電壓的穩(wěn)定。在這種狀態(tài)下，下一個(gè)周期開(kāi)始 BG重新導(dǎo)通時(shí)，初級(jí)繞組的電流i1 也不會(huì)從零開(kāi)始，而是從Ｉ，ｍｉ。輸出電壓為： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 11 Vo=Vi ontTLRL12． 由此可見(jiàn)，輸出電壓 Vo 與負(fù)載電阻 RL有關(guān)， RL愈大則輸出電壓愈 高，反之負(fù)載電阻愈小，則輸出電壓愈低，這是反激變換器的一個(gè)特點(diǎn) 輸出電壓隨著輸入電壓的增大而增大，也隨著導(dǎo)通時(shí)間的增大而增天，還隨 N1 繞組電感量 L1 的減小而增大 。磁通波形 Flyback變換器中間采用的是偶合電感，對(duì)原邊繞組 N1 的自感 L1 來(lái)講，它的電流不可能連續(xù)，因?yàn)?BG斷開(kāi)后其電流必然為零，但這時(shí)必在副邊繞組 N2 的自感 L2 中引起電流，故對(duì)反激變換器來(lái)說(shuō)，電流連續(xù)是指變壓器兩個(gè)繞組的合成安匝在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中不為零，而電流不連續(xù)是指合成安匝在 BG 截止期間有一段時(shí)間為零。為 BG 截止開(kāi)始時(shí)副邊流過(guò)的電流值。反激是指當(dāng)開(kāi)關(guān)管 BG 被 PWM 脈沖激勵(lì)而導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓 U1 加在高頻變壓器Ｔ的原邊上，由于變壓器副邊整流二極管 D2 反偏，副邊上沒(méi)有電流流過(guò)，所以能量?jī)?chǔ)存在變壓器原邊的電感 L1 上，而輸出電壓靠電容 Co 的放電維持。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 8 2 單端反激式開(kāi)關(guān)電源原理 直流開(kāi)關(guān)電源是具有直流變換器且輸出電壓恒定或按要求變化的直流電源，其輸入為直流電，也可以是交流電。功率重量比或功率體積比是表征電源小型化的重要指標(biāo)，50Ｗ／ 3in 的開(kāi)關(guān)電源早己上市，目前已向 120W／ 3in ＇發(fā)展。穩(wěn)壓精度包括電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，電壓調(diào)整率是指當(dāng)輸出電流為整定值、電網(wǎng)電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化量與輸出電壓整定值的比值；負(fù)載調(diào)整率是指當(dāng)輸入電 壓為整定值、負(fù)載在 0100％額定電流范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化量與輸出電壓整定值的比值。交流輸入時(shí)，交流電壓往往要先經(jīng)過(guò)整流濾 波變換成直流電壓后，再通過(guò)直流變換器轉(zhuǎn)變?yōu)樗摰闹绷麟妷骸Ｊ褂靡笫牵焊叩目煽啃?、好的可維修性、小的體積重量、低的價(jià)格及使用費(fèi)用和好的電器性能。由圖 （ b）可知，當(dāng)控制電壓信號(hào) Vc 變大，則導(dǎo)通時(shí)間變寬，而 Vc 變小，則導(dǎo)通時(shí)間變窄。因?yàn)椴捎妙l率調(diào)制工作方式容易產(chǎn)生諧波干擾，而且濾波器設(shè)計(jì)比較困難。 整理期 AC 電源 單項(xiàng)或三相 DC 不穩(wěn)壓 電容 濾波器 DC 不穩(wěn)壓 DC/DC 變換器 DC 穩(wěn)壓 負(fù)載 電池 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 5 R?47KVdRSt o n t o f fvdVo vo+voto （ａ）基本電路 （ｂ）工作波形。開(kāi)關(guān)型 DC/DC 變換器是采用一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)把一種直流電壓變換為另一種直流電壓。圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 4 是 DC/DC 變換器系統(tǒng)框圖 。同時(shí)，開(kāi)關(guān)過(guò)程中還會(huì)激起電路分布電感和寄生電容的振蕩，帶來(lái)附加損耗，因而硬開(kāi)關(guān)直流變換器的開(kāi)關(guān)頻率不能太高。 直流變換器也可分為 自激式和他激式，借助于變換器本身的正反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管自持周期性開(kāi)關(guān)的變換器叫做自激式變換器，他激式直流變換器中開(kāi)關(guān)器件控制信號(hào)由專(zhuān)門(mén)的控制電路產(chǎn)生。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 3 不隔離的直流變換器按所用有源功率器件的個(gè)數(shù)，可分為單管、雙管 和四管三類(lèi)。但是，由于調(diào)整元件的控制電路比較復(fù)雜，輸出的紋波電壓較高，瞬態(tài)響應(yīng)較差，所以開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用也受到一定限制。 開(kāi)關(guān)電源的分類(lèi) 廣義地說(shuō)，凡用功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)，將一種電源 形態(tài)轉(zhuǎn)變成為 另一種形態(tài)的主電路都叫做開(kāi)關(guān)變換器電路：轉(zhuǎn)變時(shí)用自動(dòng)控制閉環(huán)穩(wěn)定輸出并有保護(hù)環(huán)節(jié)的則稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源 （ Switching Power Supply）。 眾所周知，要使電能的產(chǎn)生、輸送和利用達(dá)到最佳狀態(tài)，必須對(duì)電能的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，而電力電子技術(shù) （