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电力电子系列实验-1203P60开关电源设计VER10
路设计方法;
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参考文献:
(1)沙占友,《新型单片开关电源设计与应 用》,电子工业出版社,2004。 (2)杨承丰,《开关电源》,1987 。 (3)胡存生,胡鹏,《集成开关电源的设计 制作调试与维修》,1995。 (4)慕丕勋,冯桂林,《开关稳压电源原理 与实用技术》,科学出版社,2005。
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(5)Beston Sensors,《瞬态电压抑制器— TVS》
为了降低损耗,NTC的阻值越小越好 ,一般取6~12欧姆。
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浪涌电压抑制器
使用双向TVS管抑制浪涌电压。 TVS管即瞬态电压抑制器。
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输入滤波电容Cin:
输入滤波电容的ESR值越小,则滤波 电压的纹波越小,滤波效果越好。
ESR即等效串联电阻。它表示电解电 容呈现的电阻值的总合。一般情况下 ,ESR值越低的电容,性能越好。
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输入电压较宽时,一般取比例系数 3uF/W,即每瓦输出功率对应3uF 的电容量。
如果输入电压比较稳定(如蓄电池输 入),一般取比例系数1uF/W,即 每瓦输出功率对应1uF的电容量。
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输入滤波电容的计算公式:
(4)绕组 :输出绕组20V/0.5A;
(5)绕组 :输出绕组20V/0.5A;
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(6)绕组 (7)绕组 (8)绕组 (9)绕组
:输出绕组20V/0.5A; :输出绕组20V/0.5A; :输出绕组5V/1A; :输出绕组15V/0.5A;
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开关电源的输出功率:
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开关电源的效率:0.8 开关电源的输入功率:
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具有电容C和共模扼流圈所组成的输入滤 波电路
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上图中,C为高频旁路电容,一般为 0.01uF~0.1uF的高频滤波电容, 抑制输入电压中的高频成分,而对工 频电压没有影响。考虑到开关电源在 开关管关断时会产生尖峰电压,故电 容C在选用时应注意其耐压应为二倍 电源电压峰值以上的无感电容,其连 线要尽可能短。
电力电子系列实验1203P60开关电源设计
VER10
2020年6月2日星期二
本课程的目的:
掌握单端反激式开关电源的原理; 掌握PWM控制器UC3843的原理及其外围
电路的设计方法; 掌握PWM控制器1203P60的原理及其外围
电路的设计方法; 掌握功率MOSFET的驱动及保护电路的原理
及其设计方法; 掌握开关电源的原理、元器件选型、外围电
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开关电源的频率: 额定输入直流电压: 最小输入直流电压: 最大输入直流电压:
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输入平均电流(即额定输入电流):
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最大平均输入电流
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最小平均输入电流
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输入电压的纹波 对于交流离线式变换器,输入纹波电压 一般设计为输入交流电压峰值的 5%~8%。对于DC-DC变换器纹波电 压峰峰值设计为0.1~0.5V。
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输入整流器的组成部分:
EMI滤波器; 启动浪涌电流抑制器; 浪涌电压抑制器; 电容滤波的单相桥式不可控整流电路
; 输入滤波电容;
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输入整流器的组成部分:
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输入滤波器:
凡是接在交流电网与开关电源输入之 间的滤波设备都叫输入滤波,其主要 作用是抑制开关电源本身对交流电网 的反干扰,同时也抑制交流电源中的 高频干扰串入开关电源。输入滤波一 般是由低通滤波与共模扼流圈等元件 组成。
(6)刘胜利,《现代高频开关电源实用技 术》,2001。 (7)姜德来,张晓峰,吕征宇。一种有效的 反激钳位电路设计方法[J]。电源技术应用, 2005,
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(8)徐德鸿,沈旭,周邓燕,《开关电源设 计指南(原书第二版)》,机械工业出版社 ,2006 。
(9)常敏慧等编著,《开关电源应用、设计 与维修》,2000。 (10)Sanjaya Maniktala著,王志强译, 《精通开关电源设计》,人民邮电出版社, 2008。
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(11)张廷鹏,吴铁军,徐明,张生舟,《通 信用高频开关电源》人民邮电出版社,2008
。 (12)张占松 蔡宣三编著。开关电源的原理 与设计 (修订版)》。
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1.开关电源的技术指标:
绕组数量:10个
(1)绕组 :初级绕组;
(2)绕组
:自馈绕组16V/20mA;
(3)绕组 :输出绕Байду номын сангаас ±15V/0.5A;
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对于输入滤波电容,首先要确定电源 直流输入端能承受多大的电压纹波。 要想电压纹波小,输入电容就要大, 这样上电时的浪涌电流也更大。滤波 电容的选择有三个方面的考虑:满足 期望的电压纹波,电容的额定电压, 电容的额定纹波电流。
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对于交流离线式变换器,输入纹波电 压一般设计为输入交流电压峰值的 5%~8%。对于DC-DC变换器纹波 电压峰峰值设计为0.1~0.5V。
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启动浪涌电流抑制器:
负热敏电阻,即负温度系数热敏电阻 ,或NTC电阻。
使用NTC电阻的开关电源,在每次关 机后不要马上开机,最好等一分钟以 后再开机,只有等NTC电阻温度降下 来后,它的阻值才能上去,再次开机 才能起限流作用。
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输入电容Cin的输入电流峰值一般为 输入电流的3~5倍,所以NTC的电 阻值必须满足
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L1和L2是绕在同一闭路磁环中的两 个匝数相同,在同名端输入一同向电 流,产生相同磁通的线圈。
L1和L2采用无气隙高频特性良好的 磁心材料,L1和L2用双线并绕方法 ,而且适当加大匝间距离,以减小分 布电容,提高频率特性。
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L1和L2主要吸收共模噪声。当输电网中有 共模噪声时,这种方向相同的纵向噪声电流 If,这时两个线圈产生的磁通Фf顺向串联磁 通相加,电感呈现出高阻抗,阻止共态噪声 进入开关电源,同时特阻止了开关电源内所 产生的噪声向公共电网扩散,以避免污染交 流电网。对于工频电源I1来说为一进一出, L1和L2产生的磁通为反向串联磁通相减感 抗为零,故毫无影响。
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2. 输入整流部分的设计
整流电路的原理图:
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整流电路主要的数量关系
输出电压平均值: (1)空载时, (2)重载时,
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整流电路主要的数量关系
电流平均值: (1)输出电流平均值:
(2)二极管电流平均值:
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整流电路主要的数量关系
二极管承受的最大反向电压: 输入交流电压额定值:220VAC 输入交流电压最大值:260VAC 输入交流电压最小值:180VAC