【正文】
式開關(guān)電源的嵌位吸收電路。20%的范圍內(nèi)波動,對應(yīng)的交流電壓為 176~264V 的交流電。 1,變壓器的磁芯選擇 下圖是關(guān)于功率與磁芯型號對照表 圖 27 開關(guān)電源型號與輸出功率的對照表【8】由于輸出功率為 16W 因此我選擇 EE22。是由于泄漏的交變磁場會在銅線里產(chǎn)生渦流損耗。由于在中柱磨出氣隙時在漏磁靠外面的線圈屏蔽,所以 EMI 會好一些。這兩種方法各有優(yōu)點。 【7】不然后果很嚴重。因此一定在反激式開關(guān)電源中加氣隙,來降低 Br,以增大磁通密度△B 的變化量。為了不讓開關(guān)電????210?源的變壓器不飽和采用在磁芯中間開氣隙,在設(shè)計開關(guān)電源的變壓器時如果選擇較低的Bm 將導致線圈匝數(shù)增多,由于在繞制的線圈中存在電阻如果線圈匝數(shù)越多電阻越大導致五邑大學本科畢業(yè)論文 16在工作時變壓器上線圈的損耗增大,導致變壓器線圈發(fā)熱,由于磁芯存在居里溫度,當溫度上升到 Bm 將下降當居里溫度是表示的材料失去磁性的溫度,鐵氧體的居里溫度一般在 220℃,但是一般變壓器設(shè)計工作溫度不能超過 80℃,應(yīng)為在 100℃以上時,其飽和磁通密度 Bs 已跌至常溫的 70%。 ,磁飽和 如圖 26 是磁滯回曲線圖,與材料有關(guān),其中 Br 被稱為矯頑力。因此綜合考慮一般在小于 3040W 的開關(guān)電源才用順序繞法,大于 40W 由于漏感較大將產(chǎn)生很高的關(guān)斷電壓對開關(guān)芯片產(chǎn)生很大的沖擊,在嵌位電路上消耗的能量將更多導致效率下降。 夾層繞法又叫三明治繞法,一般是先繞 1/21/3 的初級線圈匝數(shù)在繞次級線圈。 ,開關(guān)電源變壓器的繞線方法先來說說開關(guān)電源變壓器的繞制有兩種方法:順序繞制和夾層繞法。其中振蕩器平均頻五邑大學本科畢業(yè)論文 15率設(shè)置在 132 kHz 的水平【4】 。TinySwitchIII 集成了一個 700 V 的功率 MOSFET、振蕩器、高壓開關(guān)電流源、電流限流(用戶可選)及熱關(guān)斷電路。這款 IC 在安全上采用了的遲滯熱關(guān)斷保護并且具備自動恢復功能,無需人工重新置位。 ,確定設(shè)計要求輸入電壓:220 V(AC)177。7 輸出整流、濾波電路設(shè)計。5,輸入整流、濾波電路。3,變壓器的設(shè)計。OSPN)(? 反激式開關(guān)電源的設(shè)計反激式開關(guān)電源的設(shè)計可以分為:1,確定設(shè)計要求。 (22)OSPICE UNU)(?? 由上面的公式我們可以看到在開關(guān)管兩端的電壓一般都是很高的。(2)功率開關(guān)兩端的電壓 UCE 在理想的變壓器中不存在漏感的條件先討論這個功率開關(guān)兩端電壓的情況。 圖 24 在開關(guān)管導通與截至是的反激式開關(guān)電源簡化電路圖3,反激式開關(guān)電源的主要特性(1)輸出電壓(Uo)與輸入電壓(UI)的關(guān)系 (21)IPLOUTRDU2?由上面的公式我們可以看到 Uo 不但受到占空比(D)與周期(T)的限制外還與負載有關(guān),因此在輸入電壓變化要求輸出電壓不變時就要求有較大的占空比的調(diào)節(jié),因此在設(shè)計電源時一定要考慮當輸入電壓較低時占空比是否在開關(guān)管 IC 的范圍內(nèi)。此時次級整流二極管 VD導通,將存儲在初級線圈 Np 中的能量傳遞給次級,傳遞到次級的能量用來對電容 C1 充電與負載供電【3】 。當開關(guān) S 閉合時,輸出電壓加到初級線圈上,初級線圈電感為 Lp 在加上輸入電壓后 Ip 將逐漸增大,并在電感中不斷的存儲能量。Uo為輸出電壓。此時次級線圈的上端為負下端為正,次級整流二極管不導通。