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反激变换电源课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解反激变换电源的基本原理和工作流程。
2. 学生能掌握反激变换器中关键参数的计算方法。
3. 学生能描述反激变换器在不同负载下的性能特点。
技能目标：1. 学生能够设计简单的反激变换电源电路，并进行参数计算。
2. 学生能够利用仿真软件对反激变换电源进行性能分析。
3. 学生能够通过实验验证反激变换电源的理论知识，并能解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术课程的兴趣，提高学生的学科热情。
2. 培养学生具备团队协作精神，增强实践操作能力和动手解决问题的能力。
3. 培养学生严谨的科学态度，关注环保和节能，了解反激变换电源在现代电子设备中的应用。
课程性质：本课程为电子技术学科的专业课程，结合理论知识和实践操作，培养学生的实际工程设计能力。
学生特点：学生已具备一定的电子技术基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合课本内容，注重理论与实践相结合，强调学生自主学习和实践操作，提高学生的工程设计能力。
在教学过程中，分解课程目标为具体学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 反激变换电源原理及电路分析- 反激变换器的工作原理- 反激变换器电路的组成及功能- 课本第3章第2节内容：反激变换器的基本电路分析2. 反激变换器参数计算与设计- 反激变换器关键参数的计算方法- 反激变换器磁性元件的设计方法- 课本第3章第3节内容：反激变换器的设计与优化3. 反激变换电源性能分析及实验- 反激变换器在不同负载下的性能分析- 反激变换电源的仿真与实验- 课本第3章第4节内容：反激变换器的性能测试与实验验证教学安排与进度：1. 第一周：反激变换电源原理及电路分析2. 第二周：反激变换器参数计算与设计3. 第三周：反激变换电源性能分析及实验教学内容注重科学性和系统性，结合课本内容，引导学生掌握反激变换电源的基本原理、设计与性能分析，培养学生在实际工程中的应用能力。
摘要反激式转换器的结构较为简单。
其核心部件包括开关，变压器，二极管和电容。
开关由脉冲宽度调制（PWM）控制，通过闭合与导通在变压器两端产生高频方波信号。
变压器将产生的方波信号以磁场感应的方式传递到次级线圈。
通过二极管和电容的滤波整流作用，在输出端得到稳定的直流输出。
反激式转换器的工作分为两个阶段，开关闭合和开关断开阶段。
在开关闭合阶段，变压器的初级线圈直接连接在输入电压上。
初级线圈中的电流和变压器磁芯中的磁场增加，在磁芯中储存能量。
在次级线圈中产生的电压是反向的，使得二极管处于反偏状态而不能导通。
此时，由电容向负载提供电压和电流。
在开关断开阶段，初级线圈中的电流为0。
同时磁芯中的磁场开始下降，在次级线圈上感应出正向电压。
此时二极管处于正偏状态，导通的电流流入电容和负载。
磁芯中存储的能量转移至电容和负载中。
反激式电路具有诸多优点，比如拓扑结构简单、输入输出电气隔离、元件数量少、可靠性高等，因此在开关电源领域得到了广泛的应用。
但是单纯的反激式电路由于变压器漏感的存在，在主开关关断时，漏感能量通过开关管寄生电容释放，形成LC 振荡，导致开关管两端电压VDS 出现尖峰，电压应力高，开关管损耗增加，整体的效率降低。
通常的解决方案是在反激式电路中加入箝位回路，以使得变压器漏感的能量有一个释放通路。
其中，有源箝位方案克服了无源箝位的缺点，漏感能量可以通过箝位支路，最终传递给负载，加以利用。
同时通过控制死区时间以及合理选择元件，可以实现开关管的零电压开通，降低开关管损耗和EMI。
但这种方案增加有源器件，电路的控制更加复杂。
此外，也存在轻载及空载时电路循环能量大，效率较低的问题。
关键词：电源，反激式变换器，电路控制，PI控制目录摘要 (1)目录 (2)第1章绪论 (3)1.1反激式变换器电路原理 (3)1.2反激变换器的研究意义与现状 (4)1.3 本报告所讨论的设计模型 (5)第2章设计反激变换器的参数及其计算 (6)2.1 反激式变换器原理 (6)2.2 报告的电路参数 (7)第3章控制回路设计 (12)3.1 PID补偿器设计 (12)第4章电路仿真 (16)4.1仿真软件MATLAB（SIMULINK）介绍 (16)4.2 系统仿真 (16)结论 (21)参考文献 (22)附录 (23)器件清单 (23)第1章绪论1.1反激式变换器电路原理反激式电路具有诸多优点，比如拓扑结构简单、元件数量少、成本低，而且输入和输出实现电气隔离，做多路输出非常方便，因此反激式电路在开关电源领域得到了广泛的应用。
