基于tl431的反激式开关电源设计学士毕业论文(编辑修改稿)

基于tl431的反激式开关电源设计学士毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

fb1+13V220ACGNDGNDGNDGND100k/2WRst14kRst247uF/30VC4300DC103CBBC7C8UinGNDF5AC0Uin2GNDGNDT1B T1C 图 4 反激式开关电源电路原理图 图 4中的数值参数如下表所示： 淮北师范大学 2020 届学士毕业论文 基于 TL431 的反激式开关电源设计 9 表 1 电容电阻参数表 电容 参数 电 阻 参数 C0 C1 103/400V Rst1 100K/2W C2 22Uf/400V Rst2 4K C3 104/25V R2 10K C4 47uF/30V R4 22 C5X 104 R6 1K C6 470 R7 247 C7 103/25V R8 22 C8 R10 22 Cvref 104 R11 47K Ct1 3300 R13 10K / / t1 10K / / Rfb1 / / Rls1 1K / / Rs1 另：开关电源 NMOS 5N60 600\5A\106W\ 欧姆。 220AC 交流电输入后，经过承受能力为 5A 的自动恢复保险丝，经过简单高频滤波后通过四个整流二极管整流、 C2 滤波得到的直流电压提供给反相端变压器，变压后得到 13V 的电压再进一步经过整流二极管整流和电解电容滤波得到稳定的淮北师范大学 2020 届学士毕业论文 基于 TL431 的反激式开关电源设计 10 直流电压提供给负载。 反相端变压器 T?的初级接有整流二极管 D5，瓷片电容 C1，R1 构成的回路是为了保护变压器由于初级线圈能量饱和而使变压器损毁而设计的。 自复保险丝 在本设计中，首先我们在输入端接有 一个自复保险丝，使用它的好处是，该保险丝比较适合在电源中使用，他的自身阻抗较低，正常工作时自身功率损耗小，而且表面温度低。 由于自身材料特性，他的过流状态响应比其他保险丝的过流状态响应快得多。 在过流状态下，自复保险丝以及小的电流锁定在高阻状态，只有切断电源或电流过失后才会恢复低阻状态，自锁运行。 在排除故障后可自行复位，无需拆换。 同时，自复保险丝还具有极好的耐大电流能力。 电流限幅 220AC 的交流电输入端接有 X 电解电容，目的是限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流过大，用 X 电容可以滤除公共电网中 的杂波，同时也滤除系统内部所产生的到电网中对公共电网造成的污染，同时起到冲击电流限幅作用。 整流滤波 输入的交流电需要转变为直流电才能进一步实现 DCDC 的电路功能，现在我们接入如上图所示的接法的四个大功率二极管进行整流，此时整出来的电流还会有杂波，为了进一步得到较为平整的直流电压，我们需要进一步滤除杂波，所以在整流之后又接入了电解电容 22uF和瓷片电容 103以达到滤除高频杂波得到较为平整直流电的效果，供下一级使用。 输出整流滤波 变压器副边的电压为交流电压，具有杂音 和纹波。 我们为了得到稳定可靠的淮北师范大学 2020 届学士毕业论文 基于 TL431 的反激式开关电源设计 11 直流电源，就需要滤除杂音和纹波，我们可以接入二极管进行整流， 104 电解电容和 103CBB 电容滤除杂波，从而得到较为平整的直流电。 负载 输出电压与负载电阻有关：负载电阻越大输出电压就越高，反之，负载越小输出电压就越低，这也是反激式变换器的工作特点。 因此空载时必须接上假负载，否则会造成因为输出电压过高而烧坏开关管。 这里，我们接入 30 欧 100W 电阻作为假负载。 （此外，输出电压还随输入点的改变而改变并随导通时间的延长而增大）。 3． 2 反馈电路 反馈 电路原理 由主电路的输出端输出电压特性可以知道，输出的电压很难达到稳定，为了使输出电压稳定，我们需要设计反馈电路使其达到稳压的目的。 也就是从输出端取样然后通过逆变器改变脉宽使输出稳定。 上面已经讲述了 TL431，本设计的基准电压和反馈电路采用常用的基准稳压器 TL431 来完成，在反馈的应用中运用采样电压通过 TL431 限压，通过 TL431和 PC817 把误差电压传给 UC3842 改变他的控制端的电流来间接改变 PWM 波，从而实现稳压的目的。 本设计中， TL431 和 PC817 的功能和原理前面都已经作了详 细介绍，这里不再遨述，本设计由 TL431 和 PC817 构成反馈回路。 本设计中他们的接法如上图 4所示。 图 4 中， R4 为 22； C5X 为 104； R6 为 1K； R 为 247K；R11 为 42K； R13 为 10K。 电源输出端的电压可根据基准电压源 TL431 的基准电压计算得到： U0=(1+R11/R13) (31) 淮北师范大学 2020 届学士毕业论文 基于 TL431 的反激式开关电源设计 12 我们知道 TL431 内部的基准电压为： Uref= (32) 为了使输出电压达到稳定，我们需要将输出电压发生波动时，经分压电阻得到的取样电压就与 TL431 的基准电压： Uref= (33) 进行比较，在阴极上形成误差电压。 所以我们设定的 TL431 外部的基准电压为： UREF= （ 34) 分压电阻的确定 根据前面的介绍，已经知道 TL431 和 PC817 的用法，现在只需要确定其接入和分压电阻值。 我们首先确定电路中 R6 的取值。 高压控制端的电流由 R6 的取值所决定的，现在我们用的是 PC817(U1B)芯片 ,由信息手册知道： CTR= （ 35）取低限电阻 ，那么经过发光二极管的最大电流为 Ix： Ix=6/ （ 36） 所以 R6 的值： R6=()/ （ 37）光二极管能够承受的最大电流为 50mA 左右， TL431 为 100mA,所以我们取流过 R6的最大电流为 50mA[8]。 R6()/50 （ 38）所以 R6 的取值在这两者之间： 淮北师范大学 2020 届学士毕业论文 基于 TL431 的反激式开关电源设计 13 R6 （ 39） 为了保证输出端能给负载提供更大的电流以满足负载稳定工作，这里我们尽量取较大阻值的电阻，所以我们取 R6 为 1K。 PC817 二极管正向电流 If 为 3mA。 而 TL431 的技术参数知其基准电压在~36V 可调，其内部的电流相应的在 1mA~100mA 以内很大范围里变化，当工作电流取 20mA 时不仅可以稳定工作还 可以为一部分死负载提供工作电流，因此只需要选 35mA 左右的电流。 然后我们就可以确定各个电阻值了，根据 TL431 的性能， R1 R1 Vo、Vr 有固定的关系： Vo=(1+R11/R13)*Ur （ 310） 式中： Vo— 开关电源的输出电压。 Vr— TL431 的基准电压。 所以取 R11 为 42K。 （假设电阻 R13 为 10K）。 接下来我们再确定 R6 和 R7 的阻值。 有前所述，光电耦合器的工作电流 I。