UC2845芯片资料介绍及维修方法和设计汇总
第一节:UC2845D芯片介绍
①管脚介绍
Unitrode公司的UC2845D(D是贴片)是一种高性能固定频率电流型控制器,包含误差放大器、PWM比较器、PWM锁存器、振荡器、内部基准电源和欠压锁定等单元,其结构图
1脚: 是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放器的
增益和频率特性。
2脚: 是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5V基准 电压进行比较,产生误差(控制)电压,误差(控制)电压变大,第6 脚输出脉冲变窄,占空比降低,抑制输出电压的增加,从而使输 出电压稳定,而控制脉冲宽度,脉宽越宽,电源输出电压越高, Vref比较器高低门限为:3.6V/3.4V。
3脚: 电流检测输入端。在外围电路中,在功率开关管(如Mos管)的源 极串接一个小阻值的取样电阻,将脉冲变压器的电流转换成电 压,此电压送入3脚,控制脉宽。此外,当电源电压异常时,功率开 关管的电流增大,当取样电阻上的电压超过1V时,缩小脉冲宽度 使电源处于间歇工作状态,UC2845就停止输出,有效地保护了功 率开关管。
4脚: 定时端,内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定， f = 1.72
(Rt?Ct)当上电后，5VDC通过Rt电阻给Ct充电,使④脚电压近
似线性上升,当电压上升到2.8V时,在振荡器内部,将定时电容
器CT上的电压突然放掉,当电压下降到1.4V时,电压又开始上
升,这样就形成一个锯齿波电压。
5脚: 为公共地端。
6脚: 为推挽输出端,输出的频率是振荡频率的1/2,内部为图腾柱式, 上升、下降时间仅为50ns,驱动能力为±1A。
7脚: Vcc是电源。VCC比较器上下门限分别为:8.4V/7.6V,UC2845最 小工作电压为8.2V,此时耗电在1mA以下。输入电压可以通过一 个大阻值电阻从高压降压获得。芯片工作后,输入电压可在
7.6V～36V之间波动,(内部有一个36V的齐纳二极管作为稳压
管,从VCC连接至地,它的作用是保护集成电路免受系统启动或
运行期间所产生的过高电压的破坏),低于7.6V就停止工作。工
作时耗电约为15mA,此电流可通过反馈电阻提供。当Vcc欠压,
UC2845D8参考电压输出端8脚将无+5V输出,从而导致RC振荡停
止工作。
8脚: 为5V基准电压输出端,有50mA的负载能力。
②主要特性
用于20-50W的小功率开关电源,管脚少,电路简单。
1. 单输出级,可以驱动MOS、晶体管。
2. 自动前馈补偿。
3. 锁存脉宽调制,用于逐周期限流。
4. 具有精密的电压基准源(±l％),电压调整率可达0.01%。
5. 基准电压为4.9～5.1V,电流模式工作频率可达500kHz。
6. 低启动电压和工作电流,启动电流<1mA,工作电流15mA。
7. 电流图腾柱输出,1A。
8.有欠电压锁定保护和过电流保护功能。
③芯片原理内部框图如图4-5。
图4-5:UC2845电源控制芯片原理框图
第二节 开关电源常见故障的维修
一.检查UC2845D8芯片好坏的方法
1.可在UC2845D8的⑤脚和⑦脚之间加12V直流电压,⑦脚接电源正,
⑤脚接电源负
2.UC2845D8的⑧脚有5V电压输出。
④有间歇式的0-2.5V锯齿电压波形。
⑥有较宽的脉冲输出。
②有2.5V电压。
二.常见的故障:上电后,311V电压正常,电路无输出电压,启不动,但
不烧保险丝。
检查UC2845D8的第⑦脚供电情况
1.第⑦脚没有电压或启动门限电压<8.4VDC
首先:检查启动电阻(R203)是否变为无穷大或电阻漏焊和有断线而不通,稳压二极管(D236)是否击穿和方向焊反。
其次:用万用表测4N90的D(漏极)与主绕组一端通否?
最后:用万用测负载是否有短路现象。
2.第⑦脚电压跳变,第8脚5VDC电压没有
a.一般为第⑥脚对地有短路,或自馈电压没建立起来,检查是否
短路和自馈电路
b.用万用表测第⑥脚与地通否,测启动绕组与二极管,电容,电
阻通断情况
3.第7脚与第8脚同时跳变,一般为次级短路
4.第7脚电压正常第8脚5V正常,第⑥脚电压跳变,电源不工作
一般是开关MOS管断路或第⑥脚到栅极(G)之间断路。
2.保险丝熔断,且玻璃管严重发黑。
数字万用表用二极管档(指针式用RX100档)对负载部分的主要元件进行在路测量,如整流滤波中的整流二极管击穿,说明电路存在严重短路,一般为交流滤波回路短路、整流二极管短路、直流滤波电容短路和开关管短路。
检修方法:启动电路 自馈电路 吸收回路 过流保护回路 过压保护回路 负载电路
a.启动电路
检查启动电阻(R203)是否变为无穷大或电阻漏焊和有断线而不通,稳压二极管(D236)是否击穿和方向焊反。
b.自馈电路
用万用表测自馈电绕组与二极管,电容,电阻通断情况,整流二极
管(D213)是否击穿和方向焊反否,电容(C224)短路否, 电容
(C225)短路及有无爆裂痕迹和方向焊反否。
c. 六个吸收回路{(主绕组,功率器件)=[2];输出负载饶组=[4]}
R2，C18，D5用于吸收开关管关断时，变压器漏感产生的过电压
1.两个吸收回路(主绕组和付饶组)
a.查第一个吸收回路:整流二极管(D201)是否击穿和方向焊反否,
电容(C202)短路和有无爆裂痕迹,放电电
阻(R201)烧毁或阻值变成无穷大。
b.查第二个吸收回路:MOS管是否烧坏,造成漏极D和S源极短路,
电容(C221)有无爆裂痕迹,放电电阻(R234)
烧毁或阻值变成无穷大。
2.四个吸收回路:(输出负载饶组,电阻和电容吸收次级整流管的
尖峰电压)
a.查第一个吸收回路:电容(C207)短路和有无爆裂痕迹,阻尼电
阻(RX201)烧毁或阻值变成无穷大(24V1)。
b.查第二个吸收回路:电容(C208)短路和有无爆裂痕迹,阻尼电
阻(RX202)烧毁或阻值变成无穷大(24V2)。
c.查第三个吸收回路:电容(C209)短路和有无爆裂痕迹,阻尼电
阻(RX203)烧毁或阻值变成无穷大(12V)。
d.查第四个吸收回路:电容(C210)短路和有无爆裂痕迹,阻尼电
阻(RX204)烧毁或阻值变成无穷大(15V)。
e.过流保护回路
1.检查电流取样电阻(R235,R236)阻值是否变为无穷大或烧毁。
2.当输出电压+24V,超过+25V左右,D207反向击穿,反向电流突然
增大,使光偶导通,5V电压加在UC2845D8的③脚,使过流保护动
作(输出电压+15V与+24V一样)。
3.当输出电压+12V,负载加大,输出电压降低,R249与R251,
R252组成的误差放大器电路,经电阻分压后得到的取样电压减
少与精密2.5V电压进行比较,其差值必然增大,U205光偶的电
流I f增大,当U0=I f *R243与UC2845D8的①脚进行比较,产生误差
控制电压,当误差电压>3.6v时,UC2845D8的输出关断
(过压也一样)。
f.过压保护回路
1.稳压二极管(D212)是否击穿和方向焊反,R238阻值是否正常
2.当输出电压+12V加大,R249与R251,R252组成的误差放大器电
路,经电阻分压后得到的取样电压加大与精密2.5V电压进行比较,
其差值必然增大,U205光偶的电流I f增大,当U0=I f *R243与
UC2845D8的①脚进行比较,产生误差控制电压,当误差电压>3.6v 时,UC2845D8的输出关断
