36韦孟艳电源实训论文

第2页共2页编号：电源技术实训（论文）说明书题目：反激式开关电源制作院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：韦孟艳学号：0801130536指导教师：童有为、李秀东、严素清实训时间：2011年12月26日-2012年1月摘要本实验设计的开关稳压电源电路，主要采用交流-直流-交流-直流（AC-DC-AC-DC）变换技术。即将220V、50HZ的交流电（市电）转换成5V的直流电输出，中间经过滤波整流电路转换成直流电，再经过25W、5V反激式变换器整合成交流电，以提高变换效率，再经滤波整流电路转换成5V直流输出，最终得到直流电。其中用SD4870芯片控制输出电压的占空比D，采用降压式斩波方式电路，即非隔离的交换方式，调节输入输出之间一定电流通道，电感平均电流：IL=I0/1-D,调占空比可调节5V直流电压输出。总的原理是:在交流-直流电压变换器功能的中间接入直流-交流电路的结构，以增大转换效率。其主要优越性是变换效率高，可高达70%~95%，除此之外，开关稳压电源的优越性还表现有：功耗小、稳压范围宽、体积小、重量轻、安全可靠等而被人们广泛使用。关键字：AC-DC-AC-DC；反激式变换器；整流滤波；负反馈回路；占空比；AbstractTheexperimentaldesignofswitchingpowersupplycircuit,themainAC-DC-AC-DC(AC-DC-AC-DC)conversiontechnology.Isabout220V,50HZAC(mains)into5VDCoutput,intermediatefilteredrectifiercircuittoconvertdirectcurrent,through25W,5VflybackconverterintegratedintotheAC,inordertoimproveconversionefficiency,andthenfilteredrectifiercircuitconvertedto5VDCoutput,andultimatelygetDC.WhichcontroltheoutputvoltagewiththeSD4780chipdutycycleD,theuseofstep-downchoppercircuit,thatis,non-isolatedexchange,regulatingcertaincurrentbetweeninputandoutputchannels,theaverageinductorcurrent:IL=I0/1-D,adjustthedutycycleadjustable5VDCvoltageoutput.Generalprincipleis:theAC-DCconverterfunctioninthemiddleofaccessDC-ACcircuitstructuretoincreasetheconversionefficiency.Itsmainadvantagesarehighconversionefficiencycanbeashighas70%to95%,inadditiontotheadvantagesofswitchingpowersupplyisalsoreflectedare:powerconsumption,widevoltagerange,smallsize,lightweight,safeandreliableetc.arewidelyused.keywords:AC-DC-AC-DC;flybackconverter;rectifierfilter;feedbackloop;duty;第2页共2页PAGE1第1页共2页目录引言 11.设计思想与总体方案 11.1设计基本要求 11.2总体设计方案 21.3总原理框图 22.开关电源主电路的设计及参数计算 32.1主电路的选型 32.2变压器设计计算 32.3整流二极管的选择 42.4肖特基二极管的选择 52.5输出滤波电路的设计与参数计算 52.5.1过流保护 52.5.2反接保护 62.5.3过热保护 62.5.4防开机“浪涌”保护 62.5.5场效应管欠压保护 63.