2023年基于UC3844的多输出反激变换器的研究设计.doc

毕 业 设 计 题 目： 基于UC3844的多输出反激变换器的研究设计 院： 电气信息学院 专业： 电气工程及其自动化 班级：1002学号： 学生姓名： 导师姓名： 李祥来 完成日期： 2023年5月26日 诚 信 声 明 本人声明： 1、本人所呈交的毕业设计〔论文〕是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果； 2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计〔论文〕中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料； 3、我承诺，本人提交的毕业设计〔论文〕中的所有内容均真实、可信。 作者签名： 日期： 年 月 日 湖南工程学院 毕业设计〔论文〕任务书 设计〔论文〕题目： 基于UC3844的多输出反激变换器的研究设计 姓名系别 电气信息学院 专业 电气工程及其自动化 班级 1002学号指导老师 李祥来 职称 助教 教研室主任 谢卫才 一、 本任务及要求： 随着工农业中电机应用的普及，有着良好的调速性能的通用变频器应用范围广、需求量大，这就为研究通用变频器的模块化、系统化提供了很好的前景。变频器中的辅助电源是首先要解决的问题。研究设计基于UC3844专用PWM发生芯片，采用反激变换器结构的高压直流〔DC 350V-700V〕输入多路〔5路：24V/200mA；±15V/200mA；5V/1A〕隔离输出电源。设计完成的该系统应符合各项行业规定。 设计的主要内容： 1、 设计完善的硬件电路 2、 元器件有关参数计算及选型 3、 完成样机制作并进行调试 4、 完成设计报告的撰写 二、 进度安排及完成时间： 1月12日-1月18日 查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告。 2月23日-3月05日 查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告。 3月06日-3月15日 毕业实习、撰写实习报告。 3月16日-4月22日 主要完成系统软硬件构建的初步设计。 4月23日-5月10日 修改系统硬件构建设计。 5月11日-5月20日 完成系统的主电路设计与元器件计算。 5月21日-5月25日 完成工艺设计。 5月26日-6月01日 撰写毕业设计说明书〔论文〕。 6月02日-6月06日 修改、装订毕业设计说明书、指导教师评阅。 6月07日-6月09日 毕业设计辩论〔公开辩论、分组辩论〕。 基于UC3844的多输出反激变换器的研究设计 ：随着工农业中电机应用的普及，有着良好的调速性能的通用变频器应用范围广、需求量大，变频器中的辅助电源是首先要解决的问题,其中运用UC3844的反激变换器的开关电源有着许多的优点。 本课题是设计一个通用变频器的多路输出的反激式开关电源，电源取高压直流〔DC 350V-700V〕。要求基于UC3844专用PWM发生芯片，采用反激变换器结构的高压直流〔DC 350V-700V〕输入多路〔5路：24V/200mA；±15V/200mA；5V/1A〕隔离输出。设计完成的该系统应符合各项行业规定。 关键字：开关电源；UC3844；反激变换器 Design of mult-output and fly-back converter based on UC3844 Abstract: With the popularity of motor used in industry and agriculture, has a good speed regulating performance of general inverter application range, high demand, the auxiliary power inverter is the first important problem, which use UC3844 flyback switching power supply has many advantages. This topic is to design a general inverter multiplexed output of the flyback type switch power supply, power supply from high voltage direct current (DC 350 v - 700 - v). Requirements based on UC3844 dedicated PWM chip, adopt the structure of the flyback high voltage direct current (DC 350 v - 700 - v) input