开关电源课程设计报告.doc
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1、电力电子课程设计报告题目:开关电源课程设计专业:电气自动化班级:电气1012姓名学号: 日期: 2011 年11月 16日一、设计要求(1)输入电压:AC22010%V(2)输出电压: 12V(3)输出功率:12W(4)开关频率: 80kHz二、反激稳压电源的工作原理图2-1 反激稳压电源的电路图三、 反激电路主电路设计 (3-1)1. 反激变压器主电路工作原理反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别适合小功率电源以及各种电源适配器.但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式(CCM)
2、,而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式(DCM);另外关于CCM模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计.反激电路的理想化波形 SuSiSiVDtontoffttttUiOOOO反激电路原理图 1)工作过程:S开通后,VD处于断态,W1绕组的电流线性增长,电感储能增加;S关断后,W1绕组的电流被切断,变压器中的
3、磁场能量通过W2绕组和VD向输出端释放。反激电路的工作模式:BRBSBHO图 8-18 磁心复位过程电流连续模式:当S开通时,W2绕组中的电流尚未下降到零。输出电压关系:电流断续模式:S开通前,W2绕组中的电流已经下降到零。 输出电压高于式(8-3)的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下,.因此反激电路不应工作于负载开路状态。2. 设计原则和设计步骤变压器设计步骤:1)计算原边绕组流过的峰值电流。2)求原边绕组电感。3)选择磁心尺寸。4)计算气隙。5)原边绕组匝数计算。6)副边绕组匝数计算。7)副边绕组线径。8)辅助绕组设计。(1) 变压器设计包括磁芯参数计算和选型;绕组匝数的计
4、算和选线。1.总输出功率 P0=12V1A=12W2.估算输入功率 =75% P= = =16W3.直流输入功率 AC 220V10% Vin=AC 220(1-10%)1.414=DC 280V Vin=AC 220(1+10%)1.414=DC 342V4输入电流 Iin=0.057A Iin=0.047A反激电路1)计算原边绕组流过的峰值电流IPP0=1/2LpI2avef (1.1) 设电路工作在不连续状态 Vin=Lp =DmaxTs得Vin=Lp (1.2)式(1.1)与(1.2)之比为=(1/2LpI2avef)/(Lp) 令Iave=Ip 得 Ip= 令=0.4S 得Ip=0.
5、19A2) 求原边绕组的电感值 LP=8.29mmAPP=(6.33LpIpdw2)108 =3.1710-4cm4B=1/2BS=1/23900GS=1950GSAP=Ae*Aw40.96mm278.08mm21/2LpIp2=1/2BHVGVG= Ae*lg(cm2)lg=0.024m2lg=1/20.024=0.0123)选择磁心尺寸。4)计算气隙。5) 原边绕组匝数N=VinL=VinNP= =197匝6) 副边绕组匝数计算 VO+VD=Vin*N= =11.8127) 副边绕径 电流密度大约4.3A/mm2 1A(4.3A/mm2)=0.23 mm2 N4股 选择多股绞线 每股d=0
6、.3mm N*()2=0.23 mm2 4*()2*4.3 A/mm2=1.2A d=0.2mm8)辅助绕组设计。(2)输出电容的设计(3)设计数据变压器:原边T1T2副边t1t2匝数197匝197匝12匝12匝线径0.21mm0.21mm0.38mm0.21mm线股数1121元件名称元件规格封装数量备注电容10u/400VRB电解1470u/35VRB电解2100u/25VRB电解1220u/25VRB电解11020805210308053二极管IN4007DIODE0.32IN4148DIODE0.32RF107DIODE0.31排座2.54-2P插座15.08-2P插座1单排针40p1单
7、排座40p1电感300UH 引脚脚5mm立式1MOSFETSSS 3N90AI2PAK(TO-220)1金属膜电阻0 1/4W08051100 1/4W080510001K 1/4W080513.3K 1/4W080515.1K 1/4W0805120K 1/4W080510 1/4W AXIAL0.3122 1/4W AXIAL0.312.2 1/4WAXIAL0.31510 1/4WAXIAL0.311K 1/4WAXIAL0.3175K 1/4WAXIAL0.31也有1w的510/1WAXIAL0.32电源线两线,单插头引脚2.54mm 1两线,单插头引脚5.08mm1集成芯片UC384
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