反激变换器实验总结报告一、实验目的1.学习反激变换器的工作原理和电路结构。
2.掌握搭建反激变换器电路的方法和步骤。
3.通过实验观察和测量，了解反激变换器在不同工作状态下的输出特性。
二、实验器材与方案1.实验器材：反激变换器电路板、示波器、电源、电阻、电容、开关管、二极管等。
2.实验方案：(1)搭建反激变换器电路；(2)调节电源电压和开关频率，观察输出电压的变化；(3)测量不同工作状态下的电流、电压等数据。
三、实验步骤与结果1.搭建反激变换器电路：按照实验方案连接电路，并接上电源和示波器。
2.调节电源电压和开关频率：逐步调节电源电压和开关频率，观察输出电压的变化。
记录不同工作状态下的电压值和波形。
3.测量数据：使用万用表测量反激变换器的输入电流、输出电流、开关管电压等数据。
记录数据并整理成表格。
4.数据分析与总结：根据实验测量结果和原理知识，分析反激变换器的工作特点和影响因素，并撰写实验报告。
四、实验结果分析通过实验观察和测量，得到了反激变换器在不同工作状态下的输出特性数据。
根据这些数据，可以进行以下分析和总结：1.输入电压对输出电压的影响：当输入电压增大时，输出电压也相应增大，但增加的速度会逐渐降低，直至趋于稳定。
这是因为反激变换器的输出电压受限于输入电压和电路参数。
2.开关频率对输出电压的影响：在一定范围内，开关频率增加会使输出电压增大，但频率过高会导致输出电压波形变形和功率损耗增加。
因此，需要选择合适的开关频率以保证输出电压的稳定性和效率。
3.输出电流对电路稳定性的影响：当输出电流增大时，电路负载也增大，可能会导致电路工作不稳定、过热等问题。
因此，需要在设计电路时合理选择电源和电路的承载能力。
4.设计参数对电路性能的影响：电容、电感、电阻等元件的选择和数值的合理性对反激变换器的性能影响较大。
研究者可以通过改变这些参数来优化电路的效率、稳定性和负载能力。
五、实验心得与建议本次实验通过搭建反激变换器电路，并观察和测量其输出特性，加深了我对反激变换器工作原理和设计方法的理解。
反激电源课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解反激电源的基本原理，掌握其电路组成及各部分功能。
2. 学会分析反激电源的转换效率、输出电压纹波等性能指标。
3. 掌握反激电源设计中关键参数的计算方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单反激电源的能力。
2. 提高学生动手搭建反激电源实验电路，进行性能测试的技能。
3. 培养学生通过查阅资料、开展小组讨论等方式解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术课程的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。
2. 培养学生的团队协作精神，让他们学会在合作中共同解决问题。
3. 增强学生的环保意识，让他们认识到高效电源设计在节能减排中的重要性。
本课程针对高年级电子技术相关专业学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生分析问题、解决问题的能力。
课程目标明确，可衡量，便于教学设计和评估。
通过本课程的学习，学生将能够掌握反激电源的相关知识，具备一定的电源设计能力，同时培养良好的团队协作和环保意识。
二、教学内容1. 反激电源基本原理：讲解反激变换器的工作原理，包括开关管、脉冲变压器、二极管和滤波电容等组成部分的功能。
教材章节：第三章“开关电源原理”第2节“反激变换器”2. 反激电源性能分析：介绍转换效率、输出电压纹波等性能指标的计算方法和影响因素。
教材章节：第四章“开关电源性能分析”第1节“反激电源性能分析”3. 反激电源设计方法：讲解关键参数的计算，包括开关频率、脉冲变压器匝比、输出滤波器参数等。
教材章节：第五章“开关电源设计”第2节“反激电源设计”4. 实验教学：指导学生搭建反激电源实验电路，进行性能测试，分析实验数据，优化设计方案。
教材章节：第六章“开关电源实验”第3节“反激电源实验”5. 电源设计案例分析：分析典型反激电源设计案例，让学生了解实际应用中的设计技巧和注意事项。
教材章节：第七章“电源设计案例”第2节“反激电源设计案例”教学内容按照科学性和系统性原则进行组织，教学大纲明确，确保学生能够循序渐进地掌握反激电源相关知识。
燕山大学反激变换器系统实验报告专业：电力电子与电力传动学号：******************日期：2009.6.51.反激变换器工作原理反激型开关电源电路的主要特点是电路简单、成本低、可靠性高、稳压范围宽,故许多家用及办公室电子电器采用了此种电路。
本次实验主电路的拓扑结构是一个反激变换器，采用TNY279控制，5V及3A输出低成本高效率电源电压。
