基于uc3842的反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)word格式源文件-文庫(kù)吧資料
2024-11-25 21:45本頁(yè)面
【正文】 能力為 177。這些集成電路具有可微調(diào)的振蕩器、能進(jìn)行精確的占空比控制、溫度補(bǔ)償?shù)膮⒖?、高增益誤差放大器。 湖北師范學(xué)院 2020 屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 開關(guān)控制電路 本設(shè)計(jì)的開關(guān)信號(hào)由 UC3842 芯片的第 6 引腳提供，它產(chǎn)生 PWM 控制信號(hào)給 NMOSFET 管。為了消除這些隱患，需要在變壓器原邊側(cè)采用箝位電路和在開關(guān)管上并聯(lián)緩沖電路，這里采用 RCD 網(wǎng)絡(luò)作為反激電路的箝位電路和開關(guān)管的緩沖電路。 鉗位電路 單端反激式開關(guān)電源具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸入輸出電氣隔離、電壓升／降范圍寬、易于多路輸出、可靠性高、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于小功率場(chǎng)合。 因此 必須在設(shè)備的電源進(jìn)線處 要 加入 EMI 濾波器。 EMI 濾波電路 EMI 為電磁干擾的簡(jiǎn)寫， EMI 濾波器作 用是防止電磁干擾， 標(biāo)準(zhǔn)的 EMI濾波器通常由串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器組成的低通濾波電路，其作用是允許設(shè)備正常工作時(shí)的頻率信號(hào)進(jìn)入設(shè)備，而對(duì)高頻的干擾信號(hào)有較大的阻礙作湖北師范學(xué)院 2020 屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 用。 閉環(huán)反饋是 選用的是 電壓負(fù)反饋 ，因?yàn)樨?fù)反饋 可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓 的作用，電壓反饋可以 降低輸出阻抗 ，提高帶負(fù)載的能力 。 湖北師范學(xué)院 2020 屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 DC / DC 變換器是整個(gè)電路的核心，也是本設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)，它是實(shí)現(xiàn) 開關(guān) 電源高效率、小體 積的關(guān)鍵 。 電路中 輸入的工頻電通過 EMI 濾波，能夠?qū)碜噪娋W(wǎng)電源線的外來噪聲進(jìn)行 衰減， 減小電磁干擾， 防止下級(jí)連接的電路或部件以及接于輸出端的設(shè)備產(chǎn)生勿動(dòng)作 。輸出電壓的穩(wěn)定依靠電容電感的濾波和反饋電路來實(shí)現(xiàn)。 輸入與輸出隔離型的 DC/DC 變換器典型的電路有單端正激式、單端反激式、推挽式、半橋式和全橋式等幾種類型。 DC/DC 變換器有輸入輸出無隔離即直通型和輸入輸出隔離型兩種類型。 開關(guān)穩(wěn)壓電源將來自市電整流濾波不穩(wěn)定的直流電壓變換成交變的電壓，然后又將交變的電壓轉(zhuǎn)換成各種數(shù)值穩(wěn)定的直流電壓輸出，因此開關(guān)穩(wěn)壓電源又稱為 DC/DC 變換器（或稱為直流直流變換器）。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)成框圖 橋 式 全波 整 流及 濾 波D C — D C變 換 器E M I濾 波交 流輸 入輸 出濾 波1 2 V直 流輸 出閉 環(huán)反 饋 圖 22 系統(tǒng) 構(gòu)成 框圖 湖北師范學(xué)院 2020 屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 各部分電路功能概述 整 體 電路可分為主電路和控制電路兩部分 ： 主電路 ： 由交流輸入 EMI 防電磁干擾電源濾波器、二極管整流與電容濾波、 DC/ DC 功率變換器三個(gè)部分組成。 當(dāng)初始儲(chǔ)能為零時(shí)： )(21)( 2 tLitE ? （ ） 設(shè)電流的峰值大小為pkI， 由上式 ()可知，反激式變壓器每次儲(chǔ)存的能量取決于峰值電流的大?。? 湖北師范學(xué)院 2020 屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 221pkLIE ? () 將 ()式代入 ()式， 得 LfDCVLf DCVLLIE pk 222222)(2121 ????? () 因此在 理想條件下變壓器傳輸功率 即 為： fLDCVEfP 222?? () 又因?yàn)? TtDC on? , 代入上式，可以得到： LtVfffLtVTtfLVfLDCVP ononon 2 )(2)(2222222222 ?????? （ ） 從式（ ）可以看出，只要反饋環(huán)保持 ontV? 恒定，即可保持輸出電壓恒定；另外從公式可以知道，當(dāng) ontV? 恒定 ，如果要提高輸出功率 ， 那么只有通過 提高 開關(guān)頻率或者減小電感量來實(shí)現(xiàn)。 圖 213 斷續(xù)模式下反激式變壓器的電流波形 由電路分析中 電感 存儲(chǔ) 能量公式得到 ： )(21)()()()(200000tLitEL id itEdddiLitEtEtt???????? ?? () 式中 i(t)表示 t 時(shí)刻電感中的瞬時(shí)電流值， L 為電感的電感值。 圖 212 開關(guān)管導(dǎo)通與截止的等效電 路圖 當(dāng)反激式變換器原邊開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，變壓器原邊繞組的作用相當(dāng)于一個(gè)電感，電壓加在原邊電感上，開關(guān)導(dǎo)通期間，原邊電流持續(xù)上升。 圖 211 反激式開關(guān)變換器原理圖 當(dāng) PWM 控制的 N_MOSFET 管導(dǎo)通時(shí)，它在變壓器初級(jí)電感線圈中存儲(chǔ)能量，與變壓器次級(jí)相連的二極管 VD 處于反偏壓狀態(tài)，二極管 VD 截止，在變壓器次級(jí)無電流流過，即沒有能量傳遞給負(fù)載。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。 開關(guān)電源背景 在 電力電子技術(shù)高速發(fā)展 的時(shí)代 ，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源， 進(jìn)入 80 年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代，進(jìn)入 90 年代開關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源，更促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。 此外功率開關(guān)管開關(guān)頻率高 , 所需的電感電容數(shù)值較小 。 隔離式的 DC/ DC 變換器使用變壓器時(shí) , 由于功率開關(guān)管開關(guān)頻率高 , 所用變壓器為高頻變壓器 , 功率相同的前提下 ,高頻變壓器比工頻變壓器要輕小很多 。 從以上分析可以看出 , 開關(guān)電源相對(duì)于線性電源來說 , 顯著的優(yōu)點(diǎn)就是效率高。兩種方法中方法 1 效率只有 10%, 而方法 2 理想情況下效率為 100%，方法 2 的 效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于方法 1。圖 2 中 , 當(dāng)開關(guān)合上時(shí) , 負(fù)載上瞬時(shí)電壓大小為 50V , 開關(guān)斷開時(shí)負(fù)載上的瞬時(shí)電壓為0V。 假如現(xiàn)有一用電設(shè)備其額定電壓為 5V , 而我們只有一 50V 的直流電源。電源可分為三類 : 直流電源、交流電源和特種電源。 目錄 .
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