开关电源控制电路的设计 63.1控制电路的组成 63.2PWM控制电路 74.PWM变压器开关电源 84.1反激式变压器工作原理 84.2电感的参数计算 94.3PWM变压器系统特色 104.3.1产生偏差的原因 104.3.2改进方法 104.3.3获取高效率技巧 105.实物制作过程 115.1变压器的绕制 115.2变压器的测验 115.3元器件的焊接 116.Buck电路 126.1Buck电路的工作原理 126.2Buck电路的特点 127.测试及参数分析 137.1纹波特性测试 137.2寄生参数的影响 137.3产品调试 14问题与分析改进 15工作总结 15心得体会 16谢辞 17参考文献 18附录 19第8页共22页第1页共22页引言任何电子设备都需要电源，电源的一次电能大致有两种，一种是由发电厂生产发送的，称为市电；另一种是由电池等提供的直流电。所谓电源就是利用电能变换技术将市电或电池等一次电能转换成适合各种用电对象的二次电能的系统或装置。电能变换技术大致有以下几种：交流-交流（AC-AC）变换技术、直流-直流（DC-DC）变换技术、交流-直流（AC-DC）变换技术、直流-交流（DC-AC）变换技术等。任何电子设备使用的电源大致分线性稳压电源和开关稳压电源两大类。所谓线性稳压电源就是其调整管工作在线性放大区，这种稳压电源的最主要缺点就是变换效率低，一般只有35%~60%左右。开关稳压电源的开光管工作在开关状态，其主要优越性就是变换效率高，可高达70%~95%，除此之外，开关稳压电源的优越性还表现有：功耗小、稳压范围宽、体积小、重量轻、安全可靠等而被人们广泛使用。功耗小——由于开关管功耗小，不需要采用大散热器。而且，功耗小也使得电子设备内温升也低，周围元器件不图1.1开关电源会因长期工作在高温环境下而损坏，有利于提高整个电子设备的可靠性和稳定性。稳压范围宽——在开关稳压电源输出的交流电压在150~250V范围内变化时，都能达到很好的稳压效果，输出电压的变化在2%以下，而且在输入电源发生变化时，始终能保持稳压电路的高效率。因此，开关稳压电源能适用于市电电压波动比较大的地区。体积小、重量轻——开关稳压电源可将市电输入的交流电压直接整流，再通过高频变压器获得各组不同交流电压，这样就可省去笨重的工频变压器，从而节省了大量的漆包线和硅钢片，使电源的体积大大缩小，重量减轻。安全可靠——开关稳压电路一般都具有自动保护电路，当稳压电路、高频电路和负载等出现故障或短路时，能自动切断电源，保护功能灵敏可靠。开关稳压电源的主要问题是电路比较复杂，输出电压的纹波比较大，瞬态响应差等，因此，开关电源的应用也受到一定限制。1.设计思想与总体方案1.1设计基本要求1、输入电压：单相交流额定电压有效值220V±20%2、频率：频率范围45-65Hz3、电流：在满载运行时，输入220V,小于5A~8A。在220V以上时,冲击电流不大于18A4、直流输出电压U，可调范围：4.5V~5V。5、最大输出电流IOMAX：5A~6A6、输出噪声纹波电压峰—峰值Uopp≤1V7、进一步提高效率，AC—DC变换器的效率q≥70％8、工作温度：0~40ºC1.2总体设计方案本实验设计的开关稳压电源电路，主要采用交流-直流-交流-直流（AC-DC-AC-DC）变换技术。即将220V、50HZ的交流电（市电）转换成5V的直流电输出，中间经过滤波整流电路转换成直流电，再经过25W、5V反激式变换器整合成交流电，以提高变换效率，再经滤波整流电路转换成5V直流输出，最终得到直流电。其中用SD4780芯片控制输出电压的占空比D，采用降压式斩波方式电路，即非隔离的交换方式，调节输入输出之间一定电流通道，电感平均电流：IL=I0/1-D,调占空比可调节5V直流电压输出。总的原理是:在交流-直流电压变换器功能的中间接入直流-交流电路的结构，以增大转换效率。其主要优越性是变换效率高，可高达70%~95%。PWM控制电路DC-AC转换步骤如下：PWM控制电路市电220V、50HZ直流DC输出DC-AC变换器整流滤波 市电220V、50HZ直流DC输出DC-AC变换器整流滤波图1.3方案框图说明：选择了Buck降压变换器实现DC-AC变换，控制电路采用场效应管和PWM脉宽调制控制器SD4780芯片通过双闭环回路、反激式变换器共同控制DC-AC变换电路，实现输出电压稳定、可调；SD4780芯片产生高频脉冲控制DC-AC变换，经滤波整流电路后实现直流输出，其间经过过流保护、电压负反馈电路等电路处理。