畢業(yè)設(shè)計(jì)-小功率電源開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2024-12-15 18:59本頁(yè)面
【正文】 15 4 主要元件介紹 .......................................................................................................... 17 光電耦合器 .......................................................................................................... 17 肖特基二極管 ....................................................................................................... 18 基準(zhǔn)電 壓 .............................................................................................................. 19 UC3842 介紹 ......................................................................................................... 20 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 22 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 22 附錄一 元器件清單 .................................................................................................... 23 附錄二 總原理圖 ........................................................................................................ 24 1 1 引言 電是工業(yè)的動(dòng)力，是人類(lèi)生活的源泉。同時(shí)，電路中輔以過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，為系統(tǒng)的安全工作提供保障，本電路注意改善負(fù)載調(diào)整率 ,降低了電磁串?dāng)_，達(dá)到綠色環(huán)保的目的。本次設(shè)計(jì)采用典型的反激式開(kāi)關(guān)電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，以 UC3842 作為控制核心 器件，運(yùn)用脈寬調(diào)制的基本原理，并采用輔助電源供電方式為其供電，有利于增大主電源的輸出功率。電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大功率器件 IGBT 和 MOSFET 的迅速發(fā)展，將開(kāi)關(guān)電源的工作頻率提高到相當(dāng)高的水平，使其具有高穩(wěn)定性和高性?xún)r(jià)比等特性。 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 題 題 ： 小功率電源開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì) 學(xué) 校： 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 系 別： 電子工程系 專(zhuān) 業(yè) ： 汽車(chē)電子技術(shù) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生 ： 指導(dǎo)老師： 2021 年 4 月 課 題 摘 要 隨著開(kāi)關(guān)電源在計(jì)算機(jī)、通信、航空航天、儀器儀表及家用電器等方面的廣泛應(yīng)用 , 人們對(duì)其需求量日益增長(zhǎng) , 并且對(duì)電源的效率、體積、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。開(kāi)關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的線性電源。開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的主要用途之一是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)，信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)電源技術(shù)又提出了更高的要求，從而促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展。采用場(chǎng)效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān)器件，其導(dǎo)通和截止速度很快，導(dǎo)通損耗小，這就為開(kāi)關(guān)電源的高效性提供保障。輸出電壓可調(diào)，使其可適用于不同場(chǎng)合。電源是生產(chǎn)電的裝置，表示電源特性的參數(shù)有功率、電壓、電流、頻率等；在同一參數(shù)要求下，又有重量、體積、效率和可靠性等指標(biāo)。 按照電子理論，所謂 AC/DC 就是交流轉(zhuǎn)化為直流； AC/AC 稱(chēng)為交流變交流，即為改變頻率； DC/AC 稱(chēng)為逆變； DC/DC 為直流變交流后再變?yōu)橹绷鳌? 自 20 世紀(jì) 60 年代，人們研發(fā)出了二極管、三極管半導(dǎo)體器件后，就用半導(dǎo)體器件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換時(shí)，以自動(dòng)控制穩(wěn)壓輸出并有各種保護(hù)環(huán)節(jié)的電路，稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源（ Switching Power Supply）。如下圖所示： 圖 21開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)框架圖 低通濾 波 一次整 流 電子開(kāi) 關(guān) 高頻變壓 器 二次整 流 平滑濾 波 采樣輸 出 基準(zhǔn)電 壓 比較器 放 大 誤 差 脈沖驅(qū) 動(dòng) 脈 沖 調(diào) 制 直流輸出 V0 功率轉(zhuǎn)換 輸入電路 輸出電路 控制電路 頻率振動(dòng)發(fā)聲器 正激式變換器 3 主電路方案 根據(jù)高頻變換器的 工作方式，可分為正激式和反激式等多種。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)，變換器進(jìn)行能量傳輸，稱(chēng)為正激式；反之，即電子開(kāi)關(guān)截止時(shí)，變換器進(jìn)行能量傳輸，稱(chēng)為反激式。 圖 22正激式變換器工作原理圖 正激式變換器開(kāi)關(guān)電源工作原理：所謂正激式變換器開(kāi) 關(guān)電源，是指當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈正在被直流電壓激勵(lì)時(shí)，變壓器的次級(jí)線圈正好有功率輸出。 需要特別注意的是高頻變壓器初、次級(jí)線圈的同名端。 4 正激式變換器開(kāi)關(guān)電源有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，就是在控制開(kāi)關(guān) K關(guān)斷的瞬間開(kāi)關(guān)高頻變壓器的初、次線 圈繞組都會(huì)產(chǎn)生很高的反電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)反電動(dòng)勢(shì)是由流過(guò)變壓器初線圈繞組的勵(lì)磁電流存儲(chǔ)的磁能量產(chǎn)生的。 方案二：采用反激式變換器開(kāi)關(guān)電源 反激式變換器開(kāi)關(guān)電源工作原理比較簡(jiǎn)單，輸出電壓控制范圍比較大，因此，在一般電器設(shè)備中應(yīng)用廣泛。 圖 23反激式變換器工作原理圖 Ui 是開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓， T 是高頻變壓器， K 是控制開(kāi)關(guān)， C 是儲(chǔ)能濾波電容， R 是負(fù)載電阻。 方案三：采用半橋式變換器 為了減小開(kāi)關(guān)三極管的電壓承受電壓，可以采用半橋式變換器，它是開(kāi)關(guān)電源比較好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。橋的對(duì)角線接高頻變壓器 TR的初級(jí)繞組。在 5 穩(wěn)定的條件下， VT1導(dǎo)通， C1上的電壓 1/2 Vin 加在變壓器的初級(jí)線圈上。如果變壓器初級(jí) 繞組漏感儲(chǔ)存的電能足夠大，二極管 VD6 導(dǎo)通，鉗位電壓進(jìn)一步變負(fù)。連結(jié)點(diǎn) A 的電壓在阻尼電阻的作用下，以振蕩形式最后回到中間值。不同的是 Ip 變換了方向。 圖 24 半橋式變換器工作原理圖 方案四：采用橋式變換器開(kāi)關(guān)電源 橋式變換器由 4只開(kāi)關(guān)晶體管組成，與半橋式變換器相比多了兩只晶體管，如下圖所示。它們的“開(kāi)”和“關(guān)”與占空比有關(guān)。電源電壓經(jīng) VT1流入變壓器初級(jí)繞組 Np,并經(jīng) VT 3到電 源負(fù)極。這時(shí)，變壓器的次級(jí)得到感應(yīng)電壓，使整流二極管 VD1的電壓上升， VD2的電壓下降。輸出大電流、低電壓時(shí)，工作頻率的影響更大。 L上的電感在反向電勢(shì)的作用下，對(duì)變壓器的初級(jí)繞組進(jìn)行“磁化”，“磁化”的結(jié)果是使 VT VT 3截止。橋式變換器和正激式變換器的輸出電壓相同。開(kāi)關(guān)電源所出現(xiàn)的故障中約 60%是功率開(kāi)關(guān)器件損壞引起的。 方案一： MOSFET 在開(kāi)關(guān)電源
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