電子變壓器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)
《電子變壓器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《電子變壓器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(20頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 設(shè)計(jì)(論文)題目: 電子變壓器的設(shè)計(jì) 專 業(yè): 通信技術(shù) 班 級(jí): 通技06-2 學(xué) 號(hào): 姓 名: 指導(dǎo)教師: 二ΟΟ八年十二月三十日 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 學(xué) 生 姓 名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 通技06-2
2、 專業(yè) 通信技術(shù) 設(shè)計(jì)(或論文)題目 電子變壓器的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 工作單位及所從事專業(yè) 聯(lián)系方式 備 注 助教 高級(jí)工程師 設(shè)計(jì)(論文)內(nèi)容: 1.完成電路設(shè)計(jì)方案的選擇; 2.單元電路的設(shè)計(jì); 3.整體電路的原理分析。 進(jìn)度安排: 第1~2周:查找資料,選擇參考方案; 第3~4周:確定方案; 第5~8周:查找資料,進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì); 第9~12周:整體電路原理與分析; 第13~14周:整理報(bào)告,確定初稿; 第15~16周:檢查定稿; 第17~18周:答辯。 主要參考文獻(xiàn)、資料
3、(寫清楚參考文獻(xiàn)名稱、作者、出版單位): [1] 鄭應(yīng)光.模擬電子線路技術(shù).南京:東南大學(xué)出版社,2005 [2] 陳有卿.實(shí)用IR2161時(shí)基電路.北京:中國電力出版社,2005 [3] 陳永甫.常用半導(dǎo)體器件及模擬電路.北京:人民郵電出版社,2006 [4] 方大千,朱麗寧.電子控制裝置制作入門.北京:國防工業(yè)出版社,2006 [5] 朱鴻彪.實(shí)用電子制作—電子節(jié)能開關(guān).北京:電子制作出版社,2006 [6] 嚴(yán)飛,姜源,楊碧石.妙用電子模塊222例.北京:中國電力出版社,2006 [7] 王昊,李昕,鄭鳳翼.通用電子元器件的選用與檢測.北京:電子工業(yè)出版社,2006 審
4、 批 意 見 教研室負(fù)責(zé)人: 年 月 日 備注:任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫,一式二份。其中學(xué)生一份,指導(dǎo)教師一份。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 目 錄 摘 要 1 緒 論 2 第1章 總體方案設(shè)計(jì) 3 1.1 方案比較與論證 3 1.2 方案選擇 5 第2章 單元電路設(shè)計(jì) 6 2.1 輸入電源整流濾波電路 6 2.2 IR2161芯片電路 7 2.2.1 IR2161芯片工作原理 7 2.2.2 的計(jì)算 8 2.2.3 芯片介紹 8 2.3 變壓電路 9 第3章 制作與調(diào)試 11 3.1 印制電路圖 11 3
5、.2 制作調(diào)試注意事項(xiàng) 11 總 結(jié) 12 致 謝 13 參考文獻(xiàn) 14 附錄1 電路原理圖 15 附錄2 PCB板底圖 16 摘 要 我們身邊的小型電子產(chǎn)品用的變壓器大部分都是電子變壓器,如:手機(jī)的充電器、照明光源、電視機(jī)、VCD機(jī)、DVD機(jī)、電磁爐里的電源以及電腦里的電源等等。電子變壓器具有無噪音、自身耗能低、電壓適應(yīng)范圍廣等許多優(yōu)點(diǎn)。電子變壓器的廣泛應(yīng)用得益于科技的進(jìn)步,電子元件成本的降低。在以前無論是直流變壓器還是交流變壓器,都要使用由軟磁磁芯制成的電子變壓器,所以以前的電子產(chǎn)品都非常笨重,而現(xiàn)在的家用電器都非常輕巧靈便。根據(jù)產(chǎn)品的更新速度,我借鑒前人的一些知識(shí)對