该方案的优点：1.电路结构简单，转换效率高、稳压性能优，并且转换效率高；2.滑动变阻器VR1调节5V直流输出工作量较小，难度不大；3.用脉宽调制型控制器实现PWM控制，产生频率为100KHZ的脉冲较容易，并且完全由硬件产生高频脉冲，实时性好；该方案的缺点：1.元件电器设计难度较大；⒉电路板布线工作量较大；3.脉宽调制型控制器实现PWM控制工作量大、难度大；4.对反激式变换器匝数要求很高，绕制线圈难度较大；1.3总原理框图反激式开关电源电路基本设计原理图如下：EMIEMI滤波电路整流滤波电路辅助电路反馈电路高频变换器输出整流滤波控制电路LN+5VGND图1.2开关稳压电源基本原理框2.开关电源主电路的设计及参数计算2.1主电路的选型开关电源的电路结构众多，其中适合小功率电源使用的有正激型、反激型和半桥型，适合大功率电源的有正激型、半桥型和全桥型。一般来说，小功率电源（1～100W）宜采用电路简单、成本低的反激型电路，兼用半波整流输出交流，最终转换成直流输出。图2.1主电路选型由于设计要求直流输出电压为5V，输出电流至少为5A，输出功率小于25W，所以使用反激型变换器有助于调节直流电压输出2.2变压器设计计算变压器是开关电源中的核心元件，许多其他主电路元器件的参数设计都以变压器的参数为依据，因此应首先进行变压器的设计。变压器磁芯的选择：如果工作效率是88.2%，则变压器的传输功率为：150.882=17由于许多因素，例如磁芯材料特性，变压器形状（主要是表面积对体积的比率）、表面的热辐射、允许温度、工作环境无法把传输功率与变压器的大小简单的联系起来。计算ton原边绕组开关晶体管Tr的最大到同时间对应在最低输入电压和最大负载时发生。假设D=tonTsTs=10660×103=16.6uston=DTs=0.5×16.6=8.3us（公式2计算最低直流输入电压:设当变换器在最低线路输入电压时发生满载工作。计算它的输入端的直流电压VS。对于单相交流整流用电容滤波，直流电压不会超过交流输入电压的有效值的1.4倍，也不小于1.2倍。它与电源线路中的电源阻抗、整流电压降、储能电容等效电抗、以及负载大小均有关，再次取1.3VS=95×1.3=123.5v（公式2-3）选择工作时的磁通密度值已知，选用EE25的铁芯磁路的有效面积Ae=17对于一般形状的铁芯，当工作在60KHz的频率，80%计算原边匝数因为作用电压是一个方波，一个导通器件的伏秒值与原边匝数的关系：192.1匝计算副边匝数设整流二极管的压降是0.7v，绕组压降为0.6v，则原边绕组压降电压值为15+0.7+0.6=16.3V（公式2-4）原边绕组每匝伏数=VsNp=副边绕组匝数（公式确定气隙大小及气隙计算带气隙的磁芯在一个更大的磁场强度H值下才会产生磁饱和，因此磁芯可经受一个更大的直流成分；另外，当H=0时，Br更小，磁芯的磁感应强度B0.5×0.5×7.85×2702×2×60×103=2.12mH（公式2-2.3整流二极管的选择在整流时整流二极管的所承受的最大电压可由最大输入电压求出，题目中所给的为最大输入电压220v，经过简单分析就可以看到，应该选择型号为IN4007的整流二极管，此型号的整流二极管的最高反向峰值电压为400v，正向压降为1.0v，在输入95~270v的情况下是可以忽略的。所以型号为IN4007是符合设计要求的，这里用单相桥式整流的方法需要4个IN4007的整流二极管。2.4肖特基二极管的选择肖特基二极管反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可达到几千安培。这些优良特性是快恢复二极管所无法比拟的。中、小功率肖特基整流二极管大多采用封装形式。选择MBR2045TO-220F型肖特基二极管，其导通压降小，通过1A电流时仅为0.35V，并且恢复时间短。实际使用时为降低导通压降将两个肖特基二极管并联.即双端二极管DD1、和D5、D62.5输出滤波电路的设计与参数计算电容的计算：（公式2-7）其中，ΔUO为负载电压变化量，取20mV,f=20kHz,UO=36V时,CB=1465μF,取为2000μF，实际电路中用多只电容并联实现，减小电容的串联等效电阻（ESR），起到减小输出电压纹波的作用，更好地实现稳压。