g. 负载电路
二、维修分析工作原理
开关电源维修注意事项
①在焊接电源初级元件时,一定要在拔掉电源线的情况下操作,否则 将烧坏电源。
②维修无输出的电源,通电后再断电,由于电源不振荡,300V滤波电容 两端的电压放电会极其缓慢,此时,如果要用万用表的电阻档,测量 电源电路时,应先对300V滤波电容两端的电压进行放电（可用消磁 电阻或烙铁的电源插头进行放电）,然后才能测量,不能直接将电容 两端短路进行放电
③测量电源电路的电压,要选好参考电位,因为开关变压器初级之前
的地为热地,而开关变压器之后的地为冷地,二者电位不等。
Ton Tof
Ip Is 单端反激式变换器工作原理1 第三章 单端反激式变换器原理分析
l 单端反激式变换器的特点
单端反激式变换器又称电感储能式变换器，工作原理如图所示,
当开关管Q1被PWM 脉冲激励而导通时,直流输入电压施加到
高频变压器T 的初级绕组上,此时NP 相当于一个纯电感,流过NP
的电流线性上升,电源能量以磁能形式存储在电感中,次级整流
二极管D1截止,输出电容C 给负载供电。(电能转换为磁能)
当开关管Q1截止时,由于电感电流不能突变,初级绕组两
端电压极性反向, 次级绕组上的电压极性颠倒使D1导通, 初级
储存的能量传送到次极,提供负载电流,同时给输出电容充电。
(磁能换为电能)
单端反激式变换器通常采用加气隙来增大可工作的磁场强度H，
减少剩余磁感应强度;当反激式变换器处于连续工作模式时,气
隙可有效防止磁芯饱和，因而可增大电源的输出功率，减少变压
器磁芯损耗,进一步提高开关频率。
一、调制
1.定义: 利用某一种电压或波形的改变,去控制另一种电压或波形发生某种形式的改变。
2.调制方式:利用电压的改变,去控制另一种波形的改变,最后达到能控制输出电压的改变,同时能控制输出电压稳定的一种技术措施。
3.脉冲宽度调制方式(PWM:(Pulse Width Modulation):
①是输入电压的变化,使输出脉冲宽度发生变化的一种方式。
②开关管工作周期T是固定不变的。
③输出电压的改变和稳定,就是控制开关管调整饱和导通的时
间来实现的。
④脉宽式开关电源都是降压式的变换器,但采用变压器隔离的
开关电源,可以改变初级与次级绕组匝数比,来决定输出电
压是升压还是降压。
⑤占空比的比值就是电压比的比值,占空比的变化范围:0∽1。
2.交流共模滤波电感的结构和工作原理
①定义:是在一个磁心上的两个匝数相等的绕组中再电流方向上的不
同,就能起到共模滤波电感的作用。
②模式:1.差模输入:就是在共模滤波器的两个输入端口,所输入电压
是有差别的一种输入模式。
在某一瞬间,两个输入端的电压一个为+,一个为
-,两个绕组产生的磁通是大小相等方向相反,磁
芯中就没有变化的磁通,也没电感量,也没感抗,
对50HZ的交流电压没有阻力,只有绕组的直流电
阻存在,直流电阻值为0.1-0.5Ω实际有0.1-0.2W
能量损失,可忽略。
2.共模输入:就是在共模滤波器的两个输入端口,所输入电压
是没有差别的一种输入模式。
假设共模高频干扰电压输入为+或-,两个绕组产生的是
同一方向变化的磁通,磁芯中就有变化的磁通,就有感抗,
电感对共模高频干扰会有较大的衰减。
三、电路原理分析
1.交流输入部分
①自恢复保险丝(是一种过流保护器件)
A.原理:在常态下它的阻值非常低(0.2Ω)，工作电流流过开关时功耗
很小,损耗能量小,当电路电流超过设计值或发生短路故障
时,它的内阻迅速增加至数千欧,使电路进入开路状态,立即
将电路电流切断,对电路起到保护作用,自动恢复开关只能
进行低电压过流保护,而不能接在220VAC上,否则将开关烧
毁。
②RT201是压敏电阻
③NTC201是热敏电阻,在开关电源中起过温保护和软启动的作用。
④低通滤波器
定义:低频能通过而高频干扰信号通不过的滤波器,就是能滤掉 高频电压,又可叫高频滤波器。
b.组成:一般由电容器和电感组成
c.作用: 1.防止电网上的高频干扰信号、抑制浪涌电压、尖蜂电
压进入开关电源中。
2.阻止、限制开关电源所产生的噪声,高频电磁干扰信号
串入电网上。
d.电感
e.电容
作用:1.电容器的基本作用既是充电和放电。
2.储能:以电压形式存储能量:Ec=1/2V2C,具有隔直流通
交流的作用,它两端的电压不能突变,电容的容
抗是与频率成反比,频率越高,它呈现的容抗越
。
小,容抗:Xc=
∏
3.滤波作用:整流电路将交流变成脉动的直流,在整流电
路之后接入一个较大容量的电解电容,在滤
波电路中,电容的耐压值不要小于交流有效
值的1.42倍。利用其充放电特性,使整流后的
脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。
在实际中,为了防止电路各部分供电电压因
负载变化而变化,所以在电源的输出端及负
载的电源输入端接电解电容,由于大容量的
电解电容一般具有一定的电感,对高频及脉
冲干扰信号不能有效地滤除,故在其两端并
联了一只容量为0.001--0.lpF的电容,以滤
除高频及脉冲干扰。
4.去耦作用:滤除高频器件在PCB电源或芯片电源脚上引
起的辐射电流,为器件提供一个局部的直流
通路,能减低电路中的电流冲击峰值。
它在减小电源和地平面上纹波、噪声和毛刺
很有效果。
减少开关噪声在板上的传播并抑制噪声对其
它芯片的干扰。
0.1uF以下的陶瓷电容常被用来做去耦电容。
5.旁路作用: (Bypass)是指给信号中的某些有害部分提供
一条低阻抗的通路。电源中高频干扰是典型
的无用成分,需要将其在进入目标芯片之前
提前滤掉,旁路电容主要针对高频干扰（高是
相对的,认为20MHz以上为高频干扰,20MHz以
下为低频纹波),选用涤纶薄膜电容。
注: 电阻主要是用做限流和确定固定电平,即所
谓的上拉或下拉。
揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容。
谐振分串联谐振和并联谐振。串联谐振产生
过电压,并联谐振产生大电流。
f.图1分析,C205,L1,C203组成∏型低通滤波电路,C205,C203为
抗串模干扰元件,用于抑制正态噪声,电容选漏电流小的。所
以,CLC型滤波电路中电容的容量和电感的感量越大,他们的滤
波效果就越好。
g.常用高压和低压低通滤波电路
二、桥式整流
0-265VAC经桥式整流后,直流电压=265*1.414=374.71V,
此电压分三路:
1路:经R203降压以及C224,C225滤波后为UC2845提供启动电压
2路:经高频变压器初级为开关功率管的漏极提供驱动电压, D201,C202,R201是变压器缓冲网络吸收回路,用于吸收对变
压器初级的漏电流,次级反馈到初级的尖峰电流进行吸收
或二次将漏感反向耦合到次级,吸收开关管关断时,变压器
漏感产生的过电压。
3路: R203和R233组成泄放回路,电压经R203和R233对地放电。
当断电后不要立即焊取电阻和电容,由于电阻较大放电需要
一定时间,故要用万用表量电容两端的电压,放电完后才能
操作;由于电压经电阻分压,故在选滤波电容C224,C225时,
注意耐压值>375*(R233/R203+R233),否则,当电源出现故障
时,375V电压没电流输出,C224和C225有可能被击穿。
三、启动电路
要使开关电源工作,首先是振荡器必须的振荡,振荡器要振 荡必须要有一个较小的的启动电流,较小的的启动电流又来自较 小的的启动电压,可是开关电源开机后,马上建立起来的唯一的 一种电压,就是375V左右的直流电压,该电压经启动电阻
