隔离型DCDC电源变换器设计任务书.doc

课 程 设 计 报 告 学 院： 专业名称： 学生姓名： 班 级： 指导教师： 时 间： 课程设计任务书 题目：隔离式 DC-DC变换器设计 （基于 SG3525的双管电压模式正激开关变换器） 一、设计内容 了解 saber 仿真软件，并能利用 saber 仿真软件进行简单的设电路计 学习双管电压模式正激开关变换器的组成、功能及其设计方法 运用以 SG3525为核心的电路结构产生 PWM 波，并使其控制主电路 设计反馈环，开关管的驱动电路等电路， 二、进度要求 第 1— 3 天 第 4— 6 天 第 7— 9 天 ； 第 10 天 ； 第 11—12 天 整理材料，撰写课程设计报告。 三、设计要求 输入规范： 电压： 150Vdc，±6v 转化效率 ： 开关频率： 200KHz 输出规范： 电压： 15Vdc，±5% 电流： 50mA -2A ，纹波 100mA 输出功率： 30Watts 学 生 邓飞 指导教师 李兵强 正文 一、课设预备知识 1、双管电压模式正激开关变换器 正激式变压器开关电源， 是指当变压器的初级线圈正在被直流脉冲电压激励时， 变 压器的次级线圈正好有功率输出。 1 由于正激变换器的输出功率不像反激变换器那样受变压器储能的限制， 因此输出功 率较反激变换器大， 但是正激变换器的开关电压应力高， 为两倍输入电压， 有时甚至超 过两倍输入电压， 过高的开关电压应力成为限制正激变换器容量继续增加的一个关键因 素。为了降低开关的电压应力， 可以采用双管正激变换器，如图所示， 同单管正激变换 器相比， 双管正激变换器在变换器的原边增加了一个开关管， 并增加了两个二极管， 这 两个二极管一方面起着箝位的作用， 将开关电压箝位在输入电压， 另一方面为变压器去磁提供通路。 图 2 为双管正激变换器主电路， 其变压器二次侧电路和单管正激变换器一样， 但一 次绕组与 S1、 S2（两个开关晶体管）串联， S1、 S2 在 PWM 脉冲作用下同时导通或关 断，在每个晶体开关管和一次绕组之间，各并联一个续流二极管 VD1、 VD2，使得 S1、 S2 关断时，变压器储能有一个释放通路，经过 VD1、VD2 回馈到直流输入电源。因此 双管正激变换器无需另加磁复位措施。 VD1、VD2 还起钳位作用，将 S1、 S2 承受的电 压钳位于输入电压 Vi 。 2 2、 SG3525 SG3525 是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成 PWM 控制芯片，它简单 可靠及使用方便灵活， 输出驱动为推拉输出形式， 增加了驱动能力； 内部含有欠压锁定电 路、软启动控制电路、 PWM 锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空 比。其性能特点如下： 1)工作电压范围宽： 8～ 35V。 2)内置 5． 1 V± 1． 0％的基准电压源。 3)芯片内振荡器工作频率宽 100Hz～400 kHz。 4)具有振荡器外部同步功能。 5)死区时间可调。 为了适应驱动快速场效应管的需要， 末级采用推拉式工作电路， 使开关速度更陕，末级输出或吸入电流最大值可达 400mA。 6)内设欠压锁定电路。当输入电压小于 8V 时芯片内部锁定，停止工作 (基准源及 必要电路除外 )，使消耗电流降至小于 2mA 。 7)有软启动电路。比较器的反相输入端即软启动控制端芯片的引脚 8，可外接软 启动电容。该电容器内部的基准电压 Uref 由恒流源供电，达到 2． 5V 的时间为 t=(2 ． 5V ／ 50μ A)C，占空比由小到大 (50％ )变化。 8)内置 PWM(脉宽调制 )。锁存器将比较器送来的所有的跳动和振荡信号消除。只 有在下一个时钟周期才能重新置位，系统的可靠性高。 SG3525 结构框图及内部结构如下： 图 3 4 SG3525 引脚功能说明 直流电源 Vs从脚 15 接入后分两路， 一路加到或非门； 另一路送到基准电压稳压器的 输入端，产生稳定的元器件作为电源。振荡器脚 5 须外接电容 CT，脚 6 须外接电阻 RT。 振荡器频率厂由外接电阻  RT 和电容  CT决定，  振荡器的输出分为 两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门； 另一路以锯齿波形式送至比 较器的同相输入端， 比较器的反向输入端接误差放大器的输出， 误差放大器的输出与锯齿 波电压在比较器中进行比较，输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉 冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。 或非门的另两个输入端分别为双稳态触发 器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补，交替输出高低电平，将 PwM 脉冲送 至三极管 VT1 及 VT2 的基极，锯齿波的作用是加入死区时间，保证 VT1 及 VT2 不同时导 通。最后， VTl 及