大功率直流稳压电源的设计--毕业论文

1、北华大学毕业设计（论文）本科毕业设计(论文)题目名称： 大功率直流稳压电源的设计 学 院： 电气信息工程学院 专业年级： 自动化04 级 学生姓名： 李晓君 班级学号： 04-02-15 指导教师： 张锡鹤 二八年六月十日 北华大学毕业设计（论文）毕业设计题目： 大功率直流稳压电源的设计 李晓君作者：_ 指 导 教 师： 张锡鹤 单位： 北华大学 协助指导教师： 单位： 单位： 完 成 日 期：2008年 06月 10日摘要本文针对目前国内用于电源是晶闸管静态逆变器。其逆变频率限制在8khz以下，实际产品一般仅为1khz左右。晶闸管静态逆变器的频率范围窄，如感应器改变时，不能进行频率调节。本文

2、通过应用igbt逆变器以设计大功率的直流稳压电源。本文首先介绍了所设计的大功率直流稳压电源的组成结构和控制原理，并就电源主电路、控制电路、保护电路以及控制系统软件的设计做了详细地分析。主电路系统由输入滤波整流电路、逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路组成。逆变电路采用输出功率较大的igbt全桥式逆变结构，绝缘栅双极晶体管（igbt）具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大等优点。根据大功率直流稳压电源的外特性的要求，设计中使用电压、电流双闭环反馈系统来控制电源外特性，得到的电源特性既有较好的功率特性，又有外拖特性，故系统有很好的外特性。文中详细讨论了上述电路的设计要点及

3、参数确定，以16位单片机80c196kc为控制核心，组成大功率直流稳压电源的控制系统。单片机通过采样电路中的电压、电流值，与给定值比较后可自动调节，同时还可显示电路中的电压、电流值，具有监控功能。所以此系统不仅具有较高的可靠性，还具有良好的工艺性能。由于使用了高频器件，整个系统具有小型化、轻量化、高效率等优点，符合现代大功率直流稳压电源的发展潮流。故本系统具有较好的发展前景。关键词是为了文献标引工作从论文中选取出来用以表示全文主题内容信息款目的单词或术语。如有可能，应尽量用汉语主题词表等词表提供的规范词。不用此信息时，删除此框。关键词：大功率直流稳压电源 ；80c196kc；igbt逆变器；微

4、机控制系统abstractthis article in view of present domestic uses in the power source is the thyristor static state invertor. its inversion frequency restriction below 8khz, the actual product is only about generally 1khz. the thyristor static state invertors frequency range is narrow, if time sensor chang

5、e, cannot carry on the frequency control. developed adapted using the igbt invertor in the high efficiency cocurrent voltage-stabilized sources development work.this article first introduced designs the high efficiency cocurrent voltage-stabilized sources composition structure and the control princi

6、ple, and on the power source main circuit, the control circuit, the protection circuit as well as the control system softwares design did have analyzed in detail.the contravariant welding machine main circuit system by the input filter leveling circuit, the contravariant electric circuit, the high-f

7、requency transformer, the output rectification filter circuit is composed. the contravariant electric circuit uses the output big igbt entire bridge-type inversion structure, insulates the grid bipolar transistor (igbt) to have the input impedance to be high, the working speed quick, passes conditio

8、n the voltage to be low, the breakdown voltage is high, withstanding electric current big and so on merits. according to the high efficiency cocurrent voltage-stabilized sources external characteristic request, in the design uses the voltage, the electric current double closed loop feedback system c

9、ontrol supply external characteristic, obtains the power source characteristic both has the good power characteristic, and outside has tows the characteristic, therefore the system has the very good external characteristic.the design key points and parameters are discussed in detail. high performanc

10、e 16-bit micro-processor 80c196kc is adopted for control kernel. the single chip can self-regulate after comparing the given value with the voltage and current value of sampling circuit, and at the same time show the voltage and current value of circuit. because has used the high frequency component

11、, the overall system has merits and so on miniaturization, lightweight, high efficiency, is in keeping with the modern high efficiency cocurrent voltage-stabilized sources development tidal current. therefore this system has the good prospects.key words：high efficiency current voltage-stabilized sou

