【正文】 連接到控制引腳則開關工作頻率為 66KHz。 外部流限（ X）引腳：（僅限 Y、 R 或 F 封裝） 外部流限調節(jié)、遠程開 /關控制和同步的輸入引腳。 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、遠程開 /關和同步的輸入引腳。與內部并聯(lián)調整器相連接，提供正常工作時的內部偏置電流。漏極電流的內部流限檢測點。 引腳功能描述 漏極（ D）引腳： 高壓功率 MOSFET 的漏極輸出。 ⑥ 頻率調制降低 EMI 及 EMI 濾波器成本 。 ④ 更寬的占空比實現(xiàn)更高的輸出功率，同時可以使用更小尺寸的輸入濾波電容 。 ② 完全集成的軟啟動電路降低了器件的應力及輸出電壓過沖 。 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：正激式開關穩(wěn)壓電源設計 第 12 頁 共 23 頁 4 控制單元的設計 由于本設計 所作為原理性驗證實驗，故采用外圍電路簡單，可靠性較高的集成控制芯片 TOP244YN。 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。 2020 級電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 11 頁 共 23 頁 ③ 各繞組間絕緣電阻應大于 10M? ，在繞組與磁芯、骨架間施加 500V 直流電壓持續(xù)一分鐘，不應該出現(xiàn)絕緣層擊穿和飛弧現(xiàn)象。 技術要求： ① 裝配完后，在磁芯周邊緊裹膠帶三層，用硬紙板填充磁芯與骨架的配合間隙。 變壓器繞制說明及繞制原理圖 說明： ① 表中膠帶為 P2 聚酯膠帶（ 1KV， 130 C? ，阻燃型）。I2:I1=N1:N2 確定原副邊匝數(shù)比，接著計算出原邊電流參數(shù)值 , 原邊電流參數(shù)值等于幾個電流之和 ,再確定原副邊各級線徑（按實際開關占空比計算）。 ② 磁芯選擇：磁芯種類繁多，磁芯截面積是確定線圈匝數(shù) 的重要因素，確定磁芯的 Bm值為 ， 根據(jù)需要，選取 EI28 型鐵氧體磁芯，這是一種高頻導磁材料，主要用于高頻變壓器，其磁芯截面積 Ae 為 ? 1cm2。正激式變壓器除了磁芯材料本身磁化的一小部分能量外，是不能儲存能量的。此時開關管 Q 上的電壓 VQ=Vin。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。 ? ??????? ???? onMinonMinMW TtL VKTLVKii 13133 （ 213） 在 Tr 時刻， iW3=iM=0，變壓器完成磁復位。在此工作模式中，加在 Q 上的電壓 VQ 為： ? ? inininQ VKVKVV 1313 1 ???? （ 210） 電源電壓 Vin 反向加在復位繞組 W3 上，故鐵芯去磁，鐵芯磁通 ? 減?。? 張志生：正激式開關穩(wěn)壓電源設計 第 8 頁 共 23 頁 inVdtdW ???3 （ 211） 鐵芯磁通 ? 的減小量為： ? ? sin TDWV ????? ? 3? （ 212） 式中sonr TTTD ??? 是變壓器磁芯的去磁時間 onr TT? 與 Ts 的比值， D? yD?1 。那么復位繞阻上的電壓為： inW VV ??3 （ 27） 這樣，原邊繞阻和副邊繞阻上的電壓分 別為： inW VKV 131 ?? （ 28） inW VKV 232 ?? （ 29） 式中， K13=W1/W3 是原邊與復位繞阻的匝比， K23=W2/W3 是副邊與復位繞阻的匝比。 foinLVKVdtdiLf ?? 12 （ 25） （ a） Q 導通 2020 級電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 7 頁 共 23 頁 （ b） Q 關斷 （ c） Q 關斷，磁復位完成 圖 不同開關模式下的等效電路 根據(jù)變壓器工作原理，原邊電流 iW1 為折算到原邊的副邊電流和勵磁電流之和，即 MLfW iKii ?? 121 （ 26） ② 工作模式 2[Ton， Tr] 如圖 （ b）所示，圖中加粗部分是電流流過部分，未加粗部分是斷開部分。 那么副邊繞組 2W 上的電壓為： 12122 KVVWWV ininW ?? （ 24） 式中， K12=W1/W2 是原邊與副邊繞組的匝比。其工作原理可分為三種模式： ① 工作模式 1[0， TON] 如圖 （ a）所示，圖中加粗部分是電流流通部分，未加粗部分為斷開部分。 D3 是與復 位繞組 W3 串聯(lián)的二極管。變壓器有三個繞組，原邊繞組 W1，副邊繞組 W2，復位繞組 W3，圖中繞組符號標有 “ 主電路拓撲和控制方式 Forward 變換器實際上是在降壓式 BUCK 變換器中插入隔離變壓器而成，圖 給出了 Forward 變換器的主電路及其波形。