R203(200KΩ)直接给UC2845D8的⑦脚供电(正常工作约需15mA电流),此时自馈电没建立起来,只有靠C225的放电来继续启动,此电容又叫维持启动电容;开关变压器的初级绕组感应给自馈电绕组的脉冲电压,输出+13V自馈电压,自馈电建立后,经维持启动电容C224,C225滤波后,给UC2845D8的⑦脚供电,启动电阻R203也完成任务,R203还接在电路中,两端有362V电压(362/200K=1.85mA电流),此时没有R203,电路工作可正常工作。
四、吸收回路
①定义:消反冲电路或称阻尼电路。
②组成:由电阻、电容和阻塞二极管组成的钳位电路。
③作用:1:降低没用的反冲电压。
2:消除高频振荡(可以有效地保护开关功率管不受损)。
④反冲电压:是指在断开有电流的电感电路时,产生的自感电压,吸
收回路是消耗能量的。
⑤高电压常用的几种吸收回路分析
a.在电路工作稳定后,当开关管Q1截止时,初级绕组的反冲电压为:
上“-”下“+”,并通过二极管D1给电容器C1充电,由于电路中没
有电阻,所以电容器C1充电电流比较大, 电容器C1两端电压一下
就能上升到150V,电容器C1吸收的能量就比较多。(瞬间充电完成,
马上又放电)电容器C1的电压为下“+”上“-”,电阻R1也有电流
泄漏，它不可能通过二极管D1反向由初级绕组T放电,它就无法振
荡下去,电容器C1上的电压,只有通过R1放电,将反冲电压转换成
热能散发掉。
当开关管Q1导通时,电阻R1仍给电容器C1放电,最后C1两端电压下
降到约125V。
总之:电容器C2的充电时间,在Q1截止;C2的放电时间在导通和截止整各个过程。
b. 当开关管Q1截止时,初级绕组的反冲电压为:上“-”下“+”,并
通过电阻R1给电容器C1充电,C1充电脉冲电流比较大(0.3A),在R1上的瞬时电压降可达200V至多,瞬时功率达60W,平均功率1-2W。
(瞬间充电完成,马上又放电)电容器C1的电压为下“+”上
“-”,C1通过阻尼电阻R1放电(使高频自由振荡成低频自由振荡,由于R1消耗使振荡很快衰减)。
当开关管Q1导通时,由电源电压(300V)给C1充电,在阻尼电阻R1上也要消耗能量。
c. 当开关管Q1截止时,MOS的D(漏极)反冲电压最高达600-800V,通
过电阻R1给电容器C1充电,因反冲电压较高,所以充电电流很大, 反冲电压消耗大,从而达到保护Q1的目的。
当开关管Q1导通时,C1所充的电压就经过Q1放电,为了防止瞬间
放电电流过大而加重管子负担,所以串联电阻R1加以限流,C1的两端电压不可能全部放掉,还会乘100V左右电压。
d. 当开关管Q1截止时, 反冲电压通过二极管D1给电容器C1充电,因
反冲电压较高(600-800V),没有电阻限流,所以充电电流很大, 反冲电压消耗大,从而达到保护Q1的目的(有反冲电压这一瞬间是充电,其它时间通过R4放电)。
当开关管Q1导通时,C1所充的电压就经过R1放电, C1的两端电压不可能全部放掉,还会乘100V左右电压。
e.当开关管Q1截止时,初级绕组的反冲电压为:上“-”下“+”, 直接给电容器C1充电,由于电路中没有电阻,所以电容器C1充电电流比较大,电容器C1两端电压一下就能上升到很高电压,电容器C1吸收的能量就比较多,电容器C1的电压为下“-”上“+”。
当开关管Q1导通时,C1所充的电压就经过MOS管,R1,R2放电转换成
⑥对图原理介绍
a.吸收回路1:由C202(103/2KV),R201(27K/3W),D201(MUR110R)
组成变压器缓冲网络吸收回路。并与初级绕组两端并联,
它主要是消除MOS管截止时,产生的高频振荡。
当MOS管导通时,初级绕组中的电流,使变压器储存磁能,
当MOS管截止时,变压器中的磁能就要转化为电能,在初
级绕组的两端, 产生下正上负的300多伏的脉冲电压。
由于有较小的寄生电容的存在,变压器的初级绕组与寄
生电容要产生高频振荡,向外发射干扰电磁波。
有了该组吸收后路后,自感电压通过D201给C202充电,
把能量储存在C202电场中,因C202上的电压不可能通过
D201向初级绕组N1放电(截止),所以它就无法振荡下
去,C202上的电压,只有通过R201放电,将反冲电压转换
成热能散发掉,R201温度比较高。
总之:C202的冲电时间,只是在MOS管截止的一瞬间,
C202的放电时间,是在MOS管截止和导通的整个过
程中。
b.吸收回路2: MOS管吸收回路:C221(221/2KV),R234(27K 3W),D211
(MUR1100R)组成。与MOS管两端并联。
当MOS管截止时,初级绕组N1的两端,产生下正、上负
的300多伏的脉冲电压,这个电压与直流300V串联相
加后,这时4N90的漏极D和源极S之间约有600~700V的
电压,有了该组吸收回路后,这个很高的脉冲电压,通
过D211给电容器C221充电,将很高的脉冲电压拉下来
当MOS管导通时,电容器C221通过MOS和R234放电,防
止瞬间放电电流过大,在电路中串联一个限流电阻
R234,这样C221的两端电压不可能全部放掉,一般会
剩100V左右的电压。
c.吸收回路3: RX201及C207和D206组成24V1次级吸收回路。
4: RX202及C208和D208组成24V2次级吸收回路。
5: RX203及C209和D209组成12V次级吸收回路。
6:RX204及C210和D210组成15V次级吸收回路。
(吸收次级整流管的反向尖峰电压)
d.MOS管选型计算
4N90导通时,变压器的磁通量增大,此时便将电能积蓄起 来,4N90截止时,便将积蓄的电能释放,变压器初级绕组中便有剩
磁产生,并通过D201反馈到次级,剩磁释放完后,初级绕组NP的电压 Vmin =1.414*154=217.756V Vmax=1.414*286 = 404.404V Dmin:最小占空比 Lp:初级电感量
MOS峰值电压:Vdsp= Vmax?(1+ (R201?Dmin)/(10?Lp))
= Vmax?(1+ (R201?Dmin)/(10?Lp)
=404.404?(1+ (20k?0.2)/(10?2.341))
= 571.56V
MOS峰值电流:Ids = 0.2*N3/N1+0.2*(N4+N5)/N1+1.5*N4/N1+
0.4*N6/N1
= 0.2317 (A)
时间常数R201*C202比周期T大的多,一般取5倍左右,则
C202 = 5*T/R201
= 5*12.2*10(-6)/20*10(3)
= 3 (PF)
五、振荡和输出频率
1.R240=10K,C226=
2.2*10(-6)F,它是决定该电路工作频率的重
要元件,开关频率:f= 1.72?10(3)
R240?C226(KHZ)=1.72?10(5)
2.2
=78.18kHz。
2.输出电压频率为振荡频率的一半。
六、补偿电路
UC2845D8的①脚是误差放大器的输出端,②脚是误差放大器的输入负端,内部基准电压5VDC分压后,产生一个2.5V的电
压,作为误差放大器的输入正端。
1.当①、②脚短路时,构成一个电压跟随器,输出一个
2.5V的不
变电压。
2.当①、②脚之间接一个电容,作用是完成高频负反馈,能有效
的消除高频寄生振荡。
3.当①、②脚之间接一个电阻,作用是完成直流负反馈,R1阻值
越小,负反馈就越深,误差放大器的放大倍数就越小,频带就
越宽,静态工作点就越稳定,温度特性也越好。
七、电路是怎样保护的?