12、rce， 80c196kc， igbt inverter， microprocessor control systems- 2 -目录摘要1abstract2引言11 概述21.1 电源稳定问题的提出21.2 输出电压不稳定的因素21.3 直流稳压电源的技术指标31.4 稳压电源的分类51.5 本文主要工作62 电源硬件系统设计72.1 单片机控制的直流稳压电源的总体设计72.1.1 电源的外特性72.2 元件选择72.2.1 逆变电路拓扑结构选择72.2.2 逆变频率的确定82.2.3 开关元件的选择92.2.4 逆变控制方式的选择102.3 单片机控制的直流稳压电源的总体设计102.3.1

13、 电源的主电路122.3.2 驱动电路132.3.3 hl402模块的分析132.3.4 输出电路152.3.5 直流稳压电源设计162.4 逆变器的控制电路202.5 电流闭环仿真263主电路的参数计算293.1输入电路参数计算293.2逆变电路参数计算313.3输出电路计算343.4纹波的抑制354辅助电路384.1电压驱动型脉宽调制器384.2电流检测电路394.3电压检测电路414.4脉冲调制工作点的选择425单片机控制系统的设计435.1单片机最小系统设计435.2数模转换电路446软件设计45结论48参 考 文 献49附录a电路图51致谢54北华大学毕业设计（论文）引言自70年代末

14、以来，国外迅速发展功率场效应晶闸管（power mosfet）,绝缘门级双级性晶闸管（igbt）和mos栅控晶闸管（mct）等新型功率开关器件，由于这些新型器件具有开关频率高，器件自身的功率损耗小，因而转换效率高，电路结构简单等优点，在加热电源领域中，正在得到广泛的应用。其中igbt器件，其输出管压降低，一般在3v以下，器件本身的功耗小，具有晶闸管的优点，适合于大电流工作，其控制端采用了场效应管的技术，驱动非常小，适应于高速开关，且没有二次击穿的问题，工作比较安全，因此属于目前国际上有限发展的大功率开关器件。国外器件制造厂商推出了一系列大功率igbt模块，其最大单管电流已达到1000a以上，耐

15、压可达到1200v（有的可达到1400v），开关时间在600ns以下。其实际工作频率可达到50khz，功率较小时可达到100khz，因此是极有前途的功率开关器件。但是，上述这些新型功率开关器件也存在一些弱点，如电压与电流的过载能力弱，当工作参数超过其安全范围是，非常容易损坏。因此给电路结构的设计与制造提出了新的要求，并且需要快速而有效的保护措施由于igbt逆变器的逆变频率高，节能效果好，在各种电源中均有重要的应用。但到目前为止，我国在应用大功率igbt模块制造大功率直流稳压电源还是比较少，大功率直流稳压电源主要应用与我国的军事和航天事业当中，如适用于大功率冲击负载和飞机、自行火炮、坦克、导弹等

16、武器装备的起动电源。应用在我国的重型工业中。1 概述1.1 电源稳定问题的提出 许多电子设备都需要良好稳定的直流供电电源，而外部提供的能源大多为交流电网电源，通常是通过火力发电、水利发电、核子发电及风力发电获得的。直流电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流电源的任务。转换后的直流电源要具有良好的稳定性，当电网或负载变化时，它能保持稳定的输出电压，并具有较低的纹波。我们通常称这种直流电源为直流稳压电源。说到稳压问题可以追溯到上一个世纪爱迪生发明电灯时，就曾考虑过稳压电源。到二十世纪初，就有了铁磁稳压电源。电子管问世不久，就有人设计了电子管直流稳压电源。到四十年代后期，电子器件与

17、磁饱和元件相结合，构成了电子控制的磁饱和交流稳压电源，至今还在应用。五十年代，随着半导体工业的飞跃发展，晶体管的诞生使晶体管串联调整稳压电源，成了稳压电源的核心，这种局面一直维持到六十年代中期。随着电子设备的进步，电子设备开始从分立元件进入集成电路时代，体积日益减小，装机密度不断提高，规模容量逐渐增大。这种晶体管串联型常规电源难以满足形势发展的趋势日益显露。六十年代后期，科技工作者对稳压电源技术做了一次新的总结，使开关电源，可控硅电源得到了快速发展。与此同时，将稳压电源的大部分元器件都集成在一块硅基片上的集成稳压电源也不断发展。1.2 输出电压不稳定的因素电源是电子设备的重要部分，其质量好坏直

