开关电源课设

1、一、课程设计的内容本次课程设计的内容是开发一个基于AP3766芯片的小功率LED驱动器，主要开发内容为LED驱动器的工作原理和设计方法、主电路参数设计、变压器设计与制作、反馈参数的设计、LED驱动电路的制作与调试等。通过这些内容的设计、开发、制作、调试等一系列工作，基本掌握小开关电源系统的工作机理与开发流程，加深对所学课程知识的理解与把握，为将来相关的研究开发工作打下坚实的基础。二、课程设计的要求与数据1熟悉LED驱动器的基本工作原理及其设计方法2 全面掌握基于AP3766芯片的LED驱动器硬件结构与电路原理；3 自行设计变压器及制作； 4 必须有完善的功能介绍与调试过程说明；5 提供完整的器

2、件级的电路图及元器件清单。三、课程设计应完成的工作1 LED驱动器总体设计与工作原理掌握2 LED驱动器关键参数的设计过程以及相应元器件的选择3 LED驱动器调试与修改，实验效果与演示4 按照学校要求撰写并上交完整的课程设计报告5 完成课程设计答辩。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1查找资料，熟悉LED驱动器硬件电路或实验室的资源图书馆或工学1号馆50412月23日12月24日2整体方案设计宿舍或工学1号馆50412月25日12月26日3熟悉与消化硬件内容宿舍或工学1号馆50412月27日4电路设计、变压器制作和样机焊接宿舍或工学1号馆50412月28日12月29日5电路调试

3、与实验验证工学1号馆50412月30日12月31日6撰写课程设计报告宿舍或工学1号馆5041月1日7课程设计答辩工学1号馆5041月2日1月3日五、应收集的资料及主要参考文献1 王志强等译. 开关电源设计M. 北京：电子工业出版社，2006.2 米昶. Protel 2004 电路设计与仿真M. 北京：机械工业出版社，2006.3 谢运祥等译. LED驱动电路设计M. 北京：人民邮电出版社，2009.4 刘胜利. 高亮度LED照明与开关电源供电M. 北京：中国电力出版社，2010.发出任务书日期： 2012 年 12 月 14 日 指导教师签名：计划完成日期： 2012 年 12 月 28日

4、基层教学单位责任人签章：一、系统总体设计： (本部分要讲清电源系统要完成的功能、效果与目标，总体的设计思路与特点，特点或创新体现在什么地方，设计思路等。阐述为了实现上述目标，运用了哪些技术，原因是什么，电路结构、工作原理与该种结构的优缺点，为什么要用这种结构。)设计背景：LED是低压发光器件，具有长寿命，高光效，安全环保，方便使用等优点。对于交流市电输入电源驱动，隔离输出是基于安全规范的要求。LED驱动电源的效率越高，则越能发挥LED高光效，节能的优势。同时高开关工作频率，高效率使得整个LED驱动电源容易安装在设计紧凑的LED灯具中。高恒流精度保证了大批量使用LED照明时的亮度和光色一致性。I

5、EC国际电工委员会对照明灯具提出了明确的谐波要求，即IEC61000-3-2标准。同时，最新的能源之星（Energy Star）标准提出对于大于5W的LED照明产品，要求功率因数指标，即PF必须大于0.7。完成的功能及效果与目标：10V 300mA 3W恒流输出的LED驱动器。设计思路：采用基于AP3766的原边反馈控制方案。工作原理：主电路为反激（Flyback）变换器，在反激变换器中，开关管Q导通时，变压器T存储能量，负载电流由输出滤波电容C提供；开关管Q关断时，变压器T将存储的能量传送到负载R和滤波电容C，以补偿电容单独提供负载电流时消耗的能量。该拓扑结构由于变压器具有传递能量和储存能量

6、的双重作用，输出滤波仅需要一个滤波电容，不需要体积、重量较大的电感，也无需输出稳压管。AP3766（PFM控制）用于控制开关管Q的工作频率，调节并维持输出恒定。该方案具有以下特点：基于BCD原边控制芯片AP3766，无需光耦和副边电流控制电路，实现隔离恒流输出；高效率，应用效率大于，空载功耗小。恒流精度高，满足输出电压范围内输出电流误差小。元件数量少，体积小，整个电路可安装在常用规格灯杯中；安全可靠，隔离输出，具有输出开路保护，过压保护及短路保护功能；功率开关采用三极管，系统成本低。AP3766简介：AP3766是BCD公司最新推出的LED专用驱动控制芯片，采用原边调整控制(PSR)技术实现高

7、精度的恒压/恒流(CV/CC)输出，省去了副边光耦及恒压恒流控制电路，也不需要环路补偿电路实现了电路的稳定控制，并且采用SOT-23-6 小体积封装，显著缩小系统体积，降低了系统成本。AP3766具有“亚微安启动电流”专利技术，降低了系统功耗，提升了效率。能够使得效率大于80%，空载功耗小于30mW。 AP3766内置外部元件温度变化补偿及恒流CC收紧技术实现垂直的CC特性，保证了量产情况下5的输出恒流精度。同时，AP3766内置软启动，过压保护，短路保护功能，提高了系统可靠性。AP3766具有很强的系统适应性，能够搭配无源PFC逐流式电路，输出图腾柱驱动电路等外围线路满足高功率因数要求和更大

8、功率输出。因此，AP3766不仅可以应用于GU10射灯,E27泡灯，也可以应用于PAR灯，直管灯等。（图1为AP3766管脚图） 图1. AP3766的管脚图二、各部分参数设计：电路原理图如下：主电路参数设计：市电输入电压： 最大输入纹波电压为10%15%：市电频率： 最小输入电压：最大输入电压：输出电压： 输出电流： 输出电压误差：反馈电压：反馈电流：反馈电压误差：总输出功率：三极管工作频率：转换效率：输入功率：变压器电流纹波率： 死区比例： 工作比例： 最大占空比max: 开关管电流： 二极管电流： RCD缓冲电路： 开关管最大电压： 二极管最大电压： 输入电流等于开关管电流，输出电流等于

9、二极管电流。充电比例Dch一般为0.150.25： 取Dch=0.2输入滤波电容： 输出滤波电容： 反馈回路参数设计：反馈电阻： R8=4.7 R9=4.7 R11=3.3K R12=15K变压器参数设计及制作：变压器匝比：主：辅：变压器原边电流： 平均最大： 平均最小：峰值电流：变压器副边电流：变压器原边电感： 磁心： EE28： 匝数修正： 所需股数： 变压器的绕制：首先绕原边线圈，从同名端开始，逆时针或者顺时针平行绕，确保每一圈线都平行漆包线之间不可有交叉，第一层完全覆盖后用胶布包好，然后继续绕第二层后用胶布包好，直至满足匝数后垂直下拉至相应端引脚。之后以相同时钟方向从同名端开始按原边线圈绕辅助线圈，满匝数后继续绕制副边线圈。注意每绕好一层线圈都包一层胶布。变压器绕好之后嵌入磁芯测量副边电感，如若电感太小就在两磁芯之间叠加一小片小纸片增加气隙进行调节。三：仿真或调试结果(示波器采集的波形)，详细记录仿真或调试的步骤、在那些地方遇到了困难，最后是如何解决的等。 波形图如下：(1) 输出波形:(2) b极(驱动波形):(3) c极:(4) e极:四：设计感想与体会，阐述通过本课程设计