1.输出端短路而产生过流,开关MOS管的漏极电流将大幅度上升,
R235,R236两端的电压也上升,UC2845的3脚上的电压也上升,当3脚上的电压超过正常值0.3V达到1V(即电流超过0.66A=1V/1.5)
时,UC2845的PWM比较器输出高电平,使PWM锁存器复位,关闭输出,即UC2845的6脚无输出,MOS管截止,从而保护电路。
2.输入供电电压过压(超过265V)
265VAC经桥式整流后,直流电压=265*1.414=374.71V,变压器初级绕组电压大大提高,UC2845的7脚供电电压也急剧上升,大于18V时,D236被击穿,UC2845的2脚电压也上升关闭输出,从而保护电路,同时D212也被击穿,MOS管截止。
3.输入供电电压欠压(低于125V)
125VAC经桥式整流后,直流电压=125*1.414=176.75V,变压 器初级绕组电压很低,UC2845的7脚供电电压也低,当低于7.6V, UC2845不工作。
第四章 单端反激式变压器的设计原理分析
一、设计举列1:
1.高频变压器的参数设计
本没计的目标是完成一个交流输入电压范围为220(1±20％)V，输出为24V／500mA、±15V／600mA、5V／2A 的多级输出，效率η=75％,最大占空比D=O．5,工作频率f=50kHz 的开关稳压直流电源。 单端反激式工关电源中变压器不仅作为变压器使用，同时又作为储能电感，它的设计方法与其他类型的变压器不同。其设计参数丰要有以下3项:
(1)求出原边绕组电感量；
(2)选择规格、尺寸合适的高频变压器磁芯；
(3)计算原副边绕组匝数。
1.1: 计算原边电感量Lp 及变压器气隙δ
考虑到输入电压有±20％的波动，即要求该单端反激开关
电源在交流电压180～260V 范围内都能正常工作。
输出功率Po=24×0.5+15×0.6×2+5×2=40W
取反激变压器最大占空比Dmax=0.5
Vs 应取最小值:Vs(min)=180×1.4-20=232V
其中20V 为直流纹波及整流桥压降之和。
初级绕组流过的峰值电流Ip 为式中:
I =2?P0V s ?D max
(1) I =2?40
232?0.5 =0.69A (2)
假设电压Vs 波动下限为7％,Vs(min)232(1-0.07)=216V,则
次级绕组的电感: L =
V s （min ）? D max ? (3) L =216?0.5
0.69?50?103 =3.13mH (4) 即工作磁感应强度变化值取饱和值Bs的一半，查阅R2KB铁氧体磁性能
表可知，其饱和磁感应强度Bs=3500GS，则:△B=
Bs=1750Gs, 磁芯有效截面积A=97．25mm2代入各值计算可得其所需气隙长度可由下式计算式中:Ae为磁心有效截面积
δ=
0.4?∏?L ?I 2
A △B210 8=
1.871
2.978
=0.63mm （5）
1.2: 次级绕组匝数
初级绕组匝数计算公式为
N = L ?I
A ?△B
?108=
3.13? 0.69
97.25? 1750
?108=128 (6)
将4．1中得到的各量代入得N1=128匝。
次级绕组匝数的计算公式(24V) 式中:VD为整流二极管正向压降。代入数据，
N =( )?( )?
( ) =( )?( . )?
? .
(7) =13.79
次级绕组取N2=14匝。
取UC3842的工作电压为15V，式中的lV为整流管的导通压降。
N6=15+1
24+1
?N2=8.96 (8)
则反馈绕组取9匝，
二、设计举列2:
1.设计参数要求
①输入电压有±30％的波动，即要求该单端反激开关电源在交流电
压154～286VAC范围内都能正常工作。
②输出负载有4组,其中三组互相隔离
24VDC 0.2A
24VDC 0.2A 12VDC 1.5A
15VDC 0.4A
2. 功率、直流电压、输入电流、输出负载、空气隙、电容值的确定
①输出功率:
Po = 24×0.2+24×0.2+12×1.5+15×0.4
= 33.6 (W)
②输入总功率:
P = η= . . =39.5W η=85% (1)
③输入最低和最高直流电压:Vmin = 154*1.414
= 217.756V
Vmax = 286*1.414
= 404.404V
④输入有效电流: I =
= . .
=0.181(A ) (2)
⑤输入最大电流: I max =I ds
D max =0.1810.4
=0.4538 A (3) ⑥输入回路平均电流:
I =I ?D =0.181?0.4
=0.0724 (A ) (4)
⑦空气隙:
δ=
∏? ? ? = ∏? ? ? . . =1.23452.452=0.4898 mm (5)
⑧电解电容:C201 = 2* Pi
= 80μf/450V (实际选用:C201= 68μf/450V)
对于5-10W的开关电源,电容可选4.7∽10μf。
10-50W的开关电源,按2.0∽3.0μf/W的容量选用。
50-100W的开关电源,按2.5∽3.5μf/W的容量选用。
如果滤波电容容量太小,则会使直流电压纹波太大,容易引起开关管损坏,导致功率因数下降,谐波含量增加,电容器静电容量的允许偏差可为±10%,最好为±5%。C>47μf,一般要求漏电电
流:I<3*(CU)1/2(μA)
⑨电容的负载电阻
R
lc =V min
I
dc
=217.756
0.0724
=3007.6 Ω (6)
3.工作频率和周期的确定
① f= . ?
= . ?
? ? . ?
= . ?
.
=78.18KHz (7)
② T=
=
.
=12.79(μs) (8)
4.占空比和导通时间的确定
①占空比
最大占空比Dmax<0.5, 故选 Dmax=0.4
②导通时间
T =T?Dmax
=12.79?0.4
=5.11 μs (9)
5.铁氧体磁芯的选型和介绍
①铁氧体磁芯型号:EI32,制作时空气隙每边各留0.5mm。
②EI32磁芯尺寸:B = 21.5(mm) C = 10.8±0.2 (mm)
D = 10.8±0.2 (mm)
③磁感应强度:Bs = 2000GS
④磁芯有效截面积:Ae = C*D(mm2)
= (10.8)*(10.8-0.5)
= 111.24 (mm2)
⑤窗口面积:Be = (B-C)/4*D
= (21.5-10.8)/4*10.8
= 28.89(mm2)
6.计算变压器初、次级绕组匝数和输出电压Vs
①确定初级绕组N1的匝数和电感量
饱和磁通密度在100℃时,查表Bs=286(mT),对一般形状、材质
第四节《变压器》教学设计一、教学思路 “变压器”的教学围绕“变压器为什么能改变电压”变压器是怎样改变电压、电流等问题为线索来展开教学过程，采用定性分析和定量相结合，理论推导和实验验证相结合的方法，先使学生理解互感现象，再通过学生探究活动，验证电压与匝数的关系，邂逅通过法拉第电磁感应定推导出电压与线圈匝数之间存在的关系。 教材分析：教材是落实课程标准、实现教学目标的重要载体，新教材的特点之一是“具有基础性、丰富性和开放性。”即学习内容是基础而丰富的，呈现形式是丰富而开放的。本节教材配有小实验，思考与讨论，简明扼要的文字说明，贴近生活的图片生动而形象，开阔眼界的科学漫步。教材对变压器原理的表述比较浅，在处理时要将这部分内容情境化，将静态知识动态化，利于学生理解透彻。? 学生分析：学生通过前面《电磁感应》整章的学习，已经对磁生电以及涡旋电流有了基本的掌握，在《交流电?》前两节的学习，对交流电的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这一节内容的必备知识。但对变压器原线圈两端的电压与原线圈产生的电动势大小关系这一知识点比较欠缺，在教学中需作出补充提示。? 二、教学目标 1、知识与技能： １）知道变压器的基本构造 ２）理解变压器的工作原理 ３）探究并应用变压器的各种规律 2、?过程与方法： １）能熟练应用控制变量法解决多变量问题 ２）进一步掌握科学探究的一般思路 3、?情感态度与价值观： １）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣 ２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度 三、教学重难点 教学重点：变压器工作原理及工作规律． 教学难点：（l）理解副线圈两端的电压为交变电压． （2）推导变压器原副线圈电流与匝数关系． （3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义． 重难点的突破措施： （l）通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律． （2）通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系． （3）通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义． 四、教学媒体 变压器模型、学生电源、闭合铁芯、小灯泡、导线、多媒体等 五、教学过程 （一）知识回顾： 1、什么是互感现象？
