小功率反激式开关电源的研究与设计

 2023-08-08 07:08

论文总字数:17527字

摘 要

随着现在电子技术的一个飞速发展,其相关的一些开关电源拥有效率高和体积小以及功耗低和高可靠性等方面的的诸多优点从而受到了一个广泛性的使用。本文首先介绍了开关电源的工作原理和工作方式及其优缺点。其次介绍了反激式开关电源的相关理论知识。然后介绍了主控芯片TEA18362的相关知识,根据主控芯片来进行的电路设计。最后运用AD软件来进行实物的制作,并对实物进行验证。

关键词:开关电源,反激式,芯片TEA18362

Abstract:As a rapid development of electronic technology, now its related some of the switching power supply with high efficiency and small volume and low power consumption and high reliability and so on the many advantages by the use of a generalized thereby. This paper firstly introduces the working principle and working method of switching power supply and its advantages and disadvantages. Secondly, the related theoretical knowledge of the anti-excitation switch power supply is introduced. Then the related knowledge of the main control chip TEA18362 is introduced, and the circuit design is based on the main control chip. Finally, the AD software is used to make the object and verify the object.

Keywords:Switching power supply, Anti-excitation, Chip TEA18362

目录

1.绪论 5

1.1 选题的背景和意义 5

1.2 开关电源的分类及其优缺点 5

1.3 开关电源的工作原理 5

1.4 开关电源的脉冲调制方式 6

2. 反激式开关电源相关理论 6

2.1 反激变换器的基本电路及其优缺点 6

2.2 反激变换器的工作方式 7

3. 主控芯片TEA18362的描述 8

3.1 TEA18362芯片的简介 8

3.2 TEA18362芯片的特性和优点 8

3.3 TEA18362芯片管脚介绍及其作用 9

3.4 TEA18362芯片的典型控制 9

3.5 TEA18362芯片的保护功能 10

4. 主控芯片TEA18362的反激开关电源设计 13

4.1 技术指标和性能要求 13

4.2 反激变换器参数设计 13

4.3 箝位电路的设计 16

4.4 反馈电路的设计 17

5. 实验验证 19

5.1 制作画图软件的选用 19

5.2 PCB注意要点 20

5.4 样机系统 23

5.5 通电测试 24

6. 结论 24

参 考 文 献 26

致谢 27

1.绪论

1.1 选题的背景和意义

在生活中的缺少不了电的存在,电源是产生电的装置,我们在生活中用的电,一般都是需要经过转换才能得到,比如说交流电压转换成直流电压,高压电压转换成低压电,大功率转换成小功率等等,早期的开关电源的频率很低,随着不断改善,开关电源的频率得到提高。高频的开关电源已经被广泛应用,普遍使用的直流稳压电源有线性及开关电源等两大类别,对线性稳压电源来讲,它的优点是输出纹波电压很小,稳压性能好;缺点是它一定要利用电网和变压器相分开,还有和调整管的功率消耗相比之下相对较高,从而使得电源的体积大、质量大、利用率低下。开关电源具有质量轻、噪音小、空间小、纹波小、易扩容、效能高、智能化水准高等杰出特性,被使用在计算机、摄像机、电视机等电力产品上。

1.2 开关电源的分类及其优缺点

目前大部分的开关电源都是具有一个隔离与非隔离的两种转换形式,对于其非隔离型方面所具有的特点是体积小和结构简单以及造价成本低,而且进行输出的一个电压的相关调节的范围比较广,但是该开关电源前后之间并不产生隔离,而且整个设备的一个输出电压和输入电压不可以相同,对于隔离型的一个典型的特点就是前后发生隔离,从而导致一个输出的电压可以和输入的电压相等,由于其本身的一个体积比较大,所以对于隔离式这类型的开关电源大致上面可以分为两种分别是正激式和反激式。

那么对于正激和反激这两种不同类型的电路其各自拥有着不同的特点和优点,那么为了能够去达到一个最佳的性价比,就可以去尝试灵活运用正激式和反激式这两种开关电源,对于一般处在小功率的一些场合当中则是选用反激式,对于处于大功率的一些场合当中则是采用正激式,对于反激式类型的开关电源当中的一些小功率电源目前得到了一个较为广泛性的实际应用,主要是因为该开关电源的结构方面比较简单而且节省下了一个差不多和变压器体积大小差不多的电感[2]

根据上述的对比,本文因其设计小功率所以选择了反激式开关电源。

1.3 开关电源的工作原理

从基本意义讲,在开关上只要用到半导体的功率配置,并把其电源样式转换为其它样式的电路就叫做开关变换器,开关电源的工作原理为:高电压首先经过整流滤波电路转变为高压直流电,然后通过变压器变为低压直流电,随后再经由一个整流滤波类型的电路,最终输出了具有低电压的一个直流电,那么同时在其所进行输出的一个部分当中存在着一个反馈类型的电路,这个电路把一些反馈后的相关信息送达至控制电路当中,最后经过对PWM占空比进行一个控制工作以此来达到一个较为平稳的输出电压。

如图(图1-1)所示:目前的大部分的开关电源都是基本由四个电路进行共同组成的,分别是主电路、控制电路、保护类型的电路以及其他类型的电路。

图1-1 开关电源结构

1.4 开关电源的脉冲调制方式

那么对于目前市面上的一些开关电源依照其控制的原理方面进行分类,主要是有三种工作的方式:

1.第一种方式就是脉冲宽度调制方式,这种方式也可以简称为脉宽调制方式,那么对于这种方式的一个最重要的特性就是将其固定的一个开关上面的频率在经过一个转变脉冲宽度的过程后来进行调制其所占空的比值,那么对于稳定电压的一个主要的目的就是以这个脉宽调制器为一个主要的中心,但是也有不足之处,它无法宽范围调节其输出的电压,同时最小的导通时间受到功率开关的约束,此外输出端口还要接上负载。

2.第二种方式就是脉冲频率调制方式,那么对于这种方式一个最为重要的特点就是将其内部的固定脉冲宽度首先经过其电路,从而能够对占空比稳定电压进行一个控制作用。对于这种脉冲频率调制方式的一个中心是脉频调制器。

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