论文总字数：25706字

摘 要

双管正激变换器自身具备低开关电压应力、工作稳定可靠的有点，合理的设计使其能够在低、中、高大多功率等级电路中使用。同时双管正激变换器也有一定的劣势：磁芯利用率低、占空比难以超越50%等等。笔者针对双管正激变换器的劣势进行了学习研究，并对其进行了一定的改进。

此次毕业设计对于双管正激变换器的改进主要是在传统的双管正激电路中，在开关管周围电路加入了LCD无损缓冲网络，在反馈电路中运用TL431的温度补偿功能对光耦隔离器进行电压补偿，控制电路使用SG3525输出单相PWM波，增设一级驱动电路来弥补SG3525对开关管驱动力的不足。

文中重点分析了LCD无损缓冲网络的8个工作阶段，证明其实现软关断的能力。之后对整体电路划分各个模块进行关键参数的计算，为仿真设计提供了理论依据。在最后截取仿真结果图，证明了理论分析的正确性。

在文章最后详细阐述了PCB电路绘制的学习心得，将PCB绘制分为前期准备、PCB结构设计与布局、PCB布线、铺铜、检查这五大步骤并一一实施，并找出了在实际操作时需要面临的热干扰、电磁干扰、共阻抗干扰等几个隐藏问题，对其一一阐述并找出了解决的方案。

关键词：双管正激变换器；LCD；SG3525；PCB；

Abstract

Two transistor forward converter had low switch voltage should force itself, stable and reliable work, reasonable design made it in low, medium, and large multi power level circuit. At the same time ,it also had some disadvantages: the core of low utilization rate, the duty ratio is more than 50% and so on. The study was concerned with its weaknesses and its improvements.

The graduation was designed for two transistor forward converter is improved is mainly in the traditional double positive excitation circuit, in the switch tube circuit around joined the LCD lossless snubber networks, in the feedback circuit using TL431 temperature compensation function of optically coupled isolator for compensating voltage control circuit using SG3525 output single-phase PWM wave, the creation of a driven circuit to compensate for the SG3525 to switch driving force insufficient.

In this paper, we mainly analyzed the 8 operating modes of the LCD lossless buffer network, and proved that it was in fact the ability of soft turn off. After that, the key parameters of the whole circuit were calculated, which provides a theoretical basis for the simulation design. At last, the simulation results are shown, which proves the correctness of the theoretical analysis.

In the end, the paper discussed PCB drawing learning experience, PCB plotted points of preparation, PCB design and layout, PCB wiring, copper paving, check these five steps and one implementation, and found in the actual operation need to face the thermal interference, electromagnetic interference, impedance interference hidden problems, the elaborated and find out the solutions。

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景和目的 1

1.2 正激变换器的发展现状 2

1.2.1 软开关技术的原理及应用 2

1.2.2 双管正激变换器的组合技术 5

1.3 LCD无损缓冲网络工作原理 9

1.4 毕业设计主要工作 13

第二章 双管正激变换器参数计算 14

2.1双管正激变换器的设计要求和整体框架 14

2.2整流桥元件参数计算 14

2.3主电路参数计算 14

2.3.1变压器磁芯选择及变比确定 15

2.3.2主电路开关管的选取 18

2.3.3原副边二极管选取 18

2.3.4 LCD无损缓冲网络中元件选取 19

2.4控制电路的研究及设计 20

2.4.1SG3525基本工作原理 20

2.4.2 SG3525在控制电路中的使用 21

2.5本章总结 23

第三章 电路仿真和仿真结果分析 24

3.1仿真电路 24

3.2仿真结果分析 25

第四章 PCB设计 27

4.1前期准备工作 27

4.2 PCB结构设计与布局 27

4.3 PCB布线 28

4.4 优化布线以及丝印 29

4.5网络以及DRC检查 29

4.6 PCB设计时的隐藏问题 29

4.7 PCB图展示 30

4.8本章总结 30

第五章 总结与展望 31

致谢 32

参考文献 33

第一章 绪论

1.1课题研究背景和目的

单管正激变换器的电路构造难度不高，且能将一次侧和二次侧隔离，从而广泛应用于非高功率等级的场合中^[1]，却在高输入电压、高功率等级电路中的应用受到掣肘，其原因包括两点：第一点是单管变换器的开关管两端承受的电压值是两倍的电源电压，开关管容易损毁；第二点是因为所有的变压器磁芯在通入电流后会不断积累磁通，所以必须加入磁芯复位装置，使磁芯不会达到饱和，但这样会将单管变换器的占空比降低至50%以下。

双管正激变换器，顾名思义，比单管变换器多了一个“管”，前者比后者在电路拓扑构造的复杂度上并没有增加多少，电路中新增了开关管关断时为变压器电感提供通路的二极管。双管正激变换器中多的一个“管”，分担了另一个开关管所承受的电压，让电路可以应用于更高的功率等级，同时二极管续流为变压器提供了磁芯复位的功能。双管正激变换器的桥臂一般不会出现直通现象，工作稳定，相比Half-bridge变换器、Full-bridge变换器等等更具备优明显的优势。近年来双管变换器主要用在工业制造中，例如计算机的电源、焊接等等功率、输出电压都不高的电路^[2-3]。

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