基于PWM反激式开关电源的设计.doc

课程设计
课程名称
电力电子技术课程设计
课题名称
PWM单象限降压型DC-DC变换电路设计
专业
自动化
班级
1391
学号
02
姓名
李洪波
指导老师
李翔来
2015年12月18日
目录
目录
1 课程设计的目的与意义………………………………………………………3
课程设计的目的…………………………………………………………3
课程设计的意义…………………………………………………………4
2 课程设计的主要内容……………………………………………………………4
3 设计方案…………………………………………………………………………6
设计装置的主要技术数据…………………………………………………6
UC3842组成的反激式电源开关…………………………………………6
EMI滤波电路……………………………………………………………8
整流滤波电路的设计………………………………………………………8
高频变压器的设计…………………………………………………………8
控制电路的选择…………………………………………………………8
反馈电路的设计…………………………………………………………8
保护电路的设计…………………………………………………………8
输出整流滤波电路的设计…………………………………………………8
4 参考文献……………………………………………………………………………9
5 心得体会…………………………………………………………………………9
1 课题设计的目的和意义
课题设计的目的
电源电压的变换,要有一种基础的技术,使得变换简单,成本低,体积重量小、容易控制输出电压、变换方式等,由此,产生了一种电源变换技术,叫做开关电源技术,最早开始应用也就是上世纪90年代初,这种技术的核心就是先将电压能量统一变成直流,然后切成间隔脉冲,通过脉冲的占空比实现控制能量输出多少,来调节输出电压的目的,由于这种方法去掉了变压器,所以体积减小重量减轻,控制简单。当然,带来的问题是纹波较大(与模拟电源比较大)。
课题设计的意义
开关电源具有能耗小、效率高、稳压范围宽、体积小、重量轻等突出优点,在通讯设备、数控装置、仪表仪器、影音设备、家用电器等电子电路中得到了广泛应用。
UC3842是美国Unitrode公司(该公司现已被 TI公司收购)生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,可直接驱动双极型晶体管、MOSFEF 和IGBT 等功率型半导体器件,具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点,广泛应用于计算机、显示器等系统电路中作开关电源驱动器件。反激式开关电源电路中的变压器起着储能元件的作用,可以看做是一对相互耦合的电感,其工作过程是:开关开通后,V处于断态,初级绕组的电流线性增长,电感储能增加;开关关断后,初级绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过次级绕组和V向输出端释放.
开关稳压电源被誉为“新型高效节能电源”,它代表着稳压电源的发展方向。由于内部器件工作在高频开关状态,因此本身消耗的能量极低,电源。效率可以达到80%以上比串连调整线性稳压电源的效率提高近一倍。随着电源技术的飞速发展,开关稳压电源正朝着小型化、高频化、集成化方向发展,高效率的开关稳压电源已得到越来越广泛的应用。
2 课题设计的主要内容
(1)、开关电源主电路的设计和参数选择。
(2)、IGBT电流、电压额定的选择。
(3)、开关电源驱动电路的选择。
(4)、开关变压器设计。
(5)、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图。
(6)、电路仿真分析和仿真结果。
3 设计方案
设计装置(或电路)的主要技术数据
图3-1
主要技术数据
1、交流输入电压AC220V。
2、直流输出为两端输出,一端输出直流电压5V,输出电流1A,另外一端输出电压15V,输出电流500mA。
3、要求反馈端接5V电压输出端。
4、输出纹波电压≤。
5、输入电压在95~270V变化时,输出电压误差≤。
UC3842 组成的反激式开关电源
反激式开关电源电路中的变压器起着储能元件的作用,可以看做是一对相互耦合的电感,其工作过程是:开关开通后,V处于断态,初级绕组的电流线性增长,电感储能增加;开关关断后,初级绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过次级绕组和V向输出端释放。
图3-2是反激式开关电源原理图,其中的控制芯片采用UC3842。电源的输出电压等级有三种:+5 V、+12 V、