6、電子變壓器進(jìn)行了改進(jìn),以IR2161芯片為背景設(shè)計(jì)出一款功能齊全,成本較低的電子變壓器。 關(guān)鍵詞 變壓;節(jié)能;IR2161芯片 第13頁 共16頁 緒 論 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,變壓器的運(yùn)用越來越廣泛,電子變壓器的種類和功能越來越齊全。因此,討論電源技術(shù)與電子變壓器之間的關(guān)系:主要討論電源技術(shù)對電子變壓器的要求,像所有作為商品的產(chǎn)品一樣,是在具體使用條件下完成具體的功能中追求最高性價(jià)比。有時(shí)可能偏重價(jià)格和成本,有時(shí)可能偏重效率和性能?,F(xiàn)在,“輕、薄、短、小”成為電子變壓器的發(fā)展方向,這幾種發(fā)展方向都是強(qiáng)調(diào)降低成本。從總的要求出發(fā),可以對電子變壓器得出四項(xiàng)具體要求,即:使用條件
7、、完成功能、提高效率、降低成本。因此,設(shè)計(jì)研制一種電路新穎、安全節(jié)電、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便電子變壓器顯得十分必要。為了達(dá)到以上要求,本設(shè)計(jì)采用了基于IR2161芯片電路的電子變壓器,該電子變壓器功能比較齊全。希望自己能對電子變壓器技術(shù)進(jìn)步做一點(diǎn)小小的貢獻(xiàn)。 第1章 總體方案設(shè)計(jì) 1.1 方案比較與論證 設(shè)計(jì)電子變壓器之前,先考慮以下幾方面的因素: 第一,家用小型電器工作電壓不能直接使用220V市電,必須先經(jīng)過處理才能使用。不同的電器設(shè)備的工作電壓不同,所以需變壓器作適當(dāng)處理。 第二,我們所設(shè)計(jì)的變壓器能夠滿足用戶需求,能夠使生產(chǎn)廠家與消費(fèi)者達(dá)到雙贏的目的。 第三,制作的電路越簡單越好
8、,并要考慮用戶安裝與使用的方便。 第四,應(yīng)考慮電路安全可靠,并且節(jié)約能源。 有鑒于此,自己在前人的基礎(chǔ)上,總結(jié)出如下兩種方案: 1.電子變壓器; 2.基于IR2161芯片的電子變壓器。 功能描述:本電路輸入端接220V的市電電壓。二極管~構(gòu)成整流橋把市電變成直流電,由振蕩變壓器,三極管、組成的高頻振蕩電路,將脈動(dòng)直流變成高頻電流,然后由輸出變壓器TR2對高頻高壓脈沖降壓,獲得所需的電壓和功率。為限流電阻,電阻、電容和雙向觸發(fā)二極管構(gòu)成啟動(dòng)觸發(fā)電路。 通過以上分析,總結(jié)出電子變壓器的系統(tǒng)框圖如圖1-1所示。 整流濾波 高頻振蕩 變壓電路 輸出電路
9、 圖1-1 系統(tǒng)方框圖 電子變壓器的電路原理圖如圖1-2所示。 圖1-2 電子變壓器電路原理圖 功能描述:本電路輸入端接220V的市電電壓。二極管~構(gòu)成整流把市電變成直流電,采用集成芯片IR2161,該集成芯片用于代替了上面的高頻振蕩電路。它將脈動(dòng)直流變?yōu)楦哳l直流,然后由輸出變壓器對高頻脈沖降壓,從而獲得所需的電壓和功率。IR2161芯片自身附帶其它的功能,比如運(yùn)用在鹵素?zé)舻淖儔浩髦校鋬?yōu)點(diǎn)有:不需要預(yù)熱和觸發(fā)啟動(dòng)時(shí)間、無需大容量濾波電容、輸出是經(jīng)隔離的高頻低壓、安全性好。 整流濾波 IR2161電路 變壓電路 輸出電源 通過以上
10、分析,總結(jié)出基于IR2161芯片的電子變壓器的系統(tǒng)方框圖如圖1-3所示。 圖1-3 系統(tǒng)方框圖 基于IR2161芯片的電子變壓器的原理圖如圖1-4所示。 圖1-4 電路原理圖 1.2 方案選擇 方案一的優(yōu)點(diǎn):本電路做成的電子變壓器容易調(diào)節(jié),各種元器件也比較普通,能夠變壓。但是電子產(chǎn)品的成本比較高,運(yùn)用在大型的家用電器中的電源變壓比較合適。缺點(diǎn):此種電源電路生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不能夠占有市場,消耗金屬材料,沒有滿足節(jié)約成本的要求。 方案二的優(yōu)點(diǎn):本電路做成的電子變壓器。是基于智能半橋驅(qū)動(dòng)器芯片IR2161的電子變壓器,無需飽和磁環(huán)變壓器,僅需用少量元器件,則可實(shí)現(xiàn)變壓功能。
