开关稳压电源设计电力电子技术课程设计论文

题目：240W开关稳压电源设计务及评语 教研室：电气教研室设计0303044姓名班级文）稳压电源设计性稳压电源。4算选择器件的具体型号。5、驱动电路设计或选择。6绘制相关电路图。

2中的理论分析与计算要正确。3中的图表工整、规范。4器件的选择符合要求。

注：成绩：平时

论文质量

答辩20%以百分制计算生课程设计（论文）和重量等方面都远远优于线性电源，因此已经基本取代了线性电源，成为电子热备供电的主要形式,受到人们的青睐.随着开关电源在天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用，人们对其需源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取的线性电源。开关电源技术的主要用途之一是为信息产业对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。本次设计采用反激式开关电源，以UC3842作为控制核心器件，运用同时，电路中辅以过压过流保护电路，为系统的安全工作保障。词：整流电路；逆变电路；驱动电路生课程设计（论文）2.2.1主电路设计.............................................................................................52.2.2整流电路设计.........................................................................................62.2.3逆变电路设计.........................................................................................72.2.4驱动电路设计.........................................................................................82.2.5整体电路设计......................................................................................10第章绪论1.1电力电子技术概况目前，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。并对开关电源提出了小型轻量要求，此外要求新材料以及改进装连方法，进一步提高效率，缩小体积，降低价格，以解决开关电源面临的课题。随着电力电子技术的不断创新，开关电源产业会有更广阔的发景。开关电源在效率、体积和重量等方面都远远优于线性电源，因此已经基本取代了线性电源，成为电子热备供电的主要电源形式，受到人们的青睐。采用先整流滤波、后经高频逆变得到高频交流电压，然后由高频变压器降压、再整流滤波的方法。这种采用高频开关方式进行电能变换的电源称为开关电源。随着电子技术和应用迅速地发展，开关稳压电源的品种和类型也越来越多。按激励方式分为他激式和自激式；按调制方式分为脉宽调制型、频率调制型和混合调制型；按开关管电流的工作方式分开关型和谐振型；按开关晶体管的类型分为晶体管型和可控硅型；按储能电感与负载的连接方式分为串联型和并联型；按晶体管的连接方有驱动电路简单，驱动功率小，开关速度快，开关频率高等优点。1.2本文设计内容和重量等方面都远远优于线性电源，因此已经基本取子热备供电的主要电源形式，受到人们的青睐。采用先整得到高频交流电压，然后由高频变压器降压、再整流滤波法。这种采用高频开关方式进行电能变换的电源称为开关电源。电路采用单相桥式半控整流电路，由四个晶闸管、一个变压器和一个续极管组成。并带有阻感负载。电路，它有两个桥臂，每个桥臂由一个可控器件和一在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的点便成为直流电源的中点。优点是简单，适用器件少。率高、驱动能力强等显著特点。整体电路由两部分构成。UC3854A／B及外围元器件构成控制部分，实现对L2压电路。开关管S选择西门康公司的SKM75GBl23D模块，其工作频率选在35kHz。升压电感L2为2mH／20A。C5采用两个450V／470μF的电解电容并联。2.1半桥型开关稳压电源总体设计方案体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。开关电源的基本构成如下图所示，其中DC/DC它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。输出采样电路（R2出电压变化，与基准电压Ur比较，误差电压经过放大及脉宽调制（PWM）电路，再经过驱动电路控制功率到调整输出电压大小的目的。具有一定的抗不平衡能力，严格；适应的功率范围较大，从几十瓦到千瓦都可以；开路成本比全桥电路低等。这种电路常常被用于各种稳压输波形为准正弦波的谐振型变换器。

