【正文】 XX 學院畢業(yè)論文 第 42 頁 共 43 頁 結(jié)束語 開關電源的設計是一個實踐性很強的課題，本文給出的方法僅作為一種參考，許多實際問題需要在實踐中不斷加以總結(jié)和完善，只有通過實踐才能使設計不斷臻于完美。 ② 調(diào)試過程中，因電路有高壓，所以 千萬不可用直接去碰元器件或線路，以免引起安全事故。 XX 學院畢業(yè)論文 第 41 頁 共 43 頁 ③測量數(shù)據(jù) 在以上檢查均無誤后，即可通電測量數(shù)據(jù)。 PCB 板圖 XX 學院畢業(yè)論文 第 40 頁 共 43 頁 調(diào)試過程 1． 調(diào)試的方法： ①不通電檢查 電路安裝完畢后，不要急于通電，應首先認真檢查 元件安裝 是否正確，尤其是 二極管、電解電容及開關變壓器 不能 裝 錯或 裝 反，以免通電后燒壞電路或元器件。 XX 學院畢業(yè)論文 第 39 頁 共 43 頁 第 5 章 設計成果 電路 原理圖 本電路 D1D4 組成橋式整流，將 220V 的交流電壓變?yōu)槊}動整流電，再經(jīng) C2 濾波得平滑的直流電。 過電流限制功能設計 本電源還具有對開關調(diào)整管的過電流限制保護功能。為了減少光隔離器漂移的影響，二次惻要用到一個誤差放大器，這個誤差放大器采用 TL431。光藕合器在開關電源的主振回路使輸入回路與輸出回路進行電氣隔離，并為電源的穩(wěn)壓控制電路提供信號通路。選擇不同的 R1 和 R2的值可以得到從 到 36V 范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當 R1=R2 時， Vo=5V。由運放的特性可知，只有當 REF端（同相端）的電壓非常接近 VI（ ）時，三極管中才會有一個穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著 REF端電壓的微小變化，通過三極管的電流將從 1到 10mA變化。 圖 三端可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管 圖 是該器件的符號。 其中 D R R C4 構(gòu)成整流和濾波電路，給光耦供電； RR R1 C TL431 提供基準電位， R12 為取樣電路，兩者比較的結(jié)果通過光耦反饋到 Q2的基極實現(xiàn)對脈沖寬度的調(diào)制。 穩(wěn)壓電路設計 XX 學院畢業(yè)論文 第 35 頁 共 43 頁 電壓反饋環(huán)的唯一功能就是使輸出電壓保 持在一個固定值。直到下一個正半周，當 U2 ＞ UC時， D 又導通。并入電容之后，設在 ω t=0 時接通電源，則當 U2由零逐漸增大時，二極管 D 導通，除有一電流 IL流向負載以外還有一電流 iC向電容 C 充電，充電電壓 UC的 極性為上正下負。 半波整流電路簡單，元件少，但輸出電壓直流成分?。ㄖ挥邪雮€波），脈動程度大，整流效率低，僅適用于輸出電流小、允許脈動程度大、要求較低的場合。由于將二極管看作理想器件，故 RL上的電壓 UL與 U2的正半周電壓基本相同。在短暫的時間內(nèi)各濾波電容正極就形成穩(wěn)定的電壓輸出。 輸出直流電壓的形成 本電源有兩組直流穩(wěn)壓輸出： +24V,+5V。三極管 Q1完全進入飽和后，開關管的集電極電流很大，在 R3 上產(chǎn)生上為正下為負的壓降，該電壓的正極通過 R2 加至 Q2 的基極，負極加至 Q2 的發(fā)射極，使 Q2導通，從而使 Q1 的基極電流減小， Q1 的集電極電流減小，儲能電感 L13 產(chǎn)生上為負下為正的感生電動勢，經(jīng)過變壓器 T1的耦合，在 L24 電感上產(chǎn)生上為正下為負的感生電動勢，該電動勢經(jīng) C5 耦合，負極通過 C R4 耦合至 Q1，使 Q1 基極電流進一步減小，該過程形成一個強烈的正反饋，使 Q1迅速由飽和狀態(tài)進入截止狀態(tài)。圖 是反激式變壓器二次繞組的安排。 反激式變壓器的工與正激式變壓器不同。 高頻電源 變壓器，遵守變壓器基本原理： 1） 遵守變壓器的同名端原理。 XX 學院畢業(yè)論文 第 29 頁 共 43 頁 絕緣隔離通過原邊和副邊繞組的絕緣結(jié)構(gòu)來完成。雖然功率傳送方式不同，要求的磁芯參數(shù)不一 樣，但是在高頻電源變壓器設計中，磁芯的材料和參數(shù)的選擇仍然是設計的一個主要內(nèi)容。磁通密度變化值 ΔB=2Bm ，為了提高 ΔB ，希望 Bm 大，但不要求 Br 小，不論是單方向變化工作模式還是雙方向變化工作模式，變壓器功率傳送方式都不直接與磁芯磁導率有關。單方向變化工作模式，磁通密度從最大值 Bm 變化到剩余磁通密度 Br，或者從Br 變化到 Bm。 高頻電源變壓器完成功能有 3個：功率傳送，電壓變換和絕緣隔離。高頻電源變壓器產(chǎn)生電磁干擾的主要原因之一是磁芯的磁致伸縮。一般使用條件對高頻電源變壓器影響最大的是環(huán)境溫度。如果傳輸?shù)哪芰繛槎ㄖ?，工作頻率高，在一定時間內(nèi)傳輸能量的次數(shù)多，每一次傳輸?shù)哪芰靠梢陨?，則變壓器用的材料少，結(jié)構(gòu)尺寸小。 電容濾波電路的計算比較麻煩，因為決定輸出電壓的因素較多。電容濾波過程見圖 。在剛過 ?t=?/2 時，正弦曲線下降的速率很慢。