一种模块化高效DC-DC变换器的开发与研制
设计方案
一、设计任务：设计一个将220VDC升高到600VDC的DC-DC变换器。在电阻负载下，要求如下：
1、输入电压错误!未找到引用源。=220VDC，输出电压错误!未找到引用源。=600VDC。
2、输出额定电流错误!未找到引用源。=2.5A，最大输出电流错误!未找到引用源。=3A。
3、当输入错误!未找到引用源。在小范围内变化时，电压调整率SV≤2%（在错误!未找到引用源。=2.5A时）。
4、当错误!未找到引用源。在小范围你变化时，负载调整率SI≤5%（在错误!未找到引用源。=220VDC时）。
5、要求该变换器的在满载时的效率η≥90%。
6、输出噪声纹波电压峰-峰值错误!未找到引用源。≤1V（在错误!未找到引用源。=220VDC，错误!未找到引用源。=600VDC，错误!未找到引用源。=2.5A条件下）。
7、要求该变换器具有过流保护功能，动作电流错误!未找到引用源。设定在3A。
8、设计相关均流电路，实现多个模块之间的并联输出。
二、设计方案分析
1、DC-DC升压变换器的整体设计方案
图1 DC-DC变换器整体电路图
如图1升压式DC-DC变换器整体电路所示，该DC/DC电压变换器由主电路、采样电路、控制电路、驱动电路组成；开关电源的主电路单元、样电路单元采、控制电路单元、驱动电路单元组成闭环控制系统，是相对输出电压的自动调整。控制电路单元以SG3525为核心，精确控制驱动电路，改变驱动电路的驱动信号，达到稳压的目的。
2、DC-DC升压变换器主电路的工作原理
DC-DC功率变换器的种类很多。按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。
图2（a）DC-DC变换器主电路
图2（b）DC-DC变换器主电路
图2（a）是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由开关变换电路、高频变压电路、整流电路、输出滤波电路四大部分组成；图1（b）是用matlab模拟出的升压式DC-DC 变换器的主电路图。其中开关变换电路主要由绝缘栅双极型晶体管IGBT、储能电容C和RC 放电电路组成；高频变压器电路由一个工作频率为20KHz的升压变压器和一个隔直电容组成；整流电路部分采用桥式整流的设计方案，由四个快速恢复二极管构成，实现将逆变产生的纹波电流变换为直流方波电流；输出滤波电路采用LC滤波电路的设计方案。
电路的工作原理是：直流电压错误!未找到引用源。经过Q1～Q4 组成的全桥开关变换电路，在高频变压器初级得到高频交流方波电压，经变压器降压，再全波整流变换成直流方波，最后通过电感L、电容C组成的滤波器，在R上得到平直的直流电压。全桥直流变换器由全桥逆变器、高频变压器和输出整流、滤波电路组成，也属于直流-交流-直流变换器。
当控制信号错误!未找到引用源。为高电平时，开关管Q1/Q4导通，开关管Q2/Q3截止；当控制信号错误!未找到引用源。为低电平时，开关管Q1/Q4截止，开关管Q2/Q3导通一正一负，相间交替，实现了将直流电流逆变为锯齿纹波的功能。
3、DC-DC变换器稳压原理
通过输出电压的关系式可以看出，在输入电压或负载变化，要保证输出电压保持稳定时，可以采用两种方案。第一可以维持开关管的截止时间TOFF不变，通过改变脉冲的频率f来维持输出电压错误!未找到引用源。的稳定，这便是脉冲频率调制（PFM）控制方式DC-DC 变换器；第二可以保持脉冲的周期T不变，通过改变开关管的导通时间TON，即脉冲的占空比q，以实现输出电压的稳定，这就是脉宽调制（PWM）控制方式DC-DC变换器。由于目前已经有各种型号的集成PWM控制器，所以DC-DC变换器普遍采用PWM控制方式。
图2 DC-DC 稳压电路的组成
图3是DC-DC升压稳压变换器的原理图，它主要有采样电路、控制电路（比较放大、误差放大）、驱动电路组成。其稳压原理是：假如输入电压错误!未找到引用源。增大，则通过采样电阻将输出电压的变化（增大），采样和基准电压相比较通过比较放大器输出信号去控制控制电路输出脉冲占空比q的变化（减小），结果可使输出电压保持稳定。反之，当输入电压错误!未找到引用源。减小时，PWM控制器输出脉冲占空比q也自动变化（增大），输出电压仍能稳定。
三、主要单元电路设计
1、DC-DC变换器主电路设计
该升压电路结构选择图1所示的电路。该变换电路设计主要是确定关键元件：输出滤波电容C、电感L、开关管IGBT和二极管D。
（1）输入滤波电容的选择
输入滤波电容错误!未找
到引用源。是电解电容，主要是
滤除低频波，平滑直流输出电
压，减小其脉动，通常电容错误!
