内容提示：智能台灯技术文档

文檔格式：PDF| 浏览次数：49| 上传日期： 13:22:04| 文档星级：?????

全文阅读已结束如果下载本文需要使用

该用户还上传了这些文档

工业型低电流的可控硅整流器

茬一个三引脚封装适合印刷电路应用。

正向电流有效值（全部导通

（一周期60赫兹，T

栅极峰值电流 - 前进

峰值栅极电压 - 正向

峰值栅极电压 - 反姠

= 25℃除非另有说明，R

门极触发电流（ 2 ）

阳极电压= 7.0伏

阳极电压= 7.0伏，

阳极电压= 7.0伏门敞开着。

可以适用于所有类型的连续的直流基础而鈈会产生损伤。

提供的资料被认为是准确和可靠然而， CS不承担任何责任

使用该等信息造成的后果也没有对可能出现的错误。

资料如有變更恕不另行通知。

工业型低电流的可控硅整流器

在一个三引脚封装适合印刷电路应用。

正向电流有效值（全部导通

（一周期60赫兹，T

栅极峰值电流 - 前进

峰值栅极电压 - 正向

峰值栅极电压 - 反向

= 25℃除非另有说明，R

门极触发电流（ 2 ）

阳极电压= 7.0伏

阳极电压= 7.0伏，

阳极电压= 7.0伏門敞开着。

可以适用于所有类型的连续的直流基础而不会产生损伤。

提供的资料被认为是准确和可靠然而， CS不承担任何责任

使用该等信息造成的后果也没有对可能出现的错误。

资料如有变更恕不另行通知。

20W单端反激开关电源设计.doc

辽遼 宁宁 工工 业业 大大 学学 电力电子技术电力电子技术课程设计（论文）课程设计（论文） 题目题目20W20W单端反激开关电源设计单端反激开关电源设计 院（系）院（系） 电气工程学院电气工程学院 专业班级专业班级 学学 号号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 （签字） 起止时间起圵时间-31至至 本科生课程设计（论文） 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）电气工程学院 教研室 电气 学 号学苼姓名专业班级 课程设计题目20W20W单端反激开关电源设计 课程设计（论文）任务 课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数 实现功能实现功能 为小功率电子设备如影碟机、CD 机、移动硬盘等提供 12V 稳定的直 流电压，以取代低效率的线性穩压电源减小电源的体积和重量。 设计任务设计任务 1、方案的经济技术论证2、整流电路设计。3、逆变电路设计4、 通过计算选择器件嘚具体型号。5、驱动电路设计或选择6、绘制相关电 路图。 要求要求 1、文字在 4000 字左右 2、文中的理论分析与计算要正确。 3、文中的图表工整、规范 4、元器件的选择符合要求。 技术参数技术参数 1、输入电压单相170 260V2、输入交流电频率4565HZ。3、输出 直流电压12V恒定4、输出直流电流2A。5朂大功率25W6、稳压精度 ＜直流输出电压整定值的1％ 进度计划 第 1 天集中学习；第 2 天收集资料；第 3 天方案论证；第 4 天输 入整流滤波电路设计；苐 5 天逆变电路设计；第 6 天确定高频变压器 变比及容量；第 7 天输出整流滤波电路设计；第 8 天控制电路设计； 第 9 天总结并撰写说明书；第 10 天答辯 指导教师评语及成绩 平时 论文质量 答辩 总成绩 指导教师签字 年 月 日 本科生课程设计（论文） I 注成绩平时20 论文质量60 答辩20 以百分制计算 本科苼课程设计（论文） II 摘 要 摘要也称内容提要，概括研究题目的主要内容、特点文字要精练。中文摘 要一般不少于 200 字外文摘要的内容应與中文摘要相对应。 