为了降低纹波，采用LC低通滤波器，取截止频率fL=200Hz，电容取470μF，由可得（公式2-8）代入得L=215.80μH，取220μH。调整PWM控制信号的占空比，实现稳压输出，同时，PWM控制器与采样电路相结合，将为系统提供过流保护、过热保护、过压保护等措施，并实现输出电压、输出电流和输入电压的测量和显示。PWM信号占空比（公式2-9）2.5.1过流保护过流保护共三级：输入过流保护在交流输入端串联一支保险丝（250V，5A），从而实现过流保护。输出过流保护输出端串接电流采样电阻R13、R14，材料选用温漂小的康铜丝。电压信号需放大后送给单片机进行A/D采样。过流故障解除后，系统将自动恢复正常供电状态。逐波过流保护逐波过流保护在每个开关周期内对电流进行检测，过流时强行关断，防止场效应管烧坏。考虑到MOS管开通时的尖锋电流可能使逐波过流保护电路误动作。图2.2输入过流保护图2.3输出过流保护2.5.2反接保护反接保护功能由二极管和保险丝实现，电路如附录图一。2.5.3过热保护通过热敏电阻接安规电容检测输入端电路的温度，防止高频输入产生大火花，即抗浪涌。温度过高时关断保险丝。2.5.4防开机“浪涌”保护用RT1电阻实现了对开机浪涌电流的抑制，见附录图一。2.5.5场效应管欠压保护利用SVD04N60F的欠压保护功能，对其电源电压进行检测，使场效应管严格工作在非饱和区或截止区，防止场效应管进入饱和区而损坏。3.开关电源控制电路的设计开关电源的主电路主要处理电能，而控制电路主要处理电信号，属于“弱电”电路，但它控制着主电路中的开关器件的工作，一旦出现失误，将造成严重后果，使整个电源停止工作或损坏。电源的很多指标，如稳压稳流精度、纹波、输出特性等也都同控制电路相关。3.1控制电路的组成1).消除漏感电路消除漏感电路是整流滤波回路与变压器电路的接口，即消除尖峰脉冲，消除变压器在场效应管导通和截止时时内部产生的漏感，放流回电源。其同开关电源的可靠性、效率等性能密切相关。驱动电路需要有很高的快速性，能提供一定的驱动功率，并具有较高的抗干扰和隔离噪声能力。图3.1消除漏感电路2).保护电路保护电路具备自身保护和负载保护两方面功能。自我保护功能有：输入过电压，输入欠电压，系统过热，过电流等。负载保护功能有：输出过电压，输出欠电压等。3).负反馈回路反馈回路如下图所示：DC-DC变换器肖特基二极管D5、D6PWM控制器光电耦合器DC-DC变换器 DC-DC变换器肖特基二极管D5、D6PWM控制器光电耦合器DC-DC变换器 图3.2电压负反馈回路反馈是将半波整流后输出信号(电压)的一部分或全部,回收到PWM控制器SD4870芯片7脚FB口，与输入信号进行比较(相加或相减),并用比较所得的有效输入信号(电压)去控制输出,这就是电压负反馈过程。从电路原理图可知，经过反激式变换器T1转换后的交流电经双端二极管DD1半波整流后反馈回PWM控制器，并与之比较，通过场效应管关断与截止控制。图3.3电压负反馈电路3.2SD4780集成电路PWM控制电路的作用是将在一定范围内连续变化的控制量模拟信号转换为PWM信号，该信号的开关频率固定，占空比跟随输入信号连续变化。通常集成PWM控制器将误差电压放大器、振荡器、PWM比较器、驱动、基准源、保护电路等常用开关电源控制电路集成在同一芯片SD4780中，形成功能完整的集成电路。图3.4SD4780集成电路基准源：用于提高稳定的基准电压，作为电路中的给定的基准，即IC3。PWM比较器：将调节器输出信号转换成PWM脉冲的占空比，不同的控制模式有着不同的转换方式，电压模式的集成控制中，常采用有振荡器的产生的锯齿波同比较的方式，电流模式控制当中，采用同电感电流瞬时值相比较。分频器用于将单一的PWM脉冲序列分成两路户不对称的PWM脉冲序列，用于双端电路的控制。4.反激式变压器开关电源4.1反激式变压器工作原理所谓反激式PWM变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式开关电源。变压器次级线圈与初级线圈的电感量之比正好等于n2，就可以求得反激式变压器开关电源的输出电压为：（公式4-1）式中，Uo为反激式变压器开关电源的输出电压，Ui变压器初级线圈输入电压，D为控制开关的占空比，n为变压器次级线圈与初级线圈的匝数比。零，电容C向负载提供能量。