11、 鑒于兩個(gè)方案的比較,為了節(jié)約成本、減小實(shí)物帶來大體積,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用方案二:即基于IR2161芯片的電子變壓器。 第2章 單元電路設(shè)計(jì) 2.1 輸入電源整流濾波電路 輸入電源220V的交流電壓。電流經(jīng)過的電壓為市電220V,經(jīng)過電感和電容CLF充電,然后經(jīng)過四個(gè)二極管組成的橋式整流以后得到直流電源。在輸入電源經(jīng)過整流電路以后得到直流電壓,但是波動(dòng)較大任然不能直接作為電源使用,還需進(jìn)行再一次濾波,將其中的交流成分濾掉。 工作原理:當(dāng)電容兩端電壓升至>時(shí)二極管、在正向電壓作用下工作.此時(shí)經(jīng)、向提供電流,一方面向電容充電。當(dāng)<時(shí)二極管又截止電容又向放電,電容周而復(fù)始的充電放電大大的減小
12、的交流分量,達(dá)到了濾波的效果。 在選擇整流二極管時(shí),為了保證工作點(diǎn)足夠穩(wěn)定,應(yīng)滿足下列條件: ≧(1.5-2)I即:A 二極管1N4007的最大整流=1A>0.066A,故~選擇1N4007型二極管。單元電路圖入2-1所示。 圖2-1 橋式整流電路 2.2 IR2161芯片電路 2.2.1 IR2161芯片工作原理 在接通市電電壓后,橋式整流器通過的電流除流入IC腳上的啟動(dòng)電流外,其余的大部分電流對電容充電。當(dāng)IC腳上的電壓達(dá)到啟動(dòng)閾值11.8V后,IC開始工作。一旦IC啟動(dòng),由、和組成的電荷泵電路為IC腳饋送電流。自舉二極管和電容為IC高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路供電。齊納二極管的作
13、用為分流IC過剩電流,以防止IC損壞。IR2161提供軟件啟動(dòng)操作,可以避免浪涌電流產(chǎn)生。IR2161輸出125kHz的高頻。 由于系統(tǒng)中輸出高頻變壓器初級(jí)漏感是固定的,在較高的頻率下呈現(xiàn)較高的阻抗,初級(jí)繞組上的電壓較低。致使變壓器輸出電壓較低,電流較小,同時(shí)也避免了保護(hù)電路被觸發(fā)。約經(jīng)1s的時(shí)間,電路以較低頻率運(yùn)行。在此過程中,IC腳3外部電容上的電壓從0V增加到5V。當(dāng)空載時(shí),=0V,振蕩器頻率約60kHz在最大負(fù)載下,=5V,振蕩器頻率約30kHz。當(dāng)輸出短路時(shí),電流流過半橋,被感測。只要IC腳CS上電壓超過1V的門限電平持續(xù)50ms以上的時(shí)間,系統(tǒng)將關(guān)閉。如果負(fù)載超過最大負(fù)載的50%
14、,IC腳4上的電壓將超過0.5V較低的門坎電壓,在經(jīng)0.5s之后,系統(tǒng)將關(guān)閉。不論是短路保護(hù)還是過載保護(hù),都能自動(dòng)復(fù)位。IR2161還提供過熱關(guān)閉功能。當(dāng)芯片結(jié)溫超過135℃的過溫度限制值時(shí),半橋開關(guān)將停止工作,以避免MOSFET燒壞。單元電路如圖2-2所示。 圖2-2 IR2161芯片電路 2.2.2 的計(jì)算 在半橋中間點(diǎn)上的電壓為DC總線電壓的1/2。DC總線的電壓與AC線路的電壓相同,負(fù)載上的電壓為AC線路的電壓的50%,通過的電流為負(fù)載電流的一半。由于負(fù)載呈電阻性,電流波形為正弦包跡,半橋輸出占空比為50%,在最大負(fù)載上上的峰值電壓=0.4V,通過的電流為
15、 (2-3) 中的峰值電流為 (2-4) 兩端的峰值電壓為 V (2-5) 從式(2-3)、式(2-4)和式(2-5)得到 (2-6) 對于工作在()=220V交流線路電壓下的PLOAD=100W的電子變壓器,電流感測電阻值為 (2-7) 2.2.3 芯片介紹 IR2161的其它特點(diǎn)包括:250/400的輸出驅(qū)動(dòng)容量、15.6V齊納二極管鉗位、低于300μA的微功率起動(dòng)和30kHz~125kHz的內(nèi)置振蕩器等。引腳排列如圖2-3示,各引腳功能如表2-1。
16、 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC COM CSD CS VB HO VS LO 圖2-3 IR2161芯片 表2-1 IR2161的引腳功能 序 號(hào) 符 號(hào) 功 能 描 述 1 VCC 低側(cè)邏輯和驅(qū)動(dòng)電路的電源電壓 2 COM 集成電路的功率地端和信號(hào)地端 3 CSD 關(guān)斷時(shí)間控制和補(bǔ)償電容 4 CS 電流感應(yīng)輸入端 5 LO 低側(cè)柵驅(qū)動(dòng)輸出 6 VS 高側(cè)浮動(dòng)電源的返回端 7 HO 高側(cè)柵驅(qū)動(dòng)輸出 8 VB 高側(cè)柵驅(qū)動(dòng)浮空電源 2.