PWM信号发生器的设计程序 module pwmgen(clk,rst,ce,addr,write,wrdata,read,bytesel,rddata,pwm); input clk,rst,ce; input [1:0]addr; input write,read; input[31:0]wrdata; output[31:0]rddata; input[31:0]bytesel; output pwm; reg[31:0]clk_div_reg,duty_cycle_reg; reg control_reg; reg clk_div_reg_sel,duty_cycle_reg_sel,control_reg_sel; reg[31:0]pwm_cnt,rddata; reg pwm; wire pwm_ena; always@(addr) begin clk_div_reg_sel<=0;duty_cycle_reg_sel<=0;control_reg_sel<=0; case(addr) 2'b00:clk_div_reg_sel<=1; 2'b01:duty_cycle_reg_sel<=1; 2'b10:control_reg_sel<=1; default: begin clk_div_reg_sel<=0; duty_cycle_reg_sel<=0; control_reg_sel<=0; end endcase end always@(posedge clk or negedge rst) begin if(rst==1'b0) clk_div_reg=0; else begin if(write & ce & clk_div_reg_sel) begin if(bytesel[0]) clk_div_reg[7:0]=wrdata[7:0]; if(bytesel[1]) clk_div_reg[15:8]=wrdata[15:8];
1.PWM信号概述 脉冲宽度调制(PWM)信号广泛使用在电力变流技术中,以其作为控制信号可完成DC-DC变换(开关电源)、DC-AC变换(逆变电源)、AC-AC变换(斩控调压)与AC-DC变换(功率因数校正)。 产生PWM信号的方法有多种,现分别论述如下: 1)普通电子元件构成PWM发生器电路 基本原理就是由三角波或锯齿波发生器产生高频调制波,经比较器产生PWM信号。三角波或锯齿波与可调直流电压比较,产生可调占空比PWM信号;与正弦基波比较,产生占空比按正弦规律变化的SPWM信号。 此方法优点就是成本低、各环节波形与电压值可观测、易于扩展应用电路等。缺点就是电路集成度低,不利于产品化。 2)单片机自动生成PWM信号 基本原理就是由单片机内部集成PWM发生器模块在程序控制下产生PWM 信号。 优点就是电路简单、便于程序控制。缺点就是不利于学生观测PWM产生过程,闭环控制复杂与使用时受单片机性能制约。 3)可编程逻辑器件编程产生PWM信号 基本原理就是以复杂可编程逻辑器件(CPLD)或现场可编程门阵列器件(FPGA)为硬件基础,设计专用程序产生PWM信号。 优点就是电路简单、PWM频率与占空比定量准确。缺点就是闭环控制复杂,产生SPWM信号难度大。 4)专用芯片产生PWM信号 就是生产厂家设计、生产的特定功能芯片。 优点就是使用方便、安全,便于应用到产品设计中。缺点就是不利于学生观测PWM产生过程与灵活调节各项参数。 2.电子元件构成PWM发生器电路
图1电子元件构成PWM发生器电路 3.集成芯片SG3525构成PWM发生器电路 一、PWM信号发生电路说明 实验电路中,驱动开关管的PWM信号由专用PWM控制集成芯片SG3525产生(美国Silicon General公司生产),PWM信号发生器电路如图2所示。 图2 PWM信号发生器电路图 SG3525采用恒频脉宽调制控制方案,内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器与保护电路等。调节Ur的大小,在OUTA、OUTB
前言 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation.PWM）控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术和模拟信号数字传输通信领域最广泛应用的控制方式，因此研究基于PWM技术的脉冲宽度及周期可调的信号发生器具有十分重要的现实意义。 本文主要讨论了脉冲占空比可调信号的产生方法，采用三种不同的方案使用VHDL语言编程实现了信号的产生。其中方案一的原理是分频，即用计数器计算时钟脉冲的上升沿个数，再通过输出电平反复翻转得到计数个数（脉冲宽度）可控的PWM 信号；方案二的原理是锯齿波比较法，首先编程产生阶梯状的锯齿波，再通过锯齿波与输入占空比值（数值可控的直线）比较产生脉冲宽度随输入占空比数值变化的PWM 信号；方案三是用有限状态机产生有用信号，首先定义两个状态，再通过计数器值与输入占空比值比较控制状态的切换，产生PWM信号。本文详细介绍方案二和方案三两种方法。 通过使用QuartusII9.0软件采用VHDL语言编程并用功能仿真证实了上文提到的三种PWM信号产生方案都是可行的，都能产生切实可用的PWM信号，三种方案中均可以通过修改输入端口占空比来控制产生信号的脉宽，且可以通过在程序中修改计数器的计数上限和分频模块的分频比改变信号的周期及频率，实现了多参数可调，使整体设计具有灵活的现场可更改性和较好的可移植性。且实现功能的程序简单易懂，设计过程中思路阐述清晰，流程介绍明了，且程序易于修改，可读性好。
第一章设计要求 1.1 研究课题 PWM信号发生器的研制 1.2设计要求 用CPLD可编程模块产生下列信号（特殊芯片：EPM570T100C5） (1)采用VHDL编写相关程序，PWM信号的工作频率为500Hz(1000Hz)； (2)时钟信号通过分频器后，由输入开关量控制占空比可调。
电子技术综合训练 设计报告 题目：PWM信号发生器的设计 姓名： 学号： 班级： 同组成员： 指导教师： 日期： 摘要 本次课程设是基于TTL系列芯片的简易PWM信号发生器,PWM信号发生器应用所学的数字电路和模拟电路的知识进行设计。在设计过程中，所有电路仿真均基于Multisim10仿真软件。本课程设计介绍了PWM信号发生器的设计方案及其基本原理，并着重介绍了PWM信号发生器各单元电路的设计思路，原理及仿真，整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。设计共有三大组成部分：一是原理电路的设计，本部分详细讲解了电路的理论实现，是关键部分；二是性能测试，这部分用于
测试设计是否符合任务要求。三是是对本次课程设计的总结。 关键字： 目录 1 设计任务和要求…………………………………………………………? 1.1设计任务……………………………………………………………? 1.2设计要求…………………………………………………………….? 2 系统设计…………………………………………………………………? 2.1系统要求…………………………………………………………….? 2.2方案设计……………………………………………………………? 2.3系统工作原理……………………………………………………….? 3 单元电路设计……………………………………………………………? 3.1 单元电路A(单元电路的名称) ……………………………………? 3.1.1电路结构及工作原理……………………………………………? 3.1.2电路仿真…………………………………………………………?
3.1.3元器件的选择及参数确定……………………………………………? 3.2单元电路B(单元电路的名称) ……………………………………? 3.2.1电路结构及工作原理…………………………………………? 3.2.2电路仿真…………………………………………………………? 3.2.3元器件的选择及参数确定…………………………………………….? …… 4 系统仿真……………………………………………………………………?. 5 电路安装、调试与测试……………………………………………………? 5.1电路安装………………………………………………………………? 5.2电路调试………………………………………………………………? 5.3系统功能及性能测试…………………………………………………? 5.3.1测试方法设计………………………………………………………? 5.3.2测试结果及分析……………………………………………………? 6 结论…………………………………………………………………………?