未找到引用源。的电容值是从控
制纹波的角度考虑的，但是直流
220V的蓄电池输入无法确定其纹波，我们现在假设其是经过三相交流桥式整流得到的DC220V电压。
图（3.1）MATLAB仿真图
图（3.2）MATLAB仿真波形
因为经过电容滤波之后，电压会升高，所以把整流后的有效直流电压设置为低于220V。
本设计从能量的角度估算电容值，在电压脉动的过程中，电容不断的充电和放电。滤波的电容的输出即为后续电路的电源。
在电压变化过程中电容吸收的能量为：
为了保证即使在最低输入电压时，也能保证额定的输出功率，根据能量守恒定律，在半周期内输出的能量等于电容从谷点电压充电到峰值电压储存的能量。
最低输入电压：错误!未找到引用源。
峰值电压：错误!未找到引用源。
谷点电压：错误!未找到引用源。
效率：η（假设效率为90%）
三相整流后的脉动频率为3f
每个周期中输入滤波电容提供的能量为：
J J P f P T W in in 1.119
.0105.15031313
0=???=?=?=η 每半个周期中输入滤波电容提供的能量为：
2
in W 于是得 ()
2min 2min 0212in pk in U U W C -= 则：
uF U U W C in pk in 35.843197
2281.11222min 2min 0=--= 这样计算出来看似很大，其实不然，从另一个方面说，220V 蓄电池的输出电压也不可能是这样脉动的，所以这个电解电容的选取要使用经验值。
我们结合电路设计的参数要求和现在市场中生产厂家所生产的有极性电解电容型号，最
终选择使用两个450V/470μF 的电解电容并联来滤除输入电源中的低频波。
由于电解电容无法吸收加在其两端的高频分量，所以还要在输入直流端并联上无极性的陶瓷电容，0.3~0.5uF.陶瓷电容有体积小，容量大、耐热性好、价格低等优点。
（2）输出滤波储能电感设计
由上图可知流过电感的电流波形图如下图所示
当负载电流减少，直到负载电流减小到
()12min 02
1I I I I -=
= 此时电流波形图如下：
斜波电流的最低点正好降到零，在这个最低点处，电感电流为零，储能为零。如果负载电流进一步减小，电感将进入不连续工作状态，电压和电流的波形，以及闭环传递函数将发生较大变化。 于是们在输出端加上一个“死负载”，让输出端的电流始终保持0I ＞(m in)o I 保证其使电路在期望的负载电流范围内工作与连续模式。同时，电感的选择应保证直流输出电流为最小规定电流时，电感电流也保持连续。
通常最小规定电流约为额定负载电流的10%。
由上图可知，电感电流斜波为：12I I dI -=
因为当直流电流等于电感电流斜波峰—峰值一半时，进入不连续工作模式，则
2
1.0120(min)0I I I I -==
对于电感：
dt di L
u = →L
udi di = 所以 L
T U U L T U dI on on L )(01-== 其中on T 为产生一个脉冲电压时开关管的开通时间
由图可知，对于全桥变换器2T T on <
，当dc U 最小时，使1U 最小时on T 不需要大于2
8.0T 就可以输出所需的0U
而 T
T U U on 21
0= 则 1
02U T U T on =
于是 (min)
10(min)228.0U T U T T on == （假设0(min)125.1U U =）
带入得
()()(min)00001228.025.1I L T U U L T U U dI on =?-=-=
整理为 (min)
0005.0I T U L = 1
U
如果假定最小电流为额定电流的1/20则有
mH H I T U L o
12600
105.1105060036
0=???==- 计算电感量为12mH ，实际选择20m H/5A 的电感。电感自己绕制。
设计电感参数：
直流电流：16.67A,
交流电流：A I I 125.020
10==? 纹波频率：20KHz
需设计电感量：L=20mH
铁芯材质：硅钢片叠片
铁芯形式：C 型
温升：25度
（3）输出滤波电容设计
输出滤波电容错误!未找到引用源。的选择满足一些特性，错误!未找到引用源。并非理想电容，它可等效为寄生电阻错误!未找到引用源。和电感错误!未找到引用源。与其理想纯电容错误!未找到引用源。的串联。
错误!未找到引用源。称为等效串联内阻，错误!未找到引用源。称为等效串联电感。 一般的，如果考虑串联扼流圈错误!未找到引用源。的纹波电流幅值，我们总希望这个纹波电流的大部分分量流入输出电容错误!未找到引用源。，因此输出电压的纹波由输出滤波电容错误!未找到引用源。、等效串联电阻错误!未找到引用源。和等效串联电感错误!未找到引用源。决定。对于低频（低于500KHz ）纹波电流，错误!未找到引用源。可以忽略，输出纹波主要由错误!未找到引用源。和错误!未找到引用源。决定。错误!未找到引用源。是大
电解电容，因此在开关频率处，由错误!未找到引用源。产生的纹波电压分量小于由错误!未找到引用源。产生的纹波电压分量。因此在中频段，输出纹波接近等于错误!未找到引用源。的交流纹波电流乘以错误!未找到引用源。。
有两个分别由错误!未找到引用源。和错误!未找到引用源。决定的纹波分量，由错误!未找到引用源。决定的纹波分量与电感斜波峰—峰值（错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。）成正比，而由错误!未找到引用源。决定的纹波分量与流过错误!未找到引用源。电流的积分成正比。
为了估算这些纹波分量并选择电容，必须知道错误!未找到引用源。的值，而电容厂家很少直接给出该值。但从一些厂家的产品目录可以知道，对很大范围内不同电压等级不同容值的常用铝电解电容，其错误!未找到引用源。的值近似为F Ω?-61080~50。
（3） 开关管的选择
开关管VT 在电路中承受的最大电压是U0，考虑到输入电压波动和电感的反峰尖刺电
压的影响，所以开关管的最大电压应满足＞1.1×1.2U0。实际在选定开关管时，管子的最大允许工作电压值还应留有充分的余地，一般选择（2~3）1.1×1.2U0。开关管的最大允许工作电流，一般选择（2~3）II 。开关管的选择，主要考虑开关管驱动电路要简单、开关频率要高、导通电阻要小等。本设计选择N 沟道功率场效应管IRF3205，该器件的VDSM=55V ， 导通电阻仅为8m Ω，IDM=110A ，完全满足设计要求。
（4） 续流二极管的选择
在电路中二极管最大反向电压为U0，流过的电流是输入电流II ，所以在选择二极管时， 管子的额定电压和额定电流都要留有充分大的余地。另外选择续流二极管时还要求导通电阻要小，开关频率要高，一般要选用肖特基二极管和快恢复二极管。本设计选用MBR10100CT ，其最大方向工作电压为100V ，最大正向工作电流为10A ，完全满足设计
要求。
2、DC-DC变换器控制电路设计
DC-DC变换器控制电路选用集成PWM控制器TL494构成，调制脉冲的频率选择50kHz，选择振荡电容CT为1000pF，电阻RT为22kΩ即可满足要求。脉冲采用单端输出方式，将13脚接地，为了提高驱动能力，从内部三极管的集电极输出，并将两路并联，即将8、11脚并联接电源（即输入电压UI），9、10脚并联，该端即为脉冲输出端。为了保证输出电压U0稳定，要引入负反馈，即通过取样电阻R1、R2、RP1将输出电压反馈到TL494内部误差放大器的同相输入端（1脚），误差放大器的反相输入端（2脚）接一参考电压，图中由电阻R3、R4、RP2组成；当输出电压增高时，反馈信号和参考电压比较后，误差放大器的输出增大，结果使输出脉冲的宽度变窄，开关管的导通时间变短，输出电压将保持稳定。图中连接在误差放大器2脚和3脚之间的电阻和电容是构成PID调节器，目的是改善系统的动态特性。在给定参数下，调节RP2使15脚电位等于2.2V，然后调节RP1即可调节输出电压值。