此時 C相當于并聯(lián)在 v2上，所以輸出波形同 v2 ，是正弦波。經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量，又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。輸出平均電壓為 : （式 41） 流過負載的平均電流為 : （式 42） 流過二極管的平均電流為 : （式 43） 二極管所承受的最大反向電壓 （式 44） 二級管的選擇應主要考慮以上兩個因素。 電流由 Tr次級的下端經(jīng) D2→ RL →D4 回到 Tr次級上端， 在負載 RL 上 也 得到一半波整流電壓 ，如圖 所示 。在分析整流電路工作原理時，整流電路中的二極管是作為開關運用，具有單向?qū)щ娦浴?完成這一電路主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔?，因此二極管是構(gòu)成整流電路的關鍵元件。 輸出： DC+5V，額定電流 200mA，最小電流 50mA DC+24V，額定電流 40mA，最小電流 20mA 輸出精度： +5V， 最大177。 XX 學院畢業(yè)論文 第 22 頁 共 43 頁 第 4 章 系統(tǒng)設計 在本文中，是設計一個管道煤氣泄漏報警電路的 PWM 開關電源。 每種拓撲都有自己的優(yōu)缺點，有的拓撲可能成本比較底，但輸出的功率受到限制；而有的可以輸出足夠的功率，但成本比較高等。 3. 方案三 在 150～ 500W 范圍內(nèi)，半橋電路比較常用。 輸出XX 學院畢業(yè)論文 第 20 頁 共 43 頁 電壓的紋波峰峰值比升壓式變換器低，同時可以輸出比較高的功率，正激式變換器可以提供數(shù)千瓦的功率。 其拓撲、主要波形和一些估計參數(shù)，如圖 3． 2。 直流輸出的負載電流在最大值和最小值 之間波動。續(xù)流電流環(huán)包括：二極管電感負載。當開關導通時，輸入電壓加到 LC濾波器的輸入端 ，電感上的電流以固定斜率線性上升。 LC 濾波器平均了占空比調(diào)制的脈沖電壓。圖 3． 1 是一種簡單正激式變換器電路，即所謂的 Buck 變換器。開關電源設計中，拓撲類型與電源各個組成部分的布置有關。但是開關電源的成本較高 。 XX 學院畢業(yè)論文 第 15 頁 共 43 頁 第 3 章 設計思想與方案論證 設計思想 PWM 開關電源在使用時比線性電源具有更高的效率和靈活性。盡管它們各部分的布置差別很少，但是工作過程相差很大，在特定的場合下個有優(yōu)點。 控制器的主要目的式保持輸出電壓穩(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。脈沖的占空比是開關電源的控制器來調(diào)節(jié)。在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是， PWM 開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷狀態(tài)。 3. 保護電路 ： 由過電流 保護電路、過電壓保護電路、過熱保護電路和浪涌吸收電路等組成。該電路通過檢測輸出電壓的變化產(chǎn)生一個誤差電壓，并將該誤差電壓反饋到逆變器去控制開關晶體管的導通時間，以改變輸出脈沖的寬度，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定。 ： 根據(jù)負載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源 。 9. 產(chǎn)品更新加快 目前開關電源產(chǎn)品要求輸入電壓通用（使用世界各國電網(wǎng)電XX 學院畢業(yè)論文 第 10 頁 共 43 頁 壓規(guī)模），輸出電壓范圍擴大（入計算機和工作站需要增加 這一擋電壓，程控需要增加直流 150V 電壓），輸入端公里因數(shù)進一步提高，具有安全、過壓保護等功能。 6. 抗電磁干擾（ EMI） 當開關電源在高頻下工作時，其噪聲通過電源線產(chǎn)生對其他電子設備干擾，世界各國已有抗 EMI 的規(guī)范或標準。此外，還可以在電源系統(tǒng)建成后，根據(jù)發(fā)展需要不斷擴大容量。 采用軟開關技術(shù)可以使效率達到 85％～ 88％。 90年代末又提出了新型開關電源XX 學院畢業(yè)論文 第 8 頁 共 43 頁 的研制開發(fā)，這也是新世紀開關電源的發(fā)展遠景。 磁材料和新型變壓器的開發(fā)。如電流型控制及多環(huán)控制，電荷控制，一周期控制，功率因數(shù)控制， DSP 控制；及相應專用集成控制芯片的研制成功等，使開關電源動態(tài)性能有很大提高，電路也大幅度簡化。 70 年代 諧振 開關電源奠定了軟開關技術(shù)的基礎。 關變換器的實現(xiàn)有了可能。 主要技術(shù)標志 從技術(shù)上看，幾 十年來推動開關電源性能和技術(shù)水平不斷提高的 主 要標志是： 器件的開發(fā)使實現(xiàn)開關電源高頻化有了可能。可以看出 20～ 30 年中，我國開關電源的應用領域和技術(shù)性能有很大進展，這與 國 家基礎工業(yè)和國力增強有密切關系，也和國際先進開關電源技術(shù)影響有關。供繼電保護和自動裝置及蓄電池充電用。輸出 20k