平面变压器的应用 1 概述 目前，电力电子技术的应用十分广泛。如：航空航天电源，舰载电源，雷达电源，通讯电源，电动机车-汽车电源，计算机-集成芯片电源，高频加热-照明电源，变频器，逆变器和各种AC/DC，DC/DC变换器等。而且应用的水平和对电源性能提出的要求不断提高。比如：高频开关电源的功率密度要求越来越高，成为当前主要研究课题。 功率磁性元件是所有电力电子装置中必不可少的关键器件，其体积和重量一般占到整个电路的20%到30%，磁性元件的损耗占到总损耗的30%左右，且磁性元件的各项参数对电路的性能影响很大。从目前看来，磁性元件无论在研究上，还是在应用上都已成为电力电子际踅 徊椒⒄沟钠烤保 谀持殖潭壬现苯佑跋炝说缌Φ缱蛹际醯姆⒄埂Ｒ虼耍 愿咂担 吖β拭芏群吞厥馔庑谓峁沟拇判栽 难芯浚 ⑹鞘 种匾 摹１热纾捍判栽 钠矫* 旌霞 苫 取? 目前来看，以铁氧体为磁芯的平面变压器体积小，功率密度大，将在较大功率的模块电源中发挥主要作用，成为主流产品，可在电力电子技术的领域大力推广和广泛应用，在某种程度上可以推动电力电子技术的发展。 2 平面变压器的优势 平面变压器与常规变压器相比，磁芯尺寸大幅度缩小，特别是高度缩小最大。这一特色对电源设备中在空间受到严格限制的场合下具有相当大的吸引力，从而可成为许多电源设备中首选的磁性元件。平面变压器结构上的优势，也为它的电气特性带来了许多优点：功率密度高，效率高，漏感低，散热性好，成本低等。详见下表：
3 制造方式 1、线绕式平面变压器：这种绕组方式与常规变压器的绕制方式一样，适合于高频，高压变压器的制造。 2、铜箔式平面变压器:这种方式是用铜箔作绕组，折叠成多层线圈。适合于制造低压，大电流的变压器。 3、多层印制板式平面变压器:这种方式是用印制板的制造工艺，在多层板上形成螺旋式的线圈。适合于制造中，小功率的变压器。 以上三种形式的平面变压器，在现有的机械设备、生产规模和工艺水平下，能很方便地制造出来。所以，大力推广平面变压器的开发和应用，具有特别的实际意义。 4、多元化的开发与应用 1、并联组合形式：因平面变压器铁芯扁平，所以很容易用两个，四个或八个铁芯合成来实
第32卷 第6期 2010-6 【151】 基于CPLD的PWM发生器设计 A PWM generator designed with CPLD 耿伟松，于海东 GENG Wei-song, YU Hai-dong （扬州大学 能源与动力工程学院，扬州 225009） 摘 要：H形桥式变换器在多种动力系统中有着广泛的应用。在电机控制中，H桥中开关的控制一般采 用PWM控制技术。采用VHDL硬件描述语言设计了基于CPLD的PWM发生器，并使用Max+PlusⅡ进行仿真验证，仿真结果验证了设计的正确性。设计中采用了一种巧妙的方法来实现，其原理简单。基于CPLD的PWM发生器将会简化控制系统的硬件和软件设计，获得更高的开关频率，其应用这将大大简化直流电机控制系统的设计并且改善系统的控制性能。 关键词：H桥；PWM发生器；CPLD；VHDL；Max+ Plus Ⅱ 中图分类号：TM383.6 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2010)06-0151-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2010.06.50 0 引 言 自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成了直流P W M 调速系统[1]。脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而改变平均输出电压的大小，以调节电机转速。 PWM变换器电路有多种形式，可分为可逆和不可逆两大类。其中可逆PWM变换器主电路有多种形式，最常用的是桥式（H形）电路。桥式变换器在许多动力系统中得到了广泛的应用（如直流驱动，直流-交流逆变器，开关电源等等）。 1 PWM 发生器的设计 桥式变换器应用在直流电机调速系统中的主要电路结构如图1所示，开关控制基本上采用 PWM技术。 图1 桥式变换器原理图 PWM信号发生器一般是通过模拟电路或者是 基于微处理器的软件控制技术来实现，但随着高速开关器件的涌现，对于复杂的调制技术，即使采用最先进的DSP（数字信号处理器）也很难实现。 随着超大规模集成电路的集成度和工艺水平的不断提高，专用集成电路ASIC的设计成本在不断降低。CPLD/FPGA是实现ASIC的主流器件，它们具有极大的灵活性和通用性，工作速度快，开发效率高，成本低，可靠性好。近年来，CPLD在电机控制系统中的应用收到了系统设计人员越来越多的重视。用CPLD来设计PWM发生器将会简化控制系统的硬件和软件设计，获得更高的开关频率，减少微处理器的计算工作量。 VHDL具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性，并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力，并在语言易读性和层次化、结构化设计方面表现了强大的生命力和应用潜力[2]，因此本文选用VHDL语言进行编程，用一片CPLD设计了PWM发生器。 由于桥式PWM变换器的工作状态是确定的，所以采用状态机方式来编程[3]也是情有可原，虽然只有六个状态，但其程序实现起来是很复杂的。用数字比较器代替模拟比较器、用线性计数器代替锯齿波发生器来产生PWM信号[4,5]的设计方法也很繁琐。在分析了桥式PWM变换器工作原理的基础上，本文采用了一种巧妙的方法来设计，其原理简单，程序容易实现。 收稿日期：2010-03-24 作者简介：耿伟松（1990－），男，江苏连云港人，本科在读，研究方向为电气工程及自动化。
目录 目录_________________________________________________________________________ 1摘要_____________________________________________________________________ 2 一、变压器的基本结构 ________________________________________________________ 3 二、变压器的工作原理________________________________________________________ 4 1.电压变换_______________________________________________________________ 4 2.电流变换_______________________________________________________________ 5 三、设计内容________________________________________________________________ 5 1、额定容量的确定 _______________________________________________________ 5 2、铁心尺寸的选定_______________________________________________________ 6 3、计算绕组线圈匝数______________________________________________________ 8 4、计算各绕组导线的直径并选择导线________________________________________ 9 5、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积_________________________________ 10四设计实例________________________________________________________________ 11 4.1 设计要求 ____________________________________________________________ 11 4.2计算变压器参数_______________________________________________________ 12五总结_____________________________________________________________________ 15参考文献____________________________________________________________________ 15附录
浅谈利用单片机设计PWM脉冲信号发生器 发表时间：2014-01-09T11:41:33.297Z 来源：《中国科技教育·理论版》2013年第11期供稿作者：王雪娇胡恒铮 [导读] 除此之外，模拟电路中许多的元器件会发热，也就相对提高了电路的功耗，并且对噪声也敏感，任何干扰或噪声都会改变电流值的大小。 王雪娇胡恒铮无锡技师学院 214153 摘要脉冲宽度调制（PWM）在电子技术领域中应用十分广泛，但是利用模拟电路实现脉宽调制功能十分复杂、不经济。随着微处理器的发展，运用数字输出方式去控制实现PWM的功能就变得简单快捷，本文就如何利用89S52单片机软件编程设计出周期一定而占空比可调的脉冲波，也就是实现PWM功能进行设计，它可以代替模拟电路的PWM脉冲信号发生器。 关键词单片机 PWM 数字控制 PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的英文缩写，它是开关型稳压电源中按稳压的控制方式分类中的一种，而脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。 简单的说，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。理论上讲就是电压或电流源以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的，通的时候就是电源被加到负载上，断的时候就是供电被断开的时候，所以PWM信号仍然是数字的。要想达到这样一种脉宽调制效果，模拟电压和电流时可以直接控制。例如音响的音量控制，在简单的模拟电路中，它的控制是由连接了一个可变电阻的旋钮来实现的，其过程是拧动旋钮，电阻值变小或变大，流过该电阻的电流也随之增加来减小，从而改变驱动扬声器的电流值，那么声音也就相应变大或变小。从这个例子来看，模拟控制是直观而简单的，但是并不是所有的模拟电路都是可行并且经济的，其中很重要的一点就是模拟电路容易随时间漂移，它的调节过程就很困难，为了解决问题就要增加很多的电路，使得电路变得复杂并且昂贵。除此之外，模拟电路中许多的元器件会发热，也就相对提高了电路的功耗，并且对噪声也敏感，任何干扰或噪声都会改变电流值的大小。 综上所述，通过数字方式来控制模拟电路可以大幅度降低系统的成本和功耗，而单片机I/O口的数字输出可以很简单地发出一个脉冲波，在配以外部元器件就可以调节脉冲波的占空比，完成PWM的功能。