AC-DC反激开关电源实验报告
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电子电路CAD技术实验报告专业班级电子信息工程1001班学生姓名学生学号指导教师电子电路CAD上机实验内容姓名:班级:学号:实验1、Protel 99SE原理图设计基础1、安装并启动Protel 99SE原理图编辑器2、绘制图1所示桥式整流稳压电路原理图并从原理图设计环境打印输出(用A4纸张),同时还有具体要求如下:图1 直流稳压电源电路原理图(1)在设计环境中选择标准A4图纸并设置为水平放置。
(2)在标准型图纸的标题栏中写入图2所示信息并与电路原理图同时打印。
图2 标准型图纸的标题栏实验2、模拟电路设计及信号仿真1、对实验1所示直流稳压电源电路进行信号仿真(1) 在输入端接入正弦仿真信号源VSIN,设置其幅值为200V、频率为60Hz,(2) 设置瞬态分析(Transient)和交流小信号分析(AC Small signal)(3) 给出包括图1所示电路中的IN、A、B、OUT等各处电压信号的仿真波形图(输出的.sdf 文件)并在实验报告中提交打印结果2、对单管放大电路进行信号仿真(1)绘制图3所示单管放大电路原理图,并设置输入信号的幅度为250mV,频率为6kHz (2)设置瞬态分析(3)给出IN和OUT的信号仿真波形图并在实验报告中提交打印结果图3 晶体管共射放大电路原理图单管放大电路原理图IN和OUT的信号仿真波形图实验3、数字电路设计及其原理图报表文件1、绘制图4所示电路图,其中各元件的电路封装分别如下:图4 由555定时器构成的多谐振荡电路C1和CT为:RB.2/.4RA、RB、RL为:AXIAL0.3VR1、VR2为:VR1555为:DIP8D1、D2为:DIODE0.4LED1、LED2为:RB.2/.42、在图4所示电路图中,分别将V CC和接地符号与电路分离开并点击保存确认电路修改,然后对该电路进行电气法则测试(ERC),给出教材P96所示的电气法则测试结果并粘贴打印报告。
3、完成第2步之后恢复V CC和接地符号的正常连接,创建元器件报表清单,给出文件名的后缀名分别为“.bom”、“.cvs”和“.xls”的三种元器件列表文件,并给出打印报告。
河西学院物理与机电工程学院综合设计实验开关电源的设计实验报告学院:物理与机电工程学院专业:电子信息科学与技术:侯涛日期:2016年4月12日绪论开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源,它具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点,在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业设备、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。
一、开关电源的概念和分类电源是将各种能源转换成为用电设备所需电能的装置,是所有靠电能工作的装置的动力源泉。
1.开关电源的概念电是工业的动力,是人类生活的源泉。
电源是产生电的装置,表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率等;在同一参数要求下,又有重量、体积、效率和可靠性等指标。
我们用的电,一般都需要经过转换才能适合使用的需求,例如交流转换成直流,高电压变成低电压,大功率变换为小功率等。
按照电子理论,所谓AC/DC就是交流转换为直流;AC/AC称为交流转换为交流,即为改变频率;DC/AC称为逆变;DC/DC为直流变交流后再变直流。
为了达到转换的目的,电源变换的方法是多样的。
自20世纪60年代,人们研发出了二极管、三极管半导体器件后,就用半导体器件进行转换。
所以,凡是用半导体功率器件作开关,将一种电源形态转换成另一种形态的电路,叫做开关变换电路。
在转换时,以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路,称为开关电源。
开关电源在转换过程中,用高频变压器隔离称之为离线式开关变换器,常用的AC/DC 变换器就是离线式变换器。
开关电源通常由六大部分组成,如图所示。
第一部分是输入电路,它包含有低通滤波和一次整流环节。
220V交流电直接经低通滤波和桥式整流后得到未稳压的直流电压Vi,此电压送到第二部分进行功率因数校正,其目的是提高功率因数,它的形式是保持输入电流与输入电压同相。
功率因数校正的方法有无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。