这个高频变压器的设计会在下文中重点讲述。
本次设计的电路提供了一个5V的稳压电源，也可以设计成3.3V。
这些可以应用于需要稳压电源的电器上，如DSP的供电电源（5V）,电脑的供电电源（3.3V）。
下面简述一下反激式隔离变换器的工作原理：L图1 隔离式单端反激电路的原理如图1所示，电路的工作过程如下：当T导通时，它在变压器初级电感线圈中储存能量，与变压器次级线圈相连的二极管D处于反偏压状态，所以二极管D截止，变压器次级线圈无电流流过，即没有能量传输给负载；当T截止时，变压器次级线圈中的电压极性反转，使得D导通，在输出电容C充电，输出并联电容还有滤波的作用，同时负载R上也有电流I流过。
原边绕组只通过一个开关与输入电源相连；用一个高频变压器实现能量传递，同名端反接。
高频变压器的作用：1)原副边的隔离；2)原副边的能量传递（储能与馈能）；3)电压变换（升、降压）；如图3所示，反激变换器系统主要由反激变换器主电路、输出检测及给定电路、光电耦合电路、一片TNY279及其外围电路构成。
传统的控制方法是设计好原副边的匝比，通过改变开关的占空比调节输出电压的高低。
然而本次实验电路并不是通过调节占空比来调节输出电压的，TinySwitch-III 在一个器件上集成了一个高压功率MOSFET 开关及一个电源控制器。
与通常的PWM(脉宽调制)控制器不同，它使用简单的开/关控制方式来稳定输出电压。
通过漏极脉冲遗漏的方式达到调节输出电压的目的。
TinySwitch-III 器件以流限模式工作。
反激变换电源的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解反激变换电源的基本原理，掌握其电路构成及工作流程。
2. 学生能掌握反激变换电源中主要元件的功能及影响，如变压器、开关管、二极管等。
3. 学生能了解反激变换电源在不同应用场景中的优缺点。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建简单的反激变换电源电路。
2. 学生能够通过实验，测试反激变换电源的性能参数，如电压、电流、效率等。
3. 学生能够分析反激变换电源在实际应用中可能出现的问题，并提出相应的解决方法。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术课程的兴趣，增强对电源技术的认识和好奇心。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作能力和沟通表达能力。
3. 学生通过学习反激变换电源，认识到电子技术在节能环保方面的重要性，提高社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生掌握反激变换电源的基本原理和实际应用，培养其动手操作和问题分析能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中明确预期成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，结合课本第四章“开关电源”相关内容，进行如下组织：1. 反激变换电源基本原理- 介绍反激变换器的工作原理及其与开关电源的关系。
- 分析反激变换器中变压器、开关管、二极管等关键元件的作用。
2. 反激变换电源电路设计- 详细讲解反激变换电源的电路构成及设计方法。
- 引导学生根据实际需求，选择合适的元件和参数。
3. 反激变换电源实验操作- 安排实验课，指导学生搭建反激变换电源电路。
- 教授学生测试反激变换电源性能参数的方法。
4. 反激变换电源应用与问题分析- 分析反激变换电源在实际应用场景中的优缺点。
- 探讨反激变换电源可能出现的故障及解决方法。
5. 教学进度安排- 原理讲解与电路设计：2课时- 实验操作与分析：2课时- 应用与问题分析：1课时教学内容按照以上安排，旨在保证科学性和系统性，使学生能够循序渐进地掌握反激变换电源相关知识。
反激电压器的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解反激电压器的工作原理，掌握其电路构成和基本参数的计算方法。
2. 学生能掌握反激电压器的等效电路模型，并运用等效电路进行相关性能分析。
3. 学生了解反激电压器在不同应用场景中的设计要点，能结合实际需求进行初步设计。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，使用电路仿真软件对反激电压器进行建模和仿真分析。
2. 学生能够根据设计要求，完成反激电压器的电路图绘制，并进行电路参数的计算和优化。