18、接影响着电子设备的可靠性，而且电子设备的故障60%来自电源。因此电源越来越受到人们的重视。电子电路及电子设备对电源最基本的要求就是电源的输出电压或输出电流要稳定。稳压电源的输出电压不是绝对不变的，只是变化很小。从稳压电路的原理分析，最主要的引起输出电压变化的因素有两个：一是输入电压的变化引起的输出电压的变化；另一个是输出电流的变化(由于负载变化)引起输出电压的变化。输出电压的变化很微小，但正是这个微小的变化经放大后才能反馈去抵消原有的大部分变化。一般来说，稳压电路的设计首先要考虑输入电压和负载这两个因素。或者说，首先要“抵制”的是这两个因素引起的输出电压变化;也就是稳压电源稳定电压的能力首先要

19、看输入电压的变化和负载变化引起的输出电压的变化被限制到多小的程度。当人为地保持输入电压和负载不变时，输出电压仍有变化。引起这种变化的因素很多，其中最主要的是温度的变化，电路要工作起来，元器件上就有电流通过，就要消耗功率，引起温升。取样电阻和基准源温度的变化对输出电压的影响更大。1.3 直流稳压电源的技术指标衡量一台稳压电源的好坏，一方面要从功能角度来看，即容量大小(输出电压和输出电流)、调节范围大小、效率高低等，人们称其为使用指标或性能指标;另一方面要从外观、形状、体积、重量等直观形象来看，这些称为电气指标;更重要的是要看它的质量高低，即输出电压的稳定度等，一般称为质量指标。下面重点介绍质量指

20、标。(1)、描述输入交流电压变化对输出电压影响的技术指标1.稳压系数稳压系数有绝对稳压系数和相对稳压系数两种。绝对稳压系数表示负载不变而输入交流电压变化时，稳压电源输出直流电压变化量u0与输入交流电压变化量ui之比，即 (1.1) 它表示输入交流电压变化u，引起输出电压变化u0越小输出电压就越稳定。这种表示方法在工程中常常用到。相对稳压系数表示负载不变时，稳压电源输出直流电压u0的相对变化量u0/ u0与输入交流电压u，的相对变化量ui/ u0之比，即 (1.2)2.电压调整率电压调整率表示负载电流为额定值时输入交流电压在额定值上下变化10%时，稳压电源输出电压的相对变化量(百分数)，即 (1

21、.3)一般直流稳压电源的电压调整率为1%，0.1%，0.01%等。有的也可以用绝对值表示。(2)、描述负载变化对输出电压影响的技术指标1.负载调整率(也称电流调整率)在交流电源额定电压的条件下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，用百分数表示。 (1.4)输出电阻(也称内阻)在额定输出电压的条件下，负载电流变化引起输出电压变化u0，则输出电阻为 (1.5)(3)、纹波电压(现称周期和随机漂移，用pard表示)1.最大纹波电压在额定输出电压和额定输出电流条件下，输出纹波(包括噪声)电压的绝对值大小，通常以峰值或有效值表示。2.纹波系数在额定输出电压和额定电流条件下，输出纹波电压的

22、有效值urms与输出直流电压u0之比，即 (1.6)(4)、温度漂移和温度系数环境温度的变化会影响元器件参数的变化，从而引起稳压电源输出电压的变化，称为温度漂移。常用温度系数表示温度漂移的大小，温度每变化1c所引起输出电压值的变化称为绝对温度系数，单位是v/c或mv/c。温度每变化1c所引起的输出电压相对变化u0r/ u0t称为相对温度系数，单位是%/c。(5)、漂移稳压电源在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下，经过一定的工作时间后元器件参数的不稳定也会造成输出电压的变化，慢变化叫做漂移，快变化叫噪声。在一般使用中只考虑漂移就可以了。表示漂移的方法有两种，一种是用指定时间内输出电压值

