单端反激式开关电源-主电路设计

图5-6 加载时变压器二次测电压波形

图5-7 加载时TOP管DS端电压波形

图5-8 加载时次级滤波输出电压Uo波形

31

5.2 设计结果分析

1.由三个表格的输出数据可以看出,输出电压基本稳定在12V-13V之间,基本上符合了设计的要求——12V输出电压。

2.从整流桥滤波输出值与波形可以看出,其输出电压大小约为2u。空载时其波形比负载时平,是由于负载时,当输入电压小于输出电压时,二极管不导通,电容向负载放电,输出波形会下降,当输入电压大于输出电压时,输出端向电容与负载放电,输出波形上升;空载时,R??,放电时间为无穷大,输出电压一直保持在2u大。这种现象符合电容滤波的单相不可控整流电路的特点。

3.从空载与负载时,TOP管DS两端电压的波形来看,空载时比负载要稳定得多。这是由于空载时,电流很小,所以受到电磁等方面的干扰时,表现出来的变化没那么明显。

4.比较空载与负载时,变压器的二次侧电压波形和输出电压波形。可以看出空载时的两种波形比负载时的两种波形要正常与稳定,这都是由于负载时TOP管DS两端电压波形中的振荡部分所造成的。但是这两个波型还是总体上符合了设计的要求。 5.观察图中两种情况下的次级滤波输出电压Uo波形,可以发现示波器中均没有输出电压值与频率显示,这是由于输出电压有跳动,所以不能显示出来。但是其跳动并不大,从万用表显示都是在12V-14V之间跳动,所以说还是基本吻合了设计所要求的12V稳定输出的。

6.TOP管DS两端波形不够完美,负载时有振荡,空载时升降沿有点倾斜。首先,有可能是变压器没有绕好,没有把一二次侧耦合好,或者没有把脚焊好等方面问题。第二,有可能是元件之间有电磁干扰,影响了DS两端PWM波形的输出稳定性。最后,也有可能是电容值选择不够大,影响了滤波效果。

32

结论

开关电源与我们的生活密切相关,在很多的生活领域当中我们都用到,这次的设计让我感性地了解到开关电源的一些原理与设计方法。本次开关电源的设计经实验室测试过后,发现基本符合了设计的要求,在输入电压为85V-220V之间时,经滤波后进入单相二极管整流桥,再经大电容滤波得到直流高压,如图5-1与图5-5。通过PWM控制后,在反激式变换器的变压器二次侧得到高频矩形波电压,如图5-2与图5-6。最后经过滤波得到平稳的直流电压,电压值基本稳定在12V左右。

虽然这次设计得到比较满意的结果,但是还是有改善的空间。首先是可以更加合理的焊制电路板减小元件之间的电磁干扰,如TOP管控制端附近的电容尽可能地靠近源极和控制端的引脚;S、L、X端的引线与外围相关元件的距离要尽量短捷等。然后在变压器绕制时应尽量让每匝线圈紧挨在一起。在包绝缘胶时,不同组不同层的贴法是有点区别的,希望能按尽量相关资料的要求来贴。最后是在测试时,示波器可以尽量远离开关电源,这样输出的结果可以更加好,这是由于这样可以减少电磁干扰示波器的缘故。

通过本次的系统设计和制作,从中学习了很多有用的知识。具体有以下几点: 首先,学会了从书本上学习知识并与自己的实践相结合,从理论到实践,从而把实物制造出来。

其次,学会了很多有用的电子器件及其应用,如变压器的绕制、TOPSwitch-GX

芯片、肖特基二极管MBR20100、反激电路等的使用。

最后,在整个调试的阶段,我学习了很多书本上学习不来的知识,如在反激电路

中,是可以进行空载调试的;在用示波器测波形时,要把其插头的接地用绝缘胶包起来,不然测试时会经常跳闸;初次对设计好的电源上电时,可以在输出端串接一个灯泡,防止电流过大或短路把器件烧坏。增强了自己的动手能力。

33

致谢

参考文献

[1].沙占友.新型单片开关电源设计与应用技术[M].北京:电子工业出版社,2005. [2].徐德鸿.开关电源设计指南[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3].赵同贺.开关电源设计技术与应用实例[M].北京:人民邮电出版社,2007.1-13. [4].王水平,王保保,贾静.单片开关电源集成电路应用设计实例[M].北京: 人民邮电出版社,2008.273-295.

[5].沙占友,任文霞,李春明. TOPSwitch-GX系列第四代开关电源的原理[J].电源技术应用,2001(7).301-302.

[6].王兆安,王俊.电力电子技术[M].北京: 机械工业出版社,2009.39,186-188.

[7]. 孟建辉. 开关电源的基本原理及发展趋势[J]. 通信电源技术,2009,26(6).62-63.

34

[8]. 梁凯,姚高尚,熊腊森,等. 基于TOPSwitch_GX芯片的开关电源设计[J]. 电源技术应用,2007,10(6).21-23.

附录

实物图:

35

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@) 苏ICP备20003344号-4