推挽式DC-DC开关恒压源的设计)
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第23卷第6期合肥工业大学学报(自然科学版)V o l.23N o.6 2000年12月JOU RNAL O F H EFE I U N I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY D ec.2000推挽式DC DC开关电源的设计与校正张 兴, 马先奎, 张崇巍(合肥工业大学电气工程学院,安徽合肥 230009)摘 要:文章给出了应用状态空间平均法所建立的推挽式DC DC变换器的动态小信号数学模型,得出了闭环系统框图和传递函数。
并在此基础上应用自动控制理论设计和校正了一系统。
分析了比例校正方式对系统性能的影响,并展望了对系统性能更好的校正方式。
仿真结果表明了小信号数学模型的正确性和实用性。
关键词:状态空间平均法;开关电源;小信号数学模型;校正中图分类号:TM401.1 文献标识码:A 文章编号:100325060(2000)0620957205D esign and correction of push-pull DC DC sw itch i ng power supplyZHAN G X ing, M A X ian2ku i, ZHAN G Chong2w ei(Schoo l of E lectrical Engineering,H efei U niversity of T echno logy,H efei230009,Ch ina)Abstract:T he s m all signal m athem atical m odel of p u sh2p u ll DC DC converter is con structed by app lying the state2sp ace m ethod,and the clo sed2loop system b lock diagram and tran sfer functi on are p ropo sed.T hen a system is designed and co rrected w ith au tom atic con tro l theo ry.T he effect of P I co rrecti on on the system p rop erty is discu ssed,and P I co rrecti on is com p ared w ith o ther co rrecti on m ethods.T he si m u lati on resu lts indicate that the s m all signal m odel is co rrect and feasib le.Key words:state2sp ace m ethod;s w itch ing pow er supp ly;s m all signal m athem atical m odel;co rrecti on0 引 言开关电源(Sw itch ing Pow er Supp ly)与传统的线性电源相比较,具有效率高、重量轻、体积小等优点,近年来得到广泛的应用和发展。
孟 赟(1983!),女,硕士研究生,研究方向为DC /DC 电源及太阳能光伏发电系统。
利用推挽正激技术设计DC /DC 开关电源孟 赟1, 王 凯2, 潘俊民1(1.上海交通大学电气工程系,上海 200240;2.华北电网有限公司,北京 100053)摘 要:利用推挽正激变换技术设计了DC /DC 开关电源。
提出了基于推挽正激变换技术的电源电路拓扑和结构,阐述了该开关电源的工作及控制原理,并利用PSp ice 软件对该电路拓扑进行了仿真。
实验结果表明,该开关电源输出稳定、波形理想。
关键词:推挽正激;高频链;开关电源中图分类号:TM 46 文献标识码:B 文章编号:1001 5531(2007)17 0057 04A DC /DC S w itching Po w er Suppl y Based on Push PullFor ward Conversion T echni queME NG Yun 1, WANG K a i 2, PA N Jun m in1(1.Depart m ent of E lectrical Eng i n eering ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200240,Ch i n a ;2.North of Ch i n a E lectric Po w er G rid Co .,Ltd .,Be ijing 100053,Ch i n a)Abstract :A DC /DC s w itch i ng pow er supp l y was des i gned by using pus h pu ll for w ard conversi on techn i que .The topology and structure o f s w itch i ng power supp l y based on push pull for w ard conversion techn i que w as presen ted .T he opera ti on and contro l pr i nciple o f the s w itch i ng power supply w as expounded ,and the c ircuit topo l ogy was si m ulated by PSpice so ft wa re .The exper i m ent res u lt show s tha t t he s w itchi ng po w er supp l y s 'output is stab l e w ith i deal wave .K ey words :pu sh pull forward ;high frequency link (H FL);s w itch i ng po w er supp ly王 凯(1976!),男,工程师,硕士,从事继电保护工作。
《隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究》篇一隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究一、引言随着可再生能源的日益重要性和光伏发电技术的快速发展,隔离式光伏发电系统中的DC/DC变换器已成为研究的热点。
推挽正激DC/DC变换器作为其中一种高效的转换方式,其在提高系统效率和保证能量传输的稳定性方面发挥着重要作用。
本文旨在研究隔离式光伏发电系统中使用的推挽正激DC/DC变换器,探讨其工作原理、性能特点及优化策略。
二、推挽正激DC/DC变换器的工作原理推挽正激DC/DC变换器是一种双管正激电路,其工作原理主要基于推挽电路和正激电路的组合。
在正常工作时,两个开关管交替导通和关断,实现能量的传递和转换。
