课程设计论文-多路输出开关电源

课程设计论文-多路输出开关电源内容摘要：

脉冲变压器是反激变换器的一个重要组成部分。 F 面给出 该高频变压器的具体设计过程。 磁心的选择 根据输出功率和磁心截面积经验公式 ． 4 e= x P l 为变压器直流功率 P85％， A e 为磁心有效截面积。 将参数值带入得 c m。 选用 E I 型磁 12,按厂家提供的数据选 EI40，其有效面积为 c m，直流功率达 100W， 不过在这种功率变压器中实现磁耦合的磁路不是普通变压器中的硅钢片，而是在高频情况下工作的磁导率较高的铁氧体磁心或铍莫合金 等磁性材料，其目的是为了获得较大的励磁电感、减小磁路中的功率损耗，使之能以最小的损耗和相位失真传输具有宽频带的脉冲能量 可满足设计要求。 输入绕组和 5 v 输出绕组匝数比计算 单端反激式开关电源变压器初级输入电压和初级导通时间乘积是一个常数。 计算匝比时，输入电压应和导通时间或工作比相对应，计算公式如下； 211 UpUpaan  10 西华大学课程设计说明书 说明书 a 为额定工作状态时的工作比。 采用 UC3844，工作比应小于 50％，这里取 35％ U 为变压器的输入电压， 220V 交流输入电压经整流滤波后得到约 300V 高压，所以取 U300 V， U 为 5V 绕组输出电压，考虑到整流二极管上 的压降和绕组线圈上 V 的压降 u，取 v。 将相关值带入得 n≈ 2 6。 初级电感 单端犀激式开冉源变压器的临界电感： 66 10221 21m i n   PoTnU pUp nU pUpL T 为 UC3844 的工作周期。 通常 反激式开关电源变压器初级电感 ≥ L min。 气隙长度可根据式子 BmAo IpIpIx 2214.  其中 L g 为磁心气隙长度 ( mm)， A B 为脉冲磁感应增量 ( T) ，提供的磁心数据表知 A Bin =。 Ip1 为变压器初级峰值电流。   61021 211221 211  nU pUp nU pUpLpTPonU pUp nU pUpIp 初次级绕组匝数 由公式  IpIsBmN  可计算出初级绕组匝数 N 为 109 匝。 用于稳压的 5 V 绕组的匝数是至关重要的，其它次级绕组的确定是根据与它之间的电压比例关系确定 的。 根据上面计算出的匝比，可求得 5V 绕组匝数 N： 4 匝，每匝反激电压为 _0I ： 25V/匝。 其它几路次级绕组的匝数可根 Ni 南缶确定， UN p 为相应的次级绕组输出电压和匝数。 线径选取 各绕组导线 直 d 根据式 JIdi  确定。 式中 I 为各绕组有效电流。 初级绕组的有效电流可 根据公式 31 aIpdi  11 西华大学课程设计说明书 说明书 计算出，次级绕组的有效电流根据表中的设计要求得到 在计算所需的导线直径时，应考虑趋肤效应的影响，当径大于两倍穿透深度时，应尽可能采用多股导线并绕，每股导线 直径按鲁计算。 其中 n 为导线股数， d I n 为 n 股导线绕时的每股直径 ( mm)。 整 流滤波 其电路图如图。 图 整 流滤波 利用二极管的单向导电性，在变压器副边电压 U2 为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载 R 上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在 U2 为负的半个周期内，二极管反向偏置，处于关断状态，电流基本上等于零。 由于二极管的单向导电作用，将变压器副边的交流电压变换成为负载 R 两端的单向脉动电压，达到整流目的。 单相半波整流电路的输出是半个半个脉动正弦波，属于非正弦周期电路的范畴，可用傅立叶级数对半波输出电压 u o 的波形进行分析。 在计算整流输出电压的基波峰值UOM1。 设整流电路的交流输入电压 tUu ωsin2 22  ， 根据 图 可知，在输入电压的一个工频周期内，在负载上得到输出电压波形只是半个正弦波。 在 整流情况下，整流电路的输出电压瞬时值为 π2 ωπ 0 π ω0 ωs i n2 2o    t ttUu 其中 U2 为变压器副边电压的有效值，因此 根据定义，可以求出输出电压平均值 220 2O ( A V ) 2)ω(dωs i n2π1 UUttUU  2 输出电压的脉动系数 S 用来描述输出电压中，交流分量与直流分量的比例关系，从而对整流输出电压给予评价。 输出电压的脉动系数 S 的定义如下 O(AV)1OMUUS  式中 UOM1 是输出电压中基波或（最低次谐波）的 峰值 ， UO（ AV） 是输出电压的平均值。 12 西华大学课程设计说明书 说明书 对于 UOM1 如何求解。 单相半波整流电路的输出是半个半个脉动 正弦波，属于非正弦周期电路的范畴，可 用傅立叶级数对半波输出电压 u o 的波形进行分析。 在计算整流输出电压的基波峰值 UOM1 时， u o 的傅立叶级数式表示为  1 nO ( A V )o c osn tnaUu  其中  22 on ) d( c o s2TTttnuTa  整流电路中， u o 的周期与 U2 相同，所以， u o 的基波角频率为 ，则  22 22211OM2) d( c os2π1 UttUaU 于是脉动系数 22 22O ( A V )1OM  UUUUS 由此可见，整流电路输出电压的脉动系数为 157%，含有很大的脉动成分。 在整流电路中，整流二极管串联在输出回路中，因此，整流二极管的正向平均电流 ID(AV)任何时候都等于流过负载的输出平均电流 IO L2L2LO ( A V )OD ( A V ) 2 R URURUII  当负载电流平均值已知时，可以根据上式来选定整流二 极管的 ID(AV)。 整流二极管在截止时，它两端所承受的最大反向电压。 选管时应选择耐压值 URM 比高的管子，以免发生反向击穿。 由图 的波形图可看出，整流二极管所承受的最大反向电压就是变压器副边电压的最大值 2Rmax 2UU  整流电路的结构简单，但输出波形脉动系数大，直流成分低，并且电源变压器有半个周期不导电，利用效率低。 因为这 种电路只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载，所以称为单相 整流电路。 电感滤波电路，二 极管的导通角也是 180，当忽略电感器 13 西华大学课程设计说明书 说明书 L 的电阻时，负载上输出的电压平均值也是 2O(AV) UU 。 如果考虑滤波电感的直流电阻 R，则电感滤波电路输出的电压平均值为 2LLO (A V ) URR RU 。