本文主要介绍利用89S52系列的单片机，控制某个I/O口中一个管脚的数字输出，生成相应周期的脉冲波，并利用按键控制其占空比的调节，包括了占空比自小到大和自大到校的顺序及倒序可调，其调节范围广，操作简便，各元器件间的干扰较小，对模拟电路的控制十分有效。 1.PWM波的生成 PWM波既为数字输出，就是其幅值只有高电平（ON）和低电平（OFF）之分，所以只要使单片机中作为PWM波输出端的那个管脚输出“1”和“0”，并且搭配不同的时间段，就可以形成不同周期的PWM波。举例说明：若要生成周期为10ms的脉冲，就可以利用单片机编程指令控制其输出端输出“1”，并且保持一段时间tp，然后再输出“0”，同样使其保持一段时间tr，两种数字输出保持的时间必须要满足，现就已生成10ms周期的脉冲波，而PWM波与该脉冲波的区别就是还要能够调节占空比。占空比是指正半周脉宽占整个周期的比例，即高电平保持时间于周期的比值，该比值为百分数（），因此在周期一定的情况下，调节占空比就是调节高电平保持的时间。 2.应用编程 本文介绍的PWM波是利用单片机定时中断去确定脉冲波的周期，并且通过两个按键自增和自减某个变量送至中断中，通过此变量去分配高低电平各自占用的时间，形成不同的占空比，即假设一个周期满额比例值为10，则高电平保持时间的比例为该变量值，那么低电平保持时间的比例就是10减去该变量值。 如图1所示为单片机的外部接线图，其中省略了单片机最小系统，此图即可利用89SC52单片机设计出满足周期为10ms、初始占空比为50%、占空比调节范围为0～100%的PWM脉冲信号发生器。占空比调节范围是指高电平保持时间为0～10ms，那么低电平保持时间就是10ms～0。P0.7脚为PWM波输出口，作为PWM脉冲信号发生器可连接其它电路，本文仅连接示波器去观察波形的占空比变化情况，P2.0脚为自增按钮控制端，每按一次高电平保持时间增加1ms，P2.1脚为自减按钮控制端，每按一次高电平保持时间减少1ms。图2所示为初始
应用领域： ?逆变焊机电源 ?通讯电源 ?高频感应加热电源 ? UPS电源 ?激光电源 ?电解电镀电源 性能特点： ?高饱和磁感应强度----有效缩小变压器体积 ?高导磁率、低矫顽力-提高变压器效率、减小激磁功率、降低铜损 ?低损耗-降低变压器的温升 ?优良的温度稳定性-可在-55~130℃长期工作 铁基纳米晶铁芯与铁氧体铁芯基本磁性能对比 纳米晶铁芯铁氧体铁芯 基本参数 饱和磁感强度Bs 1.25T 0.5 剩余磁感Br（20KHz） <0.20 0.2 铁损（20KHz/0.2T）（W/Kg） <3.4 7.5 铁损（20KHz/0.5T）（W/Kg） <30 — 铁损（50KHz/0.3T）（W/Kg） <40 — 磁导率（20KHz）（Gs/Oe） >20,000 2,000 矫顽力Hc(A/m) <1.60 6 饱和磁致伸缩系数（×10－6） <2 4 电阻率(μΩ.cm) 80 106 居里温度(℃) 560 <200 铁芯叠片系数 >0.70 — 纳米晶主变铁芯一代产品 安泰非晶生产的第一代逆变主变压器铁芯,带材厚度30μm，适合20KHz条件下工作。磁芯设计最大功率=重量最小值x10
产品规格 铁芯尺寸保护盒尺寸 有效截面 积 磁路长 度 重量最小 值 建议适用焊机 电流 od(mm) id (mm) ht(mm) OD (mm) ID (mm) HT (mm) (cm2) (cm) （g）（A） ONL-503220 50 32 20 53 28 23 1.35 12.8 125 120, 140, 160 ONL-644020 64 40 20 66 37 23 1.68 16.3 200 160, 180 ONL-704020 70 40 20 73 38 24 2.16 17.3 270 180, 200 ONL-704025 70 40 25 72 37 28 2.63 17.3 330 180, 200 ONL-755025 * 75 50 25 77 47 28 2.19 19.6 310 180, 200 ONL-805020 80 50 20 82 46 23 2.1 20.4 300 160, 180, 200 ONL-805 025 80 50 25 85 44 30 2.63 20.4 390 200, 250, 300 ONL-1006020 100 60 20 105 56 23 2.8 25.1 510 315, 350, 400 ONL-1056030 105 60 30 110 56 35 5.06 25.9 945 315, 350, 400 ONL-1206030 120 60 30 125 57 35 6.3 28.3 1280 400, 500, 630 ONL-1206040 * 120 60 40 125 57 45 8.4 28.3 1710 500, 630 ONL-1207020 120 70 20 125 67 25 3.5 29.8 750 350, 400, 500 ONL-1207025 120 70 25 125 67 30 4.38 29.8 940 315, 350, 400 ONL-1207030 120 70 30 125 67 35 5.25 29.8 1130 500, 630, 800 ONL-1207040 * 120 70 40 125 67 45 7 29.8 1500 500, 630, 800, ONL-1308040 130 80 40 136 76 45 7 33 1660 500, 630, 800 ONL-17011050 * 170 110 5 0 176 104 56 10.5 43.96 3320 1000, 1250, 1600 注：可以根据用户要求提供其它规格的铁芯。 纳米晶主变铁芯二代产品 相比一代逆变主变压器铁芯，二代铁芯减小了发热量，在同等工作条件可以选择更加小型化的铁芯，满足焊机行业轻量化、小型化的发展要求。
实验三：PWM信号发生器 1.实验目的 （1）学习Quartus II 8.0 软件的基本使用方法。 （2）学习GW48-CK EDA实验开发系统的基本使用方法。 （3）学习VHDL程序中数据对象，数据类型，顺序语句和并行语句的综合使用。 2.实验内容 设计并调试好一个脉宽数控调制信号发生器，此信号发生器是由两个完全相同的可自加载加法计数器LCNT8组成的，它的信号的高低电平脉宽可分别由两组8位预置数进行控制。 3.实验条件 （1）开发软件：Quartus II 8.0。 （2）实验设备：GW48-CK EDA实验开发系统。 （3）拟用芯片：EPM7128S-PL84。 4.实验要求 （1）画出系统原理框图，说明系统中各主要组成部分的功能。 （2）编写各个VHDL源程序。 （3）根据系统功能，选好测试用例，画出测试输入信号波形或编好测试文件。 （4）根据选用的EDA实验开发装置编好用于硬件验证的管脚锁定表格或文件。 （5）记录系统仿真、逻辑综合及硬件验证结果。 （6）记录实验过程中出现的问题及解决办法。 5.实验过程 （1）PWM即脉冲宽度调制，就是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。PWM从处理器到被控制系统信号都是数字式的，无需进行数/模转换。 让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小，因此广泛应用在测量、通信和功率控制与变换的许多领域中。 下图是一种PWM信号发生器的逻辑图，此信号发生器是由两个完全相同的可自加载加法计数器LCNT8组成的，它的输出信号的高、低电平脉宽可分别由两组8位预置数进行控制。
如果将初始值可预置的加法计数器的溢出信号作为本计数器的初始预置值加载信号LD，则可构成计数器初始值自加载方式的加法计数器，从而构成数控分频器。图中D 触发器的一个重要功能就是均匀输出信号的占空比，提高驱动能力，这对驱动，诸如扬声器或电动机十分重要。 （2）VHDL源程序 ①8位可自加载加法计数器的源程序LCNT8.VHD --LCNT8.VHD LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY LCNT8 IS PORT(CLK,LD:IN STD_LOGIC; D:IN INTEGER RANGE 0 TO 255; CAO:OUT STD_LOGIC); END ENTITY LCNT8; ARCHITECTURE ART OF LCNT8 IS SIGNAL COUNT:INTEGER RANGE 0 TO 255; BEGIN PROCESS(CLK)IS BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN IF LD='1'THEN COUNT<=D; ELSE COUNT<=COUNT+1; END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(COUNT)IS BEGIN IF COUNT=255 THEN CAO<='1'; ELSE CAO<='0'; END IF; END PROCESS; END ARCHITECTURE ART; ②PWM信号发生器的源程序PWM.VHD
基于AT89S51单片机的PWM专用信号发生器设计 2007年08月02日星期四 13:20 基于AT89S51单片机的PWM专用信号发生器设计 摘要:介绍一种脉冲涡流无损检测系统所使用的多波形专用PWM信号发生器的设计。该信号发生器以单片机为核心控制单元，通过对外围芯片的控制来实现对输出波形的频率、电压幅值、占空比的连续调节，并能对运行信号参数进行实时显示。经实验验证，该信号发生器便于观察和调节，完全满足脉冲涡流检测系统所需激励信号的要求。 关键词：无损检测；脉冲涡流； PWM；单片机 1 引言 涡流无损检测作为无损检测应用最广泛的方法之一，具有传感器结构简单、灵敏度高、测量范围大、不受油污等介质影响、抗干扰能力强等优点，已被广泛应用于冶金、机械、化工、航空等多个工业部门。然而由于受趋肤效应的影响，常被限制在对导体表面及亚表面层的检测上，这使其检测应用范围受到了很大的限制。但是，若检测线圈在脉冲激励作用下，因脉冲信号中含有丰富、连续的频率成分，所以检测线圈中所得到的信息不仅包含了被检测试件的表面、亚表面信息，还包含其深度信息，能够对材质以及缺陷进行定量评价。而脉冲信号的波形、频率、幅值、占空比等参数的改变对检测结果有着不同的影响。因此为了获得不同的脉冲激励下的检测结果。特制作了这一专用高精度大功率脉冲信号发生器。 2 硬件设计 为满足试验要求，该信号发生器的设计目的是能产生多个波形，且频率，电压，占空比均可以调节的高精度，大功率脉冲信号。该信号发生器的硬件部分：通过单片机控制数模转换芯片输出不同的波形，再经过两级放大以及高频模拟开关进行波形整形得到较为完美的波形后，再用一组达林顿管进行电流放大得到较大功率的脉冲信号。系统硬件框图如图1示。
《网络变压器设计原理和连接器应用》 连康科技有限公司培训教材 编制：宋迁审核：核准：
