文档介绍：《电力电子变流装置》
课程设计
学生姓名: XXXX
学号: 011000903
专业班级: 电力电子
指导教师: 万蕾迎
二○一三年 6 月 18 日
目录
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课程设计目的
本次课程设计通过设计一个完整的正激变换器达到以下目的:
在学习完电力电子变流装置课程,对常见的DC/DC变换器的主拓扑结构及变换器的控制方式有了充分的了解基础上,通过课程设计进一步加深对上课内容的了解,把课堂上学到的知识运用到实际的设计中;
通过本次设计学会正激变换器主电路元器件参数的确定,包括变压器磁芯的选取、绕组匝数的计算、滤波电感的选取、滤波电容的选取等;
学会如何分析一个电路的稳定性,以及在电路不稳定的情况下借助软件通过设计合理反馈不仅使电路性能达到要求并且使性能有所提高;
培养进行电力电子装置电路的分析与设计能力,具备综合运用所学的基本理论和只是解决工程实际问题的能力,提高自己的专业素质能力;
性能指标:
1、输入电压:AC85V-265V
2、输出
1路:输出电压:DC48V,输出电流:2A
2路:输出电压:DC5V, 输出电流:3A
3、输出纹波电压:<100mv
要求:
熟悉高频开关电源的构成,工程原理及其工程设计方法;
确定设计任务书中要求的开关电源的具体电路拓扑及控制策略,完成开关电源主电路、控制电路的设计;
对设计的开关电源电路进行仿真,得到相应的仿真结果;
撰写课程设计报告书;
独立完成课程设计;
本次设计为两路输出的功率分别为96W和15W的电路,,总输入功率为130W,故主电路选择电路结构简单的正激电路,整个原理框图如下所示:
Uo
D
Ur
Ui
输入整流、滤波
主电路
输出滤波
输出16V给芯片供电
输出16V,经BUCK得到5V/3A
输出48V/3A
输出反馈电路
脉宽调制电路
PWM(UC3844)
图1 原理框图
根据以下公式确定变比:
输入电压的最小值为
输入电压的最大值为V
取2
代入公式求得n 取1
此时在输入电压最大时=
根据以下公式确定磁芯:
为通过变压器传递的功率:
:铁芯磁路截面积:铁芯窗口面积
:开关频率本次课设取200K
dc:变压器绕组导体的电流密度取
Kc:
按照铁氧体生产厂家的手册,选择铁芯型号为EI28,铁芯截面积为,窗口面积为可满足要求
根据以下公式计算:
因为n=1:1所以N1=N2=14匝。
第一路输出为48V而第二路和第三路输出为16V所以N3=N4=
磁复位绕组的匝数取跟原边匝数一样取N5=N1=14匝
根据磁复位时间计算公式知满足复位要求
高频时由于趋肤效应的存在,当交变电流流过导体时靠近导体表面的电流密度变大,趋肤深度由以下公式计算:
对于铜线:= =
带入求得d=
原边绕组的导体截面积计算
考虑在输入电压最低时原边电流最大,
原边绕组的导体截面积为
选择AWG-31型号的漆包线,,其截面积为wireA=。
第二次绕组的导体截面积为
选择AWG-31型号的漆包线,,其截面积为wireA=,13股并绕。
第三次绕组的导体截面积为
选择AWG-31型号的漆包线,,13股并绕。
第四个绕组为辅助供电绕组,,5股并绕。
根据以下公式计算励磁电感
l:铁心磁路长度, =1960
代入数据求得
开关管选取电力MOSFET,其断态耐压为整流电压的峰值,当输入电压最大值时即374考虑关断时的过电压及输入电压的浪涌,开关管的耐压取800V以上。流过开关管的峰值电流为=(2+*)/+(3+*)/(14/5)=
根据功率相等,当输入电压最低是流过开关管的平均电流最大为
所选取的开关管的允许峰值电流和