当其中一个开关管导通时,电流通过变压器和开关管传输到输出端,从而实现能量的传递。
在推挽正激电路中,通过控制开关管的导通和关断时间,可以实现对输出电压的精确控制。
三、隔离式光伏发电系统中的应用在隔离式光伏发电系统中,推挽正激DC/DC变换器起着重要的作用。
首先,它能够将光伏电池板产生的直流电转换为适合系统使用的电压。
其次,通过变压器的隔离作用,保证了系统安全可靠地运行。
此外,推挽正激电路的高效率、高功率密度和良好的可靠性使得其在光伏发电系统中得到广泛应用。
四、性能特点及优化策略推挽正激DC/DC变换器具有以下性能特点:一是高效率,能够有效地将光伏电池板产生的电能转换为可用电能;二是高功率密度,能够在有限的体积内实现高功率的转换;三是良好的可靠性,能够保证系统长时间稳定运行。
为了进一步提高推挽正激DC/DC变换器的性能,可以采取以下优化策略:一是优化电路拓扑结构,降低电路损耗;二是采用高频开关技术,提高系统的动态响应速度;三是优化控制策略,实现系统的最大功率点跟踪;四是采用先进的散热技术,降低系统的温度,提高系统的可靠性。
五、实验与结果分析为了验证推挽正激DC/DC变换器的性能及优化策略的有效性,我们进行了实验研究。
高效DC-DC开关稳压电源一、任务设计并制作如图1所示的开关稳压电源。
图1电源框图二、要求在电阻负载条件下,使电源满足下述要求:1.基本要求(1)输出电压V O:3.3V;(2)额定输出电流I ON:10A;(3)V in从DC41V变到DC57V时,电压调整率S U≤2%(I O=10A);(4)I O从0变到10A时,负载调整率S I≤5%(V in=48V);(5)输出噪声纹波电压峰-峰值V OPP≤100mV(Vin=48V,V O=3.3V,I O=10A);(6)D C-DC变换器的效率η≥60%(Vin=48V,Vo=3.3V,I O=10A);(7)具有过流保护功能,动作电流I O(th)=11±0.2A;2.发挥部分(1)进一步提高电压调整率,使S U≤0.5%(I O=10A);(2)进一步提高负载调整率,使S I≤1%(Vin=48V);(3)进一步提高效率,使η≥85%(Vin=48V,U O=3.3V,I O=10A);(4)排除过流故障后,电源能自动恢复为正常状态;(5)具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
(6)其他。
三、说明(1)D C-DC变换器不允许使用成品模块,但可使用开关电源控制芯片。
(2)V in可由可调直流稳压电源得到,DC-DC变换器(含控制电路)只能由V N端口供电,不得另加辅助电源。
(3)本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分,要求用带宽不小于20MHz模拟示波器(AC耦合、扫描速度20ms/div)测量V OPP。
(4)本题中电压调整率S U指Vin在指定范围内变化时,输出电压V O的变化率;负载调整率S I指I O在指定范围内变化时,输出电压V O的变化率;DC-DC变换器效率 =P O/ P IN,其中P O=V O I O,P IN=V IN I IN。
(5)电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间(测试期间,不能出现过热等故障)。
陶显芳开关电源原理与设计1-8.双激式变压器开关电源所谓双激式变压器开关电源,就是指在一个工作周期之内,变压器的初级线圈分别被直流电压正、反激励两次。
与单激式变压器开关电源不同,双激式变压器开关电源一般在整个工作周期之内,都向负载提供功率输出。
双激式变压器开关电源输出功率一般都很大,因此,双激式变压器开关电源在一些中、大型电子设备中应用很广泛。
这种大功率双激式变压器开关电源最大输出功率可以达300瓦以上,甚至可以超过1000瓦。
推挽式、半桥式、全桥式等变压器开关电源都属于双激式变压器开关电源.推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈,它们都属于励磁线圈,但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反,因此,推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器;另外,推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应,因此,变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出;推挽式开关电源有多种工作模式,如:交流输出、整流输出、直流稳压输出,等工作模式,各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。
1—8—1.推挽式变压器开关电源的工作原理在双激式变压器开关电源中,推挽式变压器开关电源是最常用的开关电源。
由于推挽式变压器开关电源中的两个控制开关K1和K2轮流交替工作,其输出电压波形非常对称,并且开关电源在整个工作周期之内都向负载提供功率输出,因此,其输出电流瞬间响应速度很高,电压输出特性也很好。
推挽式变压器开关电源是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源,它在输入电压很低的情况下,仍能维持很大的功率输出,所以推挽式变压器开关电源被广泛应用于DC/AC逆变器,或DC/DC转换器电路中。
1-8—1-1.交流输出推挽式变压器开关电源一般的DC/AC逆变器,如交流不间断电源(简称UPS),大多数都是采用推挽式变压器开关电源电路.这种DC/AC逆变器工作频率很高,所以体积可以做得非常小;由于这个特点,推挽式变压器开关电源也经常用于AC/AC转换电路中,以减小电源变压器的体积。
... 基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525... 毕业设计任务书题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、设计内容设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源,给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算。
二、基本要求1. 系统工作原理及设计思路。
2. 设计开关电源主电路。
3. 选择电源变压器,设计开关管的驱动控制电路。
4. 主要元器件的选择。
5. 利用saber进行系统仿真。
三、主要技术指标输入电压为DC10—35V,输入额定电压为12V,输出为360V,额定功率为500W。
电路以SG3525为控制芯片,使电源工作性能稳定,电源效率高。
四、应收集的资料及参考文献[1] 邹怀虚. 电源应用技术[M]. 北京:科学出版社.1998[2] 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术[M]. 北京:电子工业出版社,2001五、毕业设计进度计划第1—2周:收集资料,完成系统工作原理及设计思路开题报告。
