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【毕业设计】30WLED开关电源设计 【毕业设计】30WLED开关电源设计

格式:word 上传:2022-06-24 20:04:03

《【毕业设计】30WLED开关电源设计》修改意见稿

1、“.....在连续模式下,初级开关电流是从定幅度开始增大的,上升到峰值再迅速回零。其开关电流波形成梯形。这表明,因为在连续模式下,储存在高频变压器中的能量在每个开关周期内并未全部释放掉,所以下开管周期具有个初始能量。采用连续模式可减小初级峰值电流和有效值电流,降低芯片的功耗。但连续模式要求增大初级电感量,这会导致高频变压器的体积增大。综上所述,连续模式适用于选输出功率较小的和尺寸较大的高频变压器。非连续模式的开关电流则是从零开始上升到峰值,再降至零的。这意味着储存在高频变压器中的能量必须在每形个开关周期内完全释放掉,其开关电流波形呈三角形。非连续模式下的,值较大,但所需要的较小。因此,它适合采用输出功率较大的,配尺寸较小的高频变压器。开关电源的种类选择开关型稳压电源的种类很多,分类方法也有多种。从推动功率管的方式来分可分为自激式和它激式......”

2、“.....振荡器产生的开关脉冲加在开关管上,控制开关管的导通和截至。按开关管的个数及连接方式可分为单端式推挽式半桥式和全桥式等,单端式开关电源仅用个开关管,推挽式和半桥式采用两个开关管,全桥式则采用四个开关管。按开关管的连接方式,开关电源分为串联型与并联型开关电源,串联型开关电源的开关管是串联在输入电压与输出负载之间的,属于降压式稳压电路而并联型开关电源的开关管是并联在开关电源之间的,属于升压式电路。单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的侧。所谓的反激,是指当开关管导通时,高频变压器初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管处于截止状态,副边上没有电流通过,能量储存在高频变压器的初级绕组中。当开关管截止时,变压器副边上的电压极性颠倒,使初级绕组中存储的能量通过整流和电容滤波后向负载输出......”

3、“.....输出与输入间有电气隔离,能方便的实现单路或多路输出,开关管驱动简单,可通过改变高频变压器的原副边绕组匝比使占空比保持在最佳范围内,且有较好的电压调整率。其输出功率为。它也有其定的缺点,如开关管截止期间所受反向电压较高,导通期间流过开关管的峰值电流较大。但这可以通过选用高耐压大电流的高速功率器件,在输入和输出端加滤波电路等措施加以解决。单端反激式开关电源使用的开关管承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍,工作频率在之间。图单端反激式开关电源单端正激式开关电源单端正激式开关电源的典型电路如图所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。当开关管导通时,也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感储存能量当开关管截止时,电感通过续流二极管继续向负载释放能量。在电路中还设有钳位线圈与二极管,它可以将开关管的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件,即磁通建立和复位时问应相等......”

4、“.....由于这种电路在开关管导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出的功率。电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,因此这种电路的实际应用较少。图单端正激式开关电源自激式开关稳压电源自激式开关稳压电源的典型电路如图所示。当接入电源后在给开关管提供启动电流,使开始导通,其集电极电流在中线性增长,在中感应出使基极为正,发射极为负的正反馈电压,使很快饱和。与此同时,感应电压给充电,随着充电电压的增高,基极电位逐渐变低,致使退出饱和区,开始减小,在中感应出使基极为负发射极为正的电压,使迅速截止,这时二极管导通,高频变压器初级绕组中的储能释放给负载。在截止时,中没有感应电压,直流供电输人电压又经给反向充电,逐渐提高基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样,由变压器的次级绕组向负载输出所需要的电压。自激式开关电源中的开关,取。的电容使用瓷片电容,测试结果,取......”

5、“.....仿真电路图中寄生参数按照实际测试和参考文献给出的数据,仿真波形如图所示。仿真频率从到,可以看到以下,没有损耗,在些安规测试中,初始测试频率为,从图中我们可以看到的时候滤波器插损已经达到,有效的衰减了高频分量。图共模滤波器的仿真电路图图共模滤波器的插入损耗差模仿真电路如图所示。仿真电路图中寄生参数按照实际测试和参考文献给出的数据,仿真波形如图所示。仿真频率从到,可以看到下,没有损耗,在些安规测试中,初始测试频率为,从图中我们可以看到的时候滤波器插损已经达到,有效的衰减了高频分量。图差模滤波器的仿真电路图图差模滤波器的插入损耗在实际制作中,滤波器由于阻抗不匹配等原因,其性能会有所变化,特别高频时,插入损耗的下降趋势较为严重。但是,通过仿真,合理设置原件参数,可以优化滤波器的参数,使之满足实际工程所要求的性能。实际反馈补偿网络对误差放大器的影响如图所示。电路中的元件参数来源于实际应用......”