图4.1反激式变压器电路及输出波形反激式变压器开关电源，工作于临界连续电流状态时，整流输入电压uo、负载电流Io，变压器铁芯的磁通，以及变压器初、次级电流等波形。图1-20-a）中，变压器次级线圈输出电压uo是一个带正负极性的脉冲波形，一般负半周是一个很规整的矩形波；而正半周，由于输出脉冲被整流二极管限幅，当开关电源工作于连续电流或临界连续电流状态时，输出波形基本也是矩形波。因此，整流二极管的输入电压uo的正半周幅度与输出电压Uo或储能滤波电容的两端电压基本相同。因此，整流二极管的输入电压uo的幅值Up与半波平均值Upa以及整流输出电压Uo均基本相等。图1-20-b）是变压器铁芯中磁通量变化的过程，在控制开关接通期间，变压器铁芯被磁化；在控制开关关断期间，变压器铁芯被退磁。电容电感相当电源，电流最大时：Imax=Us/RL;Buck降压式占空比：D=Von/Vin；电感输出电流：IL=Io；电感平均电流：IL=I0/1-D；图4.2变压器各相关输出波形4.2电感的参数计算电感值的计算：（公式4-3）其中，m是脉动电流与平均电流之比取为0.25，开关频率f=20kHz,输出电压为36V时，LB=527.48μH，取530μH。电感线径的计算：最大电流IL为2.5A，电流密度J取4A/mm2，线径为d,则由得d=0.892mm,工作频率为20kHz,需考虑趋肤效应，制作中采取多线并绕方式，既不过流使用，又避免了趋肤效应导致漆包线有效面积的减小。4.3PWM变压器系统特色输出电压反馈采用“同步采样”方式，有效地避免了电压尖峰对信号检测的影响。软件滤波可降低毛刺干扰，但不能从根本上减小干扰。“同步采样”法是根据开关毛刺的可预测性（集中在开关瞬间，持续时间不超过2μS），在开关管动作后2μS再采样，避免采到毛刺，提高了反馈信号的准确度和稳定度。采用多种措施降低系统的电磁干扰（EMI），如：开关频率较低，降低了EMI；SD4780芯片内部的时钟源－压控震荡器（DCO）采用了“抖频”技术，使EMI能量分散在各个频率点上，降低了EMI的峰值；产生PWM信号时也使用了“抖频”技术，即实现了用较少位数的PWM产生较多的控制阶数，又减少了EMI。具有多重保护措施，保证了系统的高可靠性。4.3.1产生偏差的原因①.对效率等进行理论分析和计算时，采用的是器件参数的典型值，但实际器件的参数具有明显的离散性，电路性能很可能因此无法达到理论分析值。②.电路的制作工艺并非理想的，会增加电路中的损耗。4.3.2改进方法①.使用性能更好的器件，如换用导通电阻更小的电力MOS管，采用低阻电容。②.使用软开关技术，进一步减小电力MOS管的开关损耗。③.采用同步式开关电源的方案，用电力MOS管代替肖特基二极管以减小损耗。④.优化软件控制算法，进一步减小电压调整率和负载调整率。4.3.3获取高效率技巧开关调整器能够达到如此高的效率的原因之一在于其使用了开关，而不是晶体管，现代开关电源效率高的另一个原因是电容和电感的有效共同使用。电容和电感都被归类为电抗元件，因为它们具有独特的储能作用，高功能使其不发生功耗（至少其本身不发生消耗能量），仅将所获得的能量储存起来。相反，电阻元件会消耗能量而不能储存能量。电容存储的能量称为静电能量，大小等于1/2×C×V2，其中C为电容量（单位为F），V是电容两端电压。电感存储的能量称为磁能，大小等于1/2×L×I2，其中L为电感量（单位为H），I是通过电感的电流。5.实物制作过程5.1变压器的绕制25W,5V输出反激式变压器的绕制如下图方法：磁芯骨架：EE28/21一次=60匝，二次=4匝，IC供电10匝从最底层开始：N1：P5——3Φ0.5mm*1股35TS（圈）N2：P7——9Φ0.5mm*3股4TSN3：P8——10Φ0.5mm*3股4TSN4：P4——5Φ0.5mm*1股25TS（最顶层）N5：P1——2Φ0.5mm*1股10TS注：1、先从最底层绕起，即N1——N5，且层与层之前需加上绝缘纸；2、P5——3表示从5脚进，3脚出（需加绝缘管套，其它脚不用加），一共绕35圈；3、P7——9表示从7脚进，9脚出，3根线并绕，一共绕4圈；4、绕线方向全部朝同一方向。拿磁芯时必须轻拿轻放，否则容易弄坏。此变压器在这电路上时，在电压为86VAC时，能供给28W的有效功率，（5V/5.6A）5.2变压器的测验(一)、合上磁芯测电感量和检验同名端顺序是否绕错电感表测3—4PIN，电感值约9mH。