[from_web]反激电源设计报告新.doc

专业： 专业： 电子信息工程 姓名： 学号： 日期： 2013/7 地点： 教二-125 实验报告 课程名称：___开关电源设计____指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 反激电源 实验类型： 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验要求 使用芯片：安森美的NCP1251； 输入电压：单相AC85V～220V； 输出：两路，5V，12V输出，任选一路稳压。总功率不小于15W； 纹波：峰峰值小于额定电压的5%； 工作模式：自选，如CCM或者DCM ； 控制电路：峰值电流控制。 二、实验原理 理想反激变压器工作原理 理想反激变压器的等效电路如图1，工作过程如下：(1)当Q1导通，直流电压Ud 加在激磁电感Lm上，电流im 增加，激磁电感Lm 存储能量，开关管电流iq=im。副边二极管D2关断，id=0。(2)当Q1关断，iq等于0，激磁电感电流不能突变，激磁电流经理想变压器转移到副边，副边二极管导通，id = n*im。(3)若激磁电感电流im未释放完，Q1再次导通，则反激变换器工作在电感电流连续工作模式;若激磁电感电流释放完时，Q1尚未导通，则反激变换器工作在电感电流断续工作模式，此时激磁电流im=0，开关管电流iq=0，二极管电流id=0。 图1 理想反激变压器等效电路图 图2 实际反激变压器等效电路图 实际反激变压器工作原理 实际由于各种寄生参数的存在，如变压器的漏感、开关管的源漏极电容等，进一步的等效电路如图2。由于变压器漏感Llk 的存在，必须增加吸收电路，其换流过程比较复杂。本次设计即基于这一模型展开。 三、反激变压器的设计(以5V输出为例) 相关参数： 芯片工作频率fs=65kHz；漆包线线径：0.33mm；漆包线电流密度：5~8A/mm2；磁芯磁路长度Le：48.4mm；窗口面积Ae：84.4mm2。由此得出每根漆包线所能流过的电流约为0.5A。 设计步骤： 第一步：确定参数： ，，， Udmin，Iomax 时占空比最大Dmax=0.45，电流临界连续，则有，取为18 由于临界连续，计算变压器的副边激磁电感值： 根据匝比得原边电感： 原边匝数 副边匝数 RCD吸收电路设计 导线d=0.33mm，J=5~8A/mm2，取J=6A/mm2。故5V输出导线取2股，原边导线取2股。同理可得12V输出端取6股9匝。芯片供电电压若取18V，可算出匝比为7，取副边匝数为9，由于芯片供电电流较小，取股数为1。 四、主要元器件电压电流应力计算（基于实验数据） ①MOS管电压应力： a侧：（4.9V输出） 此时开关管最高电压： b侧：（12.29V输出） 此时开关管最高电压： ∴MOS管承受的最大电压为402V。 ②MOS管电流应力： a侧： b侧： ∴MOS管流过的最大电流为0.73A。 综①②：根据采用的MOSFET型号FQPF6N80C，查询其datasheet：阻断电压达到800V，导通电流达到5.5A，故电压应力为：402/800=0.50；电流应力为：0.73/5.5=0.13，故实际数值完全满足要求。 ③二极管电压应力： a侧：，故 b侧： ④二级管电流应力： a侧： b侧： 综③④：由于采用的快恢复二极管MUR 460能承受的反压为600V,(正向不重复峰值电流)故： 电压应力 电流应力 a侧二极管 25.64/600=0.04 3.64/110=0.03 b侧二极管 56.74/600=0.09 5.09/110=0.05 ∴实验中，两二极管均处于正常工作状态。 五、实验波形记录 空载 半载 满载 芯片PWM输出 MOS管源极电压 电流采样（CS） 副边电压（5V侧） 输出电压（5V侧） 输出电压纹波（5V侧） 输出电压（12V侧） 输出电压纹波（12V侧） 分析： 实验时，电路要求从空载启动；负载要缓慢调节，且从满载切换到空载时电路会停止工作。 负载越轻，电路越工作于断续状态。空载时采样电流、副边电压震荡最明显。 六、实验数据记录和处理 1、负载调整率 5 空载 12 空载 Vo(V) 4.899 5.042 Vo(V) 12.29 12.87 负载调整率 2.92%（12V侧满载） 负载调整率 4.72%