所谓有源功率因数校正,是指电源在校正过程中常采用三极管和集成电路。
开关电源电路常采用有源功率因数校正。
一种数字控制的反激式AC-DC芯片的设计的开题报告一、课题背景随着电子产品的发展,对小型、高效、低成本、高可靠性的AC-DC电源的需求越来越大。
反激式AC-DC电源是一种常见的电源设计方案,其具有高效、简单、成本低等优点,被广泛应用于电子产品中。
数字控制技术的出现为反激式AC-DC电源的设计和控制带来了全新的发展机遇。
数字控制可以有效提高反激式AC-DC电源的精度、可靠性和智能化程度。
本课题将在分析数字控制技术的基础上,设计一种数字控制的反激式AC-DC芯片,该芯片具有电压输出精度高、电磁兼容性好、功率因素高、小型化等特点。
二、课题内容1、反激式AC-DC电源分析。
分析反激式AC-DC电源的基本原理、性能指标及在实际应用中的特点和问题,并提出数字控制技术为反激式AC-DC电源带来的发展机遇。
2、数字控制技术分析。
分析数字控制技术的基本原理、优势和应用领域,并探讨数字控制技术在反激式AC-DC电源中的应用方式和控制算法。
3、数字控制的反激式AC-DC芯片设计。
基于数字控制技术和反激式AC-DC电源的基本原理,设计一种数字控制的反激式AC-DC芯片,包括控制电路、功率电路和输出电路。
重点设计数字控制芯片的电压控制算法、反馈控制回路、电路保护及过压、过流自保护等功能;4、芯片性能测试。
对数字控制反激式AC-DC芯片的主要性能进行测试,包括输出电压精度、输出效率、功率因数等,并将测试结果与性能指标进行比较分析。
5、结论和展望。
对数字控制反激式AC-DC芯片的设计进行总结和评价,对其优缺点进行分析,并展望数字控制反激式AC-DC电源在应用中的前景和发展方向。
三、研究意义本课题将提高反激式AC-DC电源的精度、可靠性和智能化程度,为电子产品提供更好的电源解决方案,能够满足市场对小型、高效、低成本、高可靠性的电源需求。
同时,本课题对数字控制技术的应用和研究也有启示作用,为数字控制技术在其他领域的应用提供参考。
第一章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。
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,1i 增加,其变化为11//W U dt di s =,而副边由于二极管VD 的作用,2i 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2i 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22//W U dt di o =,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。
编号:电源技术实训(论文)说明书题目:反激式开关电源制作院(系):信息与通信学院专业:电子信息工程学生姓名:学号:指导教师:实训时间:2011年12月26日-2012年1月13日摘要本次实训是制作一个反激式开关电源。
反激式指在变压器原边导通时副边截止,变压器储能,原边截止时,副边导通,能量释放到负载的工作状态,一般常规反激式电源单管多,双管的不常见。
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,如占空比D,最大峰值电流,设计反激式变压器,就是要让反激式开关电源工作在一个合理的工作点上。
实训中由老师设计好电路板,变压器由学生手工制作,同样的芯片,同样的磁芯,若是变压器线圈绕得不合理,则整个开关电源的性能会有很大下降,如损耗会加大,最大输出功率也会有下降,学生可以通过该实训加深对开关电源的了解。
关键词:反激式;开关电源;变压器;SD4870AbstractThe training is to produce a flyback switching power supply. Flyback refers to the primary side of the transformer when conducting side cut-off, transformer energy-storage, raw edge at the end of side edge, conduction, energy release to the load working condition, the general conventional flyback power supply of single, double not common. Flyback transformer flyback switching power supply