基于UC3525半桥式开关电源变换器的设计

1、 毕业设计开题报告 题 目：基于uc3525半桥式开关电源变换器的设计专 题： 院 （系）： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题 目基于uc3525半桥式开关电源变换器的设计来源工程实际1、研究目的和意义桥式拓扑开关管的稳态关断电压等于直流输入电压，而不像推挽、单端正激或交错正激拓扑那样为输入电压的两倍。所以桥式拓扑结构广泛用于直接电网的离线式变换器。而对于推挽等拓扑来说，两倍的电网整流电压将超过其开关管的安全耐压容限。为此，输入网压为220v或更高的场合几乎都是采用桥式拓扑。桥式拓扑的另一优点是，能将变压器初级侧的漏感尖峰电压钳位于直流

2、母线电压，并将漏感储存的能量归还到母线，而不是消耗于电阻元件。半桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两个开关管轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。因此，半桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，输出电压的电压脉动系数sv和电流脉动系数si都很小，仅需要很小的滤波电感和电容，其输出电压纹波和电流纹波就可以达到非常小。2、国内外发展情况(文献综述)1955年美国罗耶（gh.roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛（jen sen)发明了自

3、激式推挽双变压器，年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了千赫的开关电源。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的khz、用制成的khz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。当前，世界上许多国家都在致力于数兆hz的变换器的实用化研究。 1994年我国原邮电部作出重大决策，要求

4、通信领域推广使用开关电源以取代相控电源。开关电源的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。我国邮电通信部门广泛采用开关电源极大地推动了它在其它领域的广泛应用。值得指出的是，近两年来出现的电力系统直流操作电源，是针对国家投资4000亿元用于城网、农网的供电工程改造、提高输配电供电质量而推出的，它已开始采用开关电源以取代传统的相控电源。国内一些通信公司如中兴通讯等均已相继推出系列产品。目前，国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家，形成规模的有十多家。国产开关电源已占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列

5、产品已获得广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出口。开关电源也在电路集成和系统集成及封装工艺发展，美国vicor 公司生产的第一代电源模块受生产技术、功率、磁元件体积和封装技术的限制，密度始终未能超过每立方英寸80w。近年来，推出的第二代电源模块，内部结构也改为模块式，达到高度集成化和全面电脑化。功率密度已经达到了每立方英寸120w。电源模块内含元件只有第一 代产品的1/3，由115个减为35个。第二代电源模块的控制电路只含两个元件，被称作“大脑”(brain)。“大脑”是两片厚膜电路，由vicor公司自己的无尘室自行开发生产，其总体积只有0.1in3，取代了第一代产品中的约100

6、个控制元件，体积缩小了60%。3、研究/设计的目标：设计一个半桥式开关电源变换器，内容包括整个电路框图的确定、主拓扑结构的确定、电路的设计、主要元器件参数的计算与选型、实际电路的制作与调试、各主要参数的测量与数据分析、撰写设计论文。设计目标：输入电压范围：ac175ac245v 输出电压：dc24v 输出电流：io=10a 输出功率：240w 电源的效率：80%输出纹波噪声：不大于100mv电压调整率：su2%电流调整率：si2%输出具有过流保护功能，动作电流12a4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：本文以半桥变换器拓扑为主，pwm控制电路采用uc3525芯片，通

7、过逆变桥过电流检测电路实现过流保护功能。（1）硬件总体结构框图如下：（2）半桥变换器拓扑结构框图如下： 5、方案的可行性分析：半桥变换器的最大输出功率约为400500w，而本设计的目标是输出功率240w，因此设计合理。与正激变换器和反激变换器相比，半桥式变换器稳压范围宽，更突出的是它在一定范围内输出电压与输入电压变化无关。 半桥变换器的拓扑结构中，开关管关断时承受的电压为vdc，而不像推挽拓扑或单端正激变换器那样为2vdc。半桥式开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。但对于大功率开关电源变压器的线圈绕制没有优势，因为，大功率

8、开关电源变压器的线圈需要用多股线来绕制。综上优势，故选择半桥式开关电源变换器。6、该设计的创新之处（1）采用了emi滤波电路对输出的纹波噪声进行了衰减。（2）具有输出过流保护功能。7、设计产品的主要用途和应用领域： 本设计产品主要应用在通讯用开关电源；防水电源，如：led防水电源等；在印刷机上的应用；开关电源适配器；还应用于电控机械设备，显示屏，安防监控系统等。 在网压为220v的欧洲市场设备中广泛应用，即当要求设备适应不同的网压（如美国120vac和欧洲220vac）时，这是普遍采取的。开关电源技术属于电力电子技术，它运用功率变换器进行电能变换，经过变换电能，可以满足各种用电要求。由于其高效

9、节能可带来巨大经济效益，因而引起社会各方面的重视而得到迅速推广。 开关电源的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。我国邮电通信部门广泛采用开关电源极大地推动了它在其它领域的广泛应用。值得指出的是，近两年来出现的电力系统直流操作电源，是针对国家投资4000亿元用于城网、农网的供电工程改造、提高输配电供电质量而推出的，它已开始采用开关电源以取代传统的相控电源。国内一些通信公司如中兴通讯等均已相继推出系列产品。8、时间进程： 第1周 确定设计题目第2周 搜集相关资料第3周 根据收集的资料设定总体的设计方案第4周 初步确定

10、设计任务，撰写开题报告并准备答辩第5周 不断根据资料学习开始设计电路图第6周 分别设计各部分的电路图第7周 根据设计要求计算并确定各芯片参数及型号第8周 完成各部分的连接设计，确定设计图第9周 开始撰写论文第10周 购买所需元件别着手开始做实物第11周 做实物作品第12周 调试各个设计目标第13周 根据调试结果对作品作相应修改第14周 系统整体调试.第15周 翻译并整理论文第16周 准备答辩9、参考文献：1 陈坚.电力电子学【m】. 高等教育出版社. 2002年2 张占松，蔡宣三 编著.开关电源的原理与设计（修订版）【m】.电子工业出版社 .2004年3 刘胜利 .现代高频开关电源实用技术第1

11、版.电子工业出版社. 2001年4西安交通大学 王兆安，黄俊 主编电力电子技术第四版【m】.机械工业出版社.2007年2月5 abraham i.pressman 著 王志强 等译开关电源设计第二版【m】.电子工业出版社2006年8月6康华光，陈大钦.电子技术基础（模拟部分）【m】.高等教育出版社，2005年7周志敏 周纪海 纪爱华 编著逆变电源实用技术【m】 中国电力出版社 2005年1月8 王春会.新一代开关电源芯片sg3525工作原理剖析. 辽宁师专学报.2009年9 孟繁荣 .高压开关电源设计 . 哈尔滨工程大学硕士学位论文 . 2005年10 中南大学 刘雪春 .半桥slr变换器的建模与参数优化 .硕士学位论文.200711 徐厚东,黄