17、3 變壓電路 初級(jí)繞組最少匝數(shù)可根據(jù)公式計(jì)算 式中:為最高峰值總線電壓,可取其為400V;最大導(dǎo)通時(shí)間,其值可選取18μs;為最大磁通密度,單位為T,其值可從制造者提供的鐵氧體材料工作在100℃時(shí)的曲線獲得;為磁芯有效截面積,單位為㎡。 計(jì)算次級(jí)需要的匝數(shù)。次級(jí)繞組匝數(shù)NS可按公式計(jì)算。 式中:VO()=12V,VAC()=220V。 在設(shè)計(jì)中采用環(huán)形磁芯,初級(jí)繞組78匝,次級(jí)繞組8匝,初級(jí)與次級(jí)繞組之間利用壓塑分離器隔離。單元電路如圖2-4示。 圖2-4 變壓電路 第3章 制作與調(diào)試 3.1 印制電路圖 為了驗(yàn)證本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和節(jié)能開關(guān)的實(shí)用性,在
18、Protel99Se環(huán)境下,按照“繪制電路原理圖→電氣規(guī)則檢查→生成網(wǎng)絡(luò)表→規(guī)劃電路板→導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表→元件布局與調(diào)整→布線”等步驟設(shè)計(jì)印制電路板底圖,然后,用專門儀器或手工制作相應(yīng)印制板。最后,根據(jù)所設(shè)計(jì)的印制電路板組裝電路。注意,元件裝配過程中應(yīng)遵循“先里后外,先小后大,先輕后重”的原則。 3.2 制作調(diào)試注意事項(xiàng) 1.首先檢查印刷電路是否設(shè)計(jì)正確,元器件位置是否安裝正確,二極管、電解電容等極性不要裝錯(cuò)。 2.焊接質(zhì)量尤其重要,焊接時(shí)間較長易損壞元器件,焊點(diǎn)處理是否合理,有沒有焊接點(diǎn)短路、虛焊、多余管腳是否剪去。 3.制作過程中注意用電安全,按照正常規(guī)程進(jìn)行操作。 4.在不明確情況下
19、,可以不通交流電,檢查各個(gè)元件工作特性;安裝正確后,再通入市電220V檢測。(以上各項(xiàng)測試是正常工作時(shí)的電壓變化情況,如實(shí)際制作好后不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能,按照單元電路的分析方法,逐步查找原因。 總 結(jié) 在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,主要對IR2161電子變壓器進(jìn)行了簡單的設(shè)計(jì)與闡述。電子變壓器在以后的領(lǐng)域中有很好的發(fā)展,我們身邊的小型電子產(chǎn)品里面用的大部分是電子變壓器 。如手機(jī)的充電器,照明光源,電視機(jī)VCD機(jī)DVD機(jī)以及電磁爐里的電源還有電腦里的電源等等,電子變壓器具有無噪音,自身耗能低,電壓適應(yīng)范圍廣等許多優(yōu)點(diǎn)。也使得電子變壓器在各種領(lǐng)域的運(yùn)用廣泛。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì),我對電子變壓器的原理﹑功能和
20、應(yīng)用領(lǐng)域有了更深刻的認(rèn)識(shí),對已學(xué)過的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了鞏固和提高,達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的效果。電子領(lǐng)域正以驚人的速度發(fā)展,只有不斷地學(xué)習(xí)才能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需要。我也明白了:活到老學(xué)到老才是硬道理。 致 謝 在這三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我真誠地感謝楊老師和同學(xué)們的幫助,在他們的幫助下我順利的完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 首先我要衷心地感謝我的輔導(dǎo)老師楊波,在本次設(shè)計(jì)過程中他始終給予了我無私的熱情和幫助。開始他細(xì)心指導(dǎo)我的選題工作,在做開題報(bào)告的過程中,又反復(fù)而耐心地給我指出問題的所在,并幫助我糾正了許多不妥之處。在做系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一過程中,也給我提出了許多意見和建議,并交給我許多解決問題的技巧和方法。在寫畢業(yè)設(shè)
