直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2012年5月</b></p><p>　　直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)</p><p>　　The Design of DC Switching Power Supply </p><p><b>　　摘 要</b></p&

2、gt;<p>　　開(kāi)關(guān)電源具有效率高、體積小、重量輕等顯著特點(diǎn)。目前世界各國(guó)都有廣泛的應(yīng)用，特別是對(duì)大容量高頻開(kāi)關(guān)電源的研究和開(kāi)發(fā)已成為當(dāng)今電力電子學(xué)的主要研究領(lǐng)域，并派生了很多新的研究方向。穩(wěn)壓電源是實(shí)現(xiàn)電能變換和功率傳遞的主要設(shè)備。在信息時(shí)代，農(nóng)業(yè)、能 源、交通運(yùn)輸、通信等領(lǐng)域迅猛發(fā)展，對(duì)電源產(chǎn)業(yè)提出個(gè)更多、更高的要求，如節(jié)能、節(jié)材、減重、環(huán)保、安全、可靠等。這就迫使電源工作者不斷的探索 尋求各種鄉(xiāng)關(guān)技術(shù)，做出最好的電

3、源產(chǎn)品，以滿足各行各業(yè)的要求。</p><p>　　開(kāi)關(guān)電源是一種新型的電源設(shè)備，較之于傳統(tǒng)的線性電源，其技術(shù)含量高、耗能低、使用方便，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。本文在介紹了開(kāi)關(guān)電源的各種工作方式、其優(yōu)劣勢(shì)、設(shè)計(jì)方法及未來(lái)發(fā)展方向等的基礎(chǔ)上，對(duì)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)分為幾個(gè)模塊進(jìn)行，包括輔助電源模塊、PWM控制模塊、升壓電路部分，其中PWM控制電路為電源設(shè)計(jì)的核心。</p><p>　　

4、關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源 穩(wěn)壓電源 PWM控制 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Switching power has many remarkable characteristics such as high efficiency, smallness and lightness. Countries all over the

5、world have extensive application in switching power, especially research on large capacity high-frequency switching has already become the main research field of power electronics and many new research directions has der

6、ived from it. Power is to achieve power conversion and power transmission major equipment.In the information age, agriculture, energy, transportation, comm</p><p>　　Switching power supply is a new type of po

7、wer supply, compared to traditional linear power supply, high technology, low energy consumption, easy to use, and has achieved good economic results. This paper describes the various switching power supply works, its ad

8、vantages and disadvantages, design and direction of future development, based on the design of the switching power supply. Design is divided into several modules, namely, auxiliary power module, PWM control module, boost

9、 circuit part, whi</p><p>　　Key words: switching power supply constant voltage power supply PWM control</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要 I</b></p>

10、;<p>　　AbstractII</p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　1 直流開(kāi)關(guān)電源主電路的設(shè)計(jì)3</p><p>　　1.1 開(kāi)關(guān)電源的基本原理與組成特點(diǎn)分析3</p><p>　　1.1.1 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理3</p><p&

11、gt;　　1.2 開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)與組成特點(diǎn)分析4</p><p>　　1.2.1 開(kāi)關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)4</p><p>　　1.2.2 DC-DC變換器類型5</p><p>　　1.2.3 控制電路6</p><p>　　1.3 主要電路的設(shè)計(jì)8</p><p>　　1.3.1 整流電路設(shè)計(jì)8&

12、lt;/p><p>　　1.3.2 濾波電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　1.4 DC-DC變換器設(shè)計(jì)9</p><p>　　1.4.1 DC-DC變換器電路設(shè)計(jì)及工作原理9</p><p>　　1.4.2 全橋DC-DC變換器的控制方式10</p><p>　　2 控制電路及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)11</p

13、><p>　　2.1 PWM集成控制器的工作原理11</p><p>　　2.1.1 兩種控制模式的工作原理12</p><p>　　2.1.2 兩種控制模式的比較選擇13</p><p>　　2.2 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)14</p><p>　　2.2.1 過(guò)電壓保護(hù)14</p><p&g

14、t;　　2.2.2 過(guò)電流保護(hù)15</p><p>　　3 關(guān)鍵器件的選型16</p><p>　　3.1 整流橋晶閘管選型16</p><p>　　3.2 輸入整流電容的選擇16</p><p>　　3.3 DC-DC變換器開(kāi)關(guān)管的選擇16</p><p>　　3.4 輸出整流二極管的選型17&

15、lt;/p><p><b>　　結(jié)論18</b></p><p><b>　　致謝19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　電力電子技術(shù)與裝置的

16、市場(chǎng)需求與日俱增，其中電源是電力電子技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。隨著微電子制造技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、家用電器得到飛速發(fā)展，這些設(shè)備內(nèi)部往往需要采用直流穩(wěn)壓電源供電。很多關(guān)鍵的設(shè)備還需要不間斷電源，以確保市電停電時(shí)設(shè)備仍能工作。</p><p>　　近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的電子元器件、新電磁材料、新變換技術(shù)、新控制理論及新的軟件不斷的出現(xiàn)并應(yīng)用到開(kāi)關(guān)電源，使開(kāi)關(guān)電源達(dá)到了頻率高、效率高、功率密度

17、高、功率因數(shù)高、可靠性高。因此，許多領(lǐng)域，例如郵電通信、軍事裝備、交通設(shè)施、儀器儀表、工業(yè)設(shè)備、家用電器等都越來(lái)越多的應(yīng)用開(kāi)關(guān)電源，并取得了顯著效益。</p><p>　　隨著芯片集成度的不斷提高，電子設(shè)備內(nèi)功能部件的體積不斷減小，因而要求設(shè)備內(nèi)部電源的體積和重量不斷減小。提高開(kāi)關(guān)頻率是減小開(kāi)關(guān)電源體積和重量的基本措施，因?yàn)樽儔浩骱碗姼须娙莸葹V波元件的體積和重量隨頻率的提高而減小。高頻化、小型化、模塊化和智能化是