过流保护电路可以利用TL494内部另一误差放大器实现。图中电流取样电阻选择1Ω/2W的精密电阻，两端并联一高频滤波电容，误差放大器的反相端（15脚）接电压等于2.2V 的基准电压，电流取样电阻上的电压输入误差放大器的同相输入端（16脚），当电流大于1.2A时，16脚电压大于15脚电压，误差放大器输出增大，TL494输出脉冲宽度变窄，输出电压减小，则起到限流作用。
图4 DC-DC升压稳压电路
四、系统安装与调试
1、首先将由TL494组成的控制电路按图4在面包板上插接或在实验板上焊接起来（此时主
回路先不接入）。
2、检查无误后，假如+12V电源。1脚和16脚通过电阻接地，用示波器观察9、10脚连接点的输出脉冲的波形，由于反馈信号没有引入，此时输出脉冲信号的脉宽最大；测量脉冲信号的频率是否为50kHz；同时调节电位器RP2，使15脚电位等于2.2V。
3、上述控制电路调试正确后，将DC-DC升压变换器主回路接入，在负载RL情况下，接通输入12V直流电源，调节电位器RP1，使输出电压U0等于24V。
4、将电阻为50Ω/100W的可变电阻接入到变换器的输出端，调节电阻大小，使输出电流大小等于1A，然后分别对变换器的性能指标进行测试。
5、过流保护测试。当逐渐增大输出电流时，用示波器观察PWM控制器输出脉冲的变化情况，同时测量输出电压的变化。
五、优缺点
机械与电子工程学院 课程设计报告 课程名称模拟电子技术课程设计设计题目电压频率变换器 所学专业名称电气信息类 班级电类114班 学号********** 学生姓名王*金 指导教师汪* 2012年12月23日
机电学院模拟电子技术课程设计 任务书 设计名称：电压频率转换器 学生姓名：王*金指导教师：汪* 起止时间：自2012 年12 月10 日起至2012 年12 月25 日止 一、课程设计目的 1).熟悉集成电路及有关电子元器件的使用; 2).了解电压平频率转换器主体电路的组成及工作原理; 3).学习电路中基本电路的应用以及单稳态触发器等综合应用。 二、课程设计任务和基本要求 设计任务： 1）.熟悉和应用比较器的构成及设计方法，尤其是迟滞比较器的应用。 2）.熟悉和应用积分器的构成和设计方法，了解电容在其中的工作原理。 3）.熟悉和简单应用二极管作电子开关的构成和设计方法。 4）.熟悉迟滞比较器与积分器之间的波形转换。 5）.熟悉掌握运用multisim画图、调试和仿真。 基本要求： 1).有明确的设计方案使操作简便易行。 2）.设计一个将直流电压转换成给定频率的矩形波，包括：积分器；电压
比较器。 3）.输入为直流电压0-10V。 4）.输出为f=0-500Hz的矩形波。 5).按规定格式写出课程设计报告书。
机电学院模拟电子技术课程设计指导老师评价表
目录 摘要和关键词 (1) 第一章设计指标 (2) 1.1 设计指标 (2) ◆ 1.1.1设计内容 (2) ◆ 1.1.2设计要求 (2) 第二章系统设计原理及内容 (2) 2.1 设计思想 (2) 电压/频率转换器原理框 (2) 第三章电路各模块方案设计 (3) 3.1 积分器的设计方案 (3) 3.2比较器的设计方案 (4) ◆ 3.2.1电压比较器 (4) ◆ 3.2.2过零比较器 (5) 3.3单稳态触发器 (6) 3.4低通滤波器 (6) 3.5模块的整合 (7) ◆ 3.5.1 电压/频率 (7) ◆ 3.5.2 频率/电压 (7) 第四章结束语 (8) 4.1心得体会 (8) 元件清单 (9) 参考文献 (9)
标号:GD 1.0 密级: 版本:V 1.0 编号: 《×××》 方案设计报告 GD 1.0 共1册第1册 南京天祥智能设备科技有限公司 20××年×月
文档修改记录
XXX 研制方案 拟制： 校核： 审查： 标准化： 审定： 批准：
目录 1适应范围 (1) 2研制依据 (1) 3系统组成与工作原理 (1) 3.1系统组成 (1) 3.2系统工作原理 (1) 4主要战术技术指标及使用要求 (1) 4.1主要战术指标 (1) 4.2主要技术指标 (1) 4.3主要使用要求 (1) 5总体技术方案 (2) 5.1总体设计思路 (2) 5.2结构方案 (2) 5.3硬件方案 (2) 5.4软件方案（适应时） (2) 5.5电源方案（适应时） (2) 5.6接口方案 (2) 5.7环境适应性设计措施 (2) 5.8可靠性设计措施 (3) 5.9维修性设计措施 (3) 5.10测试性设计措施 (3) 5.11保障性设计措施 (3) 5.12安全性设计措施 (3) 5.13电磁兼容性设计措施 (3) 5.14人机工程设计措施（适应时） (3) 6试验验证初步考虑 (3) 7质量和标准化控制措施 (4) 7.1质量控制措施 (4) 7.2标准化控制措施 (4) 8研制进度安排 (4) 8.1项目周期 (4) 8.2进度安排 (4) 9研制风险分析 (4) 9.1技术风险 (4) 9.2进度风险 (5) 9.3经费风险 (5) 10任务分工 (6) 11研制经费概算（可视情省略） (6) 11.1科研经费概算 (6) 11.2生产经费概算 (6)
一种模块化高效DC-DC变换器的开发与研制 设计方案 一、设计任务：设计一个将220VDC升高到600VDC的DC-DC变换器。在电阻负载下，要求如下： 1、输入电压=220VDC，输出电压=600VDC。 2、输出额定电流=2.5A，最大输出电流=3A。 3、当输入在小范围内变化时，电压调整率SV≤2%（在=2.5A时）。 4、当在小范围你变化时，负载调整率SI≤5%（在=220VDC时）。 5、要求该变换器的在满载时的效率η≥90%。 6、输出噪声纹波电压峰-峰值≤1V（在=220VDC，=600VDC，=2.5A条件下）。 7、要求该变换器具有过流保护功能，动作电流设定在3A。 8、设计相关均流电路，实现多个模块之间的并联输出。 二、设计方案分析 1、DC-DC升压变换器的整体设计方案 图1 DC-DC变换器整体电路图
如图1升压式DC-DC变换器整体电路所示，该DC/DC电压变换器由主电路、采样电路、控制电路、驱动电路组成；开关电源的主电路单元、样电路单元采、控制电路单元、驱动电路单元组成闭环控制系统，是相对输出电压的自动调整。控制电路单元以SG3525为核心，精确控制驱动电路，改变驱动电路的驱动信号，达到稳压的目的。 2、DC-DC升压变换器主电路的工作原理 DC-DC功率变换器的种类很多。按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。 图2（a）DC-DC变换器主电路 图2（b）DC-DC变换器主电路 图2（a）是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由开关变换电路、高频变压电路、整流电路、输出滤波电路四大部分组成；图1（b）是用matlab模拟出的升压式DC-DC变换器的主电路图。其中开关变换电路主要由绝缘栅双极型晶体管IGBT、储能电容C和RC 放电电路组成；高频变压器电路由一个工作频率为20KHz的升压变压器和一个隔直电容组成；整流电路部分采用桥式整流的设计方案，由四个快速恢复二极管构成，实现将逆变产生
