本文選題：開關(guān)電源 + 正激式　； 參考：《湖南大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切,而電子設(shè)備都離不開穩(wěn)定可靠的電源。直流穩(wěn)壓電源主要分為開關(guān)電源和線性電源兩大類。從成本來說,開關(guān)電源和線性電源的成本都是隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速度不同。在某一輸出功率點上,線性電源成本反而要高于開關(guān)電源,這就是成本反轉(zhuǎn)點。在目前中國建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)保示范型社會的大背景下,具有安全環(huán)保、高效節(jié)能、短小輕薄等優(yōu)點的開關(guān)電源已經(jīng)成為本學(xué)科一個重要的研究熱點。單管正激式開關(guān)穩(wěn)壓電源由于采用了較新的電路結(jié)構(gòu),并采取了一系列措施來降低輸出紋波,能在輸出過流、過壓、過熱和電路工作異常時進(jìn)行自我保護(hù),因此具有一定的先進(jìn)性和創(chuàng)新性。本課題來源于某公司項目,通過設(shè)計一個具體型號的工業(yè)產(chǎn)品,來掌握單管正激式開關(guān)電源設(shè)計的一些基本理論如：正激變換器拓?fù)洹⒆儔浩�、反饋環(huán)路和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、PWM開關(guān)變換器的基本原理與設(shè)計等。在學(xué)習(xí)設(shè)計流程的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步掌握產(chǎn)品設(shè)計的要求規(guī)范,從而形成嚴(yán)密謹(jǐn)慎的科學(xué)思維,培養(yǎng)認(rèn)真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度。因此具有較高的實用價值和良好的工程應(yīng)用前景,也為開發(fā)和設(shè)計其它開關(guān)電源提供了借鑒和參考作用。本文設(shè)計了一個單管正激式開關(guān)電源,直流輸入范圍是36V-75V,標(biāo)稱輸入電壓為48V,輸出電壓18V,輸出電流1120mA,輸出功率20W。該電源主要采用控制芯片UC3842、光電耦合器PC357與可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431等集成芯片,能同時實現(xiàn)輸入欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)、降低最大占空比等功能。在設(shè)計過程中,做了如下對比實驗：不同匝比的變壓器性能比較,不同型號的MOS管損耗比較,不同反饋補(bǔ)償環(huán)路的效率比較。通過以上的對比實驗,找到了一種最優(yōu)設(shè)計方案。通過對樣機(jī)進(jìn)行的黑盒、白盒及余量測試得出的數(shù)據(jù)和波形表明,電源輸出電壓穩(wěn)定,電壓精度小于±2%；電壓調(diào)節(jié)率接近±0.5%；負(fù)載調(diào)節(jié)率小于±1%；輸出紋波電壓不高于50mV/150mV(峰-峰值),紋波較小。電源各項指標(biāo)均達(dá)到或接近設(shè)計指標(biāo),性能良好。本文主要創(chuàng)新點：1、采用電壓反饋和電流反饋雙閉環(huán)串級結(jié)構(gòu),使輸出電壓能夠很好地穩(wěn)定；2、利用光耦H11A1和三端可調(diào)穩(wěn)壓管TL431配合控制大大提高了瞬態(tài)響應(yīng)速度；3、很好地設(shè)計了RCD吸收回路和開關(guān)管保護(hù)電路,能有效地消除漏感,使元件能穩(wěn)定可靠地工作。
[Abstract]:With the rapid development of power electronics technology, the relationship between power electronic equipment and people's work and life is increasingly close, and electronic equipment can not be separated from stable and reliable power supply. DC power supply is mainly divided into switching power supply and linear power supply. In terms of cost, the cost of switching power supply and linear power supply increase with the increase of output power, but the growth rate is different between them. At a certain output power point, the cost of linear power supply is higher than that of switching power supply, which is the cost reversal point. Under the background of constructing resource-saving and environmental protection demonstration society in China, switching power supply with the advantages of safe and environmental protection, high efficiency and energy saving, short and light and so on, has become an important research hotspot in this subject. Because of the new circuit structure and a series of measures to reduce the output ripple, the single-transistor forward switching stabilized power supply can protect itself when the output overcurrent, overvoltage, overheating and abnormal operation of the circuit. Therefore, it has a certain advanced and innovative. This topic comes from a company project, through the design of a specific type of industrial products, to master the single transistor forward switching power supply design of some basic theory such as: forward converter topology, transformer, Design of feedback loop and compensation network the basic principle and design of PWM switching converter. On the basis of studying the design process, the author further grasps the requirements and norms of product design, so as to form a strict and cautious scientific thinking and cultivate a serious and pragmatic scientific attitude. Therefore, it has high practical value and good engineering application prospect, and also provides reference and reference for the development and design of other switching power supply. In this paper, a single transistor forward switching power supply is designed. The DC input range is 36V-75V, the nominal input voltage is 48V, the output voltage is 18V, the output current is 1120mAand the output power is 20W. This power supply mainly uses integrated chips such as control chip UC3842, optoelectronic coupler PC357 and adjustable precision parallel voltage regulator TL431, which can simultaneously realize the functions of input under-voltage protection, over-current protection and reduction of maximum duty cycle. In the process of design, the following comparative experiments are done: the performance comparison of transformer with different turn ratio, the comparison of loss of MOS transistor of different types, and the comparison of efficiency of different feedback compensation loop. Through the above contrast experiment, we find an optimal design scheme. The data and waveform obtained from the test of black box, white box and margin of the prototype show that the output voltage of the power supply is stable, the voltage accuracy is less than 鹵2, the voltage regulation rate is close to 鹵0.5 and the load adjustment rate is less than 鹵1. The output ripple voltage is not higher than 50 MV / 150 MV (peak-peak), and the ripple is smaller. All the indexes of the power supply are up to or close to the design target, and the performance is good. In this paper, the main innovation point: 1, using voltage feedback and current feedback double closed loop cascade structure, the output voltage can be very good stability, the use of optocoupler H11A1 and three-terminal adjustable voltage regulator TL431 control greatly improve the transient response speed; 3. The RCD absorption circuit and the switch protection circuit are well designed, which can effectively eliminate the leakage inductance and make the elements work stably and reliably.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN86

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本文編號：2086309