3. 学生能够通过实验验证反激电压器的设计效果，分析实验数据，提出改进措施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱电子技术，对电子器件设计产生兴趣，增强实践操作的自信心。
2. 培养学生团队协作精神，学会与他人共同分析问题、解决问题，提高沟通与表达能力。
3. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，敢于面对和克服困难。
本课程针对高年级电子技术相关专业学生，结合反激电压器的设计原理和应用，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
课程目标既关注学生的知识掌握，又注重技能培养和情感态度价值观的塑造，为学生未来从事电子技术领域工作奠定基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 反激电压器基础知识：介绍反激电压器的工作原理、电路构成及分类，结合教材第二章内容进行讲解。
2. 反激电压器等效电路模型：分析反激电压器的等效电路，推导相关性能参数，参考教材第三章。
3. 反激电压器电路参数计算：讲解电路参数的计算方法，包括原边绕组、副边绕组及磁性元件的设计，结合教材第四章内容。
4. 反激电压器设计实例：分析不同应用场景下的设计案例，如开关电源、充电器等，参考教材第五章。
5. 反激电压器仿真与实验：介绍电路仿真软件的使用，进行建模、仿真分析，以及实验操作和数据分析，结合教材第六章。
6. 设计与制作：指导学生完成反激电压器的电路图绘制、参数计算、电路搭建和性能测试，参考教材第七章。
电力电子课程实习报告班级：电气10-3班学号：10053303姓名：李乐目录一、课程设计的目的二、课程设计的要求三、课程设计的原理四、课程设计的思路及参数计算五、电路的布局与布线六、调试过程遇到的问题与解决办法七、课程设计总结一、课程设计的目的（1）熟悉Power MosFET的使用；（2）熟悉磁性材料、磁性元件及其在电力电子电路中的应用；（3）增强设计、制作和调试电力电子电路的能力。
二、课程设计的要求本课程设计要求根据所提供的元器件设计并制作一个小功率的反击式开关电源。
电源输入电压：220V电源输出电压电流：12V/1.5A电路板：万用板手焊。
三、课程设计原理1、引言电力电子技术有三大应用领域：电力传动、电力系统和电源。
在各种用电设备中，电源是核心部件之一，其性能影响着整台设备的性能。
电源可以分为线性电源和开关电源两大类。
线性电源是把直流电压变换为低于输入的直流电压，其工作原理是在输入与输出之间串联一个可变电阻（功率晶体管），让功率晶体管工作在线性模式，用线性器件控制其“阻值”的大小，实现稳定的输出，电路简单，但效率低。
通常用于低于10W的电路中。
通常使用的7805、7815等就属于线性电源。
开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小），所以开关电源具有能耗小、效率高、稳压范围宽、体积小、重量轻等突出优点，在通讯设备、仪器仪表、数码影音、家用电器等电子产品中得到了广泛的应用。
反激式功率变换器是开关电源中的一种，是一种应用非常广泛的开关电源。
2、基本反激变换器工作原理基本反激变换器如图1所示。
假设变压器和其他元件均为理想元器件，稳态工作下。
图1 反激变换器的原理图电路工作过程如下：当M1导通时，它在变压器初级电感线圈中存储能量，与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止，在变压器次级无电流流过，即没有能量传递给负载；当M1截止时，变压器次级电感线圈中的电压极性反转，使VD导通，给输出电容C充电，同时负载R上也有电流I流过。
反激变换电源课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能理解反激变换器的工作原理，掌握其电路组成和关键参数的计算。
2. 学生能描述反激变换电源的开关过程，解释其能量转换机制。
3. 学生掌握反激变换器在不同负载条件下的效率分析和优化方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的反激变换电源电路，并进行参数计算。
2. 学生能够运用仿真软件对反激变换电源进行模拟，观察和分析其工作状态。
3. 学生能够通过实验操作，搭建反激变换电源实验平台，并验证理论分析的正确性。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对电力电子技术领域的兴趣和探究精神。
2. 学生在学习过程中，养成合作、交流和分享的学习习惯，增强团队协作能力。