18、直流開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向。高頻化是小型化和模塊化的基礎(chǔ)，目前開(kāi)關(guān)頻率為數(shù)百kHZ至數(shù)MHz的開(kāi)關(guān)電源已有使用。功率重量比或功率體積比是表征電源小型化的重要指標(biāo)，50w/in的開(kāi)關(guān)電源早已上市，目前己向120W/in發(fā)展。模塊化與小型化分不開(kāi)，同時(shí)模塊化可提高電源的可靠性，簡(jiǎn)化生產(chǎn)與使用。模塊電源的并聯(lián)串聯(lián)和級(jí)聯(lián)既便于用戶使用，也便于生產(chǎn)。智能化是便于使用和維修的基礎(chǔ)，無(wú)人值守的電源機(jī)房、航空和航天器電源系統(tǒng)等都要求高度智能化，以實(shí)現(xiàn)正常、

19、故障應(yīng)急和危急情況下對(duì)電源的自動(dòng)管理。</p><p>　　現(xiàn)代越來(lái)越復(fù)雜的電子設(shè)備對(duì)電源提出了各種各樣的負(fù)載需求。一個(gè)特定用途的電源裝置，應(yīng)當(dāng)具有符合負(fù)載要求的性能參數(shù)和外特性，這是基本的要求。安全可靠是必須加以保證的。高效率、高功率因數(shù)、低噪音是普遍關(guān)注的品質(zhì)。無(wú)電網(wǎng)污染、無(wú)電磁干擾、省電節(jié)能等綠色指標(biāo)是全球范圍的熱門(mén)話題，并有相關(guān)的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行約束。</p><p>　　電

20、源技術(shù)發(fā)展到今，己融匯了電子、功率集成、自動(dòng)控制、材料、傳感、算機(jī)、電磁兼容、熱工等諸多技術(shù)領(lǐng)域的精華，已從多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科成長(zhǎng)為獨(dú)樹(shù)一幟的功率電子學(xué)[1]。</p><p>　　電源電壓的變換，要有一種基礎(chǔ)的技術(shù)，使得變換簡(jiǎn)單，成本低，體積重量小、容易控制輸出電壓、變換方式等，由此，產(chǎn)生了一種電源變換技術(shù)，叫做開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，最早開(kāi)始應(yīng)用也就是上世紀(jì)90年代初，這種技術(shù)的核心就是先將電壓能量統(tǒng)一變成直流，然后

21、切成間隔脈沖，通過(guò)脈沖的占空比實(shí)現(xiàn)控制能量輸出多少，來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，由于這種方法去掉了變壓器，所以體積減小重量減輕，控制簡(jiǎn)單。</p><p>　　如今都提倡綠色化、環(huán)保節(jié)能，而開(kāi)關(guān)電源可以做到相比其他電源更優(yōu)秀。首先是顯著節(jié)電, 這意味著發(fā)電容量的節(jié)約。發(fā)電造成環(huán)境污染的重, 通過(guò)節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染。并且開(kāi)關(guān)電源能很好的防止高次諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，提高功率因素。直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)

22、，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。開(kāi)關(guān)電源一般多采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制方式。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，開(kāi)關(guān)電源逐步向高頻化方向發(fā)展。高頻化使開(kāi)關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此，研究、開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的開(kāi)關(guān)電源就變得十分必要，尤其在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義[2]。</p><p>　　直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源主電路的設(shè)計(jì)，主要包括：輸入濾波器：其作用是將

23、電網(wǎng)存在的雜波過(guò)濾，同時(shí)也阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級(jí)變換。逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開(kāi)關(guān)電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。</p><p>　　本文設(shè)計(jì)的直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源主要應(yīng)用于儀器儀表的開(kāi)關(guān)電源，確定技術(shù)指標(biāo)如下:</p><

24、p>　　(1) 電網(wǎng)輸入電壓：交流220V；</p><p>　　(2) 電網(wǎng)頻率：50Hz；</p><p>　　(3) 輸出電壓：直流24V；</p><p>　　(4) 輸出最大電流：10A。</p><p>　　1 直流開(kāi)關(guān)電源主電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1 開(kāi)關(guān)電源的基本原理與組成

25、特點(diǎn)分析</p><p>　　1.1.1 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理</p><p>　　開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種, 實(shí)際應(yīng)用中, 調(diào)寬式使用的較多, 在目前開(kāi)發(fā)和使用的開(kāi)關(guān)電源集成電路中, 絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。調(diào)寬式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 調(diào)寬式開(kāi)關(guān)電源的基本原理</p>&l

26、t;p>　　對(duì)于單極性矩形脈沖來(lái)說(shuō)，其直流平均電壓U0取決于矩形脈沖的寬度, 脈沖越寬，其直流平均電壓值就越。其中有:U0=UmT1/T式中，Um為矩形脈沖的最大電壓值；T為矩形脈沖周期，T1為矩形脈沖寬度。由此可知, 當(dāng)Um與T不變時(shí)，直流平均電壓U0將與脈沖寬度T1成正比。這樣，只要設(shè)法使脈沖寬度隨穩(wěn)壓電源輸出電壓的增高而變窄， 就可以達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的[3]。</p><p>　　開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源（簡(jiǎn)稱開(kāi)

27、關(guān)電源）是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。開(kāi)關(guān)電源一般多采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制方式。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，開(kāi)關(guān)電源逐步向高頻化方向發(fā)展。高頻化使開(kāi)關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此，研究、開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的開(kāi)關(guān)電源就變得十分必要，尤其在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。</p><p>　　開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源具有，效率高，輸出功率大，