《×××》 方案设计报告 GD 1.0 共1册 第1册 南京天祥智能设备科技有限公司 20 ××年×月 标号:GD 1.0 版本:V 1.0 密级: 编号:
文档修改记录
拟制： 校核： 查：标准化：审定： 批准： XXX 研制方案
目录 1 适应范围 (1) 2 研制依据 (1) 3 系统组成与工作原理.............................................. 1... 3.1 系统组成 .................................................... 1... 3.2 系统工作原理 ................................................ 1... 4 主要战术技术指标及使用要求...................................... 1.. 4.1 主要战术指标 ................................................ 1... 4.2 主要技术指标 ................................................ 1... 4.3 主要使用要求 ................................................ 1... 5 总体技术方案.................................................... 2... 5.1 总体设计思路 ................................................ 2... 5.2 结构方案 .................................................... 2... 5.3 硬件方案 .................................................... 2... 5.4 软件方案（适应时） .......................................... 2... 5.5 电源方案（适应时） .......................................... 2... 5.6 接口方案 .................................................... 2... 5.7 环境适应性设计措施 .......................................... 2... 5.8 可靠性设计措施 .............................................. 3... 5.9 维修性设计措施 .............................................. 3... 5.10 测试性设计措施 .............................................. 3... 5.11 保障性设计措施 .............................................. 3... 5.12 安全性设计措施 .............................................. 3... 5.13 电磁兼容性设计措施 .......................................... 3... 5.14 人机工程设计措施（适应时） .................................. 3.. 6 试验验证初步考虑................................................ 3... 7 质量和标准化控制措施............................................ 4... 7.1 质量控制措施 ................................................ 4... 7.2 标准化控制措施 .............................................. 4... 8 研制进度安排.................................................... 4... 8.1 项目周期 .................................................... 4... 8.2 进度安排 .................................................... 4... 9 研制风险分析.................................................... 4... 9.1 技术风险 .................................................... 4... 9.2 进度风险 .................................................... 5... 9.3 经费风险 .................................................... 5... 10 任务分工 (6) 11 研制经费概算（可视情省略）...................................... 6.. 11.1 科研经费概算 ................................................ 6... 11.2 生产经费概算 ................................................ 6...
上世纪60年代开始起步的DC/DC PWM功率变换技术出现了很大的发展。后然经过发展，越来越多在各个领域当中应用。但由于其通常采用调频稳压控制方式，使得软开关的范围受到限制，且其设计复杂，不利于输出滤波器的优化设计。本文选择了全桥移相控制ZVS-PWM谐振电路拓扑，在分析了电路原理和各工作模态的基础上，设计了输出功率为200W的DC/DC变换器。 1 电路原理和各工作模态分析 1.1 电路原理 图1所示为移相控制全桥ZVS—PWM谐振变换器电路拓扑。Vin为输入直流电压。Si(i=1.2.3，4)为第i个参数相同的功率MOS开关管。为了防止桥臂直通短路，S1和S3，S2和S4之间人为地加入了死区时间△t，它是根据开通延时和关断不延时原则来设置同一桥臂死区时间。S1和S4，S2和S3之间的驱动信号存在移相角α，通过调节α角的大小，可调节输出电压的大小，实现稳压控制。Lf和Cf构成倒L型低通滤波电路。 图2为全桥零电压开关PWM变换器在一个开关周期内4个主开关管的驱动信号、两桥臂中点电压VAB、变压器副边电压V0以及变压器原边下面对电路各工作模态进行分析，分析时时假设： (1)所有功率开关管均为理想，忽视正向压降电压和开关时时间; (2)4个开关管的输出结电容相等，即Ci=Cs，i=1，2，3，4，Cs为常数; (3)忽略变压器绕组及线路中的寄生电阻; (4)滤波电感足够大。