3. 学生能够认识到反激变换电源在现代电子设备中的重要性，提高社会责任感和环保意识。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式，使学生掌握反激变换电源的基本原理和应用。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力，通过课程学习，使学生能够独立完成反激变换电源的设计与制作。
同时，注重培养学生的团队协作能力和创新思维。
二、教学内容1. 反激变换器基本原理：包括反激变换器的工作过程、能量转换方式及其在电力电子设备中的应用。
- 课本章节：第三章“开关电源”，第1节“反激变换器原理”。
2. 反激变换器电路组成与参数计算：分析反激变换器电路的各个组成部分，讲解关键参数的计算方法。
- 课本章节：第三章“开关电源”，第2节“反激变换器电路分析与设计”。
3. 反激变换器在不同负载下的效率分析：研究反激变换器在不同负载条件下的效率特性，探讨优化方法。
- 课本章节：第三章“开关电源”，第3节“反激变换器效率分析”。
4. 反激变换电源设计与仿真：介绍反激变换电源设计方法，运用仿真软件进行电路模拟，分析其性能。
恒定频率、电流模式的DC/DC反激变换器的设计与
研究的开题报告
题目：
恒定频率、电流模式的DC/DC反激变换器的设计与研究
研究内容：
直流-直流（DC/DC）反激变换器是广泛应用于电子设备中的关键技
术之一，其优点包括高效率、可调电压和电流等。
本研究将设计一种基
于恒定频率和电流模式的DC/DC反激变换器，并对其进行研究。
该反激
变换器具有电压、电流双闭环控制，可在恒定输入电压、负载变化等条
件下实现稳定输出电压、电流。
同时，研究将探讨如何通过最小化开关
管损耗和输出电容器体积等方式进一步提高反激变换器的效率。
研究目标：
1. 设计一个稳定、高效的恒定频率、电流模式的DC/DC反激变换器；
2. 探究并优化反激变换器的开关管损耗和输出电容器体积；
3. 实现稳定输出电压、电流，验证反激变换器的性能和效率。
研究方法：
1. 研究反激变换器的工作原理和特性，确定设计参数；
2. 建立反激变换器的数学模型，进行电路仿真；
3. 根据仿真结果进行反激变换器电路的优化，制作反激变换器实验
样机；
4. 对实验样机进行测试和分析，验证设计的效果和性能。
预期成果：
1. 设计出一种稳定、高效的DC/DC反激变换器；
2. 探究并优化反激变换器的开关管损耗和输出电容器体积；
3. 实验验证反激变换器的性能和效率；
4. 发表相关论文和专利申请。
摘要电源是各种设备必不可少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠的工作。
目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源，由于开关电源在体积、重量、用铜用铁及能耗等方面都比线性电源有显著减少，而且对整机多项指标有良好影响，因此它广泛应用于邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等领域，正朝高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染的方向发展。
所以寻求高性能的开关电源是电力电子技术重要的研究内容。
本文对电流控制型脉宽调制开关稳压电源进行了分析和仿真。
仿真软件采用MATLAB，该软件元器件库比较齐全，仿真起来比较容易。
仿真结果表明,该开关稳压电源具有频响快、电压调整率和负载调整率高的特点，是一种性能较好的开关稳压电源。
关键词:反激式变换器；电流控制型脉宽调制；目录第1章绪论 (1)1.1反激式变换器电路原理 (1)1.2反激变换器的研究意义与现状 (1)1.3本报告所讨论的设计模型 (2)第2章反激变换器PWM的电流控制 (3)2.1 反激式变换器原理 (3)第3章单端反激式开关电源设计 (4)3.1设计指标 (4)3.2设计任务 (4)3.3设计计算 (4)3.3.1主电路控制电路设计 (4)3.3.2 PI补偿器的设计 (7)3.3.3 simulink仿真模型 (11)3.3.4 电源跳动和负载扰动仿真 (13)第4章总结与展望 (15)参考文献 (16)附录元件清单 (17)第1章绪论1.1反激式变换器电路原理反激式电路具有诸多优点，比如拓扑结构简单、元件数量少、成本低，而且输入和输出实现电气隔离，做多路输出非常方便，因此反激式电路在开关电源领域得到了广泛的应用。
受限于变压器传递能量的局限性，反激式电路通常用在中低功率场合，目前市面上常见的电源适配器很多都采用反激式结构。
但是单纯的反激式电路也有一些不足之处。
由于变压器漏感的存在，在主开关关断时，漏感能量只能通过开关管寄生电容释放，形成LC 振荡，导致开关管关断时两端电压VDS 出现尖峰，电压应力升高，开关管损耗增加，整体的效率降低。
15W反激变换器的设计1 反激变换器的原理1.1 概述反激变换器(flyback)由buck-boost电路推演而来，其电路原理图如图1所示。