第3周:设计开关电源主电路。
第4—6周:选择电源变压器,设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。
第7周:中期检查。
第8—11周:利用saber进行系统仿真。
第12—13周:论文审核定稿。
第14—15周:答辩。
...毕业设计开题报告题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、研究背景21世纪是信息化的时代,信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大,而这些电子设备、产品都离不开电源。
开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势,尤其是高频开关电源正变得更轻,更小,效率更高,也更可靠,这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。
从开关电源的组成来看,它主要由两部分组成:功率级和控制级。
功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求,选择不同的拓扑结构,同时兼顾半导体元件考虑设计成本;控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式,目前的开关电源以PWM控制方式居多。
洛阳理工学院毕业设计(论文)题目_推挽式开关电源的设计2013年5月30 日推挽式直流电源开关的设计摘要电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。
在信息时代,农业、能源、交通运输、信息、国防、教育等领域的迅猛发展,对电源产业提出了更多、更高的要求、如节能、节电、节材、缩体、减重、环保、可靠、安全等。
这就迫使电源工作者在电源研发过程中不断探索,寻求各种相关技术,做出最好的电源产品,以满足各行各业的要求。
开关电源是一种新型电源设备,较之于传统的线性电源,其技术含量高,耗能低,使用方便,并取得了较好的经济效益。
开关电源具有功耗小、效率高、稳压范围宽、体积小、等突出优点,在通信设备、数控装置、仪器仪表、影音设备、家用电器等电子电路中得到了广泛应用。
本文首先介绍开关电源的基本原理,而后介绍广泛应用于开关电源的双端输出驱动器UC3524,并以驱动器UC3524为基础,通过打印机电源电路,讲述推挽式开关电源工作原理。
关键词:电能变换,开关电源,UC3524,推挽式开关电源Design of a push-pull DC switching power supplyABSTRACTPower is to achieve power conversion and power transmission major equipment. In the information age, the rapid development of agriculture, energy, transportation, information, national defense, education and other fields, for the power industry made more, higher requirements, such as energy saving, energy saving, material saving, reduced body weight loss, environmental protection, reliable, safety etc.. This has forced the power workers continue to explore in the power development process, to seek a variety of related technology, the power to make the best products, to meet the requirements of all walks of life. Switching power supply is a new type of power supply equipment, compared to traditional linear power supply, high technological content, low energy consumption, easy to use, and has achieved good economic benefit. Switching power supply with low power consumption, high efficiency, wide voltage range, small size, and other advantages, is widely used in communication equipment, numerical control equipment, instrumentation, audio and video equipment, household appliances and other electronic circuits. This paper first introduces the basic principle of switching power supply, then introduce dual output driver UC3524 is widely used in switching power supply, and to drive UC3524 as the foundation, through the printer power supply circuit, on the working principle of push-pull switching power supply.KEY WORDS: transformation of electrical energy,transformation of electrical energy,UC3524, transformation of electrical energy目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1开关电源的发展历程 (2)1.2开关电源的分类 (3)1.2.1按电路的输出稳压控制方式分类 (3)1.2.2按开关电源的触发方式分类 (3)1.2.3按输入与输出是否隔离分类 (3)1.2.4按功率开关管关断和开通工作条件分类 (4)1.3开关电源的主要技术指标 (4)1.4开关电源电路组成 (5)1.5电源电路的主要特点 (5)1.6开关电源的特点 (6)第2章开关器件 (7)2.1开关器件的特征 (7)2.2开关器件的分类 (7)2.3常见开关器件介绍 (8)第3章开关电源的基本原理 (10)3.1开关电源拓扑结构 (10)3.1.1非隔离式开关电源拓扑结构 (10)3.1.2隔离式电源开关拓扑结构 (12)3.2 推挽式开关变换电路基本原理 (14)3.3各种不同开关变换电路的比较 (16)第4章 UC3524介绍 (17)4.1 UC3524介绍 (17)4.2 UC3524的内部结构及其原理 (17)第5章 UC3524组成的高压开关电源分析与设计 (20)5.1基于UC3524的高压开关电源原理分析 (20)5.2变压器绕制步骤 (22)5.3开关电源的电磁兼容性问题 (23)5.3.1电磁兼容性 (23)5.3.2电磁兼容问题要素 (23)5.3.3解决开关电源的电磁兼容性 (24)结论 (25)谢辞 (26)参考文献 (27)前言电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。
