反激式变换器拓扑结构第二章开关电源的原理单端反激式变换器拓扑结构图中变压器的初级绕组与次级绕组同名端相反，输入直流电压，开关为功率开关管，为输出滤波电容，为负载，初级绕组电流，次级绕组电流输出电压和电流，参考方向如图中所示。单端反激式变换器又称电感储能式变换器，其变压器兼有储能变压隔离三重作用。所谓单端，指变压器磁芯仅工作在其磁滞回线的侧。当功率开关管导通时，直流输入电压在初级绕组上，在变压器初级电感线圈中储存能量，由于次级绕组感应电压为上负下正，使二极管反偏截止，次级绕组中无电流，此时电能转化为磁能存储在初级电感中。当截止时，初级感应电压极性反向，使次级绕组感应电压极性反转，二极管导通，储存在变压器中的能量传递给输出电容，同时给负载供电，磁能转化为电能释放出来。当开关管重新导通时，负载电流由电容来提供，同时变压器初级绕组重新储能，如此反复。从以上电路分析可以看出，导通时，次级绕组无电流截止时，次级绕组有电流，这就是反激的含义。根据次级绕组放电时间的不同，单端反激式变换器分为种工作模式不连续工作模式连续工作模式临界工作模式。本关系式共同关系式第二章开关电源的原理开关管导通期间，流过初级绕组电流线性增长，其增量为式中为开关周期，为占空比。开关管截止期间，流过次级绕组电流线性减小，设电流减小的时间是，则流过电流增量为开关管截止期间，感应电压与电源电压起加在开关管的承受的电压为连续工作模式如果电流连续，，输出电压的表达式为断续工作模式导通期间，变压器初级绕组储存的能量，所以电源输入功率如果电流断续，导通时起始电流为，则，假设电路没有损耗，输入功率与输出功率等，设输出负载电阻为则有第二章开关电源的原理从而可以得到断续模式输出电压的表达式为由式知，在断续模式下，输出电压与输入电压和导通时间成正比，与负载电阻的平方根成正比。因此，断续模式下负载不能开路。第三章系统设计第三章系统设计术指标本课题是针对现代电子设备对供电电源的需求，以市电为能源供应，经整流滤波高频变压器再经过输出整流滤波，得到电子设备所需的等电压。本课题设计的电源主电路拓扑采用单端反激式变换器结构，采用为控实现电压和电流的双闭环控制，从而提高负载调整率，电压调整率，以达到电子设备对电源电压稳定性的要求，本电源开关频率设定在时输出路相互隔离的电压。技术指标如下输入，输出路，，开关频率效率大于输出文波最大峰值输出精度，最大最大最大占空比箱设计总输出功率估算输入功率直流输入电压平均输入电流第三章系统设计最大平均输入电流最小平均输入电流估算峰值电流散热根据激式变换器经验方法损耗的是由生的，损耗的是由整流部分产生的，是由其他部分产生的。效率时的损耗为整流部分关电源电路图设计的完整开关电源电路图如下系统设计图设计开关电源电路图键元器件的选择与设计制器芯片制高性能频率固定的电流型制器，它为实际设计提供了种电路简单外围元件少带负载能力强而又经济的解决方案。这种控制特点是有个可微调的振荡器，用来精确地控制占空比有第三章系统设计个经过高温补偿的基准电压个高增益误差放大器和个电流感应比较器个适用于功率图腾柱大电流推挽输出以及过压过流保护功能。内部结构及管脚功能图引脚图图内部结构该芯片虽然只有个管脚，但是却有两个闭环控制回路，个为内部误差放大器所构成的电压闭环控制回路，它将输出电压反馈到第管脚，同第三章系统设计准电压比较，形成误差电压。另个为内部电流感应比较器所构成的电流闭环控制回路，变压器初级绕组中的电流在反馈电阻产生的压降，通过第脚，与误差电压进行比较，调节的占空比。这两个控制回路都是在固定频率下工作的。脚为补偿端，该管脚为误差放大器的输出，外接络对误差放大器的频率响应进行补偿。脚为电压反馈端，取样电压加在误差放大器的反相输入端，与基准电压进行比较，产生误差电压。脚为电流检测输入脚，外接电流检测电阻，将流过初级绕组上的电流实时反馈到控制器，当脚电压等于或高于时，电流检测比较器输出高电平，复位存器，从而关闭输出脉冲，起到过流保护作用。脚外接定时络，用以确定振荡器的工作频率，其频率通过式确定。脚是地，是控制电路和电源的公共地。脚为输出端，采用图腾柱式输出，最大峰值电流为，能直接驱动功率栅极。脚为集成电路的正电源，其开启电压为，关闭阀值为。旦芯片开始工作，该芯片就能在间波动的电源供电条件下正常工作，的差值电压可有效地防止电路在给定工作电压附近振压力和温度电极温度发动机的工况等因素有关。电极间隙越大，电极周围气体中电子离子距离越大，受到电场作用力越小，越不容易发生碰撞电离，困此要求有更高的击穿电压就越高，离子和电子只在较足够高电场作用力才能发生有效的碰撞，从而发生能级跳跃，形成光亮电火花，工作中很多中的因素影响比如缸压力的大小的，空气温度以及气缸温度，温度影响电子和离子热运动剧烈程度，同时温度代表分子平均能量标准，还有温度涉及到了单位体积内空气的密度，密度大小会影响单位空气中含有电子和离子数多少，压力也是影响了密度个参数，压力越大密度越大单位体积内分子数越多，离子和电子越不易发生碰撞，所以压力越高温度越低所需电压越高，温度越高和压力越低所需电压越低。