半桥型开关稳压电源的性能研究

实验二半桥型开关稳压电源的性能研究V10版引言：随着电子设备在日常生活中的广泛应用，对电源的要求也越来越高。

开关稳压电源由于其高效率、体积小、稳定性好的特点，在各种电子设备中得到了广泛应用。

本实验将研究半桥型开关稳压电源的性能，通过实验来验证其特性。

一、实验目的：1.了解半桥型开关稳压电源的工作原理。

2.掌握半桥型开关稳压电源的基本电路配置。

3.研究半桥型开关稳压电源的默认特性，包括输出电压波动、负载能力等。

4.通过实验对比，分析半桥型开关稳压电源的优缺点。

二、实验原理：半桥型开关稳压电源是一种常用的开关稳压电源形式，其工作原理与其他开关稳压电源基本相同。

其基本电路配置包括输入滤波电路、脉宽调制电路、开关功率器件、输出滤波电路等。

其中，关键部分包括开关功率器件和脉宽调制电路。

通过脉宽调制技术，根据对输出电压的调节需求，调节开关功率器件的导通时间，控制开关器件开关频率的变化，从而实现对输出电压的稳定控制。

当输出负载发生变化时，脉宽调制电路会相应地调整开关功率器件的导通时间，使得输出电压保持稳定。

三、实验设备与器件：1.半桥型开关稳压电源实验箱2.示波器3.多用表4.直流电压负载电阻5.电容、电感等被测元件四、实验内容与步骤：1.搭建半桥型开关稳压电源的基本电路，包括输入滤波电路、脉宽调制电路、开关功率器件、输出滤波电路等。

2.设置合适的控制信号，调节电源的输出电压和负载电流，观察电源的波动情况。

3.测量并记录不同负载情况下的输出电压和负载电流。

4.使用示波器观察输出电压波形，分析其稳态和动态特性。

5.在实验过程中记录实验数据，并进行分析和讨论。

五、实验结果与数据分析：1.根据实验记录的不同负载情况下的输出电压和负载电流数据，可绘制出半桥型开关稳压电源的输出特性曲线，分析其稳压性能。

2.通过示波器观察输出电压的波形，分析其波动情况，评估电源的质量。

3.分析半桥型开关稳压电源的优缺点，并通过实验数据分析其优化方向。

实验三半桥型开关稳压电源的性能研究一、实验目的(1)熟悉典型开关电源主电路的结构，元器件和工作原理。

(2)了解PWM控制与驱动电路的原理和常用的集成电路。

(3)了解反馈控制对电源稳压性能的影响。

二、实验所需挂件及附件(1)半桥型开关直流稳压电源的电路结构原理和各元器件均已画在DJK19挂箱的面板上，并有相应的输入与输出接口和必要的测试点。

主电路的结构框图如4－7所示，原理线路如图4－8所示：图4－7 线路结构框图1N4007*4(2)逆变电路采用的电力电子器件为美国IR公司生产的全控型电力MOSFET管，其型号为IRFP450,主要参数为：额定电流16A,额定耐压500V，通态电阻0.4Ω。

两只MOSFET管与两只电容C1、C2组成一个逆变桥，在两路PWM信号的控制下实现了逆变，将直流电压变换为脉宽可调的交流电压，并在桥臂两端输出开关频率约为26KHz、占空比可调的矩形脉冲电压。

然后通过降压、整流、滤波后获得可调的直流电源电压输出。

该电源在开环时，它的负载特性较差，只有加入反馈，构成闭环控制后，当外加电源电压或负载变化时，均能自动控制PWM输出信号的占空比，以维持电源的输出直流电压在一定的范围内保持不变，达到了稳压的效果。

(3)控制与驱动电路：控制电路以SG3525为核心构成，SG3525为美国Silicon General 公司生产的专用PWM控制集成电路，其内部电路结构及各引脚功能如图4－9所示，它采用恒频脉宽调制控制方案，其内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。

调节Ur的大小，在A、B两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相互错开180度、占空比可调的矩形波（即PWM信号）。

