课程设计说明书。
课程名称： 电力电子技术课程设计
设计题目： 开关恒流电源设计。
专业： 电气工程及其自动化班级：电自1102班。
学生姓名： 学生填写学号： (11位数)
指导教师学生填写。
20 年月日。
1.引言。电力电子技术课程设计是电气、电子、机电及其相关专业教学中的一个重要组成部分。
通过电力电子技术课程设计的训练，可以全面调动学生的主观能动性，融会贯通其所学的电路、电子技术、自动控制和电力电子技术等课程基本原理和基本分析方法，进一步把书本知识与工程实际需要相结合，实现知识向技能的转化。
在电路设计过程中，为了检验所设计的电路性能，必须搭建实际电路，以实验方式检验和联调电路，整体设计过程不仅研制时间长、而且人为因素较大，其设计质量取决于设计者准备工作是否充分，也取决于设计者的经验、技能、信心和耐心。了解、掌握和考核相关应用技术重点和难点就是学习和应用一些工程设计方法和技能，包括了以下几个方面：
1）技术文献的应用，利用图书、**和网络资源查找相关和相近的信息，整理和索取所需的资料和参数。
2）至少掌握一种电路设计辅助软件，本课程设计只要求掌握altiumdesinger或protel99se，以及相类似电路设计辅助软件。
3）掌握和使用pcb制板、电路制作工艺，本课程设计对pcb制板和电路制作工艺要求较高，也是课程设计是否成功和达标的关键。
4）掌握基本测试仪器使用技能，本课程设计要求掌握的仪器有万用表、示波器等。
5）掌握构建实验和测试条件的方法，课程设计当中往住是分步骤和分测试模块进行的，因此分布构建各步骤和测试模块，成为实验和测试的关键。
设计任务。1）buckchopper开关电源设计，要求正确选择控制方案，查阅参考资料。
2）绘制电气控制原理图，包括主电路图，正确选择或设计元器件，订列元器件目录清单；
3）设计部分工艺图纸（电气控制图，电器元件布置图，安装接线图）；
4）编制完整的设计说明书。
3.设计要求。
设计并制作如图1所示开关稳压电源。
图1buckchopper电源电路的原理分析，定量计算，学习和运用有关的辅助设计工具，进行相关的设计、制作、调试和测试。
电源电路设计。
1）buckchopper电源电路原理分析，定量计算。
2）具体设计要求。
输入：交流90~130vac。
输出：电源恒流350ma，工作电压范围40~60v。
开关电源的工作频率为20khz左右。
采用脉冲宽度调制控制集成电路hv9910。
工作原理。原理如图2和图3所示。图2图3
1）导通状态。
2）截止状态。
3）输入输出关系。
称为占空比。
6．hv9910介绍。
hv9910是pwm高效率led驱动ic。它允许电压从8vdc一直到450vdc而对hbled有效控制。hv9910通过一个可升至300khz的频率来控制外部的mosfet，该频率可用一个电阻调整。
led串是受到恒定电流的控制而不是电压，如此可提供持续稳定的光输出和提高可靠度。输出电流调整范围可从ma级到1.0a。
hv9910使用了一种高压隔离连接工艺，可经受高达450v的浪涌输入电压的冲击。对一个led串的输出电流能被编程设定在0和他的最大值之间的任何值，它由输入到hv9910的线性调光器的外部控制电压所控制。另外，hv9910也提供一个低频的pwm调光功能，能接受一个外部达几khz的控制信号在0-100％的占空比下进行调光。
器件极限参数。
vintognd0.5vto+470v
cs0.3vto0.8v
ld，pwm_dtognd0.3vto(vdd--0.3v)
gatetognd0.3vto(vdd+0.3v)
continuouspowerdissipation(ta=+25°c)(note1)
16-pinso(derate7.5mw/°cabove+25°c750mw
8-pindip(derate9mw/°cabove+25°c900mw
8-pinso(derate6.3mw/°cabove+25°c630mw
operatingtemperaturerange40°cto+85°c
junctiontemperature125°c
storagetemperaturerange65°cto+150°c
封装信息。图4
典型应用及工作原理。
图5ac/dc交流输入应用。
hv9910是一个低成本的可压，升压，升压的控制芯片特别适合设计驱动多串led或led阵列。该芯片既适用于全球通用的ac交流输入，也适用于8－450v的直流输入。交输入时，为提高功因素，通过由en61000-3-2classc所规定的照明设备的交流谐波的限制，在输入功率小于25w，可很容易的**中加入无源功因素校正电得以实现。
hv9910可驱动上百个高亮度的led联或数高亮度的led，这些led能被设计成一串或串并联结合的方式，hv9910通过调节恒值可确保led和光谱并延长寿命。hv9910的特色是使能脚pwm_d可采用脉宽调制(pwm)的方法调节led，同时兼作使能端，该端悬空时芯片无输出控制。hv9910也可通过ld端线性调压的方式连续调节led的输出电流从而控制(也叫线性调光).
