《flyback报告》word版

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1、专业：电子信息工程姓名：陈发毅学号：3100103074日期：2013.7.20地点：教二-125实验报告课程名称：开关电源设计_指导老师：谌平平，张军明成绩：_______________实验名称：反激电源实验类型：同组学生姓名：常垚一、Flyback设计要求•输入：单相AC85V～230Vrms；•输出：DC12V/1A&5V/1A与输入电气隔离•稳压精度：1%•输出电压纹波：<2%；•负载调整率：<1%(反馈输出）•输入调整率：1%•控制器：UC3845•开关频率：自行设定。本电路采用100kHz的开关频率•满载情况下，CCM或DCM均可以。本电路采用DCM模式二、反

2、激变换器工作原理反激变化器有两种工作模式，分别为电流连续工作模式（CCM）和电流断续工作模式（DCM）。在电流连续工作模式中，电路的工作状态可以分为2种情况。1）开关管导通时，加在变压器原边线圈的电压，因此根据变压器原副边感应电压的关系得到变压器副边感应电压为注：假设原副边感应电压的方向如图1所示。根据基尔霍夫定律，开关管两端的电压为因此二极管截止。开关管导通时的等效电路如图2所示。2）开关管关断时，变压器原边电流无法突变。原边有一个方向与参考电压反向的感应电压存在。根据安匝平衡原理，二极管导通。此次二极管两端的电压为其导通电压，约为0.7V。因此副边电压为：原边电压为：此

3、时的电路等效模型如图3所示。若开关管工作于电流断续状态（DCM），则除了以上两种状态外，还有第三种状态。该状态下，变压器原边电感电流变为零后，原边电压变为零，则此时副边电压也为零。电路只有电容给负载供电。等效模型如图4所示。图1图2图3图4三、电路参数设计（一）输入、输出参数1）基于输出功率、预计的效率，计算最大输入功率假设预计的效率大约为80%。则2）设计输入滤波电容大小、计算最小母线电压因为AC输入电压范围为90-265V，所以根据常规的设计（宽范围：电容2u/W）,选取的电容可为47uF。为了进一步减小输入纹波，可以选取100uF的电容。最小母线电压的计算：因此母线电

4、压变化范围为：105.1V—322V。输入滤波电容的耐压值为250V。（二）确定开关频率fs，最大占空比Dmax=0.45，设计变压器匝比。设定开关频率fs=100KHz。根据输入功率，并假定最低电压最大占空比，刚好临界连续，然后确定电感峰值电流。在最小输入、最大输出下设定匝比N：对于输出12V/1A的变压器副边：对于输出5V/1A的变压器副边：（三）开关器件选择1）原边开关MOSFET：最大输入N：匝比60V：考虑器件的电压过冲（吸收电路的嵌位电压）k:降额使用的系数，通常为0.9因此可以选用耐压为700V的MOSFET作为该电路的开关管。2）副边二极管的选择对于输出12

5、V/1A的变压器副边：最大电流/平均电流：对于输出5V/1A的变压器副边：（四）计算原边电感量对于DCM模式：因此得到（五）设计变压器1）选择磁芯（AP法）其中，选取Bmax=0.22T,反激变压器K1=0.0085，选择ETD24磁芯，参数如下有效磁芯截面积Ae=0.56cm2，有效体积Ve=3.48cm3平均磁路长度le=6.19cm，窗口面积Aw/Aw’=1.02/0.86cm2，宽度bw/bw’=2.07/1.72cm高度hw/hw’=0.50/0.38cm，AP=0.57此电路没有特殊要求，因此选择最常用的铁氧体。2）计算电感匝数和气隙电感公式：有气隙时：取Ns1

6、=3，则Ns2=7,Np=50气隙：3）计算导线尺寸变压器原边线圈为1股，辅助绕组为1股，两个副边为3股。变压器绕法：为了减少原边漏感，原边50匝分成2层绕。先绕25匝原边电感；贴3层绝缘胶布；绕7匝3股副边电感；绕1层绝缘胶布；绕3匝3股副边电感；贴3层绝缘胶布；绕原边辅助电感7匝；贴一层绝缘胶布；绕25匝原边电感。（六）RCD吸收电路设计1）确定箝位电压2）基于变压器漏感，估算吸收电路假设变压器漏感为10uH由公式得到为了能更好的起到减小MOSFET开关管D,S两端电压过冲，本电路选用51K的电阻。3）确定箝位电容Cs4）选择箝位二极管箝位二极管的电流很小，其耐压取决于

7、嵌位电容电压和输入电压的最大值（之和）。嵌位二极管需要是快恢复二极管。（七）输出电容的选择根据电流/电压应力，纹波要求，选择电解电容。对于输出为12V/1A的变压器副边：对于输出为5V/1A的变压器副边：（八）输出反馈电路设计已知Vo=5V，Vref=2.5V。得到，则电阻的阻值可选10K。（九）启动电路设计已知Ud=108A。因为启动电流为1mA，则启动时间<3s。估算可得Ca=10nF（十）PWM芯片的外围电路设计当开关频率为100kHZ时，选用时，（十一）电流采样电阻因为变压器原边的峰值电流为0.9A，所以可