简介 A.变压器的最基本型式包括两组,绕有导线之线圈,并且彼此以电感方式耦合一起,当一交流 电流(具有某一己知频率)流于其中之一组线圈时,于另一组线圈中将感应出具有相同频率之 交流电压,而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度,变压器区分为升压与降压 变压器两种,大部分的变压器均有固定的铁芯,其上绕有一次与二次的线圈. 变压器之主要构造可分为下述三项: ①铁芯由:铁钴、镍等合金之导磁材料构成,作为导磁回路籍以增强电磁感应作用,提高变压 器之电磁转换效率. ②线圈:以铜铝及其合金作成导电回路,围绕于铁芯之上,用来传送输入及输出之电流. ③绝缘物:包含各种固态、液态及汽态之不导电绝缘材料.如纸，纱,漆,陶瓷,树脂及 N2,CO2,SF6 等汽体.用以支持隔离导电回路及协助散热,冷却. 2.变压器分类: 依频率分为:①高频变压器②低频变压器③音频变压器 . 依材料分为:①矽钢片变压器②镍钢片变压器③IRON POWER变压器④KOOL变压器⑤ 矽钢卷变压器⑥Ferrite变压器. 依功能分为:①低频电源变压器②高压变压器③线性滤波器④镇流器⑤高频电源 变压器⑥电流变压器⑦DC/AC逆交变压器⑧网络变压器⑨通讯变压器⑩通信 变压器 (11)匹配变压器. 在通讯网络或局域网中，变压器经常被用在电路的物理层部份或模拟部份，主要起隔离、滤 波、阻抗匹配以及倒相作用，优化电路以求信号在传输过程中有最小的损失从而达到最佳的 信号传输效果。 近年来由于网络通讯的飞速发展，网络变压器发展尤为迅速，市场需求量十分巨大，在ISDN、 10/100/1000BASET以太网、ADSL/VDSL、T1/P1上都有大量的使用。 二．变压器的基本工作原理 1．器的基本原理图如（图二），当给变压器初级绕组加上电压Ui时，在该绕组中产生电流 i1，电流i1建立了沿铁芯磁路而闭合的磁通Ф0，该磁通同时也穿过次级绕组，并在次级绕 组中产生感应电动势E2。 按电磁感应定律可得：
VCC 7GND 5REF_5V 8VFB 2Comp 1Isense 3Output 6Rt/Ct 4UC2845D UC2845芯片资料介绍及维修方法和设计汇总 第一节:UC2845D 芯片介绍 ①管脚介绍 Unitrode 公司的UC2845D(D 是贴片)是一种高性能固定频率电流型控制器,包含误差放大器、PWM 比较器、PWM 锁存器、振荡 器、内部基准电源和欠压锁定等单元,其结构图 1脚: 是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放器的 增益和频率特性。 2脚: 是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5V 基准 电压进行比较,产生误差(控制)电压,误差(控制)电压变大,第6 脚输出脉冲变窄,占空比降低,抑制输出电压的增加,从而使输 出电压稳定,而控制脉冲宽度,脉宽越宽,电源输出电压越高, Vref 比较器高低门限为:3.6V/3.4V 。 3脚: 电流检测输入端。在外围电路中,在功率开关管(如Mos 管)的源 极串接一个小阻值的取样电阻,将脉冲变压器的电流转换成电 压,此电压送入3脚,控制脉宽。此外,当电源电压异常时,功率开 关管的电流增大,当取样电阻上的电压超过1V 时,缩小脉冲宽度 使电源处于间歇工作状态,UC2845就停止输出,有效地保护了功 率开关管。 4脚: 定时端,内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定， 当上电后，5VDC 通过Rt 电阻给Ct 充电,使④脚电 压近 似线性上升,当电压上升到2.8V 时,在振荡器内部,将定时电容 器CT 上的电压突然放掉,当电压下降到1.4V 时,电压又开始上 升,这样就形成一个锯齿波电压。 UC2845的管脚图
1．P W M信号概述 脉冲宽度调制（PWM）信号广泛使用在电力变流技术中，以其作为控制信号可完成DC-DC变换（开关电源）、DC-AC变换（逆变电源）、AC-AC变换（斩控调压）和AC-DC变换（功率因数校正）。 产生PWM信号的方法有多种，现分别论述如下： 1）普通电子元件构成PWM发生器电路 信 PWM产生过程和灵活调节各项参数。 2．电子元件构成PWM发生器电路
图2 PWM信号发生器电路图 SG3525采用恒频脉宽调制控制方案，内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。调节Ur的大小，在OUTA、
OUTB两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相差一个周期、占空比可调的矩形波（即PWM信号）。它适用于各开关电源、斩波器的控制。占空比控制端Ur与输出端OUTA、OUTB两端波形图如图3所示。 图3 Ur与OUTA、OUTB波形图 SG3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照所接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。 SG3525芯片内部功能框图如图4所示。 图4 SG3525芯片内部功能框图 各引脚功能如下所述： 1．Inv.input(引脚1)：误差放大器反向输入端。在闭环系统中，该引脚接反馈信号。在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。
基于AT89C51的PWM信号发生器设计 摘要 单片机集成度高，功能强，可靠性高，体积小，功耗低，使用方便，价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎无处不在，无所不为。单片机的应用领域已经从面向工业控制，通讯，交通，智能仪表等迅速发展到家用消费产品，办公自动化，汽车电子，PC机外围以及网络通讯等广大领域。 单片机有两种基本结构形式：一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，成为普林斯机构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前单片机以采用程序存储器截然分开的结构多。本课题讨论的占空比与周期可调的信号发生器的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机。 基于单片机的信号发生器的设计，该课题的设计目的是充分运用大学期间所学的专业知识，考察现在正在使用的信号发生器的基本功能，完成一个基本的实际系统的设计全过程。关键是这个实际系统设计的过程，在整个过程中我可以充分发挥自动化的专业知识。特别是这个信号发生器的设计中涉及到一个典型的控制过程。通过单片机控制一个有特殊功能的信号发生芯片，可以产生一系列有规律的周期和占空比可调的波形。这样一个信号发生器装置在控制领域有相当广泛的应用范围。因为产生一系列的可调波形可以作为其他一些设备的数值输入，还可以应用与设备检测，仪器调试等场合。高频稳定的波形信号也可以用于无线电波的调频，解调。这些都是现代生活中必不可少的一些应用。 关键词：PWM 信号发生器
目录 1.简介............................................................... - 3 - 1.1 proteus ...................................................... - 3 - 1.2 Keil ......................................................... - 4 - 1.3 PWM .......................................................... - 5 - 1.4 AT89C51 ..................................................... - 6 - 2.设计原理和方法..................................................... - 9 - 2.1单片机的基本组成.............................................. - 9 - 2.2方案的设计与选择.............................................. - 9 - 2.3定时器、的工作原理........................................... - 10 - 2.3.1工作方式寄存器TMOD..................................... - 11 - 2.3.2定时/计数器控制寄存器TCON.............................. - 12 - 2.4定时/计数器的工作方式........................................ - 12 - 2.5设计方法..................................................... - 13 - 3.系统硬件电路设计图................................................ - 14 - 4.程序框图.......................................................... - 16 - 4.1主程序框图：................................................. - 16 - 4.2系统初始化：................................................. - 16 - 4.3定时器中断程序框图：......................................... - 16 - 4.4键盘扫描程序框图：........................................... - 17 - 5.性能分析.......................................................... - 18 - 5.1定时器中断分析............................................... - 18 - 5.2系统性能分析................................................. - 18 - 6.源程序............................................................ - 18 - 7. 仿真效果图....................................................... - 22 - 总结.............................................................. - 24 - 致谢.............................................................. - 24 - 参考文献............................................................ - 25 -