一种推挽式Boost DCDC变换器的研究摘要:随着电力电子技术的迅速发展,双向DC/DC变换器的应用日益广泛。
文章提出在双向DC/DC变换器中用到的一种推挽式Boost DC/DC变换器,全面分析这种变换器的工作原理并阐述其缺点,利用PSPICE仿真软件对其进行建模仿真。
0 引言电力电子技术是研究电能变换原理与变换装置的综合性学科,是电力行业中广泛运用的电子技术。
电力电子技术研究的内容非常广泛,包括电力半导体器件、磁性元件、电力电子电路、集成控制电路以及由上述元件、电路组成的电力变换装置,其中电力变换技术是开关电源的基础和核心。
由于生产技术的不断发展,双向DC/DC变换器的应用也越来越广泛,主要有直流不停电电源系统(DC-UPS)、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等应用场合。
而双向DC/DC变换器中,升压变换和降压变换是双向DC/DC变换器中两个组成部分,在DC/DC升压式电路中,通常采用的拓扑结构有Boost、Buck、Boost和推挽三种。
而当输入电压比较低,功率不太大的情况下,一般优先采用推挽结构。
本文着重介绍一种推挽式Boost DC/DC变换器,对其工作原理进行分析并对这种变换器进行建模及仿真。
1 推挽式Boost DC/DC变换电路工作原理推挽式Boost DC/DC变换器的拓扑结构,如图1所示,前面一级升压电路可以看作是一个Boost升压电路,通过调整开关管S1的占空比来调节变压器原边输入电压;后面一级升压电路是一个推挽式变换电路,也可以看作是由两个正激式变换器组合来实现的,该变换器是由一个具有中心抽头的变压器和两只开关管S2、S3构成的。
这两个正激式变换器在工作过程中相位相反,在一个完整的周期中交替把能量传递给负载,所以称为推挽式变换。
图1 推挽式BoostDC/DC变换器功率开关管S1、S2、S3的发射极直接连接在电源负极,因此该变换器的驱动电路继承了一般推挽式变换电路的优点:基极驱动十分方便、简单,不需要进行电气隔离就可以直接驱动。
闽江学院本科毕业论文(设计)题目推挽式 DC-DC 开关恒压源的设计学生姓名学号系别物理学与电子信息工程系专业电子信息工程( 2)班指导老师职称达成日期2010讲课老师年 4 月闽江学院毕业论文(设计)诚信申明书自己郑重申明:兹提交的毕业论文(设计)《推挽式DC-DC 开关恒压源的设计》,是自己在指导老师沈耀国的指导下独立研究、撰写的成果;论文(设计)未剽窃、剽窃别人的学术看法、思想和成就,未窜改研究数据,论文(设计)中所引用的文字、研究成就均已在论文(设计)中以明确的方式注明;在毕业论文(设计)工作过程中,自己恪守学术规范,恪守学校有关规定,依法享有和肩负由此论文(设计)产生的权益和责任。
申明人(署名):年月日摘要开关电源作为一种新式的电源,拥有体积小、质量轻和节俭能源等特色,渐渐在计算机,通信等方面获取宽泛的应用。
本文中介绍了开关电源的构成、分类和控制等方面,跟着电力电子技术的发展,特别是大功率器件的快速发展,将开关电源的工作频次提高到相当高的水平,使其拥有高稳固性和高性价比等特征。
在本设计中,开关电源是一种采纳推挽式的高频电源变换电路,主要构成有: PWM电路,这部分电路采纳KA3525芯片,并经过输出电压的采样电压加在偏差放大器的反相输入端桑实现稳压;推挽式变换器,实现DC-DC变换;整流滤波电路,经过整流滤波获取最后的稳固无扰乱的电压;反应赔偿电路,通过反应电压,以改变KA3525的输出,进而使输出电压保持稳固。
重点词:推挽式; PWM;电源AbstractAs a new power source ,the switching power supply ,taking on such features as small volume、 light weigh and economical energy, is used gradually and widely in computer and communication ,etc. The paper introduces the consistence, the classification and the control of the switching power supply ,with the development of power electronic technology, especially the rapid development of the high power compoments , the operating frequency of the switching power supply is enhanced to a realitive high level, owning such features as high stability and high performance-to-price.In this design, the switching power supply is one kind of push-pull the high frequency power source transfer network, the main composition includes: The PWM electric circuit, this part of electric circuits use the KA3525 chip, and adds through output voltage's sampling voltage in the erroneous amplifier's opposition input end mulberry realizes the constant voltage; The push-pull converter, realizes the DC-DC transformation; The rectification filter circuit, obtains the final stable non-disturbance voltage through the rectification filter; Feedback compensation circuit. Changing the output KA3525 through to feedback voltage , thus output voltage