文档介绍：课程设计说明书
课程设计名称: 电力电子
题目:输出9V、3W单片开关电源模块的
高频变压器的设计
二级学院(直属学部): 电子信息与电气工程学院
专业: 电气工程及其自动化班级: 0
学生姓名: 学号:
指导老师姓名: 职称:
2011年1月18日
目录
单片开关电源设计概述……………………………………………………-2-
高频变压器的设计…………………………………………………………-3-
开关电源的基本参数的确定…………………………………………-3-
初级电流波形参数的确定……………………………………………-3-
变压器初级绕组参数设计……………………………………………-5-
变压器次级绕组参数设计……………………………………………-7-
电压极限参数的设计…………………………………………………-8-
数据表、电路图……………………………………………………………-10-
总结…………………………………………………………………………-13-
参考文献……………………………………………………………………-13-
单片开关电源设计概述
单片开关电源不仅在整机电路设计、高频变压器设计、反馈电路、保护电路和关键元器件的选择方面有许多独到之处,而且特别适合用计算机来完成整个开关电源的设计工作,这已成为国际电源领域的一项新技术。
单片开关电源有两种基本工作模式,:一种是连续模式CUM(ContinuousMode)如图(a),另一种是不连续模式,如图(b) 。
两种模式的开关电流波形
由图可见,在连续模式下,初级电流是从一定幅度开始的,然后上升到峰值,再迅速回零。其开关电流波形呈梯形。这表明在连续模式下,由于储存在高频变压器的能量在每个开关周期内并未全部释放掉,因此下一个开关周期具有一个初始能量。采用连续模式可减小初级峰值电流IP和有效值电流IRMS,降低芯片的初级开关功耗。但连续模式要求增大初级电感量LP,这会导致高频变压器的体积增大。综上所述,连续模式适用于功率较小的TOPSwitch和尺寸较大的高频变压器。
不连续模式的开关电流是从零开始上升到峰值,再降至零的。这就意味着储存在高频变压器中的能量必须在每个开关周期内完全释放掉,其开关电流波形呈三角形。不连续模式下的IP、IRMS值较大,但所需要的LP较小。因此,它适合于采用输出功率较大的TOPSwitch,配尺寸较小的高频变压器。
单片开关电源反馈电路的四种基本类型:
(1)基本反馈电路;
(2)改进型基本反馈电路;
(3)配稳压管的光耦反馈电路;
(4)配TL431的光耦反馈电路。
二、高频变压器的设计
开关电源的基本参数确定
(1),交流输入电压最小值:Umin=85V。
(2),交流输入电压最大值:Umax=265V。
、Umax值
交流输入电压U(V)
Umin(V)
Umax(V)
固定输入:100/115
85
132
通用输入:85~265
85
265
固定输入:230±15%
195
265
(3)电网频率fL:50Hz
(4)开关频率f:100kHz。
(5)输出电压UO(V):9V。
(6)输出功率PO(W):3W。
(7)电源效率η: 80%
(8)损耗因数Z: 。
2、初级电流波形参数的确定
(1),选择配稳压管的光耦反馈电路,反馈电压UFB=12V。
反馈电路的类型及UFB参数值
反馈电路类型
UFB(V)
UO的准确度(%)
SV(%)
SI(%)
基本反馈电路
±10
±
±5
改进型基本反馈电路
±5
±
±
配稳压管的光耦反馈电路
12
±5
±
±1
配TL431的光耦反馈电路
12
±1
±
±
(2)根据U=12V、PO=8W来确定输入滤波电容CIN、直流输入电压最小值Uimin
A、令整流桥的响应时间tc=3ms。
B、,CIN=(2~3)×PO=(2~3)×8=16~24。(取20)
C、,得到Uimin=90。
确定CIN、Uimin的值
交流输入电压U(V)
PO(W)
比例系数(μF/W)
CIN(μF)
Uimin(V)
固定输入:100/115
已知
2~3
(2~3)×PO
≥90
通用输入:85~265
已知