hv9910内部包含了一个高压线性电源，它向内部所有线路提供能量，也可以提供给外部低压电路。
led驱动控制。
hv9910可控制包括隔离/非隔离，连续/非连续等类所有的转换器。当gate端输出高电平驱动外部的功率mosfet时，led驱动器将储存到电感或变压器原边电感的输入能量，依赖不同的转换器类型，可能储能和将部分能直接传led，当功mosfet关断时，储存在磁性元件上的能转换为led串的驱动电。(工作在flyback模式).
当vdd电压大于uvlo时，gate端可以输出高电平。此时输出电通过限制外部功mosfet的峰值电的方式工作。外部电采样电阻与功mosfet的源极联，此采样电阻的电压反馈到hv9910的cspin脚，当cspin脚的电压超过峰值电的设定的阈值电压时，gate的驱动信号结束，功管关断。
此峰值电比较仪的阈值电压在内部设定值为250mv，亦可通过ldpin在外部设定。当需要软启动时，在ldpin连接一个电容，从而允许电压按期望的的速率上升，因此，确保led的输出电流是逐渐上升的。很明显，一个简单的无源功因素校正电，由3二极管和2电容组成，应用线路显示如图5.
供电电流。hv9910需要1ma的启动电流。如框图所示，此电流由hv9910的内部产生，无需象其它的电路中需加一个大的启动电阻。
此外，在hv9910的应用中，它能用内部的线性电源连续的向内部的所有线路提供7.5v的电压。
设定输出电流。
如图5，选择降压拓扑时，led中的平均电流是cs的峰值电压的一个好的表现。然而，运用这种电流采样方法，有一个相关连的误差需要被计算进去。此误差的提出是因为电感中的平均电流和峰值电流是不同的。
例如电感纹波电流的峰峰值是150ma，要得到500ma的led电流，该采样电阻应为：250mv/(500ma+0.5*150ma)=0.
43。调光。有两种方式可以实现调光，取决不同的应用，可以单独调节也可组合调节。led的输出电流能被控制，也能被线性调节改变，或通过控制电流的开关来维持电流的不变。
第二种调光方式(叫pwm调光)通过改变输出电流的占空比来控制led的亮度。
线性调光通过调节ldpin脚电压从0到250mv而实现，该控制电压优先于内部cspin设定值250mv，从而可输出电流实现编程。例如，在vdd和地之间接一个分压器，设定cspin的控制电压。当分压器设定的控制电压超过250mv将不会改变输出电流。
如希望更大的输出电流，以选择一个更小的采样电阻。
pwm调光通过外部pwm信号加在pwm_dpin端而实现。该pwm信号可由微控制器或由脉冲发生器按希望的led的亮度以一定的占空比来实现。在此pwm方式下，以该信号的有效和失效转换来调节led的电流。
在此模式，led的电流处在这两种状态之一：零或由采样电阻设定的正常电流。它不可能用这个方法去达到比hv9910用采样电阻设定的水平更高的平均亮度。
hv9910用这种pwm控制方法，这灯的输出只能在零到100%之间调整。此pwm调光方法的精度仅仅取决于gate的最小脉宽的限制，即此频率的占空比的百分比。这里有一些由应用线路图1，给出的典型的波形阐明pwm调光方法如下。
ch1是指mosfet的漏极电压，ch2是给pwm_d脚的pwm信号和ch4是led灯串的电流。
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