1.2 各工作模态分析 (1)原边电流正半周功率输出过程。在t0之前，Sl和S4已导通，在(t0一t1)内维持S1和S4导通，S2和S3截止。电容C2和C3被输入电源充电。变压器原边电压为Vin，功率由变压器原边传送到负载。在功率输出过程中，软开关移相控制全桥电路的工作状态和普通PWM硬开关电路相同。 (2)(t1一t1′)：超前臂在死区时间内的谐振过程。加到S1上的驱动脉冲变为低电平，S1由导通变为截止。电容C1和C3迅速分别充放电，与等效电感(Lr+n2Lf)串联谐振，在谐振结束前(t2之前)，使前臂中心电压快速降低到一0.7V，使D3立即导通，为S3的零电压导通作好准备。 (3)(t1′一t3)：原边电流止半周箝位续流过程。S3在驱动脉冲变为高电平后实现了零电压导通，由于D3已提前提供了原边电流的左臂续流回路，虽然两臂中点电压为零，但原边电流仍按原方向继续流动，逐步衰减。 (4)(t3-t4)：S4关断后滞后臂谐振过程，t3时加到S4的驱动脉冲电压变为低电平，S4由导通变为截止，原边电流失去主要通道。原边电流以最大变化率从正峰值急速下降。 (5)(t4一t5)：电感储能回送电网期。t4时刻D2已导通续流，下冲的电流经D2返回到电源EC，补偿了电网在全桥电路上的功耗。滞后臂死区时间应该在该时间段内结束。原边电流下冲到零点。 (6)(t5一t6)：原边电流下冲过零后开始负向增大。S2和S3都已导通，形成新的电流回路，开始新的功率输出过程。副边电压被箝位在低电平，出现占空比丢失过程。因此滞后臂死区时间设计是关键。
变换器设计 一、初级并联次级串联2500W 输出 EE55/28/17 中心柱C ＝16.95,B ＝37.5, D ＝16.75，E ＝18.9 有效参数：A e ＝2.82cm 2, V e ＝34900 mm 3 EE55/28/21 中心柱C ＝16.95,B ＝37.5, D ＝20.75, E ＝18.9 Ae ＝3.49 cm 2, V e ＝43200mm 3 窗口A w ＝(B-C)×E=(37.5-16.95)×18.9=388.4mm 2, 平均匝长l w =2(D+C)+(B-C)×π/2=2(16.95+16.75)+π(37.5-16.95)/2=100mm =2(16.95+20.75)+π(37.5-16.95)/2=107mm 1.设计参数 输入电压100~130V 输出电压U dc ＝400V ， 最小输出电压U ＝350V 输出功率2500W/2=1250W 变压器频率f=50kHz 假定变换效率η＝0.85， 要求功率管满载导通压降小于1.5V 。 2. 磁性采用EE55/28/21 3. 设在110V 时最大占空度0.96，初级匝数 88.91051049.315.04110 97.044 41=××××××== ?f BA DU N e i 匝 取10匝 4. 初级平均电流、中值电流和初级有效值 4.131108 5.01250min =×== i o i U P I η A ,中值电流==97 .0i a I I 13.8A ，6.92/97.01=×=a I I A 5. 次级电流 25.6200 1250 2=== dc o U P I A 5. 匝比、次级匝数和线圈结构 设最低电压为100V ，保证输出最低电压350V ，则变比 75.1100 175 == n 5.171075.112=×==nN N 匝。取18匝 次级18×2分内外层。初级夹在中间。 6. 导线尺寸，电流密度j=4A/mm 2 初级需要导线截面积4.24/6.94/11===I A cu mm 2 窗口宽D w =2E=2×18.9=37.8mm ，考虑骨架和爬电距离，绕线部分宽度D w ’=30mm ，初级铜带厚度
课程名称：电力电子技术 题目：BUCK变换器设计
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目录 第一章概述 (5) 1.1 本课题在国内外的发展现状与趋势 (5) 第二章Buck变换器设计总思路 (6) 2.1 电路的总设计思路 (6) 2.2 电路设计总框图 (6) 2.3 总电路图 (7) 第三章BUCK主电路设计 (8) 3.1 Buck变换器主电路基本工作原理 (8) 3.2 主电路保护（过电压保护） (9) 3.3 Buck变换器工作模态分析 (10) 3.4 Buck变换器元件参数 (12) 3.4.1 占空比D (12) 3.4.2 滤波电容C f (13) 3.5 Buck变换器仿真电路及结果 (14) 第四章控制和驱动电路模块 (15) 4.1 SG3525A脉宽调制器控制电路 (15) 4.1.1．SG3525简介 (15) 4.1.2．SG3525内部结构和工作特性 (15) 4.2 SG3525构成的控制电路单元电路图 (18) 4.3 驱动电路设计 (18) 第五章课程设计总结 (19)
第六章附录 (20) 第七章参考文献 (21) 第一章概述 1.1 本课题在国内外的发展现状与趋势 从八十年代末起，工程师们为了缩小DC/DC变换器的体积，提高功率密度，首先从大幅度提高开关电源的工作频率做起，但这种努力结果是大幅度缩小了体积，却降低了效率。发热增多，体积缩小，难过高温关。因为当时MOSFET的开关速度还不够快，大幅提高频率使MOSFET的开关损耗驱动损耗大幅度增加。工程师们开始研究各种避开开关损耗的软开关技术。虽然技术模式百花齐放，然而从工程实用角度仅有两项是开发成功且一直延续到现在。一项是VICOR公司的有源箝位ZVS软开关技术；另一项就是九十年代初诞生的全桥移相ZVS软开关技术。 有源箝位技术历经三代，且都申报了专利。第一代系美国VICOR公司的有源箝位ZVS技术，其专利已经于2002年2月到期。VICOR公司利用该技术，配合磁元件，将DC/DC的工作频率提高到1MHZ，功率密度接近200W/in3，然而其转换效率却始终没有超过90%，主要原因在于MOSFET的损耗不仅有开关损耗，还有导通损耗和驱动损耗。特别是驱动损耗随工作频率的上升也大幅度增加，而且因1MHZ频率之下不易采用同步整流技术，其效率是无法再提高的。因此，其转换效率始终没有突破90%大关。 为了降低第一代有源箝位技术的成本，IPD公司申报了第二代有源箝位技术专利。它采用P沟MOSFET在变压器二次侧用于 forward电路拓朴的有源箝位。这使产品成本减低很多。但这种方法形成的MOSFET的零电压开关（ZVS）边界条件较窄，在全工作条件范围内
直流变换器的设计（降压） 一、设计要求： (1) 二、题目分析： (1) 三、总体方案： (2) 四、原理图设计： (2) 五、各部分定性说明以及定量计算： (5) 六、在设计过程中遇到的问题及排除措施： (6) 七、设计心得体会： (6)