28、輸入電壓變化范圍寬，節(jié)約能耗等優(yōu)點(diǎn)， 而被廣泛使用在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中。開(kāi)關(guān)電源的工作原理就是通過(guò)改變開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)通時(shí)間和工作周期的比值即占空比來(lái)改變輸出電壓，通常有三種調(diào)制方式: 脈沖寬度調(diào)制(PWM)、脈沖頻率調(diào)制(PFM)和混合調(diào)制。PWM調(diào)制是指開(kāi)關(guān)周期恒定，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變占空比的方式，因?yàn)橹芷诤愣?，濾波電路的設(shè)計(jì)容易，是應(yīng)用最普遍的調(diào)制方式。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的主回路框圖如圖1-2 所示，由隔離變壓器產(chǎn)生一個(gè)24V的交流，經(jīng)過(guò)

29、整流濾波成一個(gè)直流，然后再進(jìn)行DC-DC變換，有PWM的驅(qū)動(dòng)電路，去控制開(kāi)關(guān)電源管的導(dǎo)通和截止，而產(chǎn)生出一個(gè)穩(wěn)定的電壓源，如圖1-2所示[4]。</p><p>　　圖1-2 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源</p><p>　　1.2 開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)與組成特點(diǎn)分析</p><p>　　1.2.1 開(kāi)關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　開(kāi)關(guān)電源作為一種高效

30、、輕型、高性能的電源已廣泛用于家用電器、電子計(jì)算機(jī)、變頻器等電子設(shè)備中。而在變頻器中的廣泛應(yīng)用更顯其本色。變頻器的控制回路、驅(qū)動(dòng)回路、保護(hù)回路、檢測(cè)電路等需要十余種相互隔離的電源。采用開(kāi)關(guān)電源后,可以使變頻器體積小、重量輕、功耗低、穩(wěn)壓范圍寬,大大地改善了裝置的控制可靠性及保護(hù)性能。開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖可如圖1-3所示。</p><p>　　圖1-3 開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　

31、從圖中可以看出，這幾部分是相輔相成的統(tǒng)一整體。在電源的研制和開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須對(duì)每一部分都進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究，才能使所研制的開(kāi)關(guān)電源滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　電源主電路通過(guò)輸入整流濾波、DC-DC變換、輸出整流濾波將市電轉(zhuǎn)為所需要的直流電壓。開(kāi)關(guān)電源的主回路可以分為:輸入整流濾波回路、功率開(kāi)關(guān)橋、輸出整流濾波三部分。輸入整流濾波回路將交流電通過(guò)整流模塊變換成含有脈動(dòng)成分的直流電，然后通過(guò)輸入濾波電容使得脈

32、動(dòng)直流電變?yōu)檩^平滑的直流電。功率開(kāi)關(guān)橋?qū)V波得到的直流電變換為高頻的方波電壓，通過(guò)高頻變壓器傳送到輸出側(cè)。最后，由輸出整流濾波回路將高頻方波電壓濾波成為所需要的直流電壓或電流，主回路進(jìn)行正常的功率變換所需的觸發(fā)脈沖由控制電路提供[5,6,7]。</p><p>　　控制電路是整個(gè)電源的大腦，它控制整個(gè)裝置工作并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)功能。一般控制電路應(yīng)具有以下功能:控制脈沖產(chǎn)生電路、驅(qū)動(dòng)電路、電壓反饋控制電路、各種保護(hù)電

33、路、輔助電源電路。為了使開(kāi)關(guān)電源設(shè)備正常的工作，使電源的各個(gè)組成部分都能發(fā)揮其最大的效能，就必須讓電源的各個(gè)組成部分相互協(xié)調(diào)、相互協(xié)作。</p><p>　　1.2.2 DC-DC變換器類型</p><p>　　DC-DC 變換器是開(kāi)關(guān)電源中實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換的部分。DC-DC 變換器的輸入電壓為整流電壓，電壓較大，選用全橋式電路較為合適，可使變壓器磁芯和繞組得到最優(yōu)利用，使效率、功率密度等得

34、到優(yōu)化；另一方面，功率開(kāi)關(guān)在較安全的情況下運(yùn)行，最大的反向電壓不會(huì)超過(guò)輸入整流濾波電路的輸出電壓。但是需要的功率元件較多，在開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的回路上，至少有兩個(gè)管的壓降，因此功率損耗也較大。由于整流橋提供的直流電壓較高，工作電流相對(duì)較低，這些損耗還是可以接受的。目前，常用的全橋式變換器有傳統(tǒng)的硬開(kāi)關(guān)式、諧振式以及移相式。</p><p>　　硬開(kāi)關(guān)式全橋變換器：硬開(kāi)關(guān)PWM電路曾以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便得到廣泛應(yīng)用，在硬開(kāi)關(guān)

35、PWM電路中，開(kāi)關(guān)管工作在硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)器件在高電壓下導(dǎo)通，大電流下關(guān)斷，因此，在開(kāi)關(guān)瞬間必然有大量損耗。因此，常常加入緩沖電路，它可以限制開(kāi)通時(shí)的du/dt和關(guān)斷時(shí)的di/dt，使功率器件安全正常運(yùn)行。但是需要注意的是，吸收電路是通過(guò)把器件本身的開(kāi)關(guān)損耗轉(zhuǎn)移到緩沖電路中而使器件得到保護(hù)的，因此這部分能量最終還是被消耗了，系統(tǒng)總的損耗沒(méi)有減少。并且頻率越高，開(kāi)關(guān)損耗越大，使系統(tǒng)效率大大降低。另外，開(kāi)關(guān)器件在高頻下運(yùn)行時(shí)，器件本身的極間