它适用于各开关电源、斩波器的控制。

详细的工作原理与性能指标可参阅相关的资料。

图4-9 SG3525芯片的内部结构与所需的外部元件四、实验内容(1)控制与驱动电路的测试(2)主电路开环特性的测试(3)主电路闭环特性测试五、思考题(1)开关稳压电源的工作原理是什么？有哪些电路结构形式及主要元器件？(2)利用闭环控制达到稳压的原理是什么？(3)半桥型开关稳压电源与常用的由三端稳压块构成的稳压电源相比，有那些特点？(4)全桥型开关稳压电源的电路结构又该如何？与半桥型相比将有哪些特点？(5)为什么在主电路工作时，不能用示波器的双踪探头同时对两只管子栅源之间的波形进行观测？六、实验方法(1)控制与驱动电路的测试①开启DJK19控制电路电源开关；②将SG3525的第一脚与第九脚短接（接通开关K），使系统处于开环状态，并将10 脚接地(将10脚与12脚相接)；③SG3525各引出脚信号的观测：调节PWM脉宽调节电位器，用示波器观测各测试点信号的变化规律，然后调定在一个较典型的位置上，记录各测试点的波形参数（包括波形类型、幅度A、频率f和脉宽t）,并填入下表。

600W半桥型开关稳压电源设计600W半桥型开关稳压电源设计摘要本次设计主要是设计一个600W半桥型开关稳压电源，从而为负载供电。

电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。

由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。

它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。

本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流12V恒定，最大电流50A。

从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真图形的绘制与波形分析等方面的研究。

关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源；第1章绪论1.1 电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。

通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。

目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。

信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。

电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。

电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。

为了解决发热和效率问题，对于大功率的电子电路，器件的运行都采用开关方式。

这种开关运行方式就是电力电子器件运行的特点。

电力电子学这一名词是20世纪60年代出现的，“电力电子学”和“电力电子技术”在内容上并没有很大的不同，只是分别从学术和工程技术这2个不同角度来称呼。

电力电子技术课程设计（论文）题目：240W半桥型开关稳压电路设计摘要本次设计的是240W半桥型开关稳压电源，为负载供电。

电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。

由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。

它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。

本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流24V恒定，最大电流10A。

设计内容包括主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真与波形分析等方面。

关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源。

目录第1章绪论11.1电力电子技术概况11.2本文设计内容2第2章电路设计32.1稳压电源总体设计方案32.2具体电路设计42.2.1 主电路设计42.2.2 控制电路设计52.2.3驱动电路设计62.2.4保护电路设计72.2.5 整体电路设计82.3元器件型号选择9第3章课程设计总结13参考文献14第1章绪论1.1电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。

通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。

目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。

信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。

电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。

电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。

600W半桥型开关稳压电源设计600W半桥型开关稳压电源设计摘要本次设计主要是设计一个600W半桥型开关稳压电源，从而为负载供电。

电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。

由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。

它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。

本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流12V恒定，最大电流50A。

从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真图形的绘制与波形分析等方面的研究。

关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源；第1章绪论 1.1 电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。

通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。

目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。

信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。

电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。

电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。

为了解决发热和效率问题，对于大功率的电子电路，器件的运行都采用开关方式。

这种开关运行方式就是电力电子器件运行的特点。

电力电子学这一名词是20世纪60年代出现的，“电力电子学”和“电力电子技术”在内容上并没有很大的不同，只是分别从学术和工程技术这2个不同角度来称呼。

实验七半桥型开关稳压电源的性能研究一实验目的掌握典型开关电源电路的结构、工作原理和元器件，具体有1.主电路的结构和工作原理。

2.PWM控制电路的原理和常用集成电路。

3.驱动电路的原理和典型的电路结构。

二实验设备与仪器1、电力电子变换技术挂箱Ⅲ（DSE04）－DE13单元2、“电源及负载挂箱Ⅰ（DSP01）”或“电力电子变换技术挂箱Ⅱa（DSE03）”— DP01、DP02单元3、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器三实验内容1、实验电路的组成：电路原理图见实验图5，其中a为主电路图，图b为控制电路。