23、的变化u0来表示;另一种是用指定时间内输出电压的相对变化uot/uo、来表示。考察漂移时间可以定为1分钟、10分钟、1小时、8小时或更长。1.4 稳压电源的分类现代应用的稳压电源的种类比较多，分类方式也很多。按稳定对象分有交流稳压电源和直流稳压电源。是交流还是直流要看稳压电源的输出电压是交流还是直流。按稳定方式分，有参数稳压电源和反馈调整稳压电源。参数稳压电源电路简单，利用元件的非线性实现稳压，结构也简单。比如，用一只电阻和一只可控硅稳压管就能构成参数稳压电源。反馈调整型稳压电源是一个负反馈闭环自动调整系统，它根据稳压电源的输出电压的变化量，经过取样、比较放大、再反馈给控制调整元件，使输出电压

24、得到补偿而趋于原值，从而达到稳定。此电路较复杂，但稳定度高。按稳压电源的调整元件与负载的联接方式来分类，可以分为并联稳压电源和串联稳压电源两种。调整元件与负载并联的叫并联稳压电源或分流稳压电源，它通过改变调整管元件流过的电流的多少来适应输入电网电压的变化及负载电流的变化，以保持输出电压的稳定。这种稳压电源效率较低，只有某些专用场合才适用。调整元件与负载串联的稳压电源叫做串联稳压电源。在这种稳压电源中，调整元件串联在输入端和输出端之间，输出电压就依靠调整元件改变自身的等效电阻来维持恒定。按调整元件分，有辉光放电管稳压电源，稳压管稳压电源，电子管稳压电源，晶体管稳压电源，可控硅稳压电源等。按调整元

25、件的工作状态分，有线性稳压电源和开关稳压电源。所谓线性稳压，就是其调整管工作在线性放大区。这种稳压电源的主要优点是调压范围宽、稳定度高，但变换效率低;开关稳压电源的调整管工作在开关状态，主要的优越性就是变换效率高，可达70%一95%。根据需要，还可以有其他分类方法，例如集成电极输出型、发射极输出型;高压、低压;通用、专用等。1.5 本文主要工作本课题主要是进行用单片机来控制直流稳压电源的研制工作。要求电源具有高可靠性。所以本文的主要工作有：在逆变电源的基础上建立以80c196kc单片机为控制核心的微机控制系统，设计单片机控制系统硬件，在满足控制系统要求的条件下，力求软硬件的最佳组合。所研制的单

26、片机控制稳压电源的技术指标如下： 输入电压： 380v三相交流50hz；输出电压 24v输出电流 800a；2 电源硬件系统设计2.1 单片机控制的直流稳压电源的总体设计2.1.1 电源的外特性图2.1 电压电流外特性2.2 元件选择2.2.1 逆变电路拓扑结构选择逆变电路拓扑有推挽型、全桥、半桥等，如表2.1所示。表2.1逆变电路的比较电路参数推挽式全桥式半桥式功率开关管集射极间施加电压稳态为2e,漏感引起的尖峰v 2e稳态为e,二级管相位 ve同全桥输出相同功率时集电极电流icic2ic功率开关管数量242输出滤波电容数量112宜获得的输出数量大大中等由上表可以看出，要获得大容量的输出，宜

27、选用推挽式或全桥式拓扑结构，但是推挽式电路中由于漏感引起的尖峰电压是全桥式的2倍，这给电路设计与调试带来了困难，并对开关管的耐压提出了更高的要求，因而本系统采用已被广泛应用的全桥式电路拓扑结构。2.2.2 逆变频率的确定选择逆变频率时应考虑： 1、能有效地减少变压器的体积和重量； 2、所采用的开关元器件的频率特性； 3、经济性。按照正弦波分析，变压器有以下的基本公式： (2.1) (2.2)式中，s为铁心截面积；b为磁感应强度的最大值。显然，当b一定时，提高逆变频率不仅可降低变压器的体积和重量，而且使控制精度提高。因此，通常认为最佳逆变频率是在考虑到电路固有频率(电路的l、r、c决定电流衰减速