36、電容將成為-個(gè)重要參數(shù)。極間電容電壓轉(zhuǎn)換時(shí)的du/dt會(huì)藕合到輸入端，產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，影響電源本身和電網(wǎng)中其他電器設(shè)備的運(yùn)行。此外，電路寄生電容、電感若形成強(qiáng)烈的振蕩也會(huì)影響到設(shè)備的正常運(yùn)行[8]。</p><p>　　諧振式全橋變換器：硬開(kāi)關(guān)式電路在頻率不高時(shí)其缺點(diǎn)還不是很突出，隨著頻率的提高，開(kāi)關(guān)損耗和電磁干擾將變成一個(gè)十分嚴(yán)重的問(wèn)題，為了解決這一問(wèn)題，有人提出了諧振式軟開(kāi)關(guān)的概念。諧振式軟開(kāi)關(guān)和硬開(kāi)關(guān)相

37、比，主要是增加了兩個(gè)附加元件--諧振電感和諧振電容。利用諧振電感和諧振電容的諧振作用，使開(kāi)關(guān)器件在正弦波的零電壓或零電流處開(kāi)通或關(guān)斷。諧振變換電路有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但其基本組成部分還是通過(guò)開(kāi)關(guān)器件和諧振元件L、C之間串聯(lián)或并聯(lián)實(shí)現(xiàn)的，再配以適當(dāng)?shù)目刂撇呗詠?lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)器件的零電壓或零電流動(dòng)作。</p><p>　　移相控制全橋變換器：由于具有恒頻軟開(kāi)關(guān)運(yùn)行、移相控制實(shí)現(xiàn)方便、電流和電壓應(yīng)力小、巧妙利用寄生元件等一系列突

38、出優(yōu)點(diǎn)，倍受各方的廣泛關(guān)注.移相控制方式作為全橋變換器特有的-種控制方式，它是指保持每個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間不變，同一橋臂兩只管子相位相差180度。對(duì)全橋變換器來(lái)說(shuō)，只有對(duì)角線上兩只開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，變換器才輸出功率，所以可通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)角線上的兩只開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通重合角的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓控制，而在功率器件環(huán)流期間，它又利用變壓器的漏感、功率半導(dǎo)體器件結(jié)電容或外加的附加電感電容的諧振來(lái)實(shí)現(xiàn)零電壓或零電流的開(kāi)關(guān)電流[9]。</p><

39、p>　　1.2.3 控制電路</p><p>　　控制電路是開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的另一重要部分。DC-DC變換器需要控制電路提供適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)脈沖，才能有效的工作。如果控制電路不完善，主電路設(shè)計(jì)得再好也無(wú)法發(fā)揮其自身的功能，例如:如果控制電路輸出的觸發(fā)信號(hào)不穩(wěn)定，或者出現(xiàn)誤觸發(fā)，有可能引起開(kāi)關(guān)橋的直通，導(dǎo)致短路，從而損壞開(kāi)關(guān)元件。</p><p>　　根據(jù)電路功能的分工可將控制電路分為幾大部分

40、:脈沖產(chǎn)生電路、觸發(fā)電路、電壓反饋控制電路、軟啟動(dòng)電路、保護(hù)電路、輔助電源電路等。脈沖產(chǎn)生電路是控制電路的核心。脈沖產(chǎn)生電路根據(jù)電壓反饋控制電路、保護(hù)電路以及軟啟動(dòng)電路等提供的控制信號(hào)產(chǎn)生出所需的脈沖信號(hào)，然后該脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)觸發(fā)電路的放大后去驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，使開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷。</p><p>　　電壓反饋控制電路通過(guò)檢測(cè)電壓的大小，對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣，然后將采樣電壓和參考電壓相比較得出誤差信號(hào)，反饋控制電路將誤差

41、信號(hào)進(jìn)行PI處理后得到一控制電壓。最后，反饋控制電路將該控制電壓送給脈沖產(chǎn)生電路，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出脈沖的脈寬達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。</p><p>　　控制電路輸出的PWM信號(hào)，電平幅值和功率能力均不足以驅(qū)動(dòng)大功率開(kāi)關(guān)元件，因此選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路是必須的。驅(qū)動(dòng)電路是將控制電路輸出PWM脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)電隔離后進(jìn)行功率放大和電壓調(diào)整再去驅(qū)動(dòng)大功率開(kāi)關(guān)管，由于所提供的脈沖幅度以及波形關(guān)系到開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)過(guò)程，直接影響到損耗，

42、所以，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的最佳開(kāi)通與關(guān)斷。</p><p>　　電源的輸出濾波電容較大，輸出電壓的突然建立將會(huì)形成非常大的電容充電電流，疊加在負(fù)載電流上，它不僅使開(kāi)關(guān)管的負(fù)擔(dān)過(guò)重而可能損壞，而且，由于持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，往往會(huì)引起過(guò)流保護(hù)電路發(fā)生誤動(dòng)作。若為了避免由此引起的誤動(dòng)作而將保護(hù)電路搞得非常遲鈍，這將會(huì)增加過(guò)流保護(hù)的不安全性。輸出電壓在合閘時(shí)容易出現(xiàn)過(guò)沖，這種過(guò)沖，合閘時(shí)可能發(fā)生，在關(guān)閉電源時(shí)也可能

43、產(chǎn)生，只要達(dá)到足夠的幅度將會(huì)給負(fù)載造成損害，而且，反復(fù)的大電流沖擊對(duì)電容器本身也不利，同時(shí)還會(huì)引起干擾，因此，開(kāi)關(guān)電源必須具備輸出電源軟啟動(dòng)的功能。軟啟動(dòng)電路在電源合閘和重新啟動(dòng)時(shí)提供一個(gè)逐漸上升的電壓信號(hào)給脈沖產(chǎn)生電路，從而使控制電路的輸出脈沖有一個(gè)逐漸建立的過(guò)程。</p><p>　　保護(hù)電路是控制電路的一個(gè)重要組成部分，為了提高電源的可靠性必須不斷完善保護(hù)電路的功能。當(dāng)前開(kāi)關(guān)電源電路的主要保護(hù)功能有:過(guò)流保

