开关电源解析学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:24 大小:466KB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学2007国赛:设计并制作如下(rúxià)图所示的开关稳压电源。二、要求在电阻负载(fùzài)条件下,使电源满足下述要求:1.基本要求:输出电压UO可调范围:30V~36V;最大输出电流IOmax:2A;U2从15V变到21V时,电压调整率SU≤2%(IO=2A);IO从0变到2A时,负载(fùzài)调整率SI≤5%(U2=18V);输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V(U2=18V,UO=36V,IO=2A);DC-DC变换器的效率≥70%(U2=18V,UO=36V,IO=2A);具有过流保护功能,动作电流IO(th)=2.5±0.2A;简介由于线性调节器式直流稳压电源,存在诸多缺点,如体积大,很难小型化、损耗大、效率低、输出与输入之间有公共端,不易实现隔离,只能降压,不能升压,很难在输出大于5A的场合应用。因此开关电源得到广泛利用,凡采用半导体功率开关器件作为开关管,通过对开关管的高频开通与关断控制,将一种电能形态转换成另一种电能形态的装置,叫做开关转换器。以开关转换器为主要组成部分,用闭环自动控制来稳定输出电压,并在电路中加入保护环节的电源,叫做开关电源。开关电源组要组成部分是DC-DC功率变换器,因为它是转换的核心。高频开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。分类(fēnlèi)多,应用广。开关电源参数有额定输出电压、额定输出电流、输出电压的稳定范围,输出电流的变化范围和输出电压的纹波。开关电源应具有输出过压、欠压、过流和过热保护功能,还应具有较高的电能转换效率、低的转换损耗、低的噪声、好的电磁兼容和绝缘性等。/DC/DC升压电路有很多,Buck电路,Boost电路,Cuk电路隔离型电路有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路推挽式升压原理:根据变压器得变压比:变压器两组线圈圈数分别为N1和N2,N1为初级,N2为次级,在初级线圈上加一交流电压,在次级线圈两端(liǎnɡduān)就会产生感应电动势,当N2>N1时,其感应电动势要比初级所加得电压还要高,这种变压器称为升压变压器;当N2<N1时,为降压变压器。这种电路结构特点是:对称性结构,脉冲变压器原边是两个对称线圈,两只开关管接成对称关系(guānxì),轮流通断。优点:高频变压器磁芯利用率高、输出功率大、驱动电路简单….器件的选择:控制芯片:KA3525,SG3525,TL494开关(kāiguān)管:IRF640IFR540系列MOS场效应管IRF640,18A,200VRds(on)=0.180欧所以不会击穿同时导通损耗也比较小。可自查资料准备我们使用台湾KA3525PWM调变IC来作此推挽式转换的控制IC,此IC具有振荡器,利用改变RT与CT之值,就可以设定PWM的切换频率;此外尚有两组PWM输出、软启动及完全截止的功能,因此在电路设计上可大大降低硬件电路。KA3525采用电压模式控制方法。占空比为0-100%,考虑到死区时间,最大占空比通常为90-95%。其采用分频器,可以得到两路互补的占空比分别为0-50%的PWM信号,同样,考虑到死区时间的存在(cúnzài),最大占空比通常为45%-47.5%。这样的PWM信号试用于半桥、全桥、推挽等双端电路的控制。KA3525内部结构引脚功能….软启动:由于次级通常有大滤波电容,所以开关电源在启动时不以额定功率启动,否则相当于短路.只能小电流(diànliú)充满大滤波电容以后再正常工作.这就是软启动.KA3525自带软启动功能,在第8脚处接5uF电容。()充电完成后再振荡。变压器设计(shèjì)绕制前级电路(diànlù)设定与稳压开环稳压通过改变输出PWM波的占空比,来调节输出电压的大小在实际电路(diànlù)中,DA设定值接在误差放大器的同相输入端上,设定输出电压,输出电压的采样电压加在误差放大器的反相输入端上实现稳态。当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时,误差放大器的输出将减小,这将导致PWM比较器输出为正的时间变长,PWM琐存器输出高电平的时间也变长,因此输出晶体管的导通时间将最终变短,从而使输出电压回落到额定值,实现了稳态。反之亦然。缓冲电路(diànlù)输出电压有较大尖峰,这是由于开关管的高频开关造成的,尤其是关断时,由于电路(diànlù)有寄生电感,瞬间电路(diànlù)的切断会在电感两端出现冲击电压,因此对开关管加缓冲电路(diànlù),并上R、C改善关断性能。驱动问题()//后级电路(diànlù)输出为全桥整流,四个整流二极管均并上R、C,因为当输入停止的时候,会有反动电动势在输出端接上加假负载,如图R19和R20组成。因为负载开路时,输入电感照常周期性地不断储