is stability.Key words: push-pull; pulse width modulation; power supply目录1 绪论 (1)1.1 开关电源的概略 (1)1.2 开关电源的构成 (1)1.3 开关电源设计中存在的问题 (3)1.4 开关电源的发展趋向 (4)2 系统方案设计与选择 (5)2.1 自激型推挽式变换器 (5)2.2 它激型推挽式变换器 (7)2.3 方案剖析 (9)3 电路理论剖析与设计 (10)3.1 基来源理框图 (10)3.2 推挽式变换器 (10)3.3 它激型推挽式直流变换器中的PWM 电路 (11)3.4 整流滤波电路 (12)3.5 反应赔偿电路 (12)4 参数计算 (14)4.1 功率因数 (14)4.2 变压器的设计 (14)4.3 整流二极管的型号和滤波电容,电感的计算 (15)4.4 输出电压的计算 (16)4.5 实验数据 (16)5 结语 (17)参照文件 (18)附录 (19)致谢 (20)推挽式 DC-DC开关恒压源的设计1 绪论为了推进社会节俭能源,提高能源利用效率,保护和改良环境,促进经济社会全面协调可连续发展,经济节能的电源愈来愈获取重视,同时也在飞腾的发展。
稳压电源、开关电源、DC-DC电源、充电电路、恒流源电路详细解析用电路元件符号表示电路连接的图,叫电路图。
电路图是人们为研究、工程规划的需要,用物理电学标准化的符号绘制的一种表示各元器件组成及器件关系的原理布局图,可以得知组件间的工作原理,为分析性能、安装电子、电器产品提供规划方案。
电路图是电子工程师必学的基本技能之一,本文集合了稳压电源、DCDC转换电源、开关电源、充电电路、恒流源相关的经典电路资料,为工程师提供最新鲜的电路图参考资料,超全超详细,只能帮你到这了!一、稳压电源1、3~25V电压可调稳压电路图此稳压电源可调范围在3.5V~25V之间任意调节,输出电流大,并采用可调稳压管式电路,从而得到满意平稳的输出电压。
工作原理:经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极,使调整管导通,在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通,接着V3也导通,这时V1、V2、V3的发射极和集电极电压不再变化(其作用完全与稳压管一样)。
调节RP,可得到平稳的输出电压,R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。
元器件选择:变压器T选用80W~100W,输入AC220V,输出双绕组AC28V。
FU1选用1A,FU2选用3A~5A。
VD1、VD2选用6A02。
RP选用1W左右普通电位器,阻值为250K~330K,C1选用3300µF/35V电解电容,C2、C3选用0.1µF独石电容,C4选用470µF/35V电解电容。
R1选用180~220Ω/0.1W~1W,R2、R4、R5选用10KΩ、1/8W。
V1选用2N3055,V2选用3DG180或2SC3953,V3选用3CG12或3CG80。
2、10A3~15V稳压可调电源电路图无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源,下面介绍一款直流电压从3V到15V连续可调的稳压电源,最大电流可达10A,该电路用了具有温度补偿特性的,高精度的标准电压源集成电路TL431,使稳压精度更高,如果没有特殊要求,基本能满足正常维修使用,电路见下图。
电力电子技术课程设计班级:电气 1102学号:姓名:扬州大学水利与能源动力工程学院电气工程及其自动化二零一五年一月目录第一章:任务书 (3)一、课程设计的内容 (3)二、课程设计的目的和要求 (3)三、仿真软件的使用 (3)四、时间安排 (4)五、设计总结报告主要内容 (5)第二章:课程设计报告 (6)一设计任务及要求 (6)二主电路方案确定 (7)三推挽型DC/DC变换器额定参数 (9)四建立仿真模型并进行仿真实验 (10)五心得体会 (13)六参考文献 (14)第一章:任务书一、课程设计的内容推挽型DC/DC变换器的设计及研究(PSPICE)二、课程设计的目的和要求1、进一步熟悉和掌握电力电子原器件的器件;2、进一步熟悉和掌握电力电子电路的拓扑结构和工作原理;3、掌握电力电子电路设计的基本方法和技术,掌握有关电路参数设计的方法;4、培养对电力电子电路的性能分析的能力;5、培养撰写研究设计报告的能力。
三、仿真软件的使用在电力电子系统中,需要应用大功率开关器件,因此对工程人员来说对所设计的电路最好能通过计算机分析和仿真,不断修改和完善电路。
PSPICE是当今世界上著名的电路仿真标准工具之一,是较早出现的EDA 软件之一,1985年就由MICROSIM公司推出。
现在使用较多的是PSPICE 6.2,工作于Windows环境,整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成,使用时是一个整体,但各个部分各有各的窗口。
新推出的版本为PSPICE 9.2,是功能强大的模拟电路和数字电路混合仿真EDA 软件。
它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一个窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。
无论对哪种器件哪些电路进行仿真,包括IGBT、脉宽调制电路、模/数转换、数/模转换等,都可以得到精确的仿真结果。
对于库中没有的元器件模块,还可以自已编辑。
. 推挽式开关电源工作原理及电路图
工作原理:推挽式开关电源的典型电路如图一所示。
它属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。
电路使用两个开关管VT1和VT2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器T次级统组得到方波电压,经整流滤波变为所需要的直流电压。
这种电路的优点是两个开关管容易驱动,主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。
电路的输出功率较大,一般在100-500 W范围内。
.。
基于UC1846的推挽式开关电源的设计王先永,尹斌,吴海新,顾元强河海大学,南京,(210098)E-mail: Hongxian1682002@摘 要:本文为压力传感器设计了一款供电开关电源。
该电源选用推挽作为DC/DC 变换拓扑,采用电流模式PWM 控制器UC1846来实现控制电路的设计。
文章内容主要包括芯片UC1846的特点、主电路、变压器的详细设计过程、控制回路电路和保护电路,并且给出试验波形。
关键词:UC1846,推挽变换器,开关电源1.引言推挽变换器是最早的拓扑之一,可有多个输出,输出端与输入端不共地,输出电压可高于或低于直流输入电压,因而一直被广泛用应且在大多数的情况下远行良好。
然而,当输出功率大幅度增加或两个双晶体管因温度升高而存储时间不同、导通时间不相等时,高频变压器将出现磁通不平衡现象,最终导致变压器磁心饱和,开关管损坏。