單端正激變換器拓撲以其結構簡單、工作可靠、成本低廉而被廣泛應用于獨立的離線式中小功率電源設計中。 圖 開關電源工作波形 Forward 正激式變換電路 單端正激變換器是一個隔離開關變換器，隔離型變換器的一個根本特點是有一個用于隔離的高頻變壓器，可用于高電壓的場合。的有效值又與開關的導通占空比 D=TON/T（其中 T=TON+TOFF）成正比。 顯然，輸出直流 VO 的大小取決于脈沖狀態(tài)交流電 VO39。再經(jīng)電感、電容等儲能元件構成的整流濾波DC— DC 變換器 整流濾波電路 電 子 開 關 開關占空 比控制電路 比 較 電 路 整流濾波電路 取樣電路 交流輸入 VS VO39。如圖 （ a）所示波形 VC 控制的電子開關電路后，變換成脈沖狀態(tài)交流電 VO39。取樣電路和開關占空比控制通過檢測輸出直流電壓，并將其與基準電壓比較，進行放大，調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。變換器是開關電源的關鍵部分，它把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且起到將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。 2020 級電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 3 頁 共 23 頁 2 開關電源原理及設計方法 開關電源的基本結構與原理 開關電源的基本結構 圖 所示是開關電源電路的典型結構，它主要由整流濾波電路、 DC—DC 變換電路、開關占空比控制電路以及取樣比較電路等模塊構成。采用了高頻變壓器和控制集成電路的開關電源更具有效率高、輸出穩(wěn)定、可靠性高等特性，是今后電源的發(fā)展趨勢。所以，盡可能降低噪聲影響是開關電源的又一發(fā)展方向。 ⑤ 低噪聲。電解電容、光耦合器及排風扇等器件的壽命決定著電源的壽命。 張志生：正激式開關穩(wěn)壓電源設計 第 2 頁 共 23 頁 ④ 高可靠性。高頻化使開關損耗顯著增加。 ② 高頻化：一定范圍內，提高開關頻率，既能有效地減小儲能元件的尺寸，還能夠抑制干擾，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，因此高頻化是開關電源的主要發(fā)展方向。開關電源相關技術的研究正處于迅速發(fā)展階段，以下幾個方面將是開關電源發(fā)展的方向。 開關電源的發(fā)展方向 現(xiàn)代電 源大致分為線性穩(wěn)壓電源和開關電源兩大類，線性電源的效率低，而開關電源的效率較高。 高頻化方面，國外已研制出開關頻率高達 1MHz 的高速 PWM、 PFM（脈沖頻率調制）芯片，典型產(chǎn)品如 UC182 UC1864 等。 集成化方面， PWM 控制集成電路的研制成功，如 MC3520， SG3524/352UC3842/3843/3844 和 TOPSwitchGX 系列產(chǎn)品等。 EMI 2020 級電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文 III 目 錄 摘 要 .........................................................................................................................................I Abstract .................................................................................................................................... II 1 緒論 ....................................................................................................................................... 1 引言 ................................................................................................................................. 1 國內外開關電源的現(xiàn)狀與發(fā)展方向 ......................................................................... 1 國內外開關電源的現(xiàn)狀 ........................