实验中主电路主要由交流到直流的整流滤波电路、半桥型逆变电路、再次整流的开关稳压电源（SPS）单元，以及负载组成。

主电路中采用的电力电子器件为美国IR公司生产的电力MOSPET，其型号为IPFP450，其主要参数为：额定电流16A，额定电压15V通态电阻0.4 。

认真预习与本实验相关的教材内容，参考教材和挂箱“电力电子技术挂箱Ⅲ（DE04）”完成本实验的接线。

控制电路以SG3525为核心构成。

SG3525位美国SiliconGeneral公司生产的PWM控制集成电路，它采用恒频脉宽调制控制方案，适合于各种开关电源，斩波器的控制。

SG3525其内部包含精密基准源，锯齿波振荡器，误差放大器，分频器，实现 PWM控制所需基本电路，并含有保护电路。

2、实验操作：熟悉实验设备的电路结构和主要元器件，检查实验装置输入和输出的线路连接是否正确，检查输入熔丝是否完好，以及控制电路和主电路的电源开关是否在“关”的位置。

打开系统总电源，系统工作模式设置为“电力电子”。

将主电源面板上的电压选择开关置于“3”位置，即主电源相电压输出设定为220V。

将DE13单元的给定电位器逆时针旋转至零，反馈电位器顺时针旋转至最大，经实验指导老师检查无误后，打开总电源开关，依次闭合控制电路、主电路。

缓慢增大给定电压并适当减小反馈量，观测电路中各测试点的波形并做记录。

实验一、单相半控桥整流电路实验一、主要内容1.实现控制触发脉冲与晶闸管同步；2.观测单相半控桥在纯阻性负载时u d，u VT波形，测量最大移相范围及输入-输出特性；3.单相半控桥在阻-感性负载时，测量最大移相范围，观察失控现象并讨论解决方案；二、方法和要领1.实现同步：◆从三相交流电源进端取线电压Uuw〔约230v〕到降压变压器〔MCL-35〕,输出单相电压〔约124v〕作为整流输入电压u2；◆在〔MCL-33〕两组基于三相全控整流桥的晶闸管阵列〔共12只〕中，选定两只晶闸管，与整流二极管阵列〔共6只〕中的两只二极管组成共阴极方式的半控整流桥，保证控制同步，并外接纯阻性负载。

思考：接通电源和控制信号后，如何判断移相控制是否同步？2.半控桥纯阻性负载实验：◆连续改变控制角α，测量并记录电路实际的最大移相范围，用数码相机记录α最小、最大和90o时的输出电压u d波形〔注意：负载电阻不宜过小，确保当输出电压较大时，Id 不超过0.6A〕；思考：如何利用示波器测定移相控制角的大小？◆在最大移相范围内，调节不同的控制量，测量控制角α、输入交流电压u2、控制信号u ct和整流输出Ud的大小，要求不低于8组数据。

3.半控桥阻-感性负载〔串联L=200mH〕实验：◆断开总电源，将负载电感串入负载回路；◆连续改变控制角α，记录α最小、最大和90o时的输出电压u d波形，观察其特点〔Id 不超过0.6A〕；◆固定控制角α在较大值，调节负载电阻由最大逐步减小〔分别到达电流断续、临界连续和连续A值下测量。

注意Id ≤0.6A〕，并记录电流Id波形，观察负载阻抗角的变化对电流Id的滤波效果；思考：如何在负载回路获取负载电流的波形？◆调整控制角α或负载电阻，使Id≈0.6A，突然断掉两路晶闸管的脉冲信号〔模拟将控制角α快速推到180o〕，制造失控现象，记录失控前后的u d波形，并思考如何判断哪一只晶闸管失控；三、实验报告要求1．实验根本内容〔实验工程名称、条件及实验完成目标〕2．实验条件描述〔主要设备仪器的名称、型号、规格等；小组人员分工：主要操作人、辅助操作人、数据记录人和报告完成人〕3．实验过程描述〔含每个步骤的实验方法、电路原理图、使用仪器名称型号、使用量程等〕；4．实验数据处理〔含原始数据记录单、计算结果及工程特性曲线，〕；5．实验综合评估〔对实验方案、结果进行可信度分析，提出可能的优化改良方案〕；6．思考：◆阐述选择实验面板晶闸管序号构成半控桥的依据。