虽然文献【1】提出解决磁通不平衡的方法:磁心加气隙、增加初级绕组电阻、使用MOSFET 功率开关管,但是,推挽变换器仍然失去了优势。
大约8年前,一种电压和电流同时被检测的新型控制模式,特别是专为该模式设计的新型PWM 芯片-UC1846出现,解决了推挽磁通不平衡问题]1[,使得推挽变换器在输入低电压、输出大电流用应场合重新获得了生机。
本文基于UC1846电流模式控制芯片,采用推挽变换器拓扑开发一款DC27V/DC12V ,输出8A 的直流电源,内容涉及UC1846的功能特点,变压器的详细设计过程,主控制回路电路,保护电路,及主要试验波形。
2.芯片介绍UC1846是Intorde 公司推出的电流脉宽调制芯片,该芯片双端输出,能直接驱动双极型功率管或场效应管。
芯片内部结构方块图如图1所示,封装引脚如图2所示。
该芯片主要优点是功能齐全,良好的线性调整率,自动前馈补偿,强大的带载响应特性,欠压保护,软启动,终端锁机保护]3[。
UC1846采用精度为±1%的5.1V 基准电源,能提供30mA 的电流,可以作为电路中电压和电流的给定基准。
DC-DC开关电源设计摘要开关稳压电源因为其具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等优点日益得到广泛的应用。
目前,国内外开关稳压电源的发展的趋势是不断提高输出效率和输出功率。
要提高输出的效率,必须提高电源的开关频率。
这就对电路中其它器件的频率特性提出了更高的要求。
并且现在的开关调节模块大多都已经集成化,使用方便,有很高的线性和负载调节特性,转换效率高负载调整率低而且输出纹波小,这里我用lm2596开关调节器实现降压,用STC89S52为核心电路控制ADC0809模数转换对输出电压电流的监测,将监测到的数据显示在液晶LCD1602上,有过流保护功能,监测电路使用的电源由降压后转换提供。
关键字开关稳压电源开关调节器ADC0809 STC89S52 LCD1602一、设计要求和指标要求1.基本部分:1.输出可调电压5—15V,输出电流不小于1.5A,接入负载能长时间稳定工作;(15)2.DC/DC 转换效率不低于70%;(5)3.能够显示输出电压,电流,误差小于2%;(10)4. U=12V、Io 在0.1~1A 范围内变化,负载调整率SI≤2%;(10)5.输入电压24V,输出电压稳定12V,输出电流为1.5A 时输出纹波小于200mv;(10)2.发挥部分:1.输出可调电压为3—18V,输出电流达到2.5A 以上,接入负载能长时间稳定工作,进一步扩展电源输出功率;(5)2.能够显示输出电压,电流,误差小于0.5%;(10)3.Uo=12V 、Io 在0.1~2.5A 范围内变化,负载调整SI ≤0.5%;(5)4.输出电压稳定为12V,输出电流为2.5A 时,输出纹波小于50(10)5.输出电流为2.5A 进一步提升DC/DC 转换效率,使不低于85(10)6.具有输出过流保护功能,Io≥3.5A 时动作;且故障排除后够恢;(5)7.其他;(5)3、说明(1)输入电压由直流稳压电源提供,逆变电源全部电路均由UI供电,不得再使用其他电源;(2)负载调整率计算方法:Io=0.1A时输出电压为Uo1,Io=1A时输出电压Uo2,则负载调整率:(3)注意作品制作工艺,留出电流、电压测试端口。
《隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究》篇一隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究一、引言随着现代科技的不断发展,能源的可持续发展已经成为一个重要的研究课题。
太阳能作为可再生能源的重要来源,被广泛应用于现代生活中。
在太阳能发电系统中,DC/DC变换器扮演着重要的角色,而其中隔离式光伏发电用推挽正激DC/DC变换器更是成为了研究的热点。
本文旨在探讨推挽正激DC/DC变换器在隔离式光伏发电系统中的应用及其性能特点。
二、推挽正激DC/DC变换器的工作原理推挽正激DC/DC变换器是一种常用的DC/DC变换器,其工作原理主要是通过两个开关管交替工作,实现能量的传递和转换。
在隔离式光伏发电系统中,推挽正激DC/DC变换器主要用于将光伏电池输出的直流电转换为适合电网或负载使用的电压和电流。
其具有转换效率高、电压调整率高等优点。
三、隔离式光伏发电系统的需求分析在隔离式光伏发电系统中,为了满足不同的用电需求,要求DC/DC变换器具备高效率、高功率密度和良好的稳定性等特点。
同时,由于光伏电池的输出电压和电流随光照和环境温度的变化而变化,因此需要一种能够自动调整输出电压和电流的变换器来保持系统的稳定运行。
四、推挽正激DC/DC变换器的优势相较于其他类型的DC/DC变换器,推挽正激DC/DC变换器在隔离式光伏发电系统中具有明显的优势。
首先,它能够提供更高的电压增益,以满足系统对高电压的需求。
其次,推挽正激电路结构简单,有利于减小系统的体积和重量。
此外,推挽正激DC/DC变换器还具有高效率、低损耗和高可靠性等特点,使得它在光伏发电系统中具有广泛的应用前景。
五、推挽正激DC/DC变换器的设计及优化为了进一步提高推挽正激DC/DC变换器的性能,需要进行一系列的设计和优化工作。
首先,要合理选择开关管的型号和参数,以确保其能够在高效率下工作。
其次,要优化电路结构,减小能量损耗和电磁干扰。
此外,还需要对变换器的控制策略进行优化,以实现更好的动态响应和稳定性。
推挽式直流开关电源的设计摘要随着现代通讯技术的飞速发展,对通讯电源的重量、体积、可靠性、效率等提出了更高的要求。
而应用于中大功率场合的移相全桥DC/DC变换器具有结构简单、输出功率大、效率高、易实现软开关、功率开关管所承受的电压电流应力小等一系列优点,因此,对它进行研究具有十分重要的意义。
本文首先对DC/DC升压变换器的电流触发主电路、输入电路、反馈电路控制芯片、推挽变压器进行了详细的讲解,其中重点对MOS场效应管的损耗问题进行了研究和分析。
其次本文也对本实验用到的器件进行了简单的介绍并给出了所需器件的参数,建立了模型并用Protel Altium Designer 6.9仿真软件对系统的稳定性进行了分析。
最后根据自己的仿真结果做出了实际电路并进调试一切正常,达到了所需要的效果。
