电力电子课程设计-脉宽调制技术

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1、目录第1章概述…………………………………………………………………2第2章方案确定及分析……………………………………………………42.1主电路………………………………………………………………42.2控制电路……………………………………………………………52.3保护电路………………………………………………………………62.4开关稳压电源各输出点相关波形……………………………………7第3章主电路设计…………………………………………………………93.1整流电路设计………………………………………………………93.2输出滤波电流设

2、计…………………………………………………93.3高频变压器的设计…………………………………………………103.4保护电路的设计……………………………………………………12第4章控制电路设计……………………………………………………134.1芯片的选择…………………………………………………………134.2芯片的工作原理……………………………………………………154.3电路的工作原理……………………………………………………164.4本电路的特点分析…………………………………………………17第5章总结…………………………………

3、……………………………19附录………………………………………………………………………20参考文献…………………………………………………………………2122第1章概述电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域。其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高，体积小和重量轻等突出优点，故获得了广泛得应用。本文所述得开关电源为电流控制型开关电源，是一个电压、电流双闭环控制系统，具有很强的实用价值。开关稳压电源被誉为“新型高效节能电源”，它代表着稳压电源的发展方向。由于内部器件工作在高频开关状态，因此本身消耗的能量极低，电源效率可以达

4、到80%以上，比串连调整线性稳压电源的效率提高近一倍。随着电源技术的飞速发展，开关稳压电源正朝着小型化、高频化、集成化的方向发展，高效率的开关稳压电源已得到越来越广泛的应用。本文首先概述开关稳压电源的基本工作原理，接着介绍电流型脉宽调制器UC3842芯片，着重论述了UC3842在开关稳压电源中的应用，并以一个实际应用实例分析了电源电路的构成和参数计算。系统组成：此电路由中R2、(C2+C4)构成启动电路，在(C2+C4)上电压超过15V时电路启动，然后由NS2、D2、C4构成的自馈电电路供电，启动电流小于1mA，正常工

5、作电流15mA左右。高频变压器和功率开关管器件均接有缓冲器RCD电路，用于吸收尖峰电压，防止开关晶体管的损坏。RS上电压控制了当前工作周波电流峰值。VCC电压除作为芯片工作电压外，也是电压闭环的信号电压。该电路使用了芯片UC3842、桥式整流电路、高频变压器以及大功率晶体管构成的电流控制型脉宽调制开关稳压电源，这种新型的控制方式使得开关电源同时具有很高的电压调整率和负载调整率。22其工作原理为：220V的交流电经过桥式整流电路、滤波电路得到一直流电压，再由大功率晶体管不断的导通和关断对直流电压斩波和高频变压器T2的降压

6、作用得到频率为几十kHz的矩形波电压，然后经整流滤波后得直流输出电压，其中高频变压器T2的自馈线圈Ns2中感应的直流电压反馈到误差放大器并和基准电压比较得到误差电压Vr，初级线圈中流过的电流在取样电阻0．25Ω上建立的直流电压反馈到电流测定比较器的同相输入端并和误差电压Vr相比较，从而产生脉冲宽度可调的驱动信号，使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化，输出电压稳定在某个固定的数值。比如，当由于电源电压变化或负载变化而引起输出电压降低时，则脉宽调制器会相应的增大输出PWM波形的占空比，使大功率晶体管导通的时间变长；反

7、之，当由于电源电压变化或负载变化而引起输出电压升高时，则脉宽调制器会相应的减小PWM波形的占空比，使大功率晶体管导通的时间变短，从而维持输出电压为一恒定值。22第2章方案确定及分析2.1主电路电源开关从电源端接入的一般是220V交流电，而我们实际是要经过开关电源得到一个稳定的直流输出电压，因此在主电路中，不可或缺的部分是整流，在整流中桥式电路应用广泛。为了后面输出电压大小可调，所以在桥式整流之前，先接入一级滑动变阻器。然而整流之后的直流电压并不是一个稳定值，而是一个不断变化的值，为了使整流电压更趋稳定，在整流桥的后面并

8、联一个滤波电容。SG6841与其他PWM控制器的内部结构基本相同，都由偏压源、电流和电压比较器、PWM产生电路、驱动器电路、保护电路等部分组成。不同的是：该器件的振荡器受绿色模式控制器控制，开关电源空载和轻载时，电流取样信号降低，绿色模式控制器使振荡器工作频率降低。SG6841内部产生的脉宽调制信号还受功率限制控制器控制。开关电源