600W半桥型开关稳压电源设计600W半桥型开关稳压电源设计摘要本次设计主如果设计一个600W半桥型开关稳压电源,从而为负载供电.电源是各类电子装备不成或缺的构成部分,其机能好坏直接关系到电子装备的技巧指标及可否安然靠得住地工作.因为开关电源本身消费的能量低,电源效力比通俗线性稳压电源进步一倍,被广泛用于电子盘算机.通信.家电等各个行业.它的效力可达85％以上,稳压规模宽,除此之外,还具有稳压精度高.不运用电源变压器等特色,是一种较幻想的稳压电源.本文介绍了一种采取半桥电路的开关电源,其输入电压为单相170 ~ 260V,输出电压为直流12V恒定,最大电流50A.从主电路的道理与主电路图的设计.掌握电路器件的拔取.呵护电路计划的肯定以及盘算机仿真图形的绘制与波形剖析等方面的研讨.症结词：半桥变换器;功率MOS管;脉宽调制;稳压电源;第1章绪论 1.1 电力电子技巧概况电子技巧包含信息电子技巧和电力电子技巧两大分支.平日所说的模仿电子技巧和数字电子技巧属于信息电子技巧.电力电子技巧是运用于电力范畴的电子技巧,它是运用电力电子器件对电能进行变换和掌握的新兴学科.今朝所用的电力电子器件采取半导体系体例成,故称电力半导体器件.信息电子技巧重要用于信息处理,而电力电子技巧则重要用于电力变换.电力电子技巧的成长是以电力电子器件为焦点,陪同变换技巧和掌握技巧的成长而成长的.电力电子技巧可以懂得为功率壮大,可供诸如电力体系那样大电流.高电压场合运用的电子技巧,它与传统的电子技巧比拟,其特别之处不但仅因为它可以或许经由过程大电流和推却高电压,并且要斟酌在大功率情形下,器件发烧.运行效力的问题.为懂得决发烧和效力问题,对于大功率的电子电路,器件的运行都采取开关方法.这种开关运行方法就是电力电子器件运行的特色.电力电子学这一名词是20世纪60年月消失的,“电力电子学”和“电力电子技巧”在内容上并没有很大的不合,只是分离从学术和工程技巧这2个不合角度来称呼.电力电子学可以用图1的倒三角形来描写,可以以为电力电子学由电力学.电子学和掌握理论这3个学科交叉而形成的.这一不雅点被全世界广泛接收.电力电子技巧与电子学的关系是显而易见的.电子学可分为电子器件和电子电路两大部分,它们分离与电力电子器件和电力电子电路相对应.从电子和电力电子的器件制作技巧长进两者同根同源,从两种电路的剖析办法上讲也是一致的,只是两者运用的目标不合,前者用于电力变换,后者用于信息处理.今朝,开关电源以小型.轻量和高效力的特色被广泛运用于以电子盘算机为主导的各类终端装备.通信装备等几乎所有的电子装备,是当今电子信息财产飞速成长不成缺乏的一种电源方法.并对开关电源提出了小型轻量请求,此外请求开关电源效力要更高.机能更好.靠得住性更高级.当前,列国正在尽力开新器件.新材料以及改良装连办法,进一步进步效力,缩小体积,降低价钱,以解决开关电源面对的课题.跟着电力电子技巧的不竭创新,开关电源财产会有更辽阔的成长远景.1.2 本文研讨内容开关电源在效力.体积和重量等方面都远远优于线性电源,是以已经根本代替了线性电源,成为电子热备供电的重要电源情势,受到人们的青睐.采取先整流滤波.后经高频逆变得到高频交换电压,然后由高频变压器降压.再整流滤波的办法.这种采取高频开关方法进行电能变换的电源称为开关电源.跟着电子技巧和运用敏捷地成长,开关稳压电源的品种和类型也越来越多.按鼓励方法分为他激式和自激式;按调制方法分为脉宽调制型.频率调制型和混杂调制型;按开关管电流的工作方法离开关型协调振型;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衔接方法分为串联型和并联型;按晶体管的衔接方法分为单端式.