关键词:DC/DC电压变换器;推挽变压器;反馈电路控制芯片AbstractWith the rapid development of modern communication technology, communication power of the weight, volume, reliability, efficiency, and put forward higher requirements. The power applied to the phase-shifted full-bridge where the DC/DC converter has a simple structure, high output power, high efficiency, easy to realize soft-switching, the power switch is exposed to a series of voltage and current stress of the advantages, therefore, its study is of great significance. This article first DC/DC boost converter current triggering the main circuit, input circuit, feedback circuit control chip, push-pull transformers were in detail.The focus of the MOS FET loss problems were studied and analyzed. Secondly, the paper also used in this study a brief introduction devices and gives the necessary parameters of the device, the establishment of a model and simulation using Protel Altium Designer 6.9 software to analyze the stability of the system. Finally, the simulation results according to their actual circuit and thus made all the normal debugging, achieves the required effect.Keywords: DC/DC boost converter; push-pull transformer; feedback circuit control chip目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1开关电源的发展历程 (1)1.2开关电源的分类 (1)1.2.1按驱动方式分类 (1)1.2.2按能量转换过程的类型分类 (2)1.2.3按输入与输出是否隔离分类 (2)1.2.4按功率开关管关断和开通工作条件分类 (2)1.3开关电源的特点 (2)1.4本文主要工作 (3)2 开关电源的基础知识 (4)2.1开关电源DC/DC变换器的软开关技术分类 (4)2.2开关电源移相全桥DC/DC变换器控制技术 (5)2.3开关电源常用拓扑结构 (6)2.3.1非隔离式开关电源拓扑结构 (6)2.3.2隔离式开关电源拓扑结构 (8)2.3.3开关电源各种拓扑结构的比较 (10)2.4开关电源的调制方式 (10)2.4.1脉冲宽度调制 (10)2.4.2 脉冲频率调制 (10)2.4.3 混合调制 (11)2.5开关电源的控制方式 (11)2.5.1电压控制模式 (12)2.5.2电流控制模式 (13)3 开关电源主电路的设计 (15)3.1逆变器的工作原理 (15)3.2换器的滤波电容和电感的选取 (16)3.2.1滤波电容的选取 (16)3.2.2滤波电感的选取 (16)3.2.3高频逆变电源的设计核心就是变压器的设计 (17)3.3变压器绕制步骤 (18)3.4硬件抗干扰措施 (19)3.5仿真结果 (19)4 开关电源控制芯片的设计 (22)4.1 TL494芯片简介 (22)4.2外围电路的介绍 (26)4.3仿真结果 (27)5 开关电源反溃电路的设计 (28)5.1电源反馈部分的工作原理 (28)5.2仿真结果 (30)6 结论 (31)致谢 (33)参考文献 (34)1 绪论1.1开关电源的发展历程随着电子技术的发展, DC/DC 电源已经形成一个庞大的工业, 材料、工艺、外封装的不断改进, 使DC/DC产品普遍被工业界采用, 并在军界、医疗、宇航等领域迅速推广。
闽江学院本科毕业论文(设计)题目推挽式DC-DC开关恒压源的设计学生姓名学号120061007081系别物理学与电子信息工程系专业电子信息工程(2)班指导老师职称讲师完成日期2010年4月闽江学院毕业论文(设计)诚信声明书本人郑重声明:兹提交的毕业论文(设计)《推挽式DC-DC开关恒压源的设计》,是本人在指导老师沈耀国的指导下独立研究、撰写的成果;论文(设计)未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,未篡改研究数据,论文(设计)中所引用的文字、研究成果均已在论文(设计)中以明确的方式标明;在毕业论文(设计)工作过程中,本人恪守学术规范,遵守学校有关规定,依法享有和承担由此论文(设计)产生的权利和责任。
声明人(签名):年月日摘要开关电源作为一种新式的电源,具有体积小、质量轻和节约能源等特点,逐渐在计算机,通信等方面得到广泛的应用。
本文中介绍了开关电源的组成、分类和控制等方面,随着电力电子技术的发展,特别是大功率器件的迅速发展,将开关电源的工作频率提高到相当高的水平,使其具有高稳定性和高性价比等特性。
在本设计中,开关电源是一种采用推挽式的高频电源变换电路,主要组成有: PWM电路,这部分电路采用KA3525芯片,并通过输出电压的采样电压加在误差放大器的反相输入端桑实现稳压;推挽式变换器,实现DC-DC变换;整流滤波电路,通过整流滤波得到最终的稳定无干扰的电压;反馈补偿电路,通过反馈电压,以改变KA3525的输出,从而使输出电压保持稳定。
关键词:推挽式;PWM;电源AbstractAs a new power source ,the switching power supply ,taking on such features as small volume、light weigh and economical energy, is used gradually and widely in computer and communication ,etc. The paper introduces the consistence, the classification and the control of the switching power supply ,with the development of power electronic technology, especially the rapid development of the high power compoments , the operating frequency of the switching power supply is enhanced to a realitive high level, owning such features as high stability and high performance-to-price.In this design, the switching power supply is one kind of push-pull the high frequency power source transfer network, the main composition includes: The PWM