6、“.....把驱动的电流信号转化为电压信号,在对采样电压信号进行放大处理后送到控制芯片的反馈端口。恒流反馈设计的目的就是把采样的电压信号和传统的恒压控制芯片的反馈端口进行匹配,即电气性能和幅频特性的匹配,使恒压控制芯片实现恒流功能。恒流反馈必须有精确的电压基准源,本设计使用做为电压基准源,将的阴极和参考及短接,阴极和供电端之间连接电阻,可以得到的精确参考电压。数据手册上推荐的阴极工作电流为,大的阴极电流通过串联电阻会产生很大的损耗,设计时取为,可以降低功耗,阴极电流计算如式。使用放大器实现恒流反馈。如图所示。通过检测电流检测电阻上的压降来实现恒流特性。电压基准源使压降之和为,和连接点在运算放大器的反向输入端生成电压,运算放大器的正向输入端接地。达到设定电流时,上的电压将超过设计电压,并且上电压为负值,这样会使放大器反向输入端电压小于......”

7、“.....此时会正向偏置,可以驱动光耦或三极管。电容和电阻提供环路补偿。采样电阻般取,使用运算放大器的限流方式使电流采样电压最小化,从而降低了损耗,使效率提高。为阴极提供回路。稳压管可以在空载时,实现恒压输出,避免空载时损坏电路。同时在电路板做完后空载上电可以检测电路是否正常。图实现恒流使用外部专利线路实现恒流反馈。如图所示。在使用器件的设计中,此专利线路可以无偿使用。图电路和给偏压使得上电压为,光耦的压降为参考电压,上电压设定了电压阀值。和的电压相互抵消,具有非常好的温度特性。和决定何时进入重启动状态。和光耦发光二极管设定恒压工作时的电压,稳压管要选择低偏置电流的。,这种恒流反馈电路只有在配合公司系列和系列时才有较好的恒流性能。第四章变压器的优化设计变压器是开关电源的核心,其设计的好坏直接影响到开关电源的性能,特别是在恒流驱动开关电源中,由于变压器寄生参数的影响,使得输出电流含有较大的噪声......”

8、“.....使得电源不能稳定恒流。本章首先介绍变压器设计常用的法,因为法公式中的参数是经验值,本文在阅读大量文献的基础上,推导并计算的最佳值,使得设计的变压器得到定的优化。法设计变压器法是种常用的变压器设计方法。使用法设计时,先求出磁芯窗口面积与磁芯有效截面积的乘积,再根据值选择合适的磁芯。设变压器初级绕组的匝数为,次级绕组的匝数为,初级绕组上的电压为,则由法拉第电磁感应定律可得其中等效波形系数开关工作频率,单位为工作磁感应强度,单位为磁芯的有效截面积,单位为由式可得设为窗口使用系数,即磁芯窗口被绕组所占的比率,则磁芯窗口的有效截面积为。为所有绕组所占有的窗口面积之和,即反馈电路的设计反馈电路是开关电源设计的关键,反馈电路的设计直接影响电源的性能。常规的电源控制芯片是基于恒压控制设计的,用恒压控制芯片实现恒流控制,关键是反馈电路的设计。系统稳定的条件系统稳定的第准则在开环增益为的频率处......”

9、“.....系统稳定的第二准则为防止倍频程电路相位快速变化,系统的开环增益曲线,在剪切频率附近的增益斜率,应为。系统稳定的第三准则在开环增益为的频率处,相位余量要大于。开关电源的反馈环路如图所示。图开关电源的反馈环路其开环传递函数为其中功率部分的传递函数输出部分的传递函数反馈分压部分的传递函数反馈补偿部分和光耦部分的传递函数调制器部分的传递函数磁芯体积,单位为磁芯参数。改写式可得对于参数确定的变压器为常数。绕组损耗可表示为其中绕组材料电阻率,单位为绕组体积,单位为。根据式,可得对于参数确定的变压器为常数。由式和式可得图损耗与工作磁感应强度关系曲线式和说明损耗与工作磁感应强度有关,如图所示,绕组损耗随着的增加而降低,磁芯损耗随着的增加而增加,而总损耗存在个最小值,此最小值对应的如果小于磁芯的饱和磁感应强度,则说明存在个最优的工作磁感应强度。为了求得总损耗最小的条件,对式进行求导,可得令,可得,即式为变压器损耗最小的条件......”

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