推挽式.半桥式.全桥式.本文设计了一种半桥型开关稳压电源,它具有驱动电路简略,驱动功率小,开关速度快,开关频率高级长处.具体设计技巧参数如下：1.输入电压单相170~260V;2.输入交换电频率45~65HZ;3.输出直流电压12V恒定;4.输出直流电流10A;5.最大功率：120W;6.稳压精度：<直流输出电压整定值的1%;本文分离从以下几个方面进行了设计：1. 主电路设计;2. 掌握电路设计;3. 驱动电路设计;4. 呵护电路设计;5. 整体电路设计;6. 元器件型号的选择;第2章电路设计 2.1 稳压电源总体设计计划开关电源采取功率半导体器件作为开关器件,经由过程周期性间断工作,掌握开关器件的占空比来调剂输出电压.开关电源的根本构成如下图所示,个中DC/DC变换器进行功率转换,它是开关电源的焦点部分,此外还有起动.过流与过压呵护.噪声滤波等电路.输出采样电路（R1.R2）检测输出电压变更,与基准电压Ur比较,误差电压经由放大及脉宽调制（PWM）电路,再经由驱动电路掌握功率器件的占空比,从而达到调剂输出电压大小的目标.具有必定的抗不服衡才能,对电路对称性请求不很严厉;顺应的功率规模较大,从几十瓦到千瓦都可以;开关管耐压请求较低;电路成本比全桥电路低等.这种电路经常被用于各类稳压输出的DC变换器DC/DC变换器有多种电路情势,经常运用的有工作波形为方波的PWM变换器以及工作波形为准正弦波的谐振型变换器.图2.1 主体方框图跟着电力电子技巧的成长,电源技巧被广泛运用于各个行业.对电源的请求也各有不合.本次设计的是一种功率较大,的开关电源.设计采取了AC／DC／AC／DC变换计划.一次整流后的直流电压,经由有源功率因数校订环节以进步体系的功率因数,再经半桥变换电路逆变后,由高频变压器隔离降压,最后整流输出直流电压.体系的重要环节为有源功率因数校订电路.DC／DC电路.功率因数校订电路.PWM掌握电路和呵护电路等.采取UC3854A／B掌握芯片构成功率因数校订电路来进步功率因数,用新型的芯片UC3825作为掌握芯片来代替SG3525,不但外围电路简略,并且具有有容差过压限流功效,还采取了新型IR2304作为驱动芯片,动态响应快,且自带逝世区,防止半桥高低管纵贯.该电路用高速双路PWM掌握器UC3825为掌握芯片,功率MOSFET 为开关器件而构成的推挽逆变器,逆变器输出经高频LC滤波后输出1MHz/100W正弦波功率旌旗灯号.试验证实电路产生的波形质量好,电路构造简略,掌握便利,并具有体积小,效力高的特色.低频小功率旌旗灯号源往往用线性功率放大电路,其电路比较简略,波形质量好,易于实现.而对于高频.中大功率旌旗灯号源用线性功率放大电路难以实现,特别是对于请求1MHz/100W正弦波功率旌旗灯号源,采取线性功率放大电路,其电路构造庞杂,调剂艰苦,不轻易实现.而采取高速双路PWM 掌握器UC3825为掌握芯片,功率MOSFET为开关器件,经LC高频滤波,输出1MHz/100W正弦波功率旌旗灯号源,其波形质量好,电路构造简略,体积小 ,效力高2.2 具体电路设计 2.2.1 主电路设计反激式电源一般用在100w以下的电路,而本电源设计最大功率达到500w,额定电流为10A阁下.在功率较大的高频开关电源中,经常运用的主变换电路有推挽电路.半桥电路.全桥电路等.个中推挽电路用的开关器件少,输出功率大,但开关管推却电压高(为电源电压的2倍),且变压器有6个抽头,构造庞杂;全桥电路开关管推却的电压不高,输出功率大,但须要的开关器件多(4个),驱动电路庞杂;半桥电路开关管推却的电压低,开关器件少,驱动简略.