电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于各个行业。对电源的要求有不同。本次设计的是一种功率较大，的开关电源。提高系统的功率因数，再经半桥变换电路逆变后，由高频直流电压。系统的主要环节为有源功率因数校正电路、DC／DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路和保护电路等。采用UC3854A／B控制芯片组成功率因数校正电路来提高功率因数，用新型的芯片上下管直通。成的推挽逆变器，逆变器输出电路结构简单，控制方便，并具有体积小，效率高的特点。小功率信号源往往用线性功率放大电路，其电路比较简单，波形质量好，易现。电路结构简单，体积小，效率高。2.2具体电路设计2.2.1主电路设计电路、半桥电路、全桥电路等。其中推挽电路用的开关器件少，输出功率大，但开关管承受电压高(为电源电压的2倍)，且变压器有6个抽头，结构复杂；全桥复杂；半桥电路开关管承受的电压低，开关器件少，驱动简单。根据对各种拓扑图2.2中C1、C2、Q1、Q2和主变压器T1构成了半桥AC／DC变换电路。MOSFET采用11NC380。电路的工作频率为80kHz。变压器采用E55的铁氧体C3采用优质CBB无感电容。Ct是电流互感器，作为电流控制时取样用。D3、D4所示，反馈电压和输出电压同一绕组，样，可以在负载变化时最大限度地保证输这样既能保证每路输出都是独立的，又可以得到任意大小的电压。故可满足DSP要多路不同电压供电且精度较高的要求。2.2.2整流电路设计电回路进行控制，相对于全控桥而言少了一个控制器件，用二极管由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗在负载电阻上，会发生一个晶闸管导通而两个二极管轮流导通的情况，这使为正弦半波，即半周期Ud为正弦，另外半周期为，其平均值保持稳定，相当于单相半波不可控时的波形，即为失控。所以必须加续流二极管，以免发生失控现象。电图如下：与全控桥时相似，当负载中电感很大，且电路已工作于稳态。在U2正半周，流从D4转移至D2，D4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由D1和D2续流。此阶段,忽略器件的通态压降，则Ud=0，不像全控桥电路那样出现Ud为情况。在U2负半周触发角α时刻触发D3，D3导通，则向VT1加反向电压使之关续流，Ud又为零。此后重复以上过程。2.2.3逆变电路设计，它有两个桥臂，每个桥臂由一个可控器件和一个反流侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的连接成为直流电源的中点。负载连接在直流电源中点和两个桥臂连接点之间。控器件不具有门极可关断能力的晶闸管时，必须附加强迫换流电路才能工作。半桥逆变电路的优点是简单，适用器件少。缺点是输出交流电压的幅值Um均衡。因此半桥电路常用于几千瓦以下的小功率逆变电源。存的能量向直流侧反馈，即负载电感将其吸收的无功能量能量暂时储存在直流侧电容器中，直流侧电容器起着缓冲这种无功能量的作用。VD1VD2称为反馈二极管，又叫续流二极管。2.2.4驱动电路设计MOSFET的驱动可采用脉冲变压器，它具有体积小，价格低的优点，但直接驱1)芯片体积小(DIP8)，集成度高(可同时驱动同一桥臂的上、下两只开关器)匹配延迟时间50ns栅极驱动输入电压宽达～20V。5)相设计，提供高端和低端独立控制驱动输出，可通过两个兼容活性。降低成本和简化电路，又降低设计风险和节省电路板的空间，相比于其靠性。大脉冲电流缓冲级，可将交叉传导减至最低；同时采用具有下拉功能的施密特(Sohmill)输入设计，可有效隔绝噪音，以防止器件意外开通。2.2.5整体电路设计因数校正器集成控制电路芯片，是在UC3854基础上的改进，其特点是采用平均／B控制的有源功率因数校正电路。该电路由两部分组成。UC3854AB及外围元器件构成控制部分，实现对网L2号输入给比较器，使其输出端为低电平，D5导通，给ENA(使能端)低电平使Ui(min)D2.3元器件型号选择1.流二极管的选择设输入交流电压为：u 2202sinwt则经过桥式整流后的平均i

2sinwtd(wt)

198V管两端承受的最大反相电压为：

1*2202155.54V2所以根据实际情UN(2~3)*155.54311.08V~466.62V 极管：IN4005600V/1A2.器的选择（）变比 imin则根据公式

0maxU

（2心的选择f

频率；ΔB为铁心材料所允许的最大磁通密度的变化范围；压器绕组导体的电流密度；组在铁心窗口中的填充因数。若铁心材料为铁氧体则Δc

P

s 根据具体情况可选择型号为DE25的铁心则A=40.00mm²，A=78.2mm²，Ae w *A3128mm4可以满足要求。（3压器的绕组结构：由于铁磁材料的相对磁导率μ

，因此励磁电心未夹紧，磁路中有气隙，则励磁电感会急剧下降，励磁压器性能严重劣化。变压器的漏感同一次、二次绕组互相关，耦合不够紧，则漏感会增加。漏感对电路工作带来的开关器件造成过电压、形成较大的损耗，过大的漏感还会此变压器的设计应尽量减小漏感。减小漏感的办法主要是一次、二次绕组耦合的紧密程度，如采用间隔绕组等。3.波电感的选择电感量为：

in(max)4KfI 77H选定电感铁心：=10+10*20%*0.5=11ALImaxI177*106*10*110.3*0.5*4*1064.滤波电容的选择V的交流纹波为Δ=50mV，ΔU=2V，根据公式

omin(2f)2U

OPP

ominimaxU

8*77*106*(200*103)2*50*10

3

7.8F2V电压关管来构成半桥电路。368V电压的两倍，则功率开关管的额定电压选为800V电流输出滤波电感电流的最大值为11A，那么变压器原边电流最大值为6.器二次侧整流二极管的选择（1定电压器副边是双半波整流电路，加在整流二极管上的反相电压为：

在整流管开关时，有一定的电压震荡，因此要考虑2倍余量，可以选用2*123V=246V的整流管。（2定电流流电路中，在一个开关周期内，整流管的开关情况是：当变压器个整流管导通；当变压器副边电压为零时，两个整流管同们流过的电流相等，即为平均负载电流的一半，可近似计流管的电流为：

D

max(I0)2(1Dmax)2

管中流过的最大电流：

1I2

100.5*211A设备、仪器仪表、实验室广泛应用的一种电源，研制压电源是人们一直追求的目标。近年来由于全控型、高频电力电子半导体器件和PWM控制技术已发展到非常高水平,从而实现开关稳压电源小型化、轻量化、高效率、高精度等优势并在很多方面取代传统的调整式关稳压电源的变换电路形式有单端正激、单端反激、全桥和半桥等形式。本文设计的半桥型开关稳压电源采用性能稳定的常用PWM芯片SG3525来进行反馈调整,电路具有开关管承受的耐压低,开关器件少,驱动电路简单等优点。变压器初级在整个周期中都流过电流磁芯利用得更充分，它克服了推挽式电路的缺点所使用的功率半导体