1,反激式開關(guān)電源工作電路簡圖 如圖 23 是反激式開關(guān)電源的拓撲結(jié)構(gòu),在輸入的交流市電經(jīng)過整流、濾波后有310V 左右的直流電如 23 圖中的(a)圖,J1 為高頻變壓器,Q1 為功率開關(guān)管 MOSFET,VD為輸出整流二極管,C1 為濾波電容,Np 與 Ns 分別是高頻變壓器的初級線圈匝數(shù)與次級線圈匝數(shù)。 反激式開關(guān)電源的工作原理 反激式 DC/DC 的變換器又被稱為回掃式變化器。 反激式開關(guān)電源的優(yōu)點是電路比較簡單,體積比較小,反激式開關(guān)電五邑大學本科畢業(yè)論文 12源輸出電壓受占空比的調(diào)制幅度,相對于正激式開關(guān)電源來要高很多。如圖 22 框圖。五邑大學本科畢業(yè)論文 11 圖 21 AC/DC 開關(guān)電源典型框圖 開關(guān)電源的幾種拓撲結(jié)構(gòu)開關(guān)電源的拓撲結(jié)構(gòu)是指功率變換電路的結(jié)構(gòu),其中開關(guān)電源的拓撲結(jié)構(gòu)包含降壓式變換器、升壓式變換器、反激式變換器、正激式變換器、推挽式換化器、半橋式變換器、全橋式變換器。3,通過變壓器將能量耦合到次級,次級在通過整流、濾波輸出直流電。 開關(guān)電源的基本原理 如圖(21)可以分為幾步:1,輸入的交流電經(jīng)過 EMI 跟整流濾波電路后就變成直流電。 圖 13 溫度對 LED 發(fā)光強度與時間的曲線圖由于 LED 的伏安特性及伏安特性隨溫度的變化特性因此 LED 的驅(qū)動電源采用恒流電源。五邑大學本科畢業(yè)論文 10 圖 12 不同溫度對 LED 伏安特性曲線 同樣溫度對 LED 的光衰以有很大的影響。由于 LED 的發(fā)光以伴隨著熱量的產(chǎn)生,如果采用恒壓供電就會導致當 LED 內(nèi)部極溫上升時流過 LED 的電流加大。因此當 LED 正常工作時當電壓很小波動時都會導致電流的很大波動。 LED 驅(qū)動電源設(shè)計要求 LED 的發(fā)光是靠載流子在發(fā)光區(qū)復合發(fā)光的,因此 LED 的發(fā)光強度與電流大小成正比。 優(yōu)缺點:體積小, 耗電量低 ,使用壽命長,高亮度、低熱量,環(huán)保,堅固耐用。LED 的特點非常明顯,壽命長、光效高、無輻射與低功耗。近年來,LED 光效不斷提升,并突破單一顏色的局限性,向白色光照明邁進。 缺點:對原材料要求苛刻,工藝復雜,尺寸和精度要求高,技術(shù)設(shè)計有難點等。其中較有代表的為金鹵燈、鈉燈。 另外,熒光燈需要啟輝器和鎮(zhèn)流器,使用比較復雜。 第二代照明光源:熒光燈 20 世紀 30 年代,荷蘭科學家開發(fā)出第一支熒光燈,其具有發(fā)光效率高,壽命長,光色好等優(yōu)點,使得其在家居、辦公、商業(yè)照明燈領(lǐng)域逐漸取代白熾燈成為使用最廣泛。 優(yōu)缺點:白熾燈顯色指數(shù)比較高,成本相對比較的低,使用安全,設(shè)備的維護費用比較的低及無污染,因此被大量的采用。第四代光源:固態(tài)芯片發(fā)光如LED. 第一代照明光源:白熾燈 1879 年,美國愛迪生發(fā)明了具有實用價值的碳絲白熾燈,使人類從漫長的火光照明時代進入電氣照明時代。第二代光源:電弧和氣體發(fā)光如鈉燈。 在開關(guān)電源的制作過程中研究如何提高開關(guān)電源的效率、減少 EMI 干擾等。當溫度或電流超過設(shè)定值時由一個紅色 LED 和蜂鳴器來報警。 本文的研究內(nèi)容 本文主要研究反激式開關(guān)電源與單片機控制的數(shù)控電源,反激式開關(guān)電源主要是用來給 LED 供電。從上面我們可以看到在開關(guān)電源領(lǐng)域國內(nèi)只有幾家大公司掌握作核心技術(shù)。規(guī)定要求在輸出功率為 ~50W 普通電源的空載功耗不超過 ;50~250W 普通電源空載時的功耗不超過 。美國早在 1992 年就制定了能源之星(Energy Star)計劃,以降低開關(guān)電源的空載能耗。如美國的 PI 公司開發(fā)的 TOP 系列的單片開關(guān)電源芯片。