is the core, which determines the flyback converter with a series of important parameters, such as the duty ratio D, maximum peak current, design of flyback transformer, is to let the flyback switching power supply work in a reasonable working point.Training by teachers design the circuit board, transformer handmade by students, the same chip, the same core, if transformer coil winding is unreasonable, the switching power supply performance will have decreased a lot of, such as the loss can be increased, the maximum output power will be reduced by the training, students can deepen the understanding of pair of switch power supply understanding.Key words: flyback ;switching power supply;transformer;SD4870目录引言 (1)1 单端反击式开关电源工作原理及分析 (1)1.1 滤波电路 (2)1.2 整流平滑电路 (3)1.2.1桥式整流电路原理 (3)1.3 变压器 (4)1.4 取样比较电路 (5)1.5 脉宽调制电路 (5)2 电路的安装及焊接 (7)2.1 变压器制作 (7)2.1.1变压器绕线 (7)2.1.2变压器测试 (7)2.2 元器件安装 (7)3 电源调试及数据分析 (8)4 实训总结 (10)谢辞 (12)参考文献 (13)附录 (14)引言开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
反激变换器实验总结报告一、实验目的1.学习反激变换器的工作原理和电路结构。
2.掌握搭建反激变换器电路的方法和步骤。
3.通过实验观察和测量,了解反激变换器在不同工作状态下的输出特性。
二、实验器材与方案1.实验器材:反激变换器电路板、示波器、电源、电阻、电容、开关管、二极管等。
2.实验方案:(1)搭建反激变换器电路;(2)调节电源电压和开关频率,观察输出电压的变化;(3)测量不同工作状态下的电流、电压等数据。
三、实验步骤与结果1.搭建反激变换器电路:按照实验方案连接电路,并接上电源和示波器。
2.调节电源电压和开关频率:逐步调节电源电压和开关频率,观察输出电压的变化。
记录不同工作状态下的电压值和波形。
3.测量数据:使用万用表测量反激变换器的输入电流、输出电流、开关管电压等数据。
记录数据并整理成表格。
4.数据分析与总结:根据实验测量结果和原理知识,分析反激变换器的工作特点和影响因素,并撰写实验报告。
四、实验结果分析通过实验观察和测量,得到了反激变换器在不同工作状态下的输出特性数据。
根据这些数据,可以进行以下分析和总结:1.输入电压对输出电压的影响:当输入电压增大时,输出电压也相应增大,但增加的速度会逐渐降低,直至趋于稳定。
这是因为反激变换器的输出电压受限于输入电压和电路参数。
2.开关频率对输出电压的影响:在一定范围内,开关频率增加会使输出电压增大,但频率过高会导致输出电压波形变形和功率损耗增加。
因此,需要选择合适的开关频率以保证输出电压的稳定性和效率。
3.输出电流对电路稳定性的影响:当输出电流增大时,电路负载也增大,可能会导致电路工作不稳定、过热等问题。
因此,需要在设计电路时合理选择电源和电路的承载能力。
4.设计参数对电路性能的影响:电容、电感、电阻等元件的选择和数值的合理性对反激变换器的性能影响较大。
研究者可以通过改变这些参数来优化电路的效率、稳定性和负载能力。
五、实验心得与建议本次实验通过搭建反激变换器电路,并观察和测量其输出特性,加深了我对反激变换器工作原理和设计方法的理解。
开关稳压电源(严斌,吴贵第,朱金章)摘要本系统采用反激变换器实现DC-DC变换,以基于UC3842的最小系统为控制单元,通过对输出电压不断地采样,反馈输出变化,调整占空比使输出稳定,保证系统稳定可靠地工作36~60VDC。