依据对各类拓扑计划的电气机能以及成本等指标的分解比较,本电源选用半桥式DC／DC变换器作为主电路.如图2.2即为主电路图.图2.2 主电路图图2.2中S1.S2.C1.C2和主变压器T1构成了半桥DC／DC变换电路.MOSFET 采取11NC380.电路的工作频率为80 kHz.变压器采取E55的铁氧体磁芯,无须加气隙.绕制时采取“三段式”绕法,以减小漏感.R1和R2用以包管电容分压平均,R3.C3和R4.C4为MOS管两头的接收电路.C5为隔直电容,用来阻断与不服衡伏秒值成正比的直流分量,均衡开关管每次不相等的伏秒值.C5采取优质CBB无感电容.Ct是电流互感器,作为电流掌握时取样用.D3.D4采取快恢复二极管,经由L1和C6.C7平波滤波后输出OUT2给掌握芯片供电,Rs.R6则是反馈电压的采样电阻.主变压器的输出OUT3为高频低压交换电.如图2所示,反馈电压和输出电压统一绕组,样,可以在负载变更时最大限度地包管输出电压的稳固.后级可接一个或多个多路输出的变压器,然后经由过程整流电路整流,如许既能包管每路输出都是自力的,又可以得到随意率性大小的电压.故可知足DSP等须要多路不合电压供电且精度较高的请求.2.2.2 掌握电路设计体系的掌握电路采取高速双路的PWM掌握器UC3825,如图2.3所示即为所选电路,其内部电路重要由高频振荡器.PWM比较器.限流比较器.过流比较器.基准电压源.故障锁存器.软启动电路.欠压锁定.PWM锁存器.输出驱动器等构成.它比SG3525具有以下长处：1)改良了振荡电路,进步了振荡频率的精度,并且具有更准确的逝世区掌握;2)具有限流掌握功效,且门槛电流有5％的容差;3)低启动电流(100MA);4)UC3825关断比较器是一个高速的过流比较器,它具有1．2v的门槛值,包管芯片从新启动前软启动电容完整放电,在超出门槛值时,输出为低电平状况,防止高低桥臂同时导通而引起短路.下图为主电路的掌握电路前级的R808和R809与稳压管构成一个启动电路,触发UC3825开端工作后,由反馈输出OUT1自供电.PWM的调制波由R1和CT振荡产生,RT.CT一般按式(1)及式(2)拔取.RT=3V/{（10mA）*(1-Dmax)} (1)CT=(1.6*Dmax)/(Rt*f) (2)式中：f=80kHz,为所取的频率脚1(INV).脚2(E／A)和脚3(HI)构成一误差放大器,做为电压反馈用,脚9(ILIM)为限流,脚8(SS)为软启动,脚11(0UTA)及脚14(0UTB)为输出驱动旌旗灯号.从图中可看出,UC3825功效比较全,外围电路简略,可有用削减PCB的布线与外围元器件,进步了体系的靠得住性.图2.3 高速双路PWM掌握器UC3825电路图2.2.3 驱动电路设计MOSFET的驱动可采取脉冲变压器,它具有体积小,价钱低的长处,但直接驱动时,脉冲的前沿与后沿不敷陡,影响MOSFET的开关速度.在此,采取了IR2304芯片,它是IR公司新推出的多功效600v高端及低端驱动集成电路,它具有以下长处.1)芯片体积小(DIP8),集成度高(可同时驱动统一桥臂的上.下两只开关器件).2)动态响应快,通断延迟时光220／220 ns(典范值).内部逝世区时光1000ns.匹配延迟时光50ns.3)驱动才能强,可驱动600v主电路体系,具有61 mA／130mA输出驱动才能,栅极驱动输入电压宽达10～20V.4)工作频率高,可支撑100 kHz或以下的高频开关.5)输入输出同相设计,供给高端和低端自力掌握驱动输出,可经由过程两个兼容3．3v.5v和15v输入逻辑的自力CMOS或LSTFL输入来掌握,为设计带来了很大的灵巧性.6)低功耗设计,牢固耐用且防噪效能高.IR2304采取高压集成电路技巧,整合设计既降低成本和简化电路,又降低设计风险和节俭电路板的空间,比拟于其它分立式.