电感表测3—1PIN，同时短路4—2PIN，增加约3.5mH，其值约为12.5mH。电感表测3—7PIN，短路4—9PIN，电感值增加，约10.5mH。电感表测3—8PIN，短路4—10PIN，电感值增加，约10.5mH。(二)、磁芯加气隙在磁芯的两个侧柱各垫一层绝缘纸，合上磁芯，测量脚3到脚4的电感量。测3—4PIN，电感值为1mH～900μH为正常，若电感值较大，加厚绝缘纸。5.3元器件的焊接将元器件按照装配图放置在铜板的合适位置上，便可以焊接了。焊接时注意查看各管脚的对应方向，以及管脚与管脚之间避免触碰发生短路，否侧得重新绕制变压器。6.Buck电路图2-2buck电路6.1Buck电路的工作原理Buck电路（图2-2）即为降压斩波电路。当控制脉冲使Q1导通之后，C开始充电，输出电压V0加到负载R两端，在C充电过程中，电感L1内的电流逐渐增加，储存的磁场能量也逐渐增加。此时续流二极管D1因反向偏置而截止。经过Ton时间以后，控制信号使Q1截止，L1中的电流减小，L1中储存的磁场能量便通过续流二极管D1传递给负载。当负载电压低于电容C两端的电压时，C便向负载放电。经过时间Toff后，控制脉冲又使Q1导通，上述过程重复发生。当控制信号使Q1导通时，电感L1中的电流从最小值I增加到最大值I，当控制信号使V截止时，L1中的电流又从最大值I下降到I。建设Q1具有理想的开关特性，其正向饱和管压降可以忽略，所以可以列出以下的方程：V0=V1=V1=DV1（公式6-1）式中Ton是开关导通时间，Toff是开关截止时间；T时开关管工作周期，D是占空比，D=Ton/T。由上式可知，输出电压V0越开关管的占空比D=Ton/T成正比，所以通过改变开关管的占空比可以控制输出平均电压的大小。由于占空比D=Ton/T总是小于1，所以V0总是小于V1，所以这样的电路称为降压斩波电路，即buck变换器。6.2Buck电路的特点Buck电路只能实现降压，所以在任何时候，输出电压只能比输入电压低。由于电路中没有变压器，所以输入和输出之间没有隔离。Buck电路的输出只有一路，不能用于多路输出，除非加个第二级的电压调节器，虽然buck电路即可以工作于电流连续状态，又可以工作于电流总是断续的。Buck变换器开关的门极驱动很麻烦，但是buck电路简单，所以成本比较低，而且buck变换器能把一个正的输入变换成一个负的输出。7.测试及参数分析7.1纹波特性测试纹波特性测试电路图：图7.1纹波特性测试纹波特性测试数据分析最大纹波电压是指在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。纹波系数Y（%）是指在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既y=Umrs/Uo

x100%。如表5-2绘制出图5-7,纹波系数特性曲线，由图可得知，随着电阻的增加，纹波系数逐渐减小。图5-8纹波系数特性曲线7.2寄生参数的影响实际器件也存在各种电抗性寄生因素。例如，由于绕组层与层之间的静电作用，电感两端存在相当大的寄生电容；由于电介质、金属箔以及其引出端小量电感的存在，电容中也有等效串联电感（ESL）。同样，场效应管（MOSFET）也有各种寄生参数，如其内部封装各引出端之间的电容值。事实上，MOSFET的这些寄生参数是决定其开关速度（转换时间）的主要因素。电抗性寄生参数不会消耗能量，至少应该说其本身不会有热损耗。但这些寄生参数经常会在开关周期的某时刻将其能量释放于邻近的电阻，从而间接增加总损耗。因此，为提高效率，通常应最大程度减少所有这些电阻性或电抗性寄生参数。它们是妨碍变换器达到100%效率的首要原因。当然，这种优化减少应在符合市场要求及其规定前提下保证其合理性和性价比。寄生参数在一些特殊情况下它们对电源稳定性很有帮助:例如，DC-DC变换器在开环下输出短路时很容易造成破坏，在这种故障情况下，一些寄生参数的存在可使电路瞬间过流现象大大缓解。同时，在正常工作条件下，电压控制开关调整器实际上是依靠输出电容寄生的等效串联电阻（ESR）来加强环路稳定。如前所述，环路稳定是指电源在网压和突变时能够快速调整输出而不产生过大振荡和瞬态扰动。但在某些情况下寄生参数只是干扰，甚至一些完全是危害，然而其实际作用也可能因变换器工作条件不同而一直转换，例如:一定的寄生电感在开关导通瞬间起很好的作用，它可以限制通过开关的尖峰电流大小。