5 小结..........................................................................................................................25 参考文献...................................................................................................................... 26
2.1 高频开关电源的基本组成..........................................................................................3 2.1.1 开关电源的输入环节.............................................................................3 2.1.2 功率变换电路.........................................................................................4 2.1.3 控制及保护电路.................................................................................... 5
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2.2 单端反激电源基本原理
单端反激电源电路如图 2-6 所示。 变压器 PT 既是一个变压器又是一个线性电感，T 饱和导通时其等效阻抗近 似为零，如果外加电压 Ui 恒定，流过绕组 N1 的电流 i1 线性增长，由于绕组 N2 和 N1 是反极性的，二极管 D 截止，副边没有电流，导通器件的能量储存在初级 电感里；当开关管截止时，副边绕组感应电势使二极管导通，通过输出电容和负 载释放能量。根据副边绕组放电时间的不同，单端反激电源分为三种工作模式: 不连续工作模式、临界工作模式和连续工作模式。
2.1.2 功率变换电路
功率变换电路是开关电源的核心部分，针对整流以后不同的直流电压功率变 换电路有多种拓扑结构，单端反激拓扑电路及主要工作波形如图所示。
图 2-1 反激变换器拓扑及工作波形
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2.1.3 控制及保护电路
开关电源的主要控制方式是 PWM。其中电压控制模式和峰值电流控制模式被 广泛使用。
2.2 单端反激电源基本原理 ..............................................................................................7 2.2.1 共同关系式.............................................................................................7 2.2.2 连续工作模式.........................................................................................8 2.2.3 不连续工作模式（含临界工作模式）.................................................8
3 单端反激 AC-DC-DC 电源的设计 ...........................................................................9 3.1 整流环节设计 ...............................................................................................................9 3.2 滤波环节设计 ..............................................................................................................12 3.2.1 滤波原理...............................................................................................12 3.2.2 RC 滤波电路 ........................................................................................12 3.2.3 LC 滤波电路 ........................................................................................13 3.2.4 滤波参数设计...................................................................................... 14 3.3 主电路设计....................................................................................................16 3.3.1 单端反激式开关电源电路的设计.......................................................16 3.3.2 反馈环设计...........................................................................................16
图 2-3 电压模式控制原理图
图 2-4 电压前馈模式控制》课程设计说明书
2）PWM 峰值电流控制模式 峰值电流控制模式简称为电流控制模式。主要用于能周期出现电流峰值的电 路，电流控制模式原理如图 2-5.
图 2-5 电流控制模式原理图
3）开关电源的保护 开关电源保护一般有过压、欠压、过流、过温及短路保护。根据功率和拓扑 结构的不同，采用不同的传感器和方法，适时采集电压、电流、温度数据，与设 定的给定值进行比较，如有超出，封锁 PWM 的脉冲输出，关断功率开关管，达到 保护开关电源的目的。
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目录
1 设计要求.....................................................................................................................2 2 设计原理.....................................................................................................................3
（2）输入瞬态电压抑制 通常是在交流线路间并联压敏电阻或者瞬态电压抑制二极管来抑制输入瞬态 电压。瞬态电压抑制二极管简称 TVS 器件，当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时， 其工作阻抗能立即降至很低，允许大电流听过，并将电压钳制到预定水平，它的 应用效果相当一个稳压管，但 TVS 能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦，其钳位响 应时间仅为 1ps。在脉冲时间 10ms 条件下，TVS 允许的正向浪涌电流可达 50A~200A。双向 TVS 适用于交流电路，单向 TVS 用于直流电路
4 模型仿真.................................................................................................................. 18 4.1 AC DC 整流滤波电路仿真.......................................................................................18 4.2 开环系统仿真 ..............................................................................................................19 4.3 闭环系统仿真 .............................................................................................................22
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2）线路滤波器 为防止开关电源和电网相互干扰，应该在输入线路上加入滤波器。
3）输入整流滤波 高频开关电源输入不用工频变压器，直接对交流电进行整流滤波。目前国际
上交流电网电压等级有两种：100v~115V 和 230V，频率为 50HZ 或 60HZ。整流滤 波电路要适应交流电网电压的状况，现在很多开关电源都能适应通用电网电压的 范围，即输入电压为 85V~265V。高频开关电源的输入整流电路一般采取桥式整 流、电容滤波电路。
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单端反激 AC-DC-DC 电源（20V，10W） 设计
1 设计要求
初始条件： 设 计 一 个 AC-DC-DC 电 源 ， 具 体 参 数 如 下 ： 三 相 交 流 输 入 220V/50Hz，输出直流电压 20V,纹波系数<5%，功率 10W。 要求完成的主要任务: （1）对 AC-DC-DC 电源进行主电路设计； （2） 控制方案设计； （3） 给出具体滤波参数的设计过程； （4）在 MATLAB/Simulink 搭建闭环系统仿真模型，进行系统仿真； （5） 分析仿真结果，验证设计方案的可行性。