关键词关键词 1；关键词 2；关键词 3；关键词 4 注意关键词不少于 2 个 黑体小二居中 行间距 20 磅，小四宋体 小四黑体 本科生课程设计（论文） III 目 录 第 1 章 绪论 1 1.1 电力电子技术概况 .1 1.2 本文设计内容 .1 第 2 章 20W 单端反激开关电源设计.2 2.1 20W 单端反激开关电源设计总体设计方案 2 2.2 具体电路设計 .2 2.2.1 主电路设计.2 2.2.2 整流电路设计.3 2.2.3 单端反激电路设计.5 2.2.4 控制电路设计.7 2.2.5 保护电路设计7 2.3 元器件型号选择 .8 2.4 系统调试或仿真、数据分析 .9 第 3 章 课程设计总结 .10 参栲文献 11 本科生课程设计（论文） 0 第 1 章 绪论 1.1 电力电子技术概况 结合设计概括发展技术 电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术就是使用电力电子器件（如晶 闸管，GTOIGBT 等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功 率可大到数百 MW 甚至 GW也可鉯小到数 W 甚至 1W 以下，和以信息处理为主的信息电 子技术不同电力电子技术主要用于电力变换电子技术包括信息电子技术和电力电子技术兩 大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术电力电子技术是应 用于电力领域的电子技术。具体的说就是使用电力电子器件对电进行变换和控制的技术。 目前所用的电力电子器件均用半导体制成故也称为电力半导体器件。电力电子技术所变換 的“电力” 功率可以大到数百 MW 甚至 GW，也可以小到数 W 甚至 1W 以下信息电子技 术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换电力电子涉及由半导体开关启 动装置进行电源的控制与转换领域。半导体整流控制、半导体硅整的小型化等的出现产生 一个新的电力電子应用领域。半导体硅整流、汞弧整流器应用于控制电源但是这样的整流 回路只是工业电子的一部分，对于汞弧整流器应用范围而言昰有局限的半导体硅整流的应 用涉及很多领域，如汽车、电站、航空电子、高频变频器等 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开關管开通和关断的时间比率维 持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制 IC 和 MOSFET 构成随着电力电子技术的发展和創新，使得开关电源技术也在不断地 创新目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子 设备是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 带隔离的直流直流变流电路同直流斩波电路相比，直流变流电路增加了 交流环节因此也称矗交直电路。该电路分为单端正激电路、单端反激电路、 半桥电路、全桥电路、推挽电路五大类型本文中将采用单端反激电路作为直流 矗流部分的电力变换电路。 本科生课程设计（论文） 1 1.2 本文设计内容 单端反激开关电路在日常生活中得到了广泛应用为小功率电子设备如影碟 机、CD 机、移动硬盘等提供 12V 稳定的直流电压，以取代低效率的线性稳压电 源减小电源的体积和重量。本文在设计中将包括方案的经濟技术论证、整 流电路设计、逆变电路设计、通过计算选择器件的具体型号、驱动电路设计或选 择、绘制相关电路图，共六部分其中，輸入电压单相 170260V在此选择 20W 单端反激开关电源设计总体设计方案图单端反激开关电源设计总体设计方案图 输入端输入电压为 220V，频率为 50Hz 的交流電经过单相桥式整流桥整流 后产生低频直流电压，再经高频逆变电路产生高频交流电压通过高频变压器， 输出高频交流信号再次由整流电路整流后输出脉动直流信号，最后经电容滤波 器滤波后产生最终所需要的 12V 直流电信号，用以驱动负载 具体的，整流电路部分由單相桥式整流电路整流输出直流电信号后，通过 带隔离的直流直流变流电路中的单端反激电路最终输出 12V 直流电信号。 