由于电路简单能高效提供直流输出，因此对多组输出的应用特别有效，即由单个输入电源使用同一磁路有效地提供多个稳定输出。
它的缺点是输出电压中有较大的纹波。
这样也就限制了反激变换器的功率增大，通常只能在150W一下，而且只能在电压调整率不高（如6% ~ 10%）的场合使用。
图 1 flyback原理图在反激变换器中，某一辅助输出如果调整率要求较高，可在副边输出端采用线性稳压器。
或者增加输出滤波电容，也可以降低纹波。
较好的方法是在输出端加一小型的LC滤波电路。
反激变换器一般有两种工作状态：（1）完全能量转换：即电感电流不连续方式，在存能周期t中，变压器中on存储的能量在反激周期t中都转移到输出端。
off（2）不完全能量转换：即电感电流连续方式，储存在变压器中的一部分能量在t末保留到下一个on t周期的开始。
on这两种工作方式的小信号传递函数是极不相同的，动态分析时要作不同的处理。
实际上，当变换器输入电压在一个较大范围内发生变化，或者负载发生较大变化时，必然跨越两种工作方式，因此反激变换器常要求能在完全和不完全能量转换方式下都能稳定工作。
在脉宽调制开关变换器中引入电流模式控制可大大减少控制回路所遇到的问题，尤其对于完全能量转换方式。
在不完全能量转换中，由于传递函数的“右半平面零点”，则电流方式控制不能消除固有的不稳定问题，这就是要求控制环增益偏离低频段，并要求能降低瞬态响应速度。
1.2 电磁能量存储与转换如图1中，当MOSFET导通时，进行电能存储的阶段。
这时可将变压器看作一个电感，如图2-1所示。
图 2-1能量存储阶段等效电路图、原边电流波形和变压器磁化情况从图2-1所示，当MOSFET 导通，原边电流Ip 的变化由//s p dis dt V L =决定。
Ip 会线性增加。
反激式变换器的设计南航硕士论文A首先，需要确定设计反激式变换器的输入和输出参数。
根据论文A的要求，输入电压范围为12V至24V，输出电压为5V，输出电流为2A。
根据这些参数，可以确定反激式变换器的功率为10W。
接下来，需要选择合适的开关器件和控制器件。
开关器件一般选用MOSFET，根据论文A的规定，MOSFET的额定电流应大于输出电流2A，可以选择额定电流为3A的MOSFET。
控制器件可以选择常见的反激式开关电源控制芯片，如TL494然后，需要进行反激式变换器的电路拓扑设计。
反激式变换器一般由输入滤波电路、开关电路、变压器、输出整流滤波电路和反馈控制电路组成。
在论文A中，可以选择单端反激式变换器电路拓扑。
具体电路拓扑的设计可以参考相关文献或教材。
在反激式变换器的设计过程中，需要注意以下几个关键点。
首先是输入滤波电路的设计。
输入滤波电路的作用是消除输入电源的电磁干扰，保证输出电压的稳定性。
可以选择电感和电容组成的低通滤波器，根据输入电压和电流的特点，选择合适的滤波元件。
第二是开关电路的设计。
开关电路由MOSFET和辅助电路组成，控制MOSFET的通断，实现功率转换。
可以根据MOSFET的数据手册确定合适的驱动电路和辅助电路，保证开关电路的稳定运行。
第三是变压器的设计。
变压器的设计包括主要参数的确定和绕线方式的选择。
根据输入输出电压和电流的关系，可以确定变压器的变比。
同时，需要考虑变压器的能量传输效率和安全性。
第四是输出整流滤波电路的设计。
输出整流滤波电路的作用是将变压器输出的脉冲信号转换为平稳的直流电压。
可以选择二极管或整流桥等元件，同时根据设计要求选取合适的滤波电容，以降低输出电压的纹波。
最后是反馈控制电路的设计。
反馈控制电路的作用是监测输出电压，并通过控制器件调整开关电路的工作频率和占空比，以实现输出电压的稳定。
可以选择反馈放大器和PID控制器等元件，根据设计要求进行参数调整。
在设计完成后，需要进行电路的仿真和验证。
电力电子课程实习报告班级：电气10-3班学号：姓名：李乐目录一、课程设计的目的二、课程设计的要求三、课程设计的原理四、课程设计的思路及参数计算五、电路的布局与布线六、调试过程遇到的问题与解决办法七、课程设计总结一、课程设计的目的（1）熟悉Power MosFET的使用；（2）熟悉磁性材料、磁性元件及其在电力电子电路中的应用；（3）增强设计、制作和调试电力电子电路的能力。
二、课程设计的要求本课程设计要求根据所提供的元器件设计并制作一个小功率的反击式开关电源。
电源输入电压：220V电源输出电压电流：12V/1.5A电路板：万用板手焊。
三、课程设计原理1、引言电力电子技术有三大应用领域：电力传动、电力系统和电源。
在各种用电设备中，电源是核心部件之一，其性能影响着整台设备的性能。
电源可以分为线性电源和开关电源两大类。
线性电源是把直流电压变换为低于输入的直流电压，其工作原理是在输入与输出之间串联一个可变电阻（功率晶体管），让功率晶体管工作在线性模式，用线性器件控制其“阻值”的大小，实现稳定的输出，电路简单，但效率低。