44、護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、溫度保護(hù)。過(guò)流保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)是為了保護(hù)負(fù)載和電源兩者而設(shè)置的，而欠壓保護(hù)和溫度保護(hù)是為了電源本身而設(shè)置的。</p><p>　　輔助電源電路的功能是為控制電路供電。輔助電源的類型有很多種，既可以采用串聯(lián)線性調(diào)整型電源，也可以采用開(kāi)關(guān)電源。輔助電源也可以通過(guò)高頻變壓器獲得輸出后反饋提供，輔助電源本身作為開(kāi)關(guān)電源的一組負(fù)載。選取輔助電源電路形式時(shí)，只要該電源能滿足控制電路的要求即可。</

45、p><p>　　1.3 主要電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.3.1 整流電路設(shè)計(jì)</p><p>　　整流電路的主要作用是把經(jīng)過(guò)變壓器降壓后的交流電通過(guò)整流變成單個(gè)方向的直流電。但是這種直流電的幅值變化很大。它主要是通過(guò)二極管的截止和導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常見(jiàn)的整流電路主要有全波整流電路、橋式整流電路、倍壓整流電路。由于單相橋式整流電路的紋波電壓小，輸出電壓比較高，晶體管

46、所承受的最大反向電壓較低，同時(shí)因電源變壓器在正、負(fù)半周內(nèi)部有電流供給負(fù)載，電源變壓器得到了充分的利用，效率高，所以我們選取單相橋式整流電路實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的整流功能。單相橋式整流電路如圖1-4所示[10]。</p><p>　　圖1-4 單相橋式整流電路</p><p>　　1.3.2 濾波電路設(shè)計(jì)</p><p>　　濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，對(duì)于濾波電路的

47、選擇有以下兩種方案。</p><p>　　方案一：采用電感濾波電路。由于電感在電路中有儲(chǔ)能的作用，在電路中可以串聯(lián)電感，當(dāng)電源供給的電流增加時(shí)，它把能量存儲(chǔ)起來(lái)，而當(dāng)電流減小時(shí)，又把能量釋放出來(lái)，使負(fù)載電流比較平滑，即電感有平波的作用。在電感濾波電路中，整流管的導(dǎo)電角較大，峰值電流很小，輸出特性比較平坦，但是由于鐵心的存在，笨重、體積大，容易引起電磁干擾。一般用只用在低電壓、大電流場(chǎng)合。</p>&

48、lt;p>　　方案二：采用電容濾波電路。由于電容在電路中也有儲(chǔ)能的作用，并聯(lián)的電容器在電源供給的電壓升高時(shí)，能把部分能量存儲(chǔ)起來(lái)，而當(dāng)電源電壓降低時(shí)，就把能量釋放出來(lái)，使負(fù)載電壓比較平滑，也就是電容具有平波的作用。電容濾波電路簡(jiǎn)單，負(fù)載直流電壓比較高，紋波也較小，適用于負(fù)載電壓較高，負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合，也減輕了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。如圖1-5 a)、b)為電容濾波電路，c)為電感濾波電路[11,12]。</p>

49、<p>　　a) C 型濾波電路 b) 倒L型濾波電路 c) π型濾波電路</p><p>　　圖1-5 濾波電路的基本形式</p><p>　　根據(jù)以上的分析選用方案二。</p><p>　　1.4 DC-DC變換器設(shè)計(jì) </p><p>　　1.4.1 DC-DC變換器電路設(shè)計(jì)及

50、工作原理</p><p>　　全橋變換電路拓?fù)涫悄壳皣?guó)內(nèi)外DC-DC變換電路中最常用的電路拓?fù)湫问街唬瑧?yīng)用非常廣泛。本課題電源系統(tǒng)采用的即是這種全橋變換器拓?fù)洹Ｈ珮蜃儞Q器電路結(jié)構(gòu)如圖1-6所示[13]。</p><p>　　圖1-6 全橋變換器電路結(jié)構(gòu)</p><p>　　基本工作原理為：直流電壓Vin 經(jīng)過(guò)Q1、D1～Q4、D4 組成的全橋開(kāi)關(guān)變換器，在高頻變壓

51、器初級(jí)得到高頻交流方波電壓，經(jīng)變壓器降壓，再全波整流變換成直流方波，最后通過(guò)電感L、電容C 組成的濾波器，在R上得到平直的直流電壓。全橋直流變換器由全橋逆變器、高頻變壓器和輸出整流濾波電路組成，也屬于直流-交流-直流變換器[14]。</p><p>　　1.4.2 全橋DC-DC 變換器的控制方式</p><p>　　全橋電路，適用于較多的場(chǎng)合。全橋變換器本質(zhì)上有三種基本的控制方式：雙極

52、性控制、有限雙極性控制和移相控制。下面簡(jiǎn)要說(shuō)明幾種控制方式的區(qū)別[15]。</p><p>　　(1) 雙極性控制方式</p><p>　　開(kāi)關(guān)管Q1和Q4、Q2和Q3同時(shí)開(kāi)通和關(guān)斷，兩對(duì)開(kāi)關(guān)管以PWM方式交替開(kāi)通和關(guān)斷，其開(kāi)通時(shí)間不超過(guò)半個(gè)開(kāi)關(guān)周期。即它們的開(kāi)通角小于180度。當(dāng)Ql, Q4導(dǎo)通時(shí)，Q2,Q3上的電壓為Vin，反之亦然；當(dāng)四個(gè)開(kāi)關(guān)管都處在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每個(gè)開(kāi)關(guān)管所承受的電

53、壓為Vin / 2。由高頻變壓器的漏感與開(kāi)關(guān)管結(jié)電容在開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生高頻振蕩所引起的電壓尖峰，當(dāng)其超過(guò)輸入電壓時(shí)，鉗位二極管Dl～D4將導(dǎo)通，使開(kāi)關(guān)管兩端的電壓被限制在輸入電壓上。這種控制方式是過(guò)去全橋電路最基本的方式。</p><p>　　(2) 有限雙極性控制方式</p><p>　　電路中同一個(gè)橋臂的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管(例如Q2,Q4) 180度互補(bǔ)導(dǎo)通，另一個(gè)開(kāi)關(guān)橋臂的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通占