1.设计任务与要求1.1设计任务设计并制作一个小功率开关稳压电源示意图如下:输出小功率开关电源原理框图1.2设计要求1)输入电压:36~60VDC2)输出电压:6.5VDC3)输出电流4A4)效率与纹波自取说明:虚线框内电路不用制作。
2.方案比较与选择方案1:采用分立元件,例如自激式开关稳压电源,电路原理图如下:输入电压为AC220v,50Hz 的交流电,经过滤波,再由整流桥整流后变为直流,通过控制电路中开关管的导通和截止使高频变压器的一次测产生低压高频电压,经由小功率高频变压器藕合到二次测,再经整流滤波,得到直流电压输出。
为了使输出电压稳定,用了TL431 取样,将误差经光耦合放大,通过PWM 来控制开关管的导通与截止时间(即占空比),使得输出电压保持稳定。
由上可见,这种方案电路比较复杂,调试难度大,所以不可行。
方案2:采用电源专用芯片如LM3485,其典型电路如下:这种方案虽然简单、性能可靠,但采用了专用芯片可能有违设计目的。
方案3:DC-DC变换采用反激型变换器,用UC3842芯片根据电源输出电压与设定值之差,通过误差放大器改变占空比,直接控制电源的工作。
此方案电路简单,可控性强,对于低功率的电路很适用。
通过对各种方案可行性、复杂程度、系统指标等方面的比较,综合各方案的优缺点,我们采用第三种方案。
3、系统硬件设计3.1系统的总体设计3.1.1 设计思想以基于UC3842的最小系统为控制单元,产生固定频率的PWM波,通过驱动电路使POWER-MOSFET管工作于开关状态,从而将输入的36~60V直流电压“斩波”为与PWM波频率相同的脉冲波,脉冲波再通过整流滤波电路输出为6.5V的直流电压。
一、实验目的1. 理解反激电源的工作原理和电路结构。
2. 掌握反激电源的调试方法,验证其性能。
3. 分析实验数据,评估反激电源的稳定性和效率。
二、实验原理反激电源是一种开关电源,其主要特点是将输入电压转换为稳定的输出电压,同时实现电能的转换和隔离。
反激电源的工作原理如下:1. 当开关管导通时,输入电压通过开关管加到变压器初级绕组,能量被储存在变压器初级绕组的磁场中。
2. 当开关管关断时,初级绕组的磁场能量被释放,通过变压器次级绕组输出,并加到负载上。
3. 由于变压器初级绕组的电感作用,使得电流变化缓慢,从而实现电能的平滑输出。
三、实验仪器与设备1. 反激电源实验平台2. 示波器3. 数字多用表4. 信号发生器5. 可调电源6. 负载电阻四、实验步骤1. 连接实验平台,确保所有连接正确无误。
2. 设置输入电压,调整负载电阻,使输出电压稳定。
3. 使用示波器观察开关管、变压器初级绕组、变压器次级绕组、负载电阻的电压和电流波形。
4. 记录实验数据,包括输入电压、输出电压、开关管电流、开关管电压、变压器初级绕组电流、变压器次级绕组电流等。
5. 分析实验数据,评估反激电源的稳定性和效率。
五、实验结果与分析1. 输入电压为220V,输出电压为12V,负载电阻为10Ω时,开关管电流约为1A,开关管电压约为300V,变压器初级绕组电流约为0.5A,变压器次级绕组电流约为1A。
2. 通过示波器观察,开关管、变压器初级绕组、变压器次级绕组、负载电阻的电压和电流波形均较为平滑,说明反激电源输出稳定。
3. 分析实验数据,反激电源的效率约为80%,说明反激电源具有较高的效率。
六、实验结论1. 反激电源具有电路简单、成本低、可靠性高、稳压范围宽等优点。
2. 通过实验验证了反激电源的工作原理和性能,为实际应用提供了参考。
3. 在实际应用中,应合理选择开关管、变压器等元件,以确保反激电源的性能。
七、实验总结本次实验通过对反激电源的原理、电路结构、调试方法等方面的学习和实践,加深了对反激电源的理解。
燕山大学反激变换器系统实验报告专业:电力电子与电力传动学号:******************日期:2009.6.51.反激变换器工作原理反激型开关电源电路的主要特点是电路简单、成本低、可靠性高、稳压范围宽,故许多家用及办公室电子电器采用了此种电路。
本次实验主电路的拓扑结构是一个反激变换器,采用TNY279控制,5V及3A输出低成本高效率电源电压。
这个高频变压器的设计会在下文中重点讲述。
本次设计的电路提供了一个5V的稳压电源,也可以设计成3.3V。
这些可以应用于需要稳压电源的电器上,如DSP的供电电源(5V),电脑的供电电源(3.3V)。
下面简述一下反激式隔离变换器的工作原理:L图1 隔离式单端反激电路的原理如图1所示,电路的工作过程如下:当T导通时,它在变压器初级电感线圈中储存能量,与变压器次级线圈相连的二极管D处于反偏压状态,所以二极管D截止,变压器次级线圈无电流流过,即没有能量传输给负载;当T截止时,变压器次级线圈中的电压极性反转,使得D导通,在输出电容C充电,输出并联电容还有滤波的作用,同时负载R上也有电流I流过。
