反激型开关电源电路课程设计报告书.doc

. . 设计的基本要求 题目：反激型开关电源电路设计 （1）注意事项： ①学生也可以选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。 ② 通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料.确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计内容。 （2）主要技术数据 1、交流输入电压AC220V.波动±50%； 2、直流输出电压5V和12V； 3、输出电流1.5A和200mA； 4、输出纹波电压≤0.2V； 5、输入电压在±50%范围之间变化时.输出电压误差≤0.03V （3）设计内容： 1、开关电源主电路的设计和参数选择 2、IGBT电流、电压额定的选择 3、开关电源驱动电路的设计 4、开关变压器设计 5、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 6、电路仿真分析和仿真结果 第二章 主电路的原理 2.1 总体方案的确定 输入—EMI滤波—整流(也就一般的AC/DC类似全桥整流模块)—DC/DC模块(全桥式DC—AC—高频变压器—高频滤波器—DC)—输出。系统可以划分为变压器部分、整流滤波部分和DC-DC变换部分.以及负载部分.其中整流滤波和DC—DC变换器构成开关稳压电源。整流电路是直流稳压电路电源的组成部分。整流电路输出波形中含有较多的纹波成分.所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。直流/直流转换电路.是整个开关稳压电源的核心部分。开关稳压电源的基本原理框图如图2.1所示。 EMI EMI滤 波 电 路 整流 滤波 电路 辅助 电路 反馈 电路 高 频 变 换 器 输 出 整 流 滤 波 控 制 电 路 L N +4-16 GND 图2.1 开关稳压电源基本原理框图 2.2 反激型电路原理 反激型电路存在电流连续和电流断续两种工作模式.值得注意的是.反激型电路工作于电流连续模式时.其变压器磁芯的利用率会显著下降.因此实际使用中.通常避免该电路工作于电流连续模式。其电路原理图如图2.2所示。 图2.2 反激型电路原理图 工作过程：当S导通时.电源电流流过变压器原边.增加.其变化为. 而副边由于二极管VD的作用.为0.变压器磁心磁感应强度增加.变压器储能；当S关断时.原边电流迅速降为0.副边电流在反激作用下迅速增大到最大值.然后开始线性减小.其变化为.此时原边由于开关管的关断.电流为0.变压器磁心磁感应强度减小.变压器放能。 第三章 器件的设计选型以及参数计算 3.1 EMI 滤波电路 开关电源以其效率高、体积小、输出稳定性好的优点 而迅速发展起来。但是.由于开关电源工作过程中的高频率、 di/ dt 和高 du/ dt 使得电磁干扰问题非常突出。 开关电源工作时.电磁干扰可分为两大类： 共模干扰是载流体与大地之间的干扰.干扰大小和方向一致. 存在于电源任何一相对大地、或中线对大地间.主要是由du/ dt 产生的.di/ dt 也产生一定的共模干扰。差模干扰是载流体之间的干扰.干扰大小相等.方向相反.其存在于电源相线与中线及相线与相线之间。典型的单相EMI电路如图3.1 所示。 图3.1 单相EMI滤波电路 其中共模电感L1和L2采取双线并绕的方式.电感量与EMI滤波器的额定电流I有关。需要指出.当额定电流较大时.共模扼流圈的线径也要相应增大.以便能承受较大的电流。此外.适当增加电感 量.可改善低频衰减特性。Cx电容采用薄膜电容器.容量范围大致是0.01μF—0.47μF.主要用来滤除差模干扰。Cy电容跨接在输出端.并将电容器的中点接地.能有效地抑制共模干扰。Cy亦可并联在输入端.仍选用陶瓷电容.容量范围是2200pF—0.1μF。为减小漏电流.电容量不得超过0.1μF.并且电容器中点应与大地接通。 因此.最后选取个元件参数如下： 差模干扰抑制电容：Cx=0.2μF 共模干扰抑制电感：T=20mH 共模干扰抑制电容：Cy=0.1μF 3.2 整流滤波电路 在整流滤波环节采取的是单相桥式不可控整流滤波电路.其电路图如图3.2所示。 图3.2 单相桥式不可控整流滤波电路 根据设计要求可知交流输入电压范围为110V—330V.单相桥式 整流电路中.如果接有 滤波电容且有负载时.输出电压一般设计为1.2倍的输入电压. 滤波电容越大输出电压越高.反之越低；而在负载开路时.输出电压为交流输入电压的峰值.即倍的输入电压。这里我们以倍的输入电压来计算.则=156V—467V 二极管承受的最大压降为.所以选取二极管型号为IN4005.其最高反向峰值电压为600V。 滤波电容选用220μF的电解电容。 3.3 变压器 反激式变压器是反激开关电源的核心.它决定了反激变换器一系列的重要参数。 设计变压器已知参数： 输入电压：