54、空比可調(diào)。正半周期中，Q4一直開(kāi)通,Q1只開(kāi)通一段時(shí)間；負(fù)半周期中，Q2一直開(kāi)通，Q3只開(kāi)通一段時(shí)間。Q1和Q3分別在Q4 和Q2之前關(guān)斷。定義Q1、Q3組成的橋臂為超前橋臂，Q2、Q3組成的橋臂為滯后橋臂。</p><p>　　(3) 移相控制方式</p><p>　　每個(gè)橋臂的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管180度互補(bǔ)導(dǎo)通，兩個(gè)橋臂的導(dǎo)通之間相差一個(gè)相位，即所謂移相角。通過(guò)調(diào)節(jié)移相角的大小來(lái)調(diào)節(jié)輸出脈沖

55、寬度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出電壓的目的。Q1, Q3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別領(lǐng)先于Q4, Q2，可以定義Q1, Q3組成的橋臂為超前橋臂，Q2, Q4組成的橋臂為滯后橋臂。</p><p>　　2 控制電路及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　開(kāi)關(guān)電源的主電路主要處理電能，而控制電路主要處理電信號(hào)，屬于“弱電”電路，但它控制著主電路中的開(kāi)關(guān)器件的工作，一旦出現(xiàn)失誤，將造成嚴(yán)重后果，使整個(gè)電源停止工

56、作或損壞。因此，控制電路的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)電源的性能至關(guān)重要。設(shè)計(jì)中采用PWM集成控制器[15]。</p><p>　　2.1 PWM集成控制器的工作原理</p><p>　　PWM集成控制器通常分為電壓控制模式和電流控制模式，電流控制模式因?yàn)閯?dòng)態(tài)響應(yīng)快，補(bǔ)償及保護(hù)電路簡(jiǎn)單，增益帶寬大，易于均流及可防止偏磁等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用電流控制模式又分為峰值電流模式和平均電流模式，本論文采用UC1825A

57、集成芯片峰值電流控制模式。兩種控制模式的原理圖如圖2-1和圖2-2所示。</p><p>　　圖2-1 電壓控制模式</p><p>　　圖2-2 峰值電流控制模式</p><p>　　2.1.1 兩種控制模式的工作原理</p><p>　　圖2-1為電壓控制模式的PWM 原理圖。由圖可以看出電壓控制模式只有一個(gè)電壓反饋閉環(huán)，采用脈沖寬度調(diào)

58、制法。它工作的基本原理是：當(dāng)恒頻時(shí)鐘脈沖置位鎖存器時(shí)，輸出電壓U0與參考電壓Uref 經(jīng)誤差放大器EA 放大后得到了一個(gè)誤差電壓信號(hào)Ue ，Ue再與振蕩電路產(chǎn)生的固定鋸齒波電壓經(jīng)PWM 比較器COM 比較，由鎖存器輸出占空比隨誤差電壓信號(hào)Ue變化的具有一定占空比的一系列脈沖[13]。</p><p>　　圖2-2為峰值電流控制模式的PWM 原理圖。由圖可以看出，它在原有的電壓環(huán)上增加了電流反饋環(huán)節(jié),構(gòu)成電壓電流雙

59、閉環(huán)控制。它工作的基本原理是：輸出電壓U0 與參考電壓Uref 經(jīng)誤差放大器EA 放大后得到一個(gè)誤差電壓信號(hào)Ue ，Ue 再與變壓器初級(jí)電感線圈中電流的采樣電壓Ur 比較，產(chǎn)生調(diào)制脈沖的寬度,由恒頻時(shí)鐘脈沖置位鎖存器輸出脈沖，使得誤差信號(hào)對(duì)電感電流的峰值起控制作用。當(dāng)Ur 幅度達(dá)到Ue 電平時(shí)，PWM 比較器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，鎖存器復(fù)位，驅(qū)動(dòng)撤除，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，電路逐個(gè)地檢測(cè)和調(diào)節(jié)電感電流脈沖，由此控制電源的輸出電壓。</p>&

60、lt;p>　　若輸入電壓下降，整流后的直流電壓下降，經(jīng)電感延遲使輸出電壓下降，經(jīng)誤差放大器延遲，Ue 電壓不變，在電流環(huán)中電感的峰值電流也隨輸入電壓下降,電感電流的斜率di/dt 下降，導(dǎo)致斜坡電壓推遲到達(dá)Ue，使PWM 占空比增大，起到調(diào)整輸出電壓的作用。</p><p>　　2.1.2 兩種控制模式的比較選擇</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，電壓控制模式的開(kāi)關(guān)電源是一個(gè)二階系統(tǒng)，它

61、有兩個(gè)變量，即輸出濾波器電容器上的電壓和輸出濾波電感中的電流。二階系統(tǒng)是一個(gè)有條件穩(wěn)定的系統(tǒng)，只有對(duì)控制回路進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和計(jì)算，在滿足一定的條件下，閉環(huán)系統(tǒng)才能穩(wěn)定工作。大家知道，開(kāi)關(guān)電源的電流都要經(jīng)過(guò)電感的，對(duì)于電壓信號(hào)有90度的相位延遲，而對(duì)于整個(gè)電源穩(wěn)壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，實(shí)際上需要不斷調(diào)節(jié)的是輸入電流，以適應(yīng)輸入電壓和負(fù)載的變化而保持輸出電壓恒定的要求。這種采樣輸出電壓的控制方法，必然是響應(yīng)速度慢，穩(wěn)定性差，甚至在大信號(hào)時(shí)容易產(chǎn)生振蕩，造