28、度)的基础上，选用功率开关器件所能接受的最高频率(常以次级整流管的开关特性为参考基准)。但是经过实际调试发现，随着逆变工作频率提高，管子的功耗也增大，相应的散热器体积总量增大，不利于电源整机体积的缩小，而且还会导致变压器漏抗恶化，从而影响电源的正常工作。综合以上因数，结合参考国内外的研究水平和使用情况，本研究中的电源逆变工作频率选为20khz。2.2.3 开关元件的选择逆变器中最重要的一个器件就是功率开关元件，而功率开关元件正朝着高压大容量、集成化、全控化、高频化及多功能化方向发展。从可控性来分，可以大致分为半控型和全控型器件。全控型器件的开通和关断是由栅极控制，具有导通电阻小、正向压降低、开

29、关速度快、开关损耗低、di/dt及dv/dt耐量大的优点。在逆变电源中，对功率半导体器件(尤其是开关管)有如下基本要求：1、耐电压值高；2、开关速度快，开关损耗低；3、动态特性di/dt及dv/dt耐量要高；4、耐冲击电流大，可靠工作范围大；5、热稳定性好。基于以上考虑，全控型器件是应优先考虑选用的器件。表2.2给出了达林顿gtr、功率mosfet和igbt三种全控型器件的特性比较。gtr开关速度较低，对di/dt有影响，而且是电流驱动方式，驱动功率较大，还存在二次击穿问题；功率mosfet有较好的高速控制性能，然而容量小，难以实现大电流，主要应用于小型和轻型设备中；igbt是mosfet与双

30、极晶体管的复合器件，它兼有mosfet易驱动和功率晶体管电压、电流容量大的优点，其频率特性介于mosfet与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，在较高频率的大中功率应用中占据了主导地位。本文选用igbt作为电路主控开关功率器件。表2.2 gtr 、mosfet和igbt器件名称达林顿gtr功率mosfetigbt开关速度100.312安全工作区小大大额定电流密度（a/)203051050100驱动功率大小小驱动方式电流电压电压高压化易难易大电流化易难易高速化难极易易饱和压降极低高低并联使用较易易易对于次级整流元件，肖特基势垒二极管其正向压降很小，反向恢复时间也极短，应是首选元件，

31、这样可以降低功耗提高电源效率。2.2.4 逆变控制方式的选择逆变技术的输出控制方式常用“时间比率控制”方式，通过改变导通时间ton和工作周期比例亦即脉冲的占空比来实现。控制方式有三种：(1)脉冲宽度调制型(pwm )：开关周期恒定，调节导通脉冲的宽度；(2)脉冲频率调制型(pfm)：导通脉冲宽度恒定，调节开关工作频率；(3)混合调制型：把pwm和pfm结合在一起。控制系统采用单片机为核心的控制系统，最方便的是pwm控制方式2.3 单片机控制的直流稳压电源的总体设计图2.2 单片机控制的逆变电源的总体框图单片机控制的逆变电源的总体框图如图2.2所示，整套装置主要由电源主电路、pwm控制电路、驱动

32、电路和单片机控制电路四部分组成。下面简要介绍一下这几部分的电路功能：1)主电路及驱动电路的功能主电路用来实现输入功率到输出功率的能量转换，驱动电路用来将脉宽调制电路输出的控制脉冲转换成符合开关功率器件要求的电平和阻抗形式，同时实现主电路和控制电路之间的电气隔离，其对功率开关元件的开关时间、损耗等有着直接的影响。另外，还需要在开关器件的工作点超出安全工作区时提供保护信号。2)基本控制电路的功能基本控制电路的任务是根据单片机输出的电流给定值与实际电流反馈值的差值，通过调节输出脉冲的占空比来实现稳定的输出。3)单片机控制电路的功能为实现直流稳压电源，单片机系统控制电路用来输出其所需的电压、电流。以实