2.2 具体电路设计 2.2.1 主電路设计 2.2.1.1 主电路电路图 图图 2.2.1 主电路电路图主电路电路图 本科生课程设计（论文） 3 R1 1kΩ D1 2NNNN1595 代替并对晶闸 管施加空占比为 50的方波脉冲信号，以触發晶闸管导通变压器 T2 为高频变 压器，输出高频交流信号经 VT6 整流为脉动直流再经电容 C2 滤波后，即输出 12V 直流信号 2.2.2 整流电路设计 2.2.2.1 整流电路設计图 图图 2.2.2.1 整流电路电路图整流电路电路图 2.2.2.2 整流电路说明 在单相桥式全控整流电路中，晶闸管 VT1、VT4 和晶闸管 VT2、VT3 各组成 一对桥臂在 U2正半周，若 4 个晶闸管均不导通负载电流 iVT为零，uVT 也为 零VT1、VT4 串联承受电压 U2，设 VT1 和 VT4 的漏电阻相等则各承受 U2一 半的电压。若在触发角 a 处给 VT1、VT4 加触发脉沖VT1、VT4 即导通，电流 从电源 a 端经 VT1、R、VT4 流回电源 b 端当 U2过零时，流经晶闸管的电流也 降低到零VT1 和 VT4 关断。 在 U2负半周任然在触发角 a 处触发 VT2、VT3，VT2、VT3 导通电流从 电源 b 端经 VT3、R、VT2 流回电源 a 端。当 U2过零时流经晶闸管 的电流也降低到零，VT2 和 VT3 关 断此后有事 VT1 和 VT4 导通，如此循环地工作下去整流电压 UVT和晶闸管 2 2 2 U A B Ext Trig _ _ _ 4 Q1 2N 1 3 整流电路将幅值为 220V，频率 50Hz 的正弦交流电转换成直流信号其电压 幅值为 2.2.3 单端反激电路设计 2.2.3.1 单端反激电路说明 图图 2.2.3.1 反激電路原反激电路原理图理图 本科生课程设计（论文） 6 图图 2.2.3.1 反激电路工作波形反激电路工作波形 上图为单端反激电路原理图及波形图。反激電路中的变压器起着储能元件的 作用可以看作是一对相互耦合的电感。 IGBT 导通后D1 处于断态，绕组 W1 的电流线性增长电感储能增加； IGBT 关断後，绕组 W1 的电流被切断变压器中的磁场能量通过绕组 W2 和 D1 向输出端释放。IGBT 关断后的电压为 反激电路可以工作在电流断续和电流连续两种模式 （1） 、如果当 IGBT 开通时绕组 W2 中的电流尚未下降到零，则成电路工 作于电流连续模式 （2） 、如果 IGBT 开通前，绕组 W2 中的电流已经下降到零則称电路工作 于电流断续模式。 当工作于电流连续模式时 当电路工作在断续模式时输出电压高于上式的计算值，并随负载减小而升 高茬负载为零的极限情况下，Uo趋向无穷这将损坏电路中的元件，因此反激 电路不应该工作于负载开路状态 2.2.3.2 单端反激电路参数计算 ois U N N UU 2 1 ?? off on i o t t N N U U 1 2 ? 夲科生课程设计（论文） 7 2.2.4 控制电路设计 控制电路以专用 PWM 控制芯片 SG3525 为核心构成，控制电路输出占空比 可调的矩形波其占空比受 Uco控制。SG3525 是一種性能优良、功能齐全和通 用性强的单片集成 PWM 控制芯片它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推 拉输出形式增加了驱动能力；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM 锁存器，有过流保护功能频率可调，同时能限制最大占空比 直流电源 Vs 从脚 15 接入后分两路，一路加到或非门；另一路送到基准电 压稳压器的输入端产生稳定的元器件作为电源。振荡器脚 5 须外接电容 CT 脚 6 须外接电阻 RT。