原边绕组只通过一个开关与输入电源相连;用一个高频变压器实现能量传递,同名端反接。
高频变压器的作用:1)原副边的隔离;2)原副边的能量传递(储能与馈能);3)电压变换(升、降压);如图3所示,反激变换器系统主要由反激变换器主电路、输出检测及给定电路、光电耦合电路、一片TNY279及其外围电路构成。
传统的控制方法是设计好原副边的匝比,通过改变开关的占空比调节输出电压的高低。
然而本次实验电路并不是通过调节占空比来调节输出电压的,TinySwitch-III 在一个器件上集成了一个高压功率MOSFET 开关及一个电源控制器。
与通常的PWM(脉宽调制)控制器不同,它使用简单的开/关控制方式来稳定输出电压。
通过漏极脉冲遗漏的方式达到调节输出电压的目的。
TinySwitch-III 器件以流限模式工作。
开关电源实验报告开关电源实验报告引言:开关电源是一种常见的电源供应器件,其工作原理是通过开关管的开关动作,将输入电压转换为高频脉冲信号,再经过滤波和稳压电路得到稳定的输出电压。
本实验旨在通过搭建开关电源电路并进行测试,探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的本实验旨在:1. 理解开关电源的工作原理;2. 掌握开关电源电路的搭建方法;3. 测试开关电源的输出电压、效率等性能指标。
二、实验器材与原理1. 实验器材:- 开关电源模块- 电压表- 电流表- 变压器- 电阻、电容等元件2. 实验原理:开关电源的核心是开关管,其工作原理是通过开关管的开关动作,将输入电压转换为高频脉冲信号,再经过滤波和稳压电路得到稳定的输出电压。
开关电源的主要特点是高效率、体积小、重量轻、稳定性好等。
三、实验步骤与结果1. 搭建开关电源电路:根据实验器材提供的原理图,搭建开关电源电路。
连接好输入电源和输出负载后,确保电路连接正确。
2. 测试输出电压:将电压表接在开关电源的输出端,调节输入电压,记录不同输入电压下的输出电压。
根据记录的数据,绘制输入电压与输出电压的关系曲线。
3. 测试效率:将电流表接在开关电源的输入端,记录输入电压和输入电流。
根据输入功率和输出功率的关系,计算开关电源的效率。
通过多次测试,得出不同输入电压下的效率曲线。
4. 分析实验结果:根据实验数据和曲线图,分析开关电源的输出电压与输入电压的关系,以及效率与输入电压的关系。
讨论开关电源的性能特点和应用范围。
四、实验结论通过本实验,我们得出以下结论:1. 开关电源能够将输入电压转换为稳定的输出电压,具有较高的效率和稳定性;2. 开关电源的输出电压与输入电压呈线性关系,可以通过调节输入电压来控制输出电压;3. 开关电源的效率随着输入电压的增加而增加,但过高的输入电压可能导致效率下降。
五、实验总结通过本实验,我们深入了解了开关电源的工作原理和性能特点。
开关电源作为一种常见的电源供应器件,在电子设备中得到广泛应用。
AC|DC反激式电源*******AC-DC反激式电源课程设计引言开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关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IGBT和MOSFET构成。
随着电力电子技术的发展和创新,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。
1设计分析1.1开关电源的组成部分开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。
其电路比较复杂,基本构成如图1所示。
主要由以下5部分构成:①输入整流滤波器:包括从交流电到输入整流滤波器的电路;②功率功率管(VT)及高频变压器(T);③控制电路(PWM调制器),含振荡器、基准电压源、误差放大器和PWM比较器,控制电路能产生脉宽调制信号,其占空比受反馈电路的控制;④输出整流滤波器;⑤反馈电路。
除此之外,还需增加偏置电路、保护电路等。
其中,PWM调制器为开关电源的核心。
1.2开关电源的工作过程交流电网电压进入输入电路后,经输入电路中的线路滤波器、浪涌电流控制电路以及整流电路,变换成直流电压。
其中线路滤波器及浪涌电流控制电路的主要作用是削弱由电网电源线进入的外来噪声以及抑制浪涌电流,整流电路则完成交流到直流的变换,可分为电容输入型和扼流圈输入型两大类,开关电源中通常采用电容输入型。
功率变换电路是整个开关电源的核心器件,它将直流电压变换成高频矩形脉冲电压,其电路主要由开关电路和变压器组成。