33、现设计所要求的电源的电流和电压的稳定性2.3.1 电源的主电路图2.3 电源主电路由图可见，电源主电路遵循一般逆变的ac-dc-ac-dc形式，三相工频交流网路电压经过整流模块整流和滤波，得到大约540v的直流电压。该直流电压施加到由功率开关管igbt和中频变压器组成的逆变器上。功率开关管vt1、vt2、vt3、vt4组成桥的四臂，中频变压器ti连接在它们中间，相对桥臂上的一对功率开关管vti、vt3和vt2、vt4由栅极驱动电路以脉冲方式激励而交替地通断，将直流电压变换成20khz的中频交变电压，中频变压器同时将大约540v电压降为24v左右的电压，然后经输出整流器整流滤波，输出直流电压。在

34、全桥电路中，变压器的电压为，如果我们假定逆变器的效率为85%，占空比为0.8，则igbt管的工作电流为： (2.3)2.3.2 驱动电路驱动电路的作用主要是对驱动信号进行功率放大，并保证一定的脉冲前沿、后沿陡度，使其有足够的能力使igbt饱和导通。同时，驱动电路还起到控制电路与主电路的电气隔离作用和故障信号的采集作用。根据igbt静特性和动特性，对igbt的驱动电路提出下列要求和条件：(1)由于是容性输入阻抗，因此igbt对门极电荷集聚很敏感，驱动电路必须可靠，要保证有一条低阻值的放电回路。(2)用低内阻的驱动源对门极电容充放电，以保证门极控制电压u有足够陡降的前后沿，使igbt的开关损耗尽量

35、小。另外，igbt开通后，门极驱动源应提供足够的功率使igbt不致退出饱和而损坏。(3)门极电路的正偏电压为+12v+15v，负偏电压应为-2v-10v。(4)igbt多用于高压场合，故驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔离。(5)门极驱动电路应尽可能简单、实用，具有对igbt的自保护功能，并有较强的抗干扰能力。(6)若为大电感负载，igbt的关断时间不宜过短，以限制尖峰电压，保护igbt安全。大多数igbt生产厂家为了解决igbt的可靠性问题，都生产与其相配套的混合集成电路。根据igbt管的型号，选用hl402（400a/600v及300a/1200v）快速型igbt专用模块来驱动igbt

36、管。3igbt的保护将igbt用于逆变器时，应采取保护措施以防损坏器件。常用保护措施有：1）通过检出的过电流信号切断门极控制信号，实现过电流保护。2）利用缓冲电路抑制并限制过量的du/dt。3）利用温度传感器检测igbt的壳温，当超过允许温度时主电路跳闸，实现过热保护。2.3.3 hl402模块的分析hl402是17脚单列直插式结构，内置有静电屏蔽层的高速光耦合器实现信号隔离，抗干扰能力强，响应速度快，隔离电压高。它具有对igbt进行降栅压、软关断双重保护功能，在软关断及降栅压的同时能输出报警信号，实现封锁脉冲或分断主回路的保护。它输出驱动电压幅值高，正向驱动电压可达1517v，负向偏置电压可

37、达1012v，因而可用来直接驱动容量为400a/600v及300a/1200v以下的igbt。hl402结构图如图2.4所示。图2.4中，vl1为带静电屏蔽的光耦合器，它用来实现与输入信号的隔离。由于它具有静电屏蔽，因而显著提高了hl402抗共模干扰的能力。图2.4中u1为脉冲放大器，s1、s2实现驱动脉冲功率放大，u2为降栅压比较器，正常情况下由于脚9输入的igbt集电极电压vce不高于u2的基准电压vref，u2不翻转，s3不导通，故从脚17和脚16输入的驱动脉冲信号经s2整形后不被封锁。该驱动脉冲经s2、s2放大后提供给igbt使其导通或关断，一旦igbt退饱和，则脚9输入集电极电压给i

38、gbt使其导通或关断，并且脚9输入的集电极电压采样信号vce高于u2的基准电压vref，比较器u2翻转输出高电平，使s3导通，由稳压管dz2将驱动器输出的栅极电压vge降低到10v。此时，软关断定时器u3在降栅压比较器u2翻转达到设定的时间后，输出正电压使s4导通，将栅极电压软关断降到igbt的栅射极门限电压，给igbt提供一个负的驱动电压，保证igbt可靠关断。图2.4 hl402 驱动结构图2.3.4 输出电路本设计的输出电压是直流低电压，具有一定的输出功率。输出电路上对高频变压器次级的高频方波电压进行整流滤波。为了获得高质量的直流输出电压，需要一些特殊的元器件，如肖特基势垒整流二极管以及

