1、四川信息職業技術學院畢業設計說明書(論文)設計(論文)題目: 電子變壓器的設計 專 業: 班 級: 學 號: 姓 名: 指導教師: 二八年十二月三十日四川信息職業技術學院畢業設計論文任務書學 生姓 名學號班級通技06-2專業通信技術設計或論文題目電子變壓器的設計指導教師姓名職 稱工作單位及所從事專業聯系方式備 注助教高級工程師設計論文內容：1完成電路設計方案的選擇；2單元電路的設計；3整體電路的原理分析。進度安排：第1周：查找資料，選擇參考方案； 第周：確定方案；第58周：查找資料，進行單元電路的設計； 第912周：整體電路原理與分析；第1314周：整理報告，確定初稿； 第1516周：檢查定稿

2、；第1718周：辯論。主要參考文獻、資料(寫清楚參考文獻名稱、作者、出版單位)：1鄭應光模擬電子線路技術南京：東南大學出版社，20052陳有卿實用IR2161時基電路北京：中國電力出版社，20053陳永甫常用半導體器件及模擬電路北京：人民郵電出版社，20064方大千，朱麗寧電子控制裝置制作入門北京：國防工業出版社，20065朱鴻彪實用電子制作電子節能開關北京：電子制作出版社，20066嚴飛，姜源，楊碧石妙用電子模塊222例北京：中國電力出版社，20067王昊，李昕，鄭鳳翼通用電子元器件的選用與檢測北京：電子工業出版社，2006審批意見教研室負責人：年 月 日備注：任務書由指導教師填寫，一式二份

3、。其中學生一份，指導教師一份。 目錄摘要1緒論2第1章總體方案設計3方案比擬與論證3方案選擇5第2章單元電路設計6輸入電源整流濾波電路6IR2161芯片電路7IR2161芯片工作原理7的計算8芯片介紹8變壓電路9第3章制作與調試11印制電路圖11制作調試考前須知11總結12致謝13參考文獻14附錄1電路原理圖15附錄2PCB板底圖16I摘要我們身邊的小型電子產品用的變壓器大局部都是電子變壓器，如： 的充電器、照明光源、電視機、VCD機、DVD機、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、電壓適應范圍廣等許多優點。電子變壓器的廣泛應用得益于科技的進步，電子元件本錢的降

4、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，所以以前的電子產品都非常笨重，而現在的家用電器都非常輕巧靈便。根據產品的更新速度，我借鑒前人的一些知識對電子變壓器進行了改良，以IR2161芯片為背景設計出一款功能齊全，本錢較低的電子變壓器。關鍵詞變壓；節能；IR2161芯片第14頁共16頁緒論隨著電子技術的飛速開展，變壓器的運用越來越廣泛，電子變壓器的種類和功能越來越齊全。因此，討論電源技術與電子變壓器之間的關系：主要討論電源技術對電子變壓器的要求，像所有作為商品的產品一樣，是在具體使用條件下完成具體的功能中追求最高性價比。有時可能偏重價格和本錢，有時可能偏重效率

5、和性能。現在，“輕、薄、短、小成為電子變壓器的開展方向，這幾種開展方向都是強調降低本錢。從總的要求出發，可以對電子變壓器得出四項具體要求，即：使用條件、完成功能、提高效率、降低本錢。因此，設計研制一種電路新穎、平安節電、結構簡單、安裝方便電子變壓器顯得十分必要。為了到達以上要求，本設計采用了基于IR2161芯片電路的電子變壓器，該電子變壓器功能比擬齊全。希望自己能對電子變壓器技術進步做一點小小的奉獻。第1章總體方案設計方案比擬與論證設計電子變壓器之前，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，必須先經過處理才能使用。不同的電器設備的工作電壓不同，所以需變壓器作

6、適當處理。第二，我們所設計的變壓器能夠滿足用戶需求，能夠使生產廠家與消費者到達雙贏的目的。第三，制作的電路越簡單越好，并要考慮用戶安裝與使用的方便。第四，應考慮電路平安可靠，并且節約能源。有鑒于此，自己在前人的根底上，總結出如下兩種方案：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、電容和雙向觸發二極管構成啟動觸發電路。通過以上分析，總結出電子變壓器的系統框圖如圖