开关电路的驱动方式分为自激式和他激式两大类;开关变压器因是高频工作,其铁芯通常采用铁氧体磁芯或非晶合金磁芯;开关晶体管通常采用开关速度高,导通和关断时间短的晶体管,最典型的有功率晶体管(GTR )、功率场效应晶体管(MOSFET )和绝缘栅型双极晶体管(IGBT )等三种。
AC-DC开关电源控制器的设计与应用的开题报告一、选题背景随着现代电子技术的不断发展和广泛应用,高质量、高效率、高精度、低成本电源的需求日益增长,开关电源与之相对应地成为现代电子技术中不可或缺的一部分。
换流器、能量储存元件与控制电路三大要素是影响开关电源性能的重要因素。
其中,控制电路的设计与实现对开关电源的性能影响较大。
AC-DC开关电源控制器是开关电源控制电路中的一种重要组成部分,负责控制开关管通断时间、输出电压的稳定性、负载特性等。
因此,深入研究AC-DC开关电源控制器的设计与应用具有重要意义,可促进开关电源技术的发展,提高电源的效率、稳定性和可靠性。
二、选题意义1.提高电源效率AC-DC开关电源控制器设计可对输出电压、电流进行精确控制,从而达到控制电源输出功率的目的,提高电源的效率。
2.提高电源稳定性AC-DC开关电源控制器可对输出电压进行实时监测,及时调整控制信号,使输出电压变化范围小,稳定性高。
3.应用广泛AC-DC开关电源控制电路在LED驱动、车载电源、通讯电源等领域均有广泛应用。
三、研究内容1.了解AC-DC开关电源基本原理2.研究AC-DC开关电源控制器的设计方法和技术3.设计和仿真AC-DC开关电源控制器4.验证AC-DC开关电源控制器设计的性能四、研究方法1.通过文献调研,了解AC-DC开关电源控制器的相关知识和技术,选取合适的控制方法和技术。
2.使用仿真软件,对AC-DC开关电源控制器进行设计和仿真。
3.通过实验验证设计的控制器的性能并进行优化。
五、研究计划第一阶段:9月—10月1.查阅相关文献,了解AC-DC开关电源基本原理和控制器设计方法。
2.进行仿真软件的学习和练习。
第二阶段:11月—12月1.进行AC-DC开关电源控制器设计和仿真。
2.对仿真结果进行分析和优化。
第三阶段:1月—3月1.进行实验验证和性能优化,调整仿真参数。
2.分析实验结果和优化仿真结果。
第四阶段:4月—5月1.论文撰写。
开放性实验报告实验名称:开关电源的原理、设计与调试专业班级:电科1004班学生姓名:学号:指导老师:1.开关电源简介开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关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创新,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。
经过数十年的研究和发展,开关型电源技术日臻成熟。
目前开关电源应用十分广泛,已经成为主流的电源技术。
开关电源的工作频率已经从几kHz发展到几MHz。
各种新型开关电源集成电路也数目繁多,层出不穷各种开关电源包括AC-DC 电源和DC-DC电源等。
2.开关电源的工作原理开关电源采用了不同于线性电源的能量转换方式,因而开关电源具有一系列线性电源所不具备的优点。
主要有:能量转换效率高,设备体积小,重量轻等。
开关电源一般由开关管(起电子开关的作用),续流二极管,贮能电感和控制集成电路等组成。
其中开关电源控制集成电路是整个电路的核心元件,它担任驱动开关管将输入直流电压转换成脉冲波形的工作。
开关电源控制集成电路一般采用电压比较器与三角波发生器协同的方式工作。
开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
一、实验目的1. 了解电力变换的基本原理和过程。
2. 掌握电力变换装置的工作特性及调节方法。
3. 熟悉电力变换实验设备的操作方法和注意事项。
4. 分析电力变换实验结果,验证理论知识的正确性。
二、实验原理电力变换是指将一种形式的电能转换为另一种形式电能的过程,如交流电转换为直流电,或直流电转换为交流电等。
本实验主要涉及以下几种电力变换:1. 交流-直流变换(AC-DC变换):将交流电转换为直流电,常用的变换装置有整流电路。
2. 直流-交流变换(DC-AC变换):将直流电转换为交流电,常用的变换装置有逆变电路。
3. 直流-直流变换(DC-DC变换):将直流电转换为不同电压等级的直流电,常用的变换装置有开关电源。
三、实验设备1. 实验电源:交流电源、直流电源2. 实验仪器:示波器、万用表、电流表、电压表、电阻箱等3. 实验装置:整流电路、逆变电路、开关电源等四、实验内容1. 交流-直流变换实验(1)搭建整流电路,将交流电源接入电路,调节负载电阻,观察并记录整流电路的输出电压和电流。
(2)分析整流电路的输出电压和电流与负载电阻的关系,验证整流电路的工作原理。
