单端反激电源电力电子课程设计报告

电气学科大类

2008 级

《电力电子课程设计》

设计报告

(单端反激电源)

姓 名 学 号 专业班号

指导教师 日 期 2011年9月27日

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目录

1单端反激电源原理及本实验电路原理…3

2主电路元件及变压器的计算与设计……6

3实验数据………………………………9

4试验分析………………………………10

5实验心得与体会………………………11

6参考文献…………………………………11

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1.单端反激电源原理及本实验电路原理

（1）单端反激变换器 1.工作原理：

反激变换器——开关管导通时电源将电能转为磁能储存在电感（变压器）中，当开关管关断时再将磁能变为电能传送到负载 单端变换器——变压器磁通仅在单方向变化

图1. 单端反激变换器

T导通时的关系式： N1*为正，D1截止 ，

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图2. 单端反激变换器（T导通）

T阻断时的关系式：

图3. 单端反激变换器（T 阻断）

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综合通、断两种情况的关系式：

在T阻断期结束，T再次开始导通的瞬间，电流从N2的转到N1绕组的电流初值为i10，所以

i10i2min(N2/N1)稳态运行时在一个周期TS中增加的磁通应等于减少的磁通量 ，所以得到输出直流电压平均值

V0N2DN11DVsVsN1绕组的最大电流：

i1maxV0I0VsD2L1DTSN2I0N11DVs2L1DTSN2绕组的最小电流

i2minN1V0I0VsDTSN2VsD2L1i2min0电流 ，所以有 i2不断流的条件

开关管阻断、D1导通时（见图3）承受的正向电压：

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VTmaxVsv0AVsN1N2N1vDFVsN1V0VsV0N21DN2D1234（2）本实验电路原理图 D D4T8、9、10*DL23.3uHD5* C31C4222 1KVR2100K 1W6、75*HER203C9470u 16VIN5819C10220u 25VR9100 1/2W5VDC643*7GND2CC3D24R122u/400VHER105D3IN4148R55.1 1/4W 12200K1/2WBR1U1TOP223Y3C70.1u 63V 1A400V4R39.1 1/4WU3R662 1/4WBF1A/250V BRt10C547u 25VNEC2501VZ3.9V 0.5WC6220VAC1000P 1KVGND2GND1A单端反激开关电源原理图1234A 由上图可知，本实验输入端为交流电源，通过整流桥变换为直流电，驱动单端反激电路实现不同输入电压幅值和不同负载时，输出为稳定直流电压的功能。

2.主电路元件及变压器的计算与设计 （1）主电路元件

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元件代号 Rt F BR R1 C3 R2 C4 D2 U1 U1 D4 C9 C10 L2 R9 D3 C7 R3 C5 C6 U3 R5 R6 Vz B 元件名称 负温热敏电阻 保险管 整流桥KBP206 电阻 电解电容 电阻 电容 快速管HER105 TOP223 散热器 快速管HER203 电解电容 电解电容 磁环（电感） 电阻 二极管IN4148 电容 电阻 电解电容 电容 光耦 电阻 电阻 稳压管 开关变压器磁芯 参数 10Ω 1A/250V 1A/400V 200K1W 22u/400V 100K/1W 2200P/1KV 1A/500V 24*17*16 2A/300V 470u/25V 220u/16V φ4（内径） 82Ω1/2W 100mA/200v 0.1u/63V 9.1Ω1/4W 47u/25V 2200(1000)P/1KV PC817或NEC2501 5.1Ω1/4W 62Ω1/4W 3.9V/0.5W EI125 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 备注 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 自制品 1 1 1 1 1 1 1 1 1 EI2519 电路板 1 自制品 说明： 1． 印制电路板上C!、C2、L1不安装，用短接线将J1、J2、J3短接； 2． D1不安装；

3． D5*不安装，短接，若做成充电电路，需安装D5； 4． R4不安装，要短接； 5． CN1、CN2插件不安装； 6． L2自制电感，3～5匝。

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（2）变压器的计算与设计

变压器参数： 原边：64匝 副边1：3匝 副边2：7匝

磁芯资料

N1=18,9,10N2=1N138,9,10N26,75N3436,75643N3=74

 LP3 μ=2000~2500  Bm=300mT

焊接要求

 1，绕制变压器及电感漆包线焊接处漆包层一定要刮掉，保证焊接后接触良好；

 2，电解电容的极性正确（长脚为正，短脚为负）；  3，二极管焊接时注意方向；

 4，TOP223Y安装在散热片上后再焊接到板子上；

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 5，变压器的同名端绕制时一定要确保正确；  6，PC817要注意芯片焊接方向；

 7, 3.9V稳压管与IN4148二极管注意区分开来；  8，变压器骨架比较易损坏，绕制及安装时要注意力道；先绕制原边，再绕制副边，不同绕组分不同层绕制，漆包线层与层间注意要用胶布隔离开来；

 注意：可先将变压器对应引脚引出焊在板子上，等确认电路工作正常后再将变压器焊在板子上。

3.实验数据

（1）本课设实验要求

 要求：输入电压：65~265VAC  额定输出电压5VDC；  额定负载电流为2A。

 记录空载和负载两种情况下实验数据，验证单端反激电源的稳压特性。 （2）实验步骤

1.首先测量绕制的变压器相应引脚电感是否符合要求。

2.确保实验板焊接正确无误后，使电路空载，在输入端加交流电压65~265v，每隔20v记录一次输出端电压值。

3.在电路输出端加负载，记录负载电阻值，重复2的操作。 （3）实验数据记录：

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实验数据： 输入电压值/v 65 85 105 125 145 165 185 205 225 245 265 空载时输出电压/v 5.78 5.78 5.78 5.78 5.78 5.78 5.78 5.78 5.78 5.78 5.78 负载（43.4Ω）时输出/v 5.74 5.75 5.76 5.76 5.76 5.76 5.76 5.76 5.76 5.76 5.76 4.试验分析

由上表可以看出空载时，当输入电压在65~265v范围内变化时，输出电压保持5.78v不变，表明该单端反激电路能够稳定输出直流电压。但是与实验要求的稳定输出5v有0.78v的误差，可能与变压器的匝数绕制有关系，或者是元件不够精密导致。 当负载为43.4Ω时，当输入电压较小时，输出在5.74v左右，随着输入电压升高，输出有一定的升高，最后保持在5.76v，说明该电路在负载时也能够稳定输出直流电压，但是与实验要求还是有误差，可能原因与上面分析的相同。

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5.实验心得体会

本次实验时在老师的指导下，亲手焊接的电路板，这与以往的课程设计有所不同，像信号，自控这些课设都是用软件来分析的，这次的电力电子课设需要在理解实验原理的基础上，动手绕制变压器，焊接电路实验板，不仅加深了自己的理论知识，而且动手能力也得到了锻炼。古人有云，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。这就是本次课设最大的魅力所在。

当然，实验过程也不是一帆风顺的，在变压器绕制中就遇到了麻烦，电感值总是不对，最后经过一次重绕，才将问题解决。实验室的老师非常的认真负责，帮我们查找问题所在，兢兢业业，值得称赞。

6.参考文献

陈坚.2008.4.电力电子学.高等教育出版社.

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