脉冲变压器及光耦解决计划,IR2304更能节俭组件数目和空间,并进步靠得住性.7)具有电源欠压呵护和关断逻辑,IR2304有两个非倒相输入及交叉传导呵护功效,整合了专为驱动电机的半桥MOSFET或IGBT电路而设的呵护功效.当电源电压降至4．7v以下时,欠压锁定(UVL0)功效会立刻关掉落两个输出,以防止纵贯电流及器件故障.当电源电压大于5v时则会释放输出(分解滞后一般为0.3v).过压(HVIC)及防闭锁CMOS技巧使IR2304平常牢固耐用.别的,IR2304还配备有大脉冲电流缓冲级,可将交叉传导减至最低;同时采取具有下拉功效的施密特(Sohmill)触发式输入设计,可有用隔断噪音,以防止器件不测开通.如下图所示为IR2304的连线图图2.4驱动电路图可以看出,IR 2304具有连线简略,外围元器件少的长处.个中VCC由主电路中OUT自供电,LIN和HIN分离接UC3825的两个输出端,VD要采取快恢复二极管,C1为滤电容,C2为自举电容,最好采取机能好的钽电容,R1和R2为限流电阻.2.2.4 呵护电路设计对于DC／DC电源产品都请求在消失平常情形(如过流.过载)时,体系的呵护电路工作,使变换器实时停滞工作.UC3825的呵护电路设计也比较简略,如图2.5所示.经由过程电流互感器得到的采样电流,经由转换后送到UC3825脚9(ILJIM),当电流超出预定值时,UC3825主动封锁输出脉冲,起到呵护感化图2.5呵护电路2.2.5整体电路设计为了进步体系的功率因数,整流环节不克不及采取二极管整流,采取了UC3854A／B掌握芯片构成功率因数校订电路.UC3854A／BUnitrode公司一种新的高功率因数校订器集成掌握电路芯片,是在UC3854基本上的改良,其特色是采取平均电流掌握,功率因数接近1,高带宽,限制电网电流掉真≤3％.图2.6是由UC3854A／B掌握的有源功率因数校订电路.图2.6 整体电路图该电路由两部分构成.UC3854A／B及外围元器件构成掌握部分,实现对网侧输入电流和输出电压的掌握.功率部分由L2,Cs,S等元器件构成Boost升压电路.开关管S选择西门康公司的SKM75GBl23D 模块,其工作频率选在35 kHz.升压电感L2为2mH／20A.C5采取两个450V／470μF的电解电容并联.为了进步电路在功率较小时的效力,所设计的PFC电路在轻载时不进行功率因数校订,当负载较大时功率因数校订电路主动投入运用.此部分掌握由图1中的比较器部分来实现.R10及R11是负载检测电阻.当负载较轻时,R10及R11上检测的旌旗灯号输入给比较器,使其输出端为低电平,D5导通,给ENA(使能端)低电平使UC3854A／B封锁.在负载较大时ENA为高电平才让UC3854A／B工作.D6接到SS(软启动端),在负载轻时D6导通,使SS为低电平;当负载增大请求UC3854A／B工作时,SS端电位从零迟缓升高,掌握输出脉冲占空比慢慢增大实现软启动.如图2.7中各图所示即为各类元件在电路中的波形.图2.7 各类元件的波形图2.3 元器件型号选择设输入交换电压为：则经由桥式整流后的平均电压为：二极管两头推却的最大反相电压为：所以依据现实情形即可选择整流二极管：IN4005 600V/1A（1）变比K T选最大占空比为0.85,电路中压降ΔU=2V,半桥式电路变压器原边绕组所加电压等于输入电压的一半即U i（min）=98V则依据公式:（2）铁心的选择A e为铁心磁路截面积;A w为铁心窗口面积;P T为变压器传输的功率;f s为开关频率;ΔB为铁心材料所许可的最大磁通密度的变更规模;d c为变压器绕组导体的电流密度;k c为绕组在铁心窗口中的填充因数.