62、成功率開(kāi)關(guān)器件損壞等故障。而電流控制模式的開(kāi)關(guān)電源是一個(gè)一階系統(tǒng)，一個(gè)無(wú)條件穩(wěn)定的系統(tǒng)，由于它只有一個(gè)極點(diǎn)，因此很容易得到大的開(kāi)環(huán)特性和完善的小信號(hào)和大信號(hào)特性。目前使用廣泛的電流模式控制開(kāi)關(guān)變換器正是在傳統(tǒng)的電壓控制模式的基礎(chǔ)上，增加電流反饋環(huán)節(jié)，使之成為一個(gè)雙環(huán)控制系統(tǒng)，讓電壓上的電流不再是一個(gè)單獨(dú)的變量，從而使開(kāi)關(guān)變換器的二階模型中去掉了電感電流而成為一個(gè)一階系統(tǒng)。歸納起來(lái)，電流控制模式的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：</p>

63、<p>　　(1) 對(duì)輸入電壓的變化響應(yīng)快</p><p>　　這可直觀的從電路的工作原理中分析得出，電源輸入電壓的變化，必然會(huì)引起變壓器的初級(jí)電流上升斜率的變化，如電壓升高，則電流增長(zhǎng)變快，反之則變慢。但是只要電流脈沖達(dá)到了一定的幅度，電流控制回路就動(dòng)作，使得脈沖寬度發(fā)生變化，保證輸出電壓的穩(wěn)定，而在電壓模式控制電路中，檢測(cè)電路對(duì)輸入電壓的變化沒(méi)有直接的反應(yīng)，一直要等到輸出電壓發(fā)生一定的變化后，才

64、會(huì)去調(diào)節(jié)脈沖寬度。一般電壓控制模式要5 到10個(gè)開(kāi)關(guān)周期才能響應(yīng)輸入電壓的變化。</p><p>　　(2) 過(guò)流保護(hù)和可并聯(lián)性</p><p>　　在電流模式控制的變換器中，由于內(nèi)環(huán)采用了直接的電感電流峰值檢測(cè)技術(shù)，它可以及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)出變壓器以及開(kāi)關(guān)管中的瞬態(tài)電流，自然形成了逐個(gè)電流脈沖檢測(cè)電路。只要給定或者限制考電流，就可以準(zhǔn)確地限制流過(guò)開(kāi)關(guān)管和變壓器中的最大電流，從而在輸出過(guò)載

65、或短路時(shí)保護(hù)了開(kāi)關(guān)管和變壓器，也可以有效地克服因輸入電壓的浪涌產(chǎn)生很大的尖峰電流而損壞開(kāi)關(guān)管的故障。同時(shí)也可以在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)不必給開(kāi)關(guān)器件和變壓器留有較大的裕量，在保證可靠性的前提下，盡可能降低成本。</p><p>　　(3) 變壓器的磁通平衡</p><p>　　在全橋和推挽變換器中，開(kāi)關(guān)管的飽和壓降存儲(chǔ)時(shí)間的不同都會(huì)造成電壓波形的不對(duì)稱，從而使直流電流流過(guò)變壓器初級(jí)產(chǎn)生偏磁，這個(gè)

66、偏磁會(huì)隨著時(shí)間的積累導(dǎo)致變壓器的飽和，使得電源不能正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀變壓器。在電壓控制模式變換器中，雖然偏磁電流在線路上總的壓降會(huì)抵消掉一部分偏磁現(xiàn)象，但不能完全克服，而電流控制模式可以自動(dòng)解決磁通不平衡的問(wèn)題，這是因?yàn)樗鼉?nèi)部的電流環(huán)能使電流脈沖寬度不同但幅值肯定相同。</p><p>　　(4) 回路穩(wěn)定性好、負(fù)載響應(yīng)快</p><p>　　因?yàn)楸菊撐娜珮蜃儞Q器中的電感電流是連續(xù)的

67、，控制峰值電流就相當(dāng)于控制平均電流，電流型控制可以看作是一個(gè)受輸出電壓控制的電流源， 而電流源的電流大小就反映了電源輸出電壓的大小。電流控制型和電壓控制型的開(kāi)關(guān)電源相比有許多優(yōu)點(diǎn)，但其本身也有缺點(diǎn)，如電感峰值電流與平均電流有誤差,占空比大于0.5 時(shí)容易發(fā)生振蕩；直流開(kāi)環(huán)負(fù)載調(diào)整率較差等。這些問(wèn)題絕大部分可以采取適當(dāng)措施后得到滿意地解決，這就為電流型開(kāi)關(guān)電源的普及和發(fā)展創(chuàng)造了條件。</p><p>　　2.2

68、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 過(guò)電壓保護(hù)</p><p>　　如圖2-3由R1、R2構(gòu)成的分壓電路足為輸入電壓Ui的檢測(cè)電路，A點(diǎn)電壓為UiR2/(R1+R2),R3、R4、RP和比較器UA構(gòu)成滯環(huán)比較電路，滯環(huán)的寬度為UccR3/R4。調(diào)節(jié)器RP可以改變過(guò)壓保護(hù)的限值。原理為，當(dāng)UiR2/（R1+R2）高于UH（1+R3/R4）時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出U0變?yōu)閁cc，而當(dāng)

69、小于時(shí)輸出U0變?yōu)榱恪?</p><p>　　圖2-3 過(guò)電壓保護(hù)電路</p><p>　　2.2.2 過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　如圖2-4電流互感器的一次側(cè)串入主電路中用以檢測(cè)電流。電阻R1是電流互感器二次側(cè)電流采樣電阻，其電壓Ur1=R1is/n，n為互感器的匝比。當(dāng)主電路電流增大，Ur1=R1is/n隨之增大，當(dāng)Ur1大于UH時(shí)，比較器A輸出由低電平變?yōu)?/p>