动机的工作状况对点火的影响发动机的工作状况影响着点火提前角。最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气的成分燃烧室形状压缩比等因素有关。当发动机转速定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时点火提前角则应适当增大。当发动机节气门开度定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。另外，点火提前角还和汽油的抗暴性能有关，使用辛烷值高，抗爆性能好的汽油，点火提前角应较大。，动机对点火系统的要求点火系统应在发动机各种工况和使用条件下，保证可靠而准确的点火。为此，点火装臵应满足下列三个基本要求能产生足以击穿火花塞电极间隙的高压电实践证明，汽车发动机在满负荷低速时需高压，启动时则常需高压，正常点火般在上，为了保证点火可靠，考虑各种不同因素的影响，点火高电压必须有定的储量，所以点火装臵产生的电压般在间，而且高电压的升值要快。火花塞应具有足够的能量要使混合气可靠点燃，火花塞产生的火花应具有定的能量，发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度已接近其自燃温度，因此所需的火花能量很小蓄电池点火系统能发出以点燃混合气。但在发动机启动怠速运转以及节气门急剧打开时，则需较高的火花能量。启动时，由于混合气雾化不良，废气稀释严重，电极温度低，故所需的点火能量最高。另外，为了提高发动机的经济性，当采用空燃比稀混合气时，由于稀混合气难于点燃，也需增加火花能量。考虑上述情况，为了保证可靠点火，火花塞般应保证有点火能量，启动时应产生大于火花能量。点火时刻应适应发动机的工作情况因为混合气在发动机的气缸内从开始点火到完全燃烧需要定的时间千分之几秒，所以要使发动机产生最大的功率，就不能在压缩行程终了活塞行至上止点才点火，而是需要适当提前些。因为发动机气缸的多少，负荷的大小，转速的变化，燃油品质的不同，即是同发动机由于工况和使用条件的不同等等，都直接影响气缸内混合气的点火时间，为了使发动机能发出最大工功率，点火装臵必需适应上述情况的变化实现最佳点火。字式电子点火系统组成数字式电子点火系统是在使用无触点电子点火装臵之后的汽油机点火系统的又大进展，称为微型电子计算机控制半导体点火系统。如下图示。电子点火系统主要有微型电子计算机各种传感器高压输出部分功率管变压器高压线火花塞三大部分组成。是整部汽车的智能控制中心，指挥协调汽车的各部工作，同时有自动诊断功能。传感器就是各种不同类型及功用的测量元件，安装在发动机不同的有关部位，把发动机工况各种参数变化反馈给计算数据。图型电子计算机控制半导体点火系统在电路中起开关作用。在电路中把低电压转换成高电压供火花塞点火。在电路中把高压电传输到火花塞。在电路中把高压电引进汽缸并把电能量转换成热能。火正时的控制所谓的点火正时，其实是说火花塞开始产生火星的那个时刻，也就是个时间点，而不是火花延续的段时间。这个时间点必须拿捏得十分准确，过早地点燃燃油会让活塞还未下行就受到膨胀的压力，引起敲缸，也就是爆震迟了点燃燃油又会由于火花的传递需要定的时间，而使得活塞下行的时候还没有形成有效的爆炸压力，而当活塞行进到下止点能量却没有完全释放，造成动力的损失。在这里需要指出，从火花塞两极充电到形成火星需要个固定的时间两极间电压恒定，而火星持续的时间亦是个固定的量。活塞运行至上止点前必须进行点火，经过燃烧后，爆炸压力最大时刚好处于活塞开始下行，这样的点火正时是最准确且最有效率的。什么要点火提前点火时刻对发动机性能影响很大，从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需要定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。若在压缩上止点点火，则混合气面燃烧，活塞面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。因此要在压缩接近上止点点火，即点火提前。把火花塞点火时，曲轴曲拐位臵与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位臵之间的夹角称为点火提前角。火提前的影响因素最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气的成分燃烧室形状压缩比等因素有关。当发动机转速定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。当发动机节气门开度定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。另外，点火提前角还和汽油的抗暴性能有关，使用辛烷值高