开关电源课程设计报告文档格式.docx

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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）,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.

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：

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；

绕组匝数的计算和选线。

1.总输出功率P0=12V×

1A=12W

2.估算输入功率η=75%P=

=

=16W

3.直流输入功率AC220V±

10%

Vin=AC220×

（1-10%）×

=DC280V

（1+10%）×

=DC342V

4输入电流

Iin=

=

反激电路

1）计算原边绕组流过的峰值电流IP

P0=1/2LpI2avef（）

设电路工作在不连续状态

Vin=Lp

=DmaxTs

得Vin=Lp

（）

式（）与（）之比为

=（1/2LpI2avef）/（Lp

）

令Iave=Ip

得Ip=

令

得Ip=

2）求原边绕组的电感值

LP=

APP=×

108

=×

10-4cm4

ΔB=1/2BS=1/2×

3900GS=1950GS

AP=Ae*×

1/2LpIp2=1/2ΔBHVG

VG=Ae*lg（cm2）

lg=

lg’=1/=

5）原边绕组匝数

N

=Vin

L

NP=

=197匝

6）副边绕组匝数计算

VO+VD=Vin

*

N=

=≈12

7）副边绕径

电流密度大约mm2

1A÷

（mm2）=mm2

N≈4股

选择多股绞线每股d=

N*∏*（

）2=mm2

4*∏*（

）2*A/mm2=

d=

（2）输出电容的设计

（3）设计数据

变压器：

原边T1

T2

副边t1

t2

匝数

197匝

12匝

线径

线股数

1

2

元件名称

元件规格

封装

数量

备注

电容

10u/400V

RB电解

470u/35V

100u/25V

220u/25V

102

0805

103

3

二极管

IN4007

IN4148

RF107

排座

插座

单排针40p

单排座40p

电感

300UH

引脚脚5mm立式

MOSFET

SSS3N90A

I2PAK（TO-220）

金属膜电阻

01/4W

1001/4W

1000

1K1/4W

1/4W

20K1/4W

01/4W

221/4W

5101/4W

75K1/4W

也有1w的

510/1W

电源线

两线，单插头

引脚

　1

集成芯片

UC3845

SOP8

整流桥（堆）

400V2A

万用板

90*150

磁芯

EE型

变压器骨架

变压器胶带

黄色

变压器

漆包线

直径

散热片

螺丝

四、反激电路控制电路设计

1.控制电路工作原理

UC3845的工作原理是：

电压给定与反馈电压经误差放大作为门限电压U与反馈电流经采样后的电压V一起到电流感应比较器，当超过门限电压后，谈比较器输出为高电平，进到RS触发器的复位端R，使输出Q为高电平，经或非门输出为低电平关断功率管，并保持过种状态直至振荡器输出脉冲到触发器置位端S和或非门为止=当振荡器输出为高电平时，或非门始终输出低电平，功率开关管始终关断，段时间由振荡器输出脉冲宽度决定，在振荡器输出脉冲下降的同时，RS触发器输出Q变为低电平，经或非门输出变为高电平，输出控制脉冲如此周期性地工作。

PWM信号的上升沿由振荡器决定．下降甜由功率开关管电流和输出电压共同决定。

反转触发器T限制PWM的占空比调节范围在0—50之内。

UC3845的振荡器工作频率由4端外接的定时电阻R『，定时电容GT设定，其计算公式为f_-】／T-1／0．55R1Cr=1．8／RlCVcc。

UC3845内部电路框图及引脚，第1脚是补偿端，外接阻容元件以补偿误差放大器的频率特性。

第2脚是反馈端，将取样电压加

至误差放大器AI的反相输端．再与同相输端的基准电压进行比较，产生误差电压第三脚电压小于1时，脉竟调制器处于正常工作状态，当3脚电压等于或大于IV时，矾m电流感应比较器辅出高电平将PWM存器复位，使输出关闭如果故障消失，下一个时钟脉冲将使PWM存器自动置位UC3845的辅^端设置了一个34V的稳压管，可有效地防止高压而造成的损坏。

2.设计步骤

选择功率开关管和整流二极管

反激电源主电路其他器件。

五、波形分析

1、功率开关管驱动信号

2、功率开关管漏-源电压

3、变压器次级电压

4、功率开关管电流

5、输出电压以及纹波

六、电源稳压特性

表6-1反激稳压电源的电路图

负载

48

20

输入电压

150

180

200

220

输出电压

七、调试过程

先调试检验控制芯片，同过输入10V左右的电压，通过示波器观察输出波形，得到一个矩形波，以及频率等数据，与标准值相比较

再把电网电压220V通过整流桥，把电源接入电路板，一开始缓慢加大电压，一直加到220V，观察输出电压，能否稳定在12V。

如有问题，通过万能表检查，更正，再调试。

最后达到设计要求。

八、心得体会

设计，给人以创作的冲动。

在画家眼里，设计是一幅清明上河图或是一幅向日葵；

在建筑师眼中，设计是昔日鎏金般的圆明园或是今日一塑自由女神像；

在电子工程师心中，设计是贝尔实验室的电话机或是华为的程控交换机。

凡此种种，但凡涉及设计都是一件良好的事情，因为他能给人以美的幻想，因为他能给人以金般财富，因为他能给人以成就之感，更为现实的是他能给人以成长以及成长所需的营养，而这种营养更是一种福祉，一辈子消受不竭、享用不尽。

我就是以此心态对待此次开关电源课程设计的，所谓“态度决定一切”，于是偶然又必然地收获了诸多，概而言之，大约有以下几点：

一、温故而知新。

课程设计开始之时，思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实的我深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材，对知识点全面而系统的进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。

二、思路即出路。

当初没有思路，诚如举步维艰，茫茫大地，不见道路。

在对理论知识梳理掌握之后，茅塞顿开，柳暗花明，思路如泉涌，高歌“条条大路通罗马”。

顿悟，没有思路便无出路，原来思路即出路。

三、实践出真知。

文革之后，关于真理的大讨论最终结果是“实践是检验真理的唯一标准”，自从耳闻以来，便一直以为马克思主义中国化生成的教条。

时至今日，开关电源课程设计基本告成，才切身领悟“实践是检验真理的唯一标准”，才明晓实践出真知。

因为在教材上，反激电源控制电路不过是简单的电路，也便不以为然的用protel绘制电路图，结果电路出现诸多问题，譬如短路开路、接线不规则等等，不为则不知，无为则无知，实践出真知。

四、创新求发展。

“创新”目前在我国已经提升到国家发展战略地位，足见“创新”的举足轻重。

因此，我们要从小处着手，顺应时代发展潮流，在课程设计中不忘在小处创新，未必是创新技术，但凡创新思维亦可，未必成功，只要实现创新思维培育和锻炼即可。

五、过而能改，善莫大焉。

至善至美，是人类永恒的追求。

但是，不从忘却“金无足赤，人无完人”，我们换种思维方式，去恶亦是至善，改错亦为至美。

在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。

最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。

总的来说，这次制作的反激电源控制电路还是比较成功的，在设计中遇到了很多问题，特别是变压器的绕制，测试总是没反应，最后在老师的辛勤的指导下，终于游逆而解，有点小小的成就感，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论与实际相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使自己对以后的道路有了更加清楚的认识，同时，对未来有了更多的信心。

最后，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！