若铁心材料为铁氧体则ΔB=0.2T,d c=4A/mm²,k c=0.5.依据SG3525的掌握选择开关频率为100HZ.依据公式:依据具体情形可选择型号为DE25的铁心则A e=40.00mm²,A w=78.2mm²,A e*A w=3128可以知足请求.（3）变压器的绕组构造设计：因为铁磁材料的相对磁导率μr很大,是以励磁电感平日也较大.假如铁心未夹紧,磁路中有气隙,则励磁电感会急剧降低,励磁电流成倍增长,导致变压器机能轻微劣化.变压器的漏感统一次.二次绕组互相耦合的慎密程度亲密相干,耦合不敷紧,则漏感会增长.漏感对电路工作带来的影响主如果负面的,给开关器件造成过电压.形成较大的损耗,过大的漏感还会造成占空比的损掉.是以变压器的设计应尽量减小漏感.减小漏感的办法主如果进步一次.二次绕组耦合的慎密程度,如采取距离绕组等.ΔI为许可的电感电流最大纹波峰峰值,取最大输出电流的20%即2A.依据公式电感量为选定电感铁心：I1=10+10*20%*0.5=11A依据尺度,输出电压的峰峰值ΔV opp<200mV,斟酌到功率开关管开关和输出整流二极管开关时造成的电压尖峰以及直流电压残留的100HZ纹波,可令输出电压的交换纹波为ΔV opp=50mV,ΔU=2V,依据公式依据具体情形可以选择两个4.7μF/25V铝电解电容并联运用.额定电压斟酌到功率器件的开关速度和驱动电路的简练,本电源拟选用MOSFET作为功率开关管来构成半桥电路.整流滤波后的最大电压值为368V,功率开关管的额定电压一般请求高于直流电压的两倍,则功率开关管的额定电压选为800V.额定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11A/6=1.8A,这也是功率开关管中流过的最大电流.斟酌到2倍余量2*1.8A=3.6A.依据现实情形选择IRFBE30,其参数为800V/4.1A.（1）额定电压变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,有必定的电压震动,是以要斟酌2倍余量,可以选用2*123V=246V的整流管.（2）额定电流在双半波整流电路中,在一个开关周期内,整流管的开关情形是：当变压器副边有电压时,只有一个整流管导通;当变压器副边电压为零时,两个整流管同时导通,可近似以为它们流过的电流相等,即为平均负载电流的一半,可近似盘算整流管的电流为：整流管中流过的最大电流：第3章课程设计总结直流稳压电源是工农业装备.仪器内心.试验室广泛运用的一种电源,研制高效力.稳固性好的稳压电源是人们一向寻求的目标.近年情因为全控型.高频电力电子半导体器件和PWM 掌握技巧已成长到平常高程度, 从而实现开关稳压电源小型化.轻量化.高效力.高精度等优势, 并在许多方面代替传统的调剂式直流稳压电源.高频开关稳压电源的变换电路情势有单正直激.单端反激.全桥和半桥等情势.本文设计的半桥型开关稳压电源采取机能稳固的经常运用PWM 芯片SG3525来进行反馈调剂, 电路具有开关管推却的耐压低, 开关器件少, 驱动电路简略等长处.变压器初级在全部周期中都流过电流, 磁芯运用得更充分,它战胜了推挽式电路的缺陷, 所运用的功率半导体器件耐压请求低.功率半导体器件饱和压降削减到最小.对输入滤波电容运用电压请求也较低.若能在变压器原边串入耦合电容能有用改良直流偏磁现象,可在100～ 500W 的中功率范畴进行广泛运用.本文所做的研讨只是开关电源中的一小部分,在本文研讨基本上,可持续研讨.。