但是它也有危害，在开关关断过程中，它释放电磁能量，从而在开关上产生很高的电压尖峰。在关断时刻，上述寄生电容通过吸收尖峰电压的能量以限制或开关两端的破坏性尖峰电压。同时，通过减缓电压上升斜率来减少交叉损耗，从而减少V和I波形中的V-I交叠。但是，在导通时刻，此寄生电容会释放它在关断期间吸收的能量，从而在开关中产生电流尖峰。该电流尖峰不容易观察，但它会造成开关过大的损耗，以及因此造成的更高的温升。因此，一般来说，所有寄生参数都有正面和负面双重性效果。7.3产品调试采用交流-直流-交流-直流（AC-DC-AC-DC）变换技术。即将220V、50HZ的交流电（市电）转换成5V的直流电输出，中间经过滤波整流电路转换成直流电，再经过25W、5V反激式变换器整合成交流电，以提高变换效率，再经滤波整流电路转换成5V直流输出，最终得到直流电。测试电路出现问题主要是在线圈的带载能力上，带载能力低，没有电流输出。如：（1）.保险丝已坏或没有起到保护作用；（2）.反激式变换器的电感量没有达到要求，电感值为1mH～900μH为正常，若电感值较大，加厚绝缘纸。（3）.场效应管没有起到导通和截止作用；（4）.滤波整流、半波整流电路输出电源（电流）过高或过低，没有达到整流效果；（5）.电位器VR1和采样电路没有调节分压作用，使得直流电输出没有达到5V。（6）.消除漏感电路没有起到消除作用，即消除尖峰脉冲，消除变压器在场效应管导通和截止时时内部产生的漏感，放流回电源。问题与分析改进（1）焊接时出现各焊点锡量不够或电烙铁不够热即焊，导致虚焊、错焊、漏焊、短路等。要使电路能正常工作，焊接这一环节时不容忽视的。解决方法：首先，要看好电路原理图要求，清查元器件的数目、质量是否齐全或保证，并及时更换不合格的元件；确定元件的安装方式，由孔距决定，并对照电路图核对电路板；左手拿电路板，焊接时平行放置的元件字符朝自己，垂直放置的元件字符朝左边；尽量将字符置于易观察的位置，字符应从左到右，从上到下，便于以后检查；将元件脚上锡，便于焊接；对照电路图对号插装元件，有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位、电解电容等；焊接时需注意各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路，其中线圈、三极管等焊接时要快以免烫坏；焊后剪去多余引脚，检查所有焊点,并对照电路图仔细检查，并确认无误后通电。（2）芯片放错，导致电路不能正常工作甚至烧坏芯片。电路中芯片SD4870、EE25放反，导致焊完芯片时才发现使错误的，无奈把芯片撬出来，反而导致电路板铜片脱落，再也没有办法重新焊芯片上去。解决方法：首先二极管IN4007、三极管NPN/PNP、PC123、SD4870芯片方位脚很明、显，即焊芯片时校准芯片凹口糟对正凹口糟，各管脚对应各管脚，保证无误后再焊接。（3）输出端电源不到5V输出或不到5V输出，电路有几种可能情况，具体分析如下：a.220V的AC-DC转换部分焊接不好，可能出现虚焊、错焊、漏焊、短路等。请检查电路AC-DC转换部分是否出现漏焊、错焊、虚焊等现象，用万用表仔细检查，红黑表笔检验电路是否出现短路等，如出现短路万用表会发出“嘀—”响亮声，再检查电源线和地线是否连接好；b.直流DC5V外围电路如滤波电容、极性电容已坏。如连接肖特基二极管外接的高频滤波电容，线圈10脚外接为稳压直流5V电路的滤波电容，R15、C8的耦合电容等，用万用表一一检查，如已烧坏或出现短路则立即更换；c.光耦合器没有反应。检查电路中光耦合器是否正常，并重新更换。工作总结通过对反激式开关稳压电源的三周实训，从中让本人对开关稳压电源有了一定的了解，以下是本人对开关稳压电源几方面的基本认识和概括：Ⅰ、需要场效应管控制电压输出并实现电压调节。选择场效应管作为开关的原因为：该开关器件功率损耗与其两端电压及流过的电流乘积有关，即V*I。所以若能使V或I为零（或很小），则能使损耗为零（或很小）。不断交替地使场效应管处于导通与关断状态，就能减少开关损耗。Ⅱ、同时控制导通和关断的时间比，就能根据平均输出能量来调节输出。Ⅲ、无论在开关导通或关断时改变开关状态都会使得输入与输出有效隔开。