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一种自激反馈式大功率开关电源设计(附件)【字数:7866】

2024-11-03 13:36编辑: www.jxszl.com景先生毕设
本文设计了一种自激反馈开光电源,使用方便的开关电源.本设计开关电源主要由变压电路,整流电路,PWM控制电路,自激反馈电路等组成,主要利用的技术有整流滤波,同步压降,PWM控制整流,将220V的电压转换为5V的低电压。本设计主要完成整流电路模块,变压电路模块,PWM控制电路模块,驱动电路模块,同步压降电路模块,反馈电路模块,滤波电路模块的设计,经过实际测试,该开关电源工作稳定,功率大,实用性高,加上次级反馈电路,输入输出是隔离的,很安全,可以广泛适用于生活家电电器中使用。
目录
一、绪论 1
(一)研究背景和意义 1
(二)国内外研究现状 1
(三)本文主要研究内容 2
二、初级整流电路 2
(一)电路主要功能 2
(二)全桥整流与滤波电路 2
(三)安规设计 4
(四)主电源开关电路设计 4
(五)PWM控制和稳压电路的设计 6
(六)主变压器的设计 7
(七)电路输出设计 8
1. BUCK同步降压整流电路的设计 9
2. 驱动电路 9
3. 反馈采样电路 10
(八)PWM频率调制电路 12
三、后级反馈回路与输出 12
(一)光耦隔离反馈电路设计 12
(二)输出滤波电路 13
四、实物制作与功能测试 14
(一)实物制作 14
(二)功能测试 16
1.滤波整流调试 16
2.反馈电路调试 17
3.次级电压调试 18
4.PWM控制调试 19
5.带负载电压调试 19
6.系统总体调试 20
五、总结 20
致谢 21
参考文献 22
一、绪论
(一)研究背景和意义
随着时代与科技的进步,电力电子设备已经与人们日常生活、工业生产、国防军事等几乎所有的领域中密不可分的重要部分。电源主要分为两大类,分别为普通电源和特种电源,普通电源又分为很多种,主要有整流电源、直流稳压电源、开光电 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072
源、逆变电源等,特种电源又主要分为军用电源、医疗电源、航空航天电源等等。本设计电源种类为开关电源。
所谓开关电源,并不是字面上的意思解释为可以开关的电源,它本质上是一种线性的稳压直流电源,最主要的作用就是将220V的交流电转换成电压较低的直流电,且功率大,很稳定,结构简单。开关电源的出现在历史上是很有推进作用的,开关电源的出现可以说是电源界的革命运动,尤其在上世纪70年代的时候,西方的发达国家对于开关电源有着巨大的需求,它的体积相当于传统的变压器要小的很多,更方便携带和使用,而且开关电源的效率相对传统的变压器高很多。
(二)国内外研究现状
从上世纪五十年代开始,美国就开始制作了开关电源,起主要作用是使用在火箭上,所以必须做的小巧轻便,又经过一段时间的发展,开关电源逐步取代了传统的大变压器,并且使用相当广泛,在各个行业里都有它的身影,开关电源小巧功率大的特点让其在整个电源行业引起很大的相应,就像一颗新出的明星一样惹人注目,现在开关电源已经成为了人们优选的主要电源。
我国从七十年代才开始引入开关电源的使用,相对于西方发达国家,其技术和制造水平远不如发达国家的水平,所以导致现在大部分被有名的开关电源厂商都是国外的厂商,不管是大功率还是小功率,国外机会占了国内一大半的市场,开关电源的出现对于我们国家来讲好处是非常巨大的,我国的主要直流用电设备都是开关电源,如通信电网等领域。
(三)本文主要研究内容
综上所述,本次设计的主要研究内容包括:
完成自激反馈式开关电源设计初级整流电路的设计;
完成自激反馈式开关电源设计开关电源OFF回路的设计;
完成自激反馈式开关电源设计后激反馈回路与输出的设计;
完成初级整流电路检测与调试;
完成开关电源OFF回路检测与调试;
完成后激反馈回路与输出的检测与调试。
二、初级整流电路
(一)电路主要功能
该设计的电路主要功能是能够将市电经过降压滤波后输出5V直流,该系统由整流电路、降压电路、PWM控制电路、驱动电路、反馈电路、滤波电路组成。
(二)全桥整流与滤波电路
本设计使用的是市电220v交流电,所以需要用到整流电路,而初步整流电路的设计如下,当市电接入后,为了防止市电造成的瞬变电压造成的尖峰,这种情况通常是因为打雷等自然现象造成的,还有就是在正常使用时,电路中的感性负载,容性负载等负载突然接入或者突然脱离所造成的,所以需要接入一个很大的压敏电阻来抑制市电所造成的瞬变产生的尖峰。
接下来就到了滤波部分,由于在使用电容进行滤波时,电容两端会产生很大的电压,这时候就要进行放电处理,所以要在电容两端加上超级大的电阻进行放电,而在这里我使用了两个,使用两个的原因呢就是因为为了分散承受的电压,从而分散承受功率,滤波还有一部分功能就是使用了共模电感,为什么要使用共模电感呢,就是为了衰减交流信号的共模电流,共模电感也叫做共模扼流圈,它的主要作用就是为了减少电磁干扰,这在大部分电源中都是有的,它可以抑制高信号产生的电磁脉冲发射出去,减少对其他信号设备或高频设备的影响,在滤波和整流中间,需要接一个热敏电阻,它是接在电路的输入端,并且是串联的,这个串进来的热敏电阻必须是负温度系数的才有用,由于电源在启动时很容易产生一种叫做浪涌电压的东西,有了浪涌电压就会产生浪涌电流,它存在的作用就是抑制电源开机时产生的浪涌电流,但是等到电路开始正常工作之后,电路会发热,此时的温度足够让热敏电阻阻值变得很小,所以这时候,他在电路中的影响几乎为零。
图1 220V输入整流滤波电路
220V输入整流和滤波如图1所示。EMI滤波器电路的两级由C32,L4,C33,C28,L5,C27,C34组成,它本质上是一个低通滤波器电路,可以两面防干扰,外面的谐波进不来,里面的谐波出不去。
之后就开始了整流部分的设计,次设计目标就是将交流电转化为直流电,在这里使用的是最常见的桥式整流电路,他就是利用二极管的单向导电性做出来的整流电路,将交流电整流变为直流电,当交流电的正半部分经过时,就会有两个二极管导通输出正半部分的电压,而当交流电的负半部分经过时,另外两个二极管就会导通,将负半部分的电压输出,桥式整流的效率是很高的,它是半波整流效率的一倍,而且它的整流电压和电流都很大,电压可以达到最高1000V,电流最大可以达到50A,所以它的使用范围很广,这里将他使用用来对220v进行整流。

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