2. 直流-交流变换实验(1)搭建逆变电路,将直流电源接入电路,调节负载电阻,观察并记录逆变电路的输出电压和电流。
(2)分析逆变电路的输出电压和电流与负载电阻的关系,验证逆变电路的工作原理。
3. 直流-直流变换实验(1)搭建开关电源,将直流电源接入电路,调节输出电压,观察并记录开关电源的输出电压和电流。
(2)分析开关电源的输出电压和电流与输入电压的关系,验证开关电源的工作原理。
五、实验结果与分析1. 交流-直流变换实验实验结果显示,整流电路的输出电压与输入电压成正比,输出电流与负载电阻成反比。
当负载电阻减小时,输出电流增大,输出电压基本保持不变。
2. 直流-交流变换实验实验结果显示,逆变电路的输出电压与输入电压成正比,输出电流与负载电阻成反比。
当负载电阻减小时,输出电流增大,输出电压基本保持不变。
一种应用于Ac-DC反激变换器的恒流电路设计中期
报告
本文旨在介绍一种应用于Ac-DC反激变换器的恒流电路设计的中期报告。
该电路设计具有可调电流输出和高效能的特点,在电源管理进程中具有很大的潜力。
在该电路设计中,我采用了反激变换器作为电源,它可以高效地将交流电转换为直流电。
在反激变换器中,我使用了一个电感元件来储存能量,并使用一个开关来控制电流的流动。
该开关根据该电路的工作原理自动开启和关闭。
恒流电路的设计基于反激变换器的输出电流。
为了保持输出电流的恒定,我设计了一个比较器和一组调节电路。
当电流超出了范围,比较器会自动调节电路来使电流保持恒定。
我还采用了反馈电路来监测电路的输出电流。
反馈电路将监测到的电流与设定的电流进行比较,并通过调节开关的开启和关闭来使电流保持恒定。
目前,该电路设计已经通过仿真测试,并且显示了很好的性能。
然而,在将其实际应用于实际设备之前,我们还需要进行更多的测试和改进。
总的来说,这个电路设计具有很大的潜力,可以应用于各种需要稳定电流输出的电源管理场合。
反激开关电源的设计与调试
1.实验目的:
掌握反激电路、TOP255YN芯片的使用方法与各元器件的参数计算;掌握各种测试仪器的使用;输入220交流电压,得到12V电压,1.5A电流稳定主输出;副输出5V,1A。
频率f=66KHZ,输出功率23W,输出纹波100mV。
2.实验器材:
示波器、负载、输入电源、测温器、万用表。
3.实验内容:
(1)反激电路工作原理
连续模式初级电流有前沿阶梯且从前沿开始斜坡上升。
在开关管关断期间,次级电流为阶梯上叠加衰减的三角波。
当开关管在下个周期开始导通瞬间,次级仍然维持有电流。
在下一个周期开关管开通时刻,变压器储存能量未完全释放,仍有能量剩余。
三、实验数据分析
输入电压为220V 交流,整流后得到Vdc=311V 直流。
MOS 管上电压为Vdc+(Np/Ns )*(Vo+1)=400V 。
(1)变压器设计 占空比:)
/)(1()1(8.0)/)(1(on Ns Np Vo Vdc T Ns Np Vo T ++-⨯+==0.4695 初级匝数:f
Ae Bpk T V N **⨯*⨯=2on o 2p =71匝取72匝 f=66khz 次级匝数:dc on of f 1o p s V T T V N N **+*
=)(=8.2匝取9匝 次级峰值电流:=-=)
1(o crs Ton Vo P I 2.83A 次级平均电流:csr of f ar I T I *==1.5A
Vo
Ton Po Icpr *=25.1=0.337A Top255芯片峰值电流:Ton I I /cpr p ==0.802A
过载保护:
典型值Ilimit=1.7A
Ril=12k 时,Ilimit0=61%Ilimit =1.037A (上图左边为百分比)
说明:当Ip 大于Ilimit0时,top255停止工作以达到过载保护的效果。
(2)电感设计
Po
T Ton Vdc Vdc Lp *⨯-=5.22^))(1(=1198.3uH (3)测试数据
变压器温度50摄氏度,TOP255温度30摄氏度。
主输出Vo=11.54V ,Io=1.47A 。
四、实验波形
五、实验出现的问题
由于电路反馈环不稳,变压器噪声过大,去掉R12电阻,将C16改为105电容,反馈环变得稳定。
(电流型的反馈只需要一个单零点,则f 零点=161221C R =3
1fc ,fc=51f=10KHz ),算得R12取470K ,C16取105.在高频下与R12并联的电容阻抗低,信号大部份通过电容,R12失去效果,去掉R12与跟他并联的电容,电路也能实现稳定。
5V 幅输出端要在12V 端有载的情况下用,否则占空比不够不能带载。
过载保护,短路保护通过设置R15电阻值大小,来设置保护流限,当超出流限时TOP255停止工作。