國產(chǎn)開關(guān)電源已經(jīng)占據(jù)了相當大的市場,一些大公司如中興通訊自主開發(fā)的電源系列產(chǎn)品獲得廣泛的認同,在電源市場競爭中頗具優(yōu)勢,并且少量的開關(guān)電源還出口。幾年來的實踐已經(jīng)證明,這一決策是完全正確的。由于采用高頻功率變換,使電源裝置顯著減小了體積和重量,而有可能和設(shè)備的主機體積相協(xié)調(diào),并且使電性能得到進一步提高。國內(nèi) 2022 年中國開關(guān)電源市場總體銷售額達到 億元,銷售額比同期增漲% 。1977年脈寬調(diào)制(PWM)控制器件集成電路的問世,1994 年單片開關(guān)電源的問世,為開關(guān)電源的推廣和普及創(chuàng)造了條件。1955 年發(fā)明的自激推挽式晶體管單變壓器直流變換器,率先實現(xiàn)了高頻轉(zhuǎn)換的控制功能。 電源的發(fā)展趨勢 開關(guān)電源的總體發(fā)展趨勢是提高 IC 芯片的頻率,降低空載功耗,智能化數(shù)字電源及可編程開關(guān)電源將是開關(guān)電源發(fā)展的趨勢。傳統(tǒng)的線性集成穩(wěn)壓電源,線性穩(wěn)壓電源其內(nèi)部調(diào)整管與負載相串聯(lián)其調(diào)整管工作在線性區(qū)而得名,其優(yōu)點是穩(wěn)壓性能好,輸出紋波小,電路簡單,成本低但是效率一般在 45%左右。開關(guān)電源有很多種拓撲結(jié)構(gòu),在應(yīng)用過程中根據(jù)所用的地方采用最佳的方式!開關(guān)電源現(xiàn)在正朝著高效節(jié)能,安全環(huán)保,短、小、輕、薄的方向發(fā)展。它具有效率高(可達 70%~90%) 、體積?。▎挝惑w積下的輸出功率僅為線性穩(wěn)壓電源的 1/4) 、重量輕(單位質(zhì)量下的輸出功率約為線性電源的 4 倍) 【1】 。開關(guān)電源技術(shù)的用運用通過采用高頻變換器提高了電能的利用效率,是電力電子技術(shù)中一個重要領(lǐng)域。電力能源是國家人民生活、科技發(fā)展的支柱。 STC12A60S2。關(guān)鍵詞: 數(shù)控電源;反激式開關(guān)電源;STC12A60S2;PWM 五邑大學本科畢業(yè)論文 4 Abstract Compared with the traditional switch power supply ,Numerical control is easy to realize the power supply more intelligent more perfect power management ,Some of the information can be power through the display device display application is convenient for us ,Easy and digital system interface ,Through the program to control power in different occasions without replacement hardware circuit and many other advantages. This paper in traditional flyback type of switch power supply basis ,Through the use of STC12A60S2 singlechip flyback type of switch power supply output current and LED lights in the collection of temperature ,Through the STC12A60S2 producing controlled PWM signal to the switch power ,The 1602 current and liquid crystal display temperatureThis paper makes a study of the flyback type of switch po