通常用于低于10W的电路中。
通常使用的7805、7815等就属于线性电源。
开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小），所以开关电源具有能耗小、效率高、稳压范围宽、体积小、重量轻等突出优点，在通讯设备、仪器仪表、数码影音、家用电器等电子产品中得到了广泛的应用。
反激式功率变换器是开关电源中的一种，是一种应用非常广泛的开关电源。
2、基本反激变换器工作原理基本反激变换器如图1所示。
假设变压器和其他元件均为理想元器件，稳态工作下。
图1 反激变换器的原理图电路工作过程如下：当M1导通时，它在变压器初级电感线圈中存储能量，与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止，在变压器次级无电流流过，即没有能量传递给负载；当M1截止时，变压器次级电感线圈中的电压极性反转，使VD导通，给输出电容C充电，同时负载R上也有电流I流过。
M1导通与截止的等效拓扑如图2所示。
（A）（B）图2 反激变换器的两种工作状态反激变换器的工作过程大致可以看作是原边储能和副边放电两个阶段。
原边电流和副边电流在这两个阶段中分别起到励磁电流的作用。
如果在下一次M导通之前，副边已经将磁路的储能放光，即副边电流为零，则称变压器运行于断续电流模式（DCM），反之，则在副边还没有将磁路的储能放光，即在副边电流没有变为零之前，Q 又导通，则称变压器运行于连续电流模式（CCM ）。
通常反激变换器多设计为断续电流模式（DCM ）下。
当变换器工作在CCM 下时，输出与输入电压、电流之间的关系如下：U O =M U g ， I g =M I a ， 其中M =)1(D N D -, N =N N Sp 。
当变换器工作在DCM 下时，上述关系仍然成立，只不过此时的增益M 变为： M =U U g o =K D ,K =R f L s m 2<N 2()21D - 可以看出，改变开关器件Q 的占空比和变压器的匝数比就可以改变输出电压。
3、反激变换器的吸收电路:由于在实际中反激变换器存在各种寄生参数，如变压器的漏感，开关管的源漏极电容。
在这种情况下，反激变换器是不能可靠工作的。
所以为了让磁通可靠复位，加了RC 吸收电路。
其图如下所示：（a ）（b ）图3 吸收电路4、反激变换器的系统结构反激式变换器的系统结构示意图如图所示。
由图中可以看出，一个AC 输入DC 输出的反激式变换器主要由如下五个部分组成：输入电路、变压器、控制电路、输出电路和吸收电路。
输入电路主要包括整流和滤波，将输入的正弦交流电压变成直流，而输出电路也是整流和滤波，是将变压器副边输出的方波电压单向输出，且减少输出电压的纹波。
所以，反激变换器的关键在于变压器和控制电路的设计。
这也是本次课程设计的重点。
图4 反激变换器的系统结构简图四、课程设计的思路及参数计算在本次实习中提供的变压器的铁芯是EE28铁氧体铁芯，其在25摄氏度的磁导率为T B 5.025max_=，铁芯的初始磁导率为02300u 。
变压器选择的相关参数包括：原副边匝数比、原边匝数、副边匝数和气隙，本次试验中用到的变压器的绕组的漆包线已经给定，无需选择。
（1）根据输入的最高直流电压和开关管Q 的耐压确定原副边匝数比：U g =U 24.1=1.4⨯220=308V ,U Q =600V ,η=80% 。
N Ns p =()13.13.12+-U U U O g Q =()1103.13086003.12+⨯⨯-=5.558 这是匝数比的上限值，匝比只能比这个小，不能比其大。
取N Ns p=5.这就求得了最大占空比，即最大导通时间。
为了保证电路工作于DCM 模式，磁路储能和放电的总时间应控制在0.8T 以内，所以： =1153078.0115⨯+⨯⨯=0.1215， 取D=0.1 。
（2）原边匝数的计算：根据磁芯，得到有效的导磁截面积A e ，则原边匝数应保证在最大占空比时磁路仍不饱和。
电压冲量等于磁路中磁链的变化量，取开关频率为75KHz,25°下Bmax 为0.5T304.129.805.07511215.0308101063max max=⨯⨯⨯⨯⨯==-A B D U N e g pT ，真正的原边匝数必须比这个值大，才可能让磁路不饱和。
通常取2倍的上述值，则取25=N p 。
（3）副边匝数的计算根据上面两步的结果，很容易求出副边匝数5=N s 。
（3）辅助绕组的计算辅助绕组计算与副边绕组的计算方法一样，由于输出10v ，供电输出12v 。
则得到61=S N（5）气隙长度的计算： 原边的峰值电流为A D U P I g O sp 2175.11.0308%805.11022=⨯⨯⨯⨯==η 则初级电感为 求出气隙长度为：m r Fe L egl A A L 432467010664.12300104.512510365.3109.80104-----⨯=⨯-⨯⨯⨯⨯=-=πμμ=0.16mm 。