直流变换器的设计（降压） BUCK降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用BUCK作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。它既有MOSFET易驱动的特点，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。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，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。所以用BUCK作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点。 BUCK降压斩波电路由于易驱动，电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景，也由于开关电源向低电压，大电流和高效率发展的趋势，促进了IGBT 降压斩波电路的发展。 一、设计要求： 技术参数：输入直流电压Vin=36V 输出电压Vo=12V 输出电流Io=3A 最大输出纹波电压50mV 工作频率f=100kHz 二、题目分析： 电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。 课程设计步骤分析（顺序）： 1.设计主电路，主电路为：采用BUCK变换器，主功率管用MOSFET； 2.选择主电路所有图列元件，并给出清单； 3.设计MOSFET驱动电路及控制电路； 4.绘制装置总体电路原理图，绘制： MOSFET驱动电压、BUCK电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形； 5.编制设计说明书、设计小结。
失败乃成功之母，黑暗之后就是光明！ 标号:GD 1.0 密级: 版本:V 1.0 编号: 《×××》 方案设计报告 GD 1.0 共1册第1册 南京天祥智能设备科技有限公司 20××年×月
文档修改记录
XXX 研制方案 拟制： 校核： 审查： 标准化： 审定： 批准：
目录 1适应范围 (1) 2研制依据 (1) 3系统组成与工作原理 (1) 3.1系统组成 (1) 3.2系统工作原理 (1) 4主要战术技术指标及使用要求 (1) 4.1主要战术指标 (1) 4.2主要技术指标 (1) 4.3主要使用要求 (1) 5总体技术方案 (2) 5.1总体设计思路 (2) 5.2结构方案 (2) 5.3硬件方案 (2) 5.4软件方案（适应时） (2) 5.5电源方案（适应时） (2) 5.6接口方案 (2) 5.7环境适应性设计措施 (2) 5.8可靠性设计措施 (3) 5.9维修性设计措施 (3) 5.10测试性设计措施 (3)
5.11保障性设计措施 (3) 5.12安全性设计措施 (3) 5.13电磁兼容性设计措施 (3) 5.14人机工程设计措施（适应时） (3) 6试验验证初步考虑 (3) 7质量和标准化控制措施 (4) 7.1质量控制措施 (4) 7.2标准化控制措施 (4) 8研制进度安排 (4) 8.1项目周期 (4) 8.2进度安排 (4) 9研制风险分析 (4) 9.1技术风险 (4) 9.2进度风险 (5) 9.3经费风险 (5) 10任务分工 (6) 11研制经费概算（可视情省略） (6) 11.1科研经费概算 (6) 11.2生产经费概算 (6)
IR2181S驱动芯片在全桥电路中应用设计和注意事项 摘要:三相全桥技术具有应用广泛,控制方便,电路简单等特点,因此,广泛应用于逆变电源,变频技术,电力电子等相关领域,但其功率MOSFET以及相关的驱动电路的设计直接与电路的可靠性紧密相关,如MOSFET的驱动电路设计不当,MOSFET很容易损坏,因此本文主要分析和研究了成熟驱动控制芯片IR2181S组成的电路,并设计了具体的电路,为提高MOSFET 的可靠性作一些研究,以便能够为设计人员在设计产品时作一些参考。关键 词:IR2181S驱动芯片;MOSFET;全桥电路;自举电路设计;吸收电路IR2181S的结构和驱动电路设计IR2181S是IR公司研发的一款专用驱动芯片电其内部结构参考图1:主要由:低端功率晶体驱动管,高端功率晶体驱动管,电平转换器,输入逻辑电路等组成。IR2181S优点是可靠性高,外围电路简单。它驱动的MOSFET高压侧电压可以达到600V,最大输出电流可达到1.9A(高端)2.3A(低端)。具体设计电路时如将MOSFET或IGBT 作为高压侧开关(漏极直接接在高压母线上)需在应用的时候需要注意以下几点: (1)栅极电压一定要比漏极电压高10-15V,作为高压侧开关时,栅极电压是系统中电压最高的。(2)栅极电压从逻辑上看必须是可控制的,低压侧一般是以地为参考点的,但在高端是就必须转换成高压侧的源极电位,相当于将栅极驱动的地悬浮在源极上,所以在实际应用中栅极控制电压是在母线电压之间浮动的。(3)栅极驱动电路吸收的功率不会显著影响整个电路的效率。图2是以IR2181S驱动芯片设计的三相全桥电路: 图2中应用到三个IR2181S驱动芯片每路驱动一组桥臂,提供高端和低端两路驱动信号(HO*,LO*),以第一路桥臂为例(其它同理):IR2181S输入是由DSP或其他专用驱动信号发生芯片产生的高端和低端两路驱动信号,经过2181输出同样也为两路,但经过2181内部处理后输出的信号和输入控制信号完全隔离,输出电流可以达到2A,上图中IR218S低端输出(LO1)驱动下管的信号是以直流母线侧负端为参考点,输出信号幅值大概在15V左右满足MOSFET开通要求。高端输出是以U1为参考基准,电位浮在母线上,当上端开通时IR2181S通过自举电路 (C4,C5)将电压举升到栅极开启电压值。其电压值约为: UG=U母线 15V 上述电路中(以Q2为例)电容C4,C5和自举二极管组成的泵电路,其中自举电容和自举二极管等参数都是要经过精密计算的,其工作原理和计算方法如下: (1)工作原理:当电路工作时Vs被拉倒地(输出接负载) 15V通过二极管给自举电容C4,C5充电也因此给Vs一个工作电压满足了电路工作。(2)参数设计:计算电容参数时应考虑到以下几点, ①MGT栅极电荷; ②高压侧栅极静态电流; ③2181内部电平转换电路电流; ④MGT G和S 之间的电流。(备注:因自举电路一般选择非电解电容设计时电容漏电流可以忽略。) 此公式给出了对自举电容电荷的最小要求; Q=2Qg Iqbs/f Qls Icbs/f 注:Qg为高端MOSFET栅极电荷。 f为系统工作频率。 Icbs为自举电容漏电流(本电路为非电解电容可忽略不计)。Qls为每个周期内电平转换电路对电荷的要求。(500/600V IC 为5nc 1200V IC为20nc)。Iqbs为高端驱动电路静态电流。上述计算的电荷量是保证芯片正常工作的前提条件,只有保证自举电容能提供足够的电荷和稳定的电压才不
全桥变换器主电路分析 王振存 2006.04 1.电源概述 本电源，额定电流1000A。主电路采用全桥拓扑结构，两路并联的供电方式。主电路原理框图如图1所示。 2. 输入整流滤波电路的设计 电源交流输入采用三相三线输入方式，经三相桥式整流器输出脉动直流，经直流母线滤波供给后级功率变换电路。输入整流电路如图2所示。 图 1 对图中元件说明如下： D1-D6：三相整流桥，PE：输入端保护熔断器，PV压敏电阻； R56缓起电阻，C5、C6、C7：共模滤波电容； KA：接触器，C8直流母线滤波电容： 为限制刚开始投入时电解电容充电产生的电流浪涌，在输入整流电路增加了缓起电路。具体工作原理是，电源经外部加电，此时A、C线电压经R56、R55、D1、D2、D5、D6给电容充电，直流母线电压慢慢上升，上升到辅助电源启动电压时，辅助电源工作控制板得电将接触器闭合，将R56、R55短路，缓起动过程结束。 输入滤波电容的选择过程如下：取整流滤波后的直流电压的最大脉动值为低