39、存储能的电感，以产生低噪音的输出电压。1输出整流和滤波电路全桥式逆变电器的输出电路如图2.5所示，由于二极管d7、d8都给输出端提供半周期的电流，所以它们分担着相等的负荷电流，它们不需要续流二极管，因为当一个二极管截止时，另一个二极管就导通起到了续流的作用。但是，对二极管的反向截止电压参数的要求就高了，它的最小值应是：2.4vovimax / vimin2功率整流器的特点全桥式逆变器的输出电路如图2.5所示：图2.5 全桥式逆变器的输出电路输出电路中的整流二极管必须具有正向降低、快速恢复的特点，还应有具有足够的输出功率。普通的pn结二极管不适于作为开关使用，因为它们恢复得慢，并且效率低。在电源

40、中，可以使用三种类型的整流二极管：1) 高效快速恢复二极管2) 高效超快恢复二极管3) 肖特基势垒整流二极管肖特基势垒整流二极管即使在大的正向电流作用下，其正向压降也很低，仅有0.4v左右。由于它具有这一优点，使得肖特基势垒整流二极管特别适用于5v左右的低电压输出电路中。因为在一般情况下，低电压输出所驱动的负载电流都很大。而且随着结温的增加，其正向压降更低。肖特基势垒整流二极管的反向恢复时间是可以忽略不计的，因为此器件是多数载流子半导体器件，在器件的开关过程中，没有消除少数载流存储电荷的问题。肖特基势垒整流二极管存在着两个主要缺点：1)其反向截止电压的承受能力较低，目前的产品大约是100v。2

41、)它们有较大的反向漏电流，使得该器件比其它类型的整流器件更容易受热。当然，这些缺点也可以通过增加瞬时过压保护电路及适应控制结温来克服。2.3.5 直流稳压电源设计1igbt驱动器用电源每块igbt驱动器模块(hl402)均需要一个单独电源的直流稳压电源供电。有驱动器模块的内部电路结构得知，需要稳压电源提供25v直流电源，最大输出电流不大于50ma即可。1)选稳压管因为要求输出直流电压25v，即25v，所以稳压管vd5的稳压值25v。设电源输出电流50ma时，流过稳压管vd5的电流5ma。当负载开路时，流过vd5的电流增加到。 (2.4)2)选定直流输入电压通常选 (2.5) 在此我们取60v。

42、3)求限流电阻 假定变化10%，则1.11.16066v (2.6) 0.90.96054v (2.7) 限流电阻的值范围为： (2.8)0.8kr16.8k取1000。 1.55510-31000=82.5v (2.9) 取84v。4)选择整流二极管流过二极管的电流： 带负载时，整流电压1.2 （2.10）则变压器副边的最大反向有效值为： (2.11) 二极管承受的最大反向电压为： (2.12) 因此，可选用最大整流电流为50ma，最大反向工作电压为100v三相桥式整流块即可。5)选择滤波电容c一般要求。式中为整流电源的总负载，即t为直流电源周期，t0.02s (2.13)f (2.14) 取100f，耐压为63v的电解电容器。2运算放大器用稳压电源的设计该电源主要给运算放大器，电流、电压转换器以及过电流继电器供电。输出直流电压为15v，正电源输出电流为1a，负电源输出电流为500ma。运算放大器稳压电源电路如图2.6所示。图2.6 运算放大器稳压电源电源采用7815、7915稳压块稳压，最大输出电流可达1.5a。负载电阻 (2.15) 同理实取1667f，= =3333f 耐压63v。整流器选用3a/100v整流模块。3单片机用 +5v稳压电源的设计单片机用+5v稳压电源，要求能够输出200ma电流。单片机稳压电源电路如图2.7所示：图2.7 单片机稳压电源