70、高電平，并使RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，去封鎖PWM輸出，使主電路開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。要重新啟動(dòng)電路，則必須在RS觸發(fā)器R端施加復(fù)位信號(hào)[16]。</p><p>　　圖2-4 過(guò)電流保護(hù)電路</p><p>　　3 關(guān)鍵器件的選型</p><p>　　3.1 整流橋晶閘管選型</p><p>　　所采用的是單相橋式全控整流電路，輸入電壓為交流220V晶閘管

71、承受的最大正向電壓和反向電壓分別為/2和。</p><p>　　所以，整流二極管的峰值電壓為：</p><p><b>　　取50%的裕量：</b></p><p>　　因此選用耐壓為500V的晶閘管。</p><p>　　本設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源為24V最大為10A的穩(wěn)壓電源根據(jù)開(kāi)關(guān)電源的一般效率約為80%取其值所以輸入功率約為

72、：</p><p>　　所以最大輸入電流為：</p><p>　　因此，選用額定電流為大于2A 是晶閘管。</p><p>　　綜合得，晶閘管選用耐壓500V額定電流為2A的晶閘管。</p><p>　　3.2 輸入整流電容的選擇</p><p>　　輸入電容器Cm決定于輸出保持時(shí)間和直流輸入電壓的紋波電壓的大小，而

73、且要在計(jì)算流入電容器的紋波電流是否完全達(dá)到電容器的容許值的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。電網(wǎng)輸入電壓為220V，通過(guò)直流輸入電流的平均電流為：</p><p>　　計(jì)算單相全波整流電路濾波電容的經(jīng)驗(yàn)公式為：</p><p>　　所以 </p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選用 1000uF/250V的電解電容作為濾波電容。</p>

74、<p>　　3.3 DC-DC變換器開(kāi)關(guān)管的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)DC-DC變換器晶閘管選用的是電力MOSFET晶閘管，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)得知加在晶閘管上的最高電壓為V即：</p><p>　　取50%裕量： </p><p>　　一些參數(shù)尚不知道的情況下，我們需要估算開(kāi)關(guān)管的電流，以便選擇開(kāi)關(guān)管和計(jì)算輸出濾波電路。在高頻變壓器

75、的計(jì)算中，估算了實(shí)際占空比為0.658，為0.252。</p><p>　　輸入整流濾波電路的最大輸出電流平均值：</p><p>　　占空比為0.658和0.252時(shí)峰值電流分別為：</p><p>　　所以，開(kāi)關(guān)管估算最大電流為5.4A。</p><p>　　根據(jù)計(jì)算所得的結(jié)果分析得選用耐壓為500V電流20A 的MOSFET管為開(kāi)關(guān)管。

76、</p><p>　　3.4 輸出整流二極管的選型</p><p>　　因?yàn)檩敵龆O管工作于高頻狀態(tài)，所以應(yīng)選用快恢復(fù)二極管。</p><p><b>　　輸出最大功率為：</b></p><p>　　最大電流為10A 考慮裕量，選擇RURU3O12O作為輸出二極管，該管耐壓為120V額定電流為20A。</p&g

77、t;<p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的畢業(yè)設(shè)計(jì)，需要掌握了開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)思路和方法。對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要對(duì)開(kāi)關(guān)電源有深刻的理解。其各模塊主電路、控制電路、保護(hù)電路設(shè)計(jì)方法和思路比較多，通過(guò)比較各模塊各個(gè)實(shí)現(xiàn)方法優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)的要求，選擇了比較適合的電路。</p><p>　　本文設(shè)計(jì)出了直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的主電路、

78、控制電路、保護(hù)電路，其中DC-DC變換是其主電路的核心，所采用的是全橋變換電路，是最常見(jiàn)的電路拓?fù)湫问街?，采用了有限雙極性控制方法實(shí)現(xiàn)。全橋直流變換器主要由全橋逆變器、高頻變壓器和輸出濾波電路組成，屬于直流-交流-直流變換器。DC-DC變換器在高頻變壓器初級(jí)得帶高頻交流方波電壓經(jīng)變壓器降壓，再全波整流變換經(jīng)整流濾波得到穩(wěn)定的直流電壓。此外另一個(gè)關(guān)鍵電路就是PWM控制電路，所采用的是MOSFET開(kāi)關(guān)管，控制電路的好壞直接關(guān)系到電源系統(tǒng)的

79、整體性能。保護(hù)電路也是必不可少的電路，在保護(hù)電路的保護(hù)下可以防止電壓或電流過(guò)高導(dǎo)致儀器儀表的損壞。只有各個(gè)模塊的電路結(jié)合起來(lái)才可以最終設(shè)計(jì)出一個(gè)符合要求的能夠穩(wěn)定工作的直流穩(wěn)壓電源。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一階段的努力，我的畢業(yè)論終于完成了。首先，要感謝我的指導(dǎo)老師xx老師。論文的選題、具體工作和撰寫(xiě)過(guò)程都凝聚著指導(dǎo)老師的

80、心血和汗水。xx老師嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)和認(rèn)真的工作態(tài)度給我留下了深刻的印象。在此，謹(jǐn)向xx老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。</p><p>　　其次，感謝所有幫助過(guò)我的老師們，他們的熱情以及在科研工作中的忘我精神和在教學(xué)過(guò)程中的嚴(yán)謹(jǐn)，給我留下了深刻的影響，使我受益非淺。在多位老師的教導(dǎo)下，我才打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使得畢業(yè)論文能夠順利完成。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我的許多朋友、同學(xué)也給予了我多方面的指導(dǎo)和幫助，他們勤奮認(rèn)真的工作態(tài)度

81、值得我學(xué)習(xí)，向他們表示深切的感謝！</p><p>　　最后，向各位參加答辯的老師、答辯評(píng)委們致以最誠(chéng)摯的謝意！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張小林，冉建橋，李賢云. 我國(guó)開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的思考. 微電子學(xué)，2004.</p><p>　　[2] 胡炎申，謝運(yùn)祥.通信用高頻開(kāi)

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