变压器制作过程中可取三层卫生纸（每层0.05mm ）作为气隙图5 功率变压器磁路示意图6、控制系统的设计（1）振荡器：振荡器的频率有定时元件T R ，T C 决定，TT C R f 8.1=，我们小组的频率选为75KHZ 。
初始T R =122Ω，T C 取104,。
（实验中有改动，改为T R =1200欧姆，T C 取103）（2）电压误差放大器：在本次实习中在输入与输出的隔离开关电源中，为了减小误差，通常采用外置电压环，即将U3845的内部误差放大器旁路掉，由外部电压环的输出通过补偿输入引脚决定电流参考。
（3）电流比较器:电流比较器的门槛值V有误差放大器的输出给定，当电压误差error放大器显示输出电压太低时，电流的门槛值就增大，使输出到负载的能量增加，反之也一样。
电流型控制的优点是本身具有过流保护功能，电流比较器实现对电流的逐周限制，属于一种恒功率过载保护方法，即维持供给负载的恒功率。
整个控制部分的原理图如下所示：图6 UC3845控制原理示意图几个重要器件的介绍:(1)UC3845UC3845芯片为SO8或SO14管脚塑料表贴元件。
专为低压应用设计。
其欠压锁定门限为8.5v（通），7.6V（断）；电流模式工作达500千赫输出开关频率；在反激式应用中最大占空比为0.5;输出静区时间从50%~70%可调；自动前馈补偿；锁存脉宽调制，用于逐周期限流；内部微调的参考源；带欠压锁定；大电流图腾柱输出；输入欠压锁定，带滞后；启动及工作电流低。
芯片管脚图及管脚功能如图1所示。
图7 UC3845芯片管脚图1脚：输出/补偿，内部误差放大器的输出端。
通常此脚与脚2之间接有反馈网络，以确定误差放大器的增益和频响。
2脚：电压反馈输入端。
此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压（2.5 V）进行比较，调整脉宽。
3脚：电流取样输入端。
4脚：R T/CT振荡器的外接电容C和电阻R的公共端。
通过一个电阻接Vref 通过一个电阻接地。
5脚：接地。
6脚：图腾柱式PWM输出，驱动能力为土1A.7脚：正电源脚。
8脚：V ref，5V基准电压，输出电流可达50mA.（2）TL431TL431是一个良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。
外部有三极分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）、参考端（REF）。
其芯片体积小、基准电压精密可调，输出电流大等优点，所以可以用来制作多种稳压器件。
其具体功能可用图4.14的功能模块示意。
由图可看出，VI是一个内部的2.5V基准源，接在运放的反相输入端。
由运放特性可知，只有当REF端的电压十分接近VI时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管，电流将从1到100mA变化。
图8 TL431的功能模块示意图在开关电源设计中，一般输出经过TL431（可控分流基准）反馈并将误差放大，TL431的沉流端驱动一个光耦的发光部分，而处在电源高压主边的光耦感光部分得到的反馈电压，用来调整一个电流模式的PWM控制器的开关时间，从而得到一个稳定的直流电压输出。
（3）PC817PC817是一个比较常用的光电耦合器,内部结构如图4.15所示，其中脚1为阳极，脚2为阴极，脚3为发射极，脚4为集电极。
在开关电源中，当电流流过光二极管时，二极管发光感应三极管，对输出进行精确的调整，从而控制UC3842的工作。
同时PC817光电耦合器不但可起到反馈作用还可以起到隔离作用。
图4.15 PC817内部框图7、UC3845的主要外围电路设计（1）供电Ω=⨯-=-K R a 5.2991015.830831,初始取R a 1=300K Ω,(后修改为Ω=K R a 2501)。
(2)电流检测接在功率MOSFET 源极上的电流检测电阻大概值为：Ω===5749.02175.17.0max I U R pk s s ，取Ω=5.0R s 。
在测试时，如果发现在最小输入电压下，电源无法提供满载功率，就需要减小该电阻值。
3、电压反馈控制电压反馈环节要与输入电压和控制IC 隔离，常用光隔离器进行隔离。
Ω==K mAV R 1551,要求流过二极管的最大电流为： mA mA mA I f 5.78.051max =+=,所以， Ω=--=--≤K mAU U U R ka f O 84.05.75.22.1105.7min 2, Ω=--=--≥K mAU U U R ka f O 126.0505.22.11050min 2, 取Ω=K R 5.02。