交流峰值电压的10％，按照下面步骤计算电容的容量： ● 输入电压的有效值%10380±V 即342V ～418V; ● 输入交流电压峰值：482V ～591V ； ● 整流滤波后直流电压的最大脉动值：V V 2.4810482％＝?; ● 整流后直流电压的范围：433.8V ～542.8V ； ● 电源总功率按50KW 计算则等效电阻为Ω== 76.350000 8.4332 L R ; ● 一般取放电时间常数τ=R L C=(3~5)T/6故最小电容F C μ265076 .301.0== ； 3. 全桥逆变电路工作状况分析 3.1 工作模态分析 电源由全桥逆变器和输出整流滤波电路构成。全桥逆变器的主电路如图2所示，由四功率管Q1~Q4及其反并二级管D1~D4,和输出变压器（L LK 为主变压器漏感），吸收电路，隔直电容等组成。 LD R V 图2 在一个开关周期中，电流连续的情况下，全桥变换器共有有4种开关模态。 在t0时刻，对应于图3（a ）。Q1、Q4导通。电压经Q1、Q4、C3、加到变压
目录第一章．设计概要 1.1 技术参数 1.2 设计要求 第二章．电路基本概述 第三章.电力总体设计方案 第三章.电力总体设计方案 3.1 电路的总设计思路 3.2电路的设计总框图 第四章BUCK 主电路设计 4.1 Buck变换器主电路原理图 4.2 Buck变换器电路工作原理图 4.3 主电路保护（过电压保护） 4.4 Buck变换器工作模态分析 4.5 主电路参数分析 第五章控制电路 5.1 控制带你撸设计方案选择 5.2 SG3525控制芯片介绍 5.3 SG3525各引脚具体功能 5.4 SG3525部结构及工作特性 5.5 SG3525构成的控制电路单元电路图 第六章驱动电路原理与设计 6.1 驱动电路方案设计与选择 6.2 驱动电路工作分析 第七章附录 第八章设计心得
第一章．设计概要 1.1 技术参数： 输入直流电压Vin=25V，输出电压Vo=10V，输出电流Io=0.5A，最大输出纹波电压50mV，工作频率f=30kHz。 1.2 设计要求： （1）设计主电路，建议主电路为：采用BUCK 变换器，大电容滤波，主功率管用MOSFET；（2）选择主电路所有图列元件，并给出清单； （3）设计MOSFET 驱动电路及控制电路； （4）绘制装置总体电路原理图，绘制：MOSFET 驱动电压、BUCK 电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形（波形汇总绘制，注意对应关系）； （5）编制设计说明书、设计小结。 第二章．电路基本概述 直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，输入与输出不之间不隔离。直流斩波电路的种类较多，包括6 种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk 斩波电路，Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路。Buck 电路作为一种最基本的DC/ DC 拓扑，结构比较简单，输出电压小于输入电压，广泛用于各种电源产品中。根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路可以分为脉冲宽度调试、频率调制和混合型三种控制方式，Buck 电路的研究对电子产品的发展有着重要的意义。MOSFET 特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置。功率MOSFET 的种类：按导电沟道可分为P沟道和N 沟道。按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET 主要是N 沟道增强型。 第三章.电力总体设计方案 3.1 电路的总设计思路 Buck 变换器电路可分为三个部分电路块。分别为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块。主电路模块，由MOSFET 的开通与关断的时间占空比来决定输出电压u。的大小。控制电路模块，可用SG3525 来控制MOSFET 的开通与关断。驱动电路模块，用来驱动MOSFET。 3.2 电路设计总框图 电力电子器件在实际应用中，一般是有控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。有信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。因此，一个完整的降压斩波电路也应该包括主电路，控制电路，驱动电路和保护电路致环节。根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路，设计出降压斩波电路的结构框图如下图所示。
VF 变换器设计 姓 名 学 号 院、系、部 班 号 完成时间 ※ ※※※※※※※ ※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※※※※※ ※※※※ 2013级 模拟电子技术课程设计
摘 要 电压/频率变换器的输入信号频率 f 。0 与输入电压 V i 的大小成正比，输入控制电压 V i 常为直流电压，也可根据要求选用脉冲信号做为控制电压，其输出信号可为正弦波或者脉冲波形电压。 本次课程设计利用输入电压的大小改变电容的充电速度，从而改变振荡电路的振荡频率，故采用积分器作为输入电路。积分器的输出信号去控制电压比较器或者单稳态触发器，可得到矩形脉冲输出，由输出信号电平通过一定反馈方式控制积分电容恒流放电，当电容放电到某一域值时，电容C 再次充电。由此实现V i 控制电容充放电速度，即控制输出脉冲频率。 关键词：电压变换器 积分器 单稳态触发器
目录 第1章设计任务与要求 (1) 第2章方案与论证 (1) 2.1 VF变换器设计思路 (1) 2.2 原理框图设计 (1) 第3章单元电路设计与参数计算 (2) 3.1 积分器设计 (2) 3.2 单稳态触发器设计 (3) 3.3 电子开关设计 (3) 3.4 恒流源电路设计 (4) 3.5 元件参数计算 (4) 3.6 主要元件参数 (5) 第4章仿真与调试 (6) 4.1 仿真电路 (6) 4.2 电路调试 (6) 4.3 调试结果 (7) 第5章结论与心得 (10) 5.1 结论 (10) 5.2 心得体会 (10) 参考文献 (10)
第1章 设计任务与要求 （1）设计一个振荡频率随外加控制电压变化的压控振荡器。 （2）输入外加控制电压信号为直流电压，输出信号频率为0f ，0f 与输入电压幅 度成正比。 （3）输入信号为矩形脉冲信号。 （4）输入电压的变化范围为0-10V 。 （5）0f 的变化范围为0-10kHz 。 （6）转换精度小于1%。 第2章 方案与论证 2.1 VF 变换器设计思路 （1）利用输入电压的大小改变电容器的充电速度，从而改变振荡器的振荡频率，可采用积分电路作为输入电路。积分器可由集成运算放大器和RC 元件组成。 （2）积分器的输出信号控制电压比较器、施密特触发器、单稳态触发器等，可得到矩形脉冲输出。 （3）输出信号电压通过一定反馈方式控制积分电容恒流放电，从而使积分电容的充放电速度控制了输出脉冲信号的频率，实现V/F 变换。 2.2 原理框图设计 图2-1 原理结构图输入 积分器 单稳态转换器 输出 恒流源 电子开关
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目录 1 概述 (1) 2 引用文件 (1) 3 **
