AC-DC开关电源在软启动器中的设计和应用

摘要

现代低压电子式软启动器不仅显著降低了马达启动过程中的冲击电流和冲击力矩，而且具备安装简单，成本低廉等优点，因而，在工业，农业和交通运输等领域中广泛应用于三相异步电动机的启动和停止。随着工业的更新和发展，对软启动器的性能和要求越来越高。各类马达检测，保护，远程通讯功能相继集成到软启动器中，大大地提高了马达的工作稳定性和可控性。同时，作为电气设备的软启动器在工作时，也需要一个足够功率的供电电源对其进行稳定的供电。并且，为了适应工业环境，必要的耐压以及隔离也成为软启动器工作电源的必要条件。
　　 为了实现工业领域供电电源电压为120～240V AC、50～60Hz的低压软启动器电源设计要求，并使得软启动器本身符合欧美标准IEC60947-4-2，UL508以及CSA标准要求，本文将着重讨论采用集成内置CMOS管的高频开关电源芯片，利用反激式开关变压器工作模式以及光耦配合MOS管ON-OFF高频开关控制形式，进行AC-DC开关电源电路的设计，分析，以及在软启动器设备中的测试和应用。其中包括开关电源芯片的功能分析，开关变压器的设计分析，电路仿真分析，EMC/EMI设计分析，PCB布板设计分析，实际测试结果分析等等。
　　 本文在理论设计与仿真的基础上，通过测试和调试，实现软启动器设备工作所需要的稳定的高效的直流供电，具备标准要求的高低压隔离，符合电磁兼容EMC/EMI要求，并且成本低廉，符合生产制造要求。实验表明，该低压软启动器的电源设计，完全达到了软启动器电源设计的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1概述

1.2现状及发展前景

1.3研究内容

第2章开关变换器概论及PWM调制

2.1 DC-DC变换器基本方法

2.2 PWM调试方法

2.3 PWM调制模式下的DC-DC主电路拓扑简介

第3章开关电源芯片TNY274的芯片介绍

3.1芯片特点

3.2内部结构图

3.3管脚功能

3.4芯片功能分析

第4章 开关电源变压器的设计

4.1开关变压器的基本介绍

4.2开关变压器磁芯材料的介绍

4.3开关变压器参数介绍

4.4开关变压器在开关电源电路中的设计

4.4.1变压器材料

4.4.2变压器电特性原理

4.4.3变压器绕制结构

4.4.4变压器绕组说明

4.4.5变压器的尺寸

第5章开关电源电路设计

5.1整流电路设计

5.2芯片输入电压的滤波电路设计

5.3芯片TNY274工作电路的设计

5.4开关芯片的供电电路设计

5.5开关变压器钳位电路的设计

5.6欠压保护电路设计

5.7输出滤波电路的设计

第6章 电磁兼容以及在该电源中的设计

6.1电磁兼容简介

6.2 EMC/EMI在开关电源中的设计

6.2.1共模扼流圈的使用

6.2.2 π型滤波器的使用

6.2.3开关变压器针对EMC/EMI的设计

第7章 电路仿真在电源设计中的应用

7.1电路仿真的介绍

7.2 PSpice仿真软件的使用

7.3 PSpice仿真软件在本文中的应用

7.4原理图在仿真软件中的绘制

7.5电路运行条件的仿真测量

7.6各类工作条件下相关点参数的测量

第8章 电源设计的PCB布板

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果