21、計(jì)論文的過程中,我也遇到了許多的困難,之所以能堅(jiān)持完成,這都離不開我的導(dǎo)師和同學(xué)們的幫助。 通過短暫的畢業(yè)設(shè)計(jì),從而提高了我的理論水平,真正做到學(xué)有所用,雖然在其過程中我也遇到一些困難,但是從中我也得到了很多的幫助,沒有半途而廢,沒有灰心喪氣,在楊老師的嚴(yán)格指導(dǎo)下,發(fā)現(xiàn)問題并加以改正,這些都是一種收獲。特別感謝楊老師的幫助,他對我的系統(tǒng)提出了很多改進(jìn)的意見,對我的論文中的一些不足的地方也一一地指出。沒有他的幫助,我也不可能很好的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我再次衷心地對楊老師表示感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 鄭應(yīng)光.模擬電子線路技術(shù).南京.東南大學(xué)出版社,2005 [2] 陳有卿.實(shí)用IR2161時(shí)
22、基電路.北京.中國電力出版社,2005 [3] 陳永甫.常用半導(dǎo)體器件及模擬電路.北京.人民郵電出版社,2006 [4] 方大千,朱麗寧.電子控制裝置制作入門.北京.國防工業(yè)出版社,2006 [5] 朱鴻彪.實(shí)用電子制作—電子節(jié)能開關(guān).北京.電子制作出版社,2006 [6] 嚴(yán)飛,姜源..楊碧石.妙用電子模塊222例.北京.中國電力出版社,2006 [7] 王昊,李昕.鄭鳳翼.通用電子元器件的選用與檢測.北京.電子工業(yè)出版社,2006 附錄1 電路原理圖 第15頁 共16頁 附錄2 PCB板底圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)生姓名
23、 郭杰 學(xué)號(hào) 0620063 班級(jí) 通技06-2班 專業(yè) 通信技術(shù) 設(shè)計(jì)(論文)題目 電子變壓器的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 楊 波 譚望春 指導(dǎo)老師考核意見 等級(jí): 指導(dǎo)教師: 答辯 評(píng)語 等級(jí): 答辯老師: 總評(píng) 成績 等級(jí): 考核小組組長: 備注 以上兩項(xiàng)成績綜合后,指導(dǎo)老師考核成績占總分的60%,答辯成績占總分的40%,按五級(jí)記分(優(yōu)、良、中、及格、不及格)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)語
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 建筑施工重大危險(xiǎn)源安全管理制度
- 安全培訓(xùn)資料:典型建筑火災(zāi)的防治基本原則與救援技術(shù)
- 企業(yè)雙重預(yù)防體系應(yīng)知應(yīng)會(huì)知識(shí)問答
- 8 各種煤礦安全考試試題
- 9 危險(xiǎn)化學(xué)品經(jīng)營單位安全生產(chǎn)管理人員模擬考試題庫試卷附答案
- 加壓過濾機(jī)司機(jī)技術(shù)操作規(guī)程
- 樹脂砂混砂工藝知識(shí)總結(jié)
- XXXXX現(xiàn)場安全應(yīng)急處置預(yù)案
- 某公司消防安全檢查制度總結(jié)
- 1 煤礦安全檢查工(中級(jí))職業(yè)技能理論知識(shí)考核試題含答案
- 4.燃?xì)獍踩a(chǎn)企業(yè)主要負(fù)責(zé)人模擬考試題庫試卷含答案
- 工段(班組)級(jí)安全檢查表
- D 氯化工藝作業(yè)模擬考試題庫試卷含答案-4
- 建筑起重司索信號(hào)工安全操作要點(diǎn)
- 實(shí)驗(yàn)室計(jì)量常見的30個(gè)問問答題含解析