electric circuit, this part of electric circuits use the KA3525 chip, and adds through output voltage's sampling voltage in the erroneous amplifier's opposition input end mulberry realizes the constant voltage; The push-pull converter, realizes the DC-DC transformation; The rectification filter circuit, obtains the final stable non-disturbance voltage through the rectification filter; Feedback compensation circuit. Changing the output KA3525 through to feedback voltage , thus output voltage is stability.Key words:push-pull; pulse width modulation; power supply目录1 绪论 (1)1.1 开关电源的概况 (1)1.2 开关电源的组成 (1)1.3 开关电源设计中存在的问题 (3)1.4 开关电源的发展趋势 (4)2 系统方案设计与选择 (5)2.1 自激型推挽式变换器 (5)2.2 它激型推挽式变换器 (7)2.3 方案分析 (9)3 电路理论分析与设计 (10)3.1 基本原理框图 (10)3.2 推挽式变换器 (10)3.3 它激型推挽式直流变换器中的PWM电路 (11)3.4 整流滤波电路 (12)3.5 反馈补偿电路 (12)4 参数计算 (14)4.1 功率因数 (14)4.2 变压器的设计 (14)4.3 整流二极管的型号和滤波电容,电感的计算 (15)4.4 输出电压的计算 (16)4.5 实验数据 (16)5 结语 (17)参考文献 (18)附录 (19)致谢 (20)推挽式DC-DC开关恒压源的设计1 绪论为了推动社会节约能源,提高能源利用效率,保护和改善环境,促进经济社会全面协调可持续发展,经济节能的电源越来越得到重视,同时也在飞跃的发展。
具有轻便、节能等优点的开关电源已逐渐体现出取代传统电源的趋势。
由于推挽式开关电源的利用率较高,所以本文介绍了一种利用推挽式变换器设计的DC-DC高频电源变换电路,以输出恒定的电压,供给电子产品使用。
1.1 开关电源的概况开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。
随着电力电子技术的高速发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代,进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展。
1.2 开关电源的组成第一部分是输入电路,它包含有低通滤波和一次整流环节。
220V交流电直接经低通滤波桥式整流后得到未稳压的直流电压Vi,此电压送到第二部分进行功率因数校正,其目的是提高功率因数,它的形式是保持输入电流与输入电压同相。
功率因数校正的方法有无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。
所谓有源功率因数校正,是指电源在校正过程中常采用三极管和集成电路。
开关电源电路常采用有源功率因数校正。
第三部分是功率转换,它是由电子开关盒高频变压器来完成的,是把高功率因数的直流电压变换成受到控制的、符合设计要求的高频方波脉冲电压。
第四部分是输出电路,用于将高频方波脉冲电压经整流滤波后变成直流电压输出。
第五部分是控制电路,输出电压经过分压、采样后与电路的基准电压进行比较、放大。
第六部分是频率振荡发生器,它产生一种高频波段信号,该信号叠加进行脉宽调制,得到脉冲宽度可调。
有了高频振荡才有电源变换,所以说开关电源实质是电源变换[1]。
图 1-1 占空比示意图 高频电子开关是电能转换的主要手段和方法。
在一个电子开关周期(T )内,电子开关的连通时间t on 与一个电子周期所占时间之比,叫接通占空比(D ),D=t on /T 。
断开时间t off 所占T 的比例称为断开占空比(D’),D’=t off / T 。
开关周期是开关频率的倒数,T=1 / f 。
开关电源的优点:一是节能。
绿色电源是开关电源中用途最为广泛的电源,它的效率一般可以达到85%,质量好的可以达到95%甚至更高,而铁芯变压器的效率只有70%或者更低。
二是体积小,重量轻。
据统计,100W 的铁芯变压器的质量为1200g 左右,体积达到350cm 3 而100W 的开关电源的重量只有250g 。
而且敞开式的电源更轻,体积不到铁芯变压器的1/4。
三是开关电源具有各种保护功能,不易损坏。
而其他的电源由于本身原因或使用不当,发生短路或断路的事故较多。
四是改变输出电流、电压比较容易,且稳定、可控。
五是根据人们的需求,可设计出各种具有特殊功能的电源,以满足人们的需要[2]。
开关电源的分类 目前开关电源的种类很多,从工作性质来分,大体上可以分为“硬开关”和“软开关”两种。
所谓硬开关,是指电子脉冲、外加控制信号强行对电子开关进行“开”和“关”,而与电子开关自身流过的电流以及两端施加的电压无关。
1.开关损耗大。
开通时,开关器件的电流上升和电压下降同时进行;关断时,电压上升和电流下降同时进行。
电压、电流波形的交叠产生了开关损耗,该损耗随D=t on /T;D ’=toff/T开关频率的提高而急速增加。
2.感性关断电尖峰大。
当器件关断时,电路的感性元件感应出尖峰电压,开关频率愈高,关断愈快,该感应电压愈高。
此电压加在开关器件两端,易造成器件击穿。
3.容性开通电流尖峰大。
当开关器件在很高的电压下开通时,储存在开关器件结电容中的能量将以电流形式全部耗散在该器件内。
频率愈高,开通电流尖峰愈大,从而引起器件过热损坏。
另外,二极管由导通变为截止时存在反向恢复期,开关管在此期间内的开通动作,易产生很大的冲击电流。
频率愈高,该冲击电流愈大,对器件的安全运行造成危害。
4.电磁干扰严重。
随着频率提高,电路中的di/dt和dv/dt增大,从而导致电磁干扰(EMI)增大,影响整流器和周围电子设备的工作。
软开关:上述问题严重阻碍了开关器件工作频率的提高。
近年来开展的软开关技术研究为克服上述缺陷提供了一条有效的途径。
和硬开关工作不同,理想的软关断过程是电流先降到零,电压在缓慢上升到断态值,所以关断损耗近似为零。
由于器件关断前电流已下降到零,解决了感性关断问题。
理想的软开通过程是电压先降到零,电流在缓慢上升到通态值,所以开通损耗近似为零,器件结电容的电压亦为零,解决了容性开通问题。
同时,开通时,二极管反向恢复过程已经结束,因此二极管方向恢复问题不存在[3]。
DC/DC变换类型是开关电源变换的基本类型,它通过控制开关通、断时间的比例,用电抗器与电容器上蓄积的能力对开关波形进行微分平滑处理,从而更有效地调整脉冲的宽度及频率。