7、1-1所示。整流濾波高頻振蕩變壓電路輸出電路圖1-1系統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。它將脈動直流變為高頻直流，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，比方運用在鹵素燈的變壓器中，其優點有：不需要預熱和觸發啟動時間、無需大容量濾波電容、輸出是經隔離的高頻低壓、平安性好。整流濾波IR2161電路變壓電路輸出電源通過以上分析，總結出基于IR2161芯片的電子變壓器

8、的系統方框圖如圖1-3所示。圖1-3系統方框圖基于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點：本電路做成的電子變壓器容易調節，各種元器件也比擬普通，能夠變壓。但是電子產品的本錢比擬高，運用在大型的家用電器中的電源變壓比擬適宜。缺點：此種電源電路生產出來的產品不能夠占有市場，消耗金屬材料，沒有滿足節約本錢的要求。方案二的優點：本電路做成的電子變壓器。是基于智能半橋驅動器芯片IR2161的電子變壓器，無需飽和磁環變壓器，僅需用少量元器件，那么可實現變壓功能。鑒于兩個方案的比擬，為了節約本錢、減小實物帶來大體積，本次畢業設計選用方案二：即基于IR

9、2161芯片的電子變壓器。第2章單元電路設計輸入電源整流濾波電路輸入電源220V的交流電壓。電流經過的電壓為市電220V,經過電感和電容CLF充電，然后經過四個二極管組成的橋式整流以后得到直流電源。在輸入電源經過整流電路以后得到直流電壓，但是波動較大任然不能直接作為電源使用，還需進行再一次濾波，將其中的交流成分濾掉。工作原理:當電容兩端電壓升至>時二極管、經、向提供電流，一方面向電容充電。當<時二極管又截止電容又向放電，電容周而復始的充電放電大大的減小的交流分量，到達了濾波的效果。在選擇整流二極管時,為了保證工作點足夠穩定,應滿足以下條件：(1.5-2)I即：A二極管1N4007的

10、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2.2IR2161芯片電路2.2.1IR2161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腳上的啟動電流外，其余的大局部電流對電容充電。當IC腳上的電壓到達啟動閾值11.8V后，IC開始工作。一旦IC啟動，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高側驅動器電路供電。齊納二極管的作用為分流IC過剩電流，以防止IC損壞。IR2161提供軟件啟動操作，可以防止浪涌電流產生。IR2161輸出125kHz的高頻。由于系統中輸出高頻變壓器初級漏感是固定的，在較

11、高的頻率下呈現較高的阻抗，初級繞組上的電壓較低。致使變壓器輸出電壓較低，電流較小，同時也防止了保護電路被觸發。約經1s的時間，電路以較低頻率運行。在此過程中，IC腳3外部電容上的電壓從0V增加到5V。當空載時，=0V，振蕩器頻率約60kHz在最大負載下，=5V，振蕩器頻率約30kHz。當輸出短路時，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50ms以上的時間，系統將關閉。如果負載超過最大負載的50，IC腳4上的電壓將超過0.5Vs之后，系統將關閉。不管是短路保護還是過載保護，都能自動復位。IR2161還提供過熱關閉功能。當芯片結溫超過135的過溫度限制值時，半橋開關將停止

12、工作，以防止MOSFET燒壞。單元電路如圖2-2所示。圖2-2IR2161芯片電路2.2.2的計算在半橋中間點上的電壓為DC總線電壓的1/2。DC總線的電壓與AC線路的電壓相同，負載上的電壓為AC線路的電壓的50，通過的電流為負載電流的一半。由于負載呈電阻性，電流波形為正弦包跡，半橋輸出占空比為50，在最大負載上上的峰值電壓=，通過的電流為(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 2-72.2.3芯片介紹IR2161的其它特點包括：250/