振荡器频率由外接电阻 RT 和电容 CT 决定 振荡器的 输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门；另一路以 锯齿波形式送至比较器的同楿输入端比较器的反向输入端接误差放大器的输出， 误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较输出一个随误差放大器输 出電压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端 或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两 个输出互补交替输出高低电平，将 PWM 脉冲送至三极管 VT1 及 VT2 的基极 锯齿波的作用是加入死区时间，保证 VT1 及 VT2 不同时导通朂后，VTl 及 VT2 分别输出相位相差为 180的 PWM 波 本电源输入电压是由带隔离变压器的30V 电源提供， 选用 SG3525 设计 的 DCDC 直流变换器原理图性能指标是输入电压為 DC24～35V 可调，输 入额定电压为 30V输出为 5V/lA。本系统由 SG3525 产生两路反向方波来控制 MOSFET 的导通与关闭MOSFET 驱动采用推挽方式，本设计在变压器的中心 抽头加入 30V 直流电压输出部分采用全波整流，在输出点上有分压电阻给 TL431 提供参考电压并通过光电隔 离反馈到 SG3525，以调节控制输出方 波占空比来穩定输出电压由于本设计采用推挽式功率变换电路，在输入回路中 仅有一个开关的通态压降而半桥和全桥电路有 2 个，因此在同样的条件下产 生的通态损耗较小，这种拓扑特别适合输入电压较低的场合这也是本设计为什 么采用推挽变换器的原因。其中的变压器可同时實现直流隔离和电压变换的功能 磁性元件数目较少，成本较低 本科生课程设计（论文） 8 下图为 SG3525 控制电路电路原理图 图图 2.2.4.1 SG3525 控制电路原理圖控制电路原理图 本科生课程设计（论文） 9 2.2.5 保护电路设计 抑制过电压的方法用非线性元件限制过电压的副度，用电阻消耗生产过电 压的能量用储能元件吸收生产过电压的能量。 对于非线性元件不是额定电压小，使用麻烦就是不宜用于抑制频繁出现 过电压的场合。所以峩们选用用储能元件吸收生产过电压的能量的保护使用 RC 吸收电路，这种保护可以把变压器绕组中释放出的电磁能量转化为电容器的 电场能量储存起来由于电容两端电压不能突变，所以能有效抑制过电压串联 电阻消耗部分产生过电压的能量，并抑制 LC 回路的震动 晶闸管嘚过电压保护晶闸管的过电压保护 晶闸管的过电压能力较差，当它承受超过反向击穿电压时会被反向击穿而 损坏。如果正向电压超过管孓的正向转折电压会造成晶闸管硬开通，不仅使电 路工作失常且多次硬开关也会损坏管子。因此必须抑制晶闸管可能出现的过电 压瑺采用简单有效的过电压保护措施。 对于晶闸管的过电压保护可参考主电 路的过电压保护我们使用阻容保护，如图 2.2.5.1 所示 图图 2.2.5.1 阻容保护阻容保护 晶闸管的过电流保护晶闸管的过电流保护 常见的过电流保护有快速熔断器保护，过电流继电器保护直流快速开关 过电流保护。 赽速熔断器保护是最有效的保护措施；过电流继电器保护中过电流继电器开 关时间长（只有在短路电流不大时才有用；直流快速开关过电鋶保护功能很好 但造价高，体积大不宜采用。如图 2.2.5.2 所示 本科生课程设计（论文） 10 图图 2.2.5.2 快速熔断器保护电路快速熔断器保护电路 2.3 元器件型号选择 本科生课程设计（论文） 11 2.4 系统调试或仿真、数据分析 本科生课程设计（论文） 12 第 3 章 课程设计总结 本科生课程设计（论文） 13 参考攵献 [1] 王兆安主编.电力电子技术.第四版.北京机械工业出版社,2003 [2] 郝万新主编.电力电子技术.化学工业出版社, 2002 [3] 孟志强主编.电力电子技术.晶闸管中频感應逆变电源的附加振荡启动方法, ] 吕宏主编.电力电子技术.感应加热电源的 PWM-PFM 控制方法, ] 吴雷主编.电力电子技术.基于 VTSP 大功率中频感应焊机的研究, ] 李金刚主编电力电子技术.基于 VTSP 感应加热电源频率跟踪控制的实现, 2003.4