****设计方案（三号字体，加粗） 1 概述（大标体四号，加粗） 主要介绍下本设备的主要用途（小四）。 2 引用文件 引用***文件（任务书） 3 使用环境 此处内容来自任务书。 4 主要技术指标及技术要求 此处内容来自任务书。 5 任务分析 主要是对本任务的可行性分析，对第4项中提到的主要技术指标及技术要求进行逐一分析，对我们认为不合理的技术要求或达不到的技术条件要提出，并提出替代方案。 任务分析也可以将技术指标等分成几大项进行分类分项分析，按小标题5.1、5.2依次作出详细分析，并得出可行性结论。 6 系统原理及及工作流程 6.1 系统原理 系统原理如图**所示： 此处插入原理图 图** 系统原理图（五号黑体） 6.2 工作流程 根据原理图简单介绍系统的工作流程。
7 方案设计 7.1 整体设计 7.1.1 系统组成 主要介绍一下本设备所需要的部件名称，如：该系统主要由真空泵、真空计、电磁阀、压力传感器、测控系统等等组成。 设备主要配套表如表**所示： 表** 设备主要配套表 7.1.2 系统整体结构 该设备框架采用铝型材结构，***************（此处主要介绍一下设备的外形结构、外形尺寸、面板等等）。 系统整体结构如图**所示： 7.2 详细设计 7.2.1 标准产品选型 7.2.1.1 真空泵 介绍真空泵的选型依据、所选真空泵的主要技术指标。
XXXXXX产品 设计方案论证报告 拟制： 审核： 批准： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX有限公司 年月日
（型号名称 3号黑体） 设计方案论证报告 1 线路设计（5号黑体） 1.1 引言（5号黑体） 瞬时中频频率（IIFM）测量组件是频率探测系统的关键部件之一，该组件完成对前端混频后的中频信号的频率的测量，直接决定了频率探测系统理论上的测频速度，精度和测量噪声指标。 1.2 项目来源及开发的意义（5号黑体） （含用途和使用范围。示例如下。格式要求，5号宋体，1.25倍行距） ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。 1.3 国内外同类产品大发展动向及技术水平（5号黑体） （示例如下。格式要求，5号宋体，1.25倍行距） 考察瞬时中频测频（IIFM）组件技术在最近二十年间发展动向，传统的模拟电路鉴频器和各种比较、积分式测频电路由于受线性度较差，响应较慢，受温度漂移、噪声干扰等外部影响较难消除等固有问题的困扰，已经被逐渐淘汰，同时，随着高速数字技术的发展，多种基于现代数字系统的频率测量方法速度已经大大提高，远超过了模拟方式提供的响应速度，而且线性度高，温漂、噪声干扰小，已成为当今IIFM技术的主流。 国外IIFM的报道具体指标多数比较模糊，代表性的有美国《Journal of Electronic Defense》 2002年报道的使用IIFM技术的IFM接收机，中频DC～30MHz，分辨率1KHz，测频时间约100nS。《Microwave Division》杂志2007年的报道，中频工作频段2～18GHz，测频时间最大400nS。国内相关研究近年较多，如2002年航天科工25所的报道，中频24～25MHz，测频时间1us，精度0.1Hz。2006年《电子测量技术》的报道，中频50～950MHz，测频时间最小400nS，误差约 0.3MHz。 1.4 项目合同的技术指标要求（5号黑体） 1．工作频率70MHz±4MHz ，10.2M±1MHz 2．测频精度 2KHz，1KHz 3．测频速度 200nS 4．工作温度范围－40o C～85o C 1.5 样品解剖情况（5号黑体） （使用于仿制产品，正向设计产品略。示例如下。格式要求，5号宋体，1.25倍行距）a）样品电路原理图、基本工作原理及关键元器件的主要参数指标； b）样品主要技术指标（规范值，实测数据）；
电子科技大学中山学院新型电源设计实践报告 设计名称基于BUCK变换器的开关电源设计 学院机电学院 班级 14级电气A班 学号姓名 2014100500521 刘连红 指导教师余翼 机电工程学院 2017年 12月 27日
一、设计要求与内容 开关电源是20世纪60年代电源历史上的一次革命，它安装于各种家用电器、工业设备及军用电子装置中，同时作为赋能装置应用于各个领域。比如在电力系统中的应用、在通信领域中的应用、在蓄电池充电中的应用、在风能\太阳能发电中的应用。这次我们要求设计一个9-12V的情况下，通过一个开关电源得到一个稳定的5V/1A的直流输出。我们要求这个开关电源有整流的功能，同时通过反馈控制，有稳压，调压，降压的功能。从而得到稳定的一个直流输出。 二、人员分工与时间安排表 三总体方案设计与论证 3.1 设计思路和流程
1.经过题目选定，确定使用基于BUCK变换器的电源设计。 2.在方案选择过程中，因为考虑到是非隔离电源，使用集成PWM调制芯片简化电路设计。 3.在分析了UC3842，SG3525等芯片的功能与参数后，选择MC34063作为控制方案，该芯片本身也有较强的驱动能力，可直接外接滤波电路与反馈电路来进行电源设计。 4.通过外接场效应管的方式极大增强了驱动能力，该场效应管最大电流可到达17A以上，设计中仅利用不到1A，如果更换滤波电路中的元器件，输出功率可以得到数倍的提升。如果将采样电阻改为电位器，还可以灵活调节输出电压。 3.2 开关电源总电路框图 图3-1 开关电源总电路框图 四、开关电源原理图各部分说明及计算 4.1总原理图的介绍 开关电源是指调整管工作在开关方式，只有导通和截止两个状态，上图为工作过程。 基准电压为固定值，由于输入波动或负载变化导致输出电压减小，采样电压将减小，经过比较放大后，脉冲调制电路根据这个误差，提高占空比使输出电压增大。同理，当由于输入波动或负载变化导致输入电压增大时，脉冲调制电路降低占空比使输出电压减小，以此来控制输出电压的稳定。 4.2 各部分的说明与计算
电气工程学院课程设计说明书 设计题目： 系别： 年级专业： 学生姓名： 指导教师：
电气工程学院《课程设计》任务书 课程名称：电力电子与电源综合课程设计 基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：朱艳萍 说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。 电气工程学院教务科
电力电子与电源课程设计组内自评表
摘要 首先，本文阐述PWM DC/DC变换器的软开关技术，且根据移相控制PWM全桥变换器的主电路拓扑结构，选定适合于本论文的零电压开关软开关技术的电路拓扑，并对其基本工作原理进行阐述，同时给出ZVS软开关的实现策略。 其次，对选定的主电路拓扑结构进行电路设计，给出主电路中各参量的设计及参数的计算方法，包括输入、输出整流桥及逆变桥的器件的选型，输入整流滤波电路的参数设计、高频变压器及谐振电感的参数设计以及输出整流滤波电路的参数设计。 然后，论述移相控制电路的形成，对移相控制芯片进行选择，同时对移相控制芯片UC3875进行详细的分析和设计。对主功率管MOSFET的驱动电路进 最后，基于理论计算，对系统主电路进行仿真，研究其各部分设计的参数是否合乎实际电路。搭建移相控制ZVS DC/DC全桥变换器的实验平台，在系统实验平台上做了大量的实验。 实验结果表明，本文所设计的DC/DC变换器能很好的实现软开关，提高效率，使输出电压得到稳定控制，最后通过调整移相控制电路，可实现直流输出的宽范围调整，具有很好的工程实用价值。行分析和设计。 关键词开关电源;高频变压器;移相控制;零电压开关;UC3875