13、400V齊納二極管鉗位、低于300A的微功率起動和30kHz125kHz的內置振蕩器等。引腳排列如圖2-3示，各引腳功能如表2-1。12345678VCCCOMCSDCSVBHOVSLO圖2-3IR2161芯片表2-1IR2161的引腳功能序 號 符 號功 能 描 述 1VCC低側邏輯和驅動電路的電源電壓 2COM集成電路的功率地端和信號地端 3CSD關斷時間控制和補償電容 4CS電流感應輸入端 5LO低側柵驅動輸出 6VS高側浮動電源的返回端 7HO高側柵驅動輸出 8VB高側柵驅動浮空電源 2.3變壓電路初級繞組最少匝數可根據公式計算式中：為最頂峰值總線電壓，可取其為400V；最大導通時間，

14、其值可選取18s；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時的曲線獲得；為磁芯有效截面積，單位為。計算次級需要的匝數。次級繞組匝數NS可按公式計算。式中：VO()=12V，VAC()=220V。在設計中采用環形磁芯，初級繞組78匝，次級繞組8匝，初級與次級繞組之間利用壓塑別離器隔離。單元電路如圖2-4示。圖2-4變壓電路第3章制作與調試3.1印制電路圖為了驗證本次畢業設計的準確性和節能開關的實用性，在Protel99Se環境下，按照“繪制電路原理圖電氣規那么檢查生成網絡表規劃電路板導入網絡表元件布局與調整布線等步驟設計印制電路板底圖，然后，用專門儀器或手工制作相應印

15、制板。最后，根據所設計的印制電路板組裝電路。注意，元件裝配過程中應遵循“先里后外，先小后大，先輕后重的原那么。3.2制作調試考前須知1.首先檢查印刷電路是否設計正確，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。2.焊接質量尤其重要，焊接時間較長易損壞元器件，焊點處理是否合理，有沒有焊接點短路、虛焊、多余管腳是否剪去。3.制作過程中注意用電平安，按照正常規程進行操作。4.在不明確情況下，可以不通交流電，檢查各個元件工作特性；安裝正確后，再通入市電220V檢測。(以上各項測試是正常工作時的電壓變化情況，如實際制作好后不能實現設計的功能，按照單元電路的分析方法，逐步查找原因。總結在我的畢

16、業設計中，主要對IR2161電子變壓器進行了簡單的設計與闡述。電子變壓器在以后的領域中有很好的開展，我們身邊的小型電子產品里面用的大局部是電子變壓器 。如 的充電器，照明光源，電視機VCD機DVD機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，電壓適應范圍廣等許多優點。也使得電子變壓器在各種領域的運用廣泛。通過本次畢業設計，我對電子變壓器的原理功能和應用領域有了更深刻的認識，對已學過的專業知識進行了穩固和提高，到達理論聯系實際的效果。電子領域正以驚人的速度開展，只有不斷地學習才能適應社會的開展需要。我也明白了：活到老學到老才是硬道理。致謝在這三個多月的畢業設計中，我

17、真誠地感謝楊老師和同學們的幫助，在他們的幫助下我順利的完成了此次畢業設計。首先我要衷心地感謝我的輔導老師楊波，在本次設計過程中他始終給予了我無私的熱情和幫助。開始他細心指導我的選題工作，在做開題報告的過程中，又反復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。在做系統設計這一過程中，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。在寫畢業設計論文的過程中，我也遇到了許多的困難，之所以能堅持完成，這都離不開我的導師和同學們的幫助。通過短暫的畢業設計，從而提高了我的理論水平，真正做到學有所用，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，在楊老師的嚴格指導下，發現問題并加以改正，這些都是一種收獲。特別感謝楊老師的幫助，他對我的系統提出了很多改良的意見，對我的論文中的一些缺乏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設計，我再次衷心地對楊老師表示感謝。參考文獻1鄭應光模擬電子線路技術南京東南大學出版社，20052陳有卿實用IR2161時基電路北京中國電力出版社，20053陳永甫常用半導體器件及模擬電路北京人民郵電出版社，20064方大千，朱麗寧電子控制裝置制作入門北京國防工業出版社，20065朱鴻彪實用電子制作電子節能