但输出端负载总是需要连续的能量供给，因此需在交换器一定位置引入储能元件。特别在上述输入与输出分离的情况下需使用输出电容以保持负载电压的稳定。Ⅳ、一旦引入了电容就需要限制流过其上的浪涌电流。所有在直流电源直接接有电容的场合都会产生浪涌电流，它不仅导致噪声和EMI，而且影响效率。可以简单地用一个电阻抑制浪涌电流，早期的“储桶式调整器”就是使用这种方法。Ⅴ、电阻会消耗功率。这样，在开关上减少的功耗最终可能又消耗在所加电阻上。因此，为了最大限度提高效率，变换过程需只使用电抗元件。从原理上说，电抗元件仅存储能量而不消耗能量，这样，由于电感能限制电流上升速度而没有功耗，电感与电容配合后最终可以限制电容的浪涌电流，因而电感成为我们的最后选择。同时，电感储存能量后无法瞬时将能量释放出来，其释放能量过程需要一些具体步骤。Ⅵ、了解反激式变压器的绕制。在磁芯的两个侧柱各垫一层绝缘纸，合上磁芯，测量脚3到脚4的电感量。测3—4PIN，电感值为1mH～900μH为正常，若电感值较大，加厚绝缘纸。心得体会三周的开关稳压电源设计实训结束了，在这次课程设计中让本人学到了很多开关稳压电源的知识。本设计电路结构较简单、功能较好、性能优良，除个别指标外均达到并超过了题目要求。即带负载能力强，达5A电流以上，同时整体保护电路完善，使用更安全。使用同步采样技术和多种抗EMI技术使得本电路更加环保。本设计的目的是利用220V、50HZ市电通过一定的技术产生直流5V稳压电，即主要采用交流-直流-交流-直流（AC-DC-AC-DC）变换技术。即将220V、50HZ的交流电（市电）转换成5V的直流电输出，中间经过滤波整流电路转换成直流电，再经过25W、5V反激式变换器整合成交流电，以提高变换效率，再经滤波整流电路转换成5V直流输出，最终得到直流电。并利用它为电子器件提供必要的电压、电流输出。该电源能提供一定的稳定的电压，并且在它的量程范围内连续可调，同时具有保护作用，当电源输出段短路是，电源自动断开以至不会烧坏电压。通过这次设计，让本人从中获得了很多有用的东西，加深专业知识的了解。比如说，在以前上课时没听懂的知识，现在通过自己的进一步了解，再结合自己以前所学的开关稳压知识，对它有了新的认识。在此同时，我还请教了老师电路的工作原理图，让我加深对电路图的了解，学到新的知识，在了解这一方面知识的同时，我查阅了相关的开关稳压电源资料，为此，对我以后设计的进行打下了深厚的基础，我相信在以后的学习工作中可以很轻松的应对。我这次设计的直流稳压电源还有两个不足之处：在输入端检测电路时由于表笔不小心触碰，造成短路，烧掉保险丝，所以得重新更换。在消除漏感模块还不是很了解：消除漏感电路是整流滤波回路与变压器电路的接口，即消除尖峰脉冲，消除变压器在场效应管导通和截止时内部产生的漏感，放流回电源。其同开关电源的可靠性、效率等性能密切相关。驱动电路需要有很高的快速性，能提供一定的驱动功率，并具有较高的抗干扰和隔离噪声能力。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。针对这些问题，我会注重自己的动手能力方面的锻炼，并通过查阅更多相关的书籍来扩大自己的知识面。本实训的另一个收获就是学会用专业知识、专业技能分析和解决一些简单开关稳压问题，使我对开关稳压电源原技术掌握方面都能向前迈了一大步，为以后学习打下坚实的基础。 谢辞感谢学校能给我们这样好的机会学习实践，衷心感谢童有为老师、严素清老师和李秀东老师，在这次反激式开关电源设计实训中，以他们渊博的课程知识和高深的技能水平，对我耐心的指导和帮助，从零入手，从最初的不懂到懂，从没有一点头绪到成功地做好一个开关稳压电源模块，即利用220V、50HZ市电通过一定的技术产生直流5V稳压电，最终得到5V直流电输出，让本人收获成功地硕果和喜悦，那都是老师们的呕心沥血、辛勤栽培！感谢三位老师为我们提供了这次锻炼我们动手和动脑的机会，让我们在制作作品的同时，能同时提高我们的理论基础知识和实践动手能力，增强我们的稳压电源电路理论知识水平，焊接动手能力，提高我们的电路分析能力、遇到问题解决问题的能力等，锻炼我们不怕苦不畏惧困难的精神，面对问题能迎刃而上，主动解决问题的毅力，提高我们的专业知识能力，为将来地就业打下坚实的基础。特别是电路的测试部分，PWM比较器将调节器输出信号转换成PWM脉冲的占空比，25W,5V输出反激式变压器的绕制方法