multiplexer (24 v / 5:200 ma, + 15 v / 200 ma; 5 v / 1 a) isolation of the output. Design of the system should comply with the regulations of the industry. Keywords:switching power ;UC3844;fly-back converter 湖南工程毕业设计〔论文〕 I 目 录 I ABSTRACT II 前言 1 第一章 绪论 2 1.1 通用变频器的介绍 2 1.2 开关电源 2 1.2.1 变频器的辅助电源 3 1.2.2基于UC3844的反激变换器的开关电源 3 1.3 课题来源 4 1.4 课题主要研究内容 4 第二章 主电路模块设计 6 2.1 主电路拓扑 6 2.2 直流-直流变换器〔直流输入开关电源〕 7 2.2.1 反激变换器〔反激式开关电源〕 7 2.2.2 反激变换器的断续模式 9 2.2.3 反激变换器的连续模式 9 2.2.4 反激变换器的临界模式 9 2.3 PWM控制 10 2.4 整流电路设计 11 2.5 滤波稳压电路的设计 12 第三章 器件介绍 16 3.1 UC3844芯片的简介 16 3.2 二极管器件的选择 18 3.2.1 电力二极管 18 3.2.2 快恢复二极管 20 3.3 开关功率管的介绍和选择 20 3.4 变压器的介绍和设计 21 3.4.1 计算一次绕组参数 22 3.4.2 计算磁芯参数 22 3.4.3 计算变压器有效体积 23 3.4.4 确定一次绕组匝数N1 24 3.4.5 确定自馈绕组N2和二次绕组N3 的匝数 24 3.4.6 计算空气气隙 25 第四章 控制电路的设计 27 4.1 变压器的RCD箝位电路设计 27 4.2 开关管缓冲电路的设计 28 4.3 电压反响电路 29 4.4 电流反响电路 30 4.5 启动电路 30 总结 33 参考文献 34 致谢 36 附录 37 前言 随着工农业中电机应用的普及，有着良好的调速性能的通用变频器应用范围广、需求量大，这就为研究通用变频器的模块化、系统化提供了很好的前景。变频器中的辅助电源是首先要解决的问题。现有的电源主要由线性稳压电源和开关稳压电源两大类组成。线性稳压电源的优点是稳定性好、输出电压精度高、输出纹波电压小。缺乏之处是要求采用工频变压器和滤波器,其体积和重量都很大,并且调整管的功耗较大,散热难,使电源的效率大大降低,一般情况均不会超过50%。随着电力电子技术的不断开展开关电源也进入了一个快速开展的阶段，具体的开展趋势可以概括为以下几个方面：1.高频化，2.数字化，3.模块化，4.软开关技术，5.非隔离DC--DC技术，6.有源功率因数校正技术，在建设资源节约型和环境友好型社会的背景下，开关电源因为具有安全环保.高效节能和短小轻薄等优点，已经成为本学科一个主要的研究重点. 电源是现代通讯，航空航天，生物技术，计算机和变频器等高科技领域内的动力支撑。电源产业正成为电子制造业的焦点。当今开关电源技术开展的四大趋势为：非隔离DC/DC计算迅速开展，开关电源吹响数字化号角，初级PWM控制不断优化，同步整流技术实现。是国内应用比拟广泛的一种电流控制型脉宽调制器。这里说的电流型脉宽调制器，其原理是按反响电流来调节脉宽的。在脉宽比拟器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比拟，从而调节占空比，使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。UC3844的结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的负载调整率、电压调整率、和瞬态的响应特性都有很大提高，是目前比拟理想、应用比拟广泛的新型控制器。 本课题主电路局部为直流输入的滤波电路，反激变换器，UC3844芯片的控制系统，整流滤波稳压电路等的设计以及触发电路设计并对所用的器件进行了介绍。 第一章 绪论 1.1 通用变频器的介绍 能够适用于所有负载的变频器，就是通用型变频器。电力电子器件的自关断化、模块化，变流电路开关模式的高频化和控制手段的全数字化促进了变频电源装置的小型化、多功能化、高性能化。尤其是控制手段的全数字化，利用了微型计算机的巨大的信息处理能力，其软件功能不断强化，使变频装置的灵活性和适应性不断增强。目前中小容量的一般用途的变频器已经实现了通用化。采用大功率自关断开关器件〔GTO、BJT、IGBT〕作为主开关器件的正弦脉宽调制式〔SPWM〕变频器，已成为通用变频器的主流。以开关电源为变频器的辅助电源的设计方案得到广泛的使用，所以对开关电源的设计也成为了变频器设计的重要局部。 1.2 开关电源 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关