半桥型开关稳压电源的设计与应用

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。

实验五-半桥型开关稳压电源概述实验五主要是通过实现半桥型开关稳压电源来深入理解开关电源的工作原理和实现方式。

半桥型开关稳压电源具有稳压性好、效率高等特点，是一种常用的开关稳压电源方案。

在本次实验中，我们将学习如何设计和实现半桥型开关稳压电源，包括电路原理、电路分析、元器件选型、电路布局等方面。

实验原理半桥型开关稳压电源通过半桥型开关电路来实现高效率、低数据损失的稳压电源。

半桥型开关电路是由电容、电感和开关管组成的，并且在电源稳压模式下，使用反馈电路来监测输出电压并控制开关管的导通和截止，以达到稳压的目的。

开关稳压电源的优点是效率高，经济性好，可靠性强，使用寿命长，并且适应性强，可以适应各种工作环境。

因此，开关稳压电源在电力系统、通讯设备、军事设备、机械工业等领域都有广泛的应用。

实验步骤元器件选型在设计半桥型开关稳压电源时，需要选择合适的元器件。

以下是一些常用的半桥型开关稳压电源的元器件：•电容：0.1uf 至 0.33uf，电容电压≥VDCmax•电感：至少选3.3uH的电感，电感电流≥2.5A•开关管：选用高亮度MOS管或IGBT管•反馈电路：可以选择非隔离型反馈电路或隔离型反馈电路电路设计根据实验要求，我们可以设计如下半桥型开关稳压电源电路：半桥型开关稳压电源电路图半桥型开关稳压电源电路图电路调试在实验电路得到组装和焊接之后，我们需要进行调试。

调试的主要步骤如下：1.打开电源并确认输出电压为0V。

2.调节偏置电压，使得MOS管和IGBT管的导通断开正常。

3.在调整偏压电源后，我们开始调整反馈电路以使输出电压稳定。

4.最后，检验电路的稳定性和输出电压的波动情况。

实验通过实验，我们可以掌握半桥型开关稳压电源的设计和实现方法，理解开关电源的工作原理、掌握元器件的选型、电路设计和调试等方面的知识。

在实际应用中，半桥型开关稳压电源具有效率高、稳压性好等优点，可以广泛应用于通信设备、医疗设备、机械工业等领域的电源供应。

半桥型开关稳压电源设计
首先，输入电压范围是设计半桥型开关稳压电源的重要考虑因素之一、根据实际应用需要，需要确定输入电压范围，以确保系统在合适的输入电
压下能正常工作。

通常情况下，设计师会选择一个适合大多数应用的范围，并在设计上做出必要的限制和保护措施。

其次，输出电压稳定性是半桥型开关稳压电源设计中的重要指标之一、输出电压稳定性指的是在不同负载情况下，输出电压能保持在预定的电压
范围内。

为了实现稳定的输出电压，需要在设计中引入反馈控制回路。

通
过对比实际输出电压和参考电压的差异，调整开关器件的开关频率和占空比，从而实现输出电压的稳定。

此外，效率是设计半桥型开关稳压电源需要考虑的重要因素之一、设
计时，需要选择适当的电源变换方案，使得能量的转换效率能尽可能高。

同时，还需要选取合适的开关器件和磁性元件，以降低开关损耗和磁性元
件损耗，提高整体效率。

最后，保护功能是半桥型开关稳压电源设计中不可忽视的一部分。

常
见的保护功能包括过压保护、过流保护和过温保护等。

在设计中，需要选
择合适的保护元件，如电容器、保险丝、热敏电阻等，以实现对电源和负
载的有效保护。

综上所述，设计半桥型开关稳压电源需要考虑输入电压范围、输出电
压稳定性、效率和保护功能等因素。

通过合理的电源变换方案选择、反馈
控制回路设计、选取合适的开关器件和磁性元件以及引入合适的保护功能，可以设计出具有稳定性、高效率和安全可靠的半桥型开关稳压电源。

当然，具体设计的详细细节还需要根据具体应用需求做出相应的调整和优化。

摘要：介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V±20％，输出电压为直流4～16V，最大电流40A，工作频率50kHz。

重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。

关键词：脉宽调制；半桥变换器；电源1、引言：在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在5～15V，电流在5～40A的电源。

而一般实验用电源最大电流只有5A、10A。

为此专门开发了电压4V～16V连续可调，输出电流最大40A的开关电源。

它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率MOS管，开关工作频率为50kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。

2、主要技术指标1）交流输入电压AC220V±20％；2）直流输出电压4～16V可调；3）输出电流0～40A；4）输出电压调整率≤1％；5）纹波电压Up p≤50mV；6）显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。

3、基本工作原理及原理框图该电源的原理框图如图1所示。

220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。

图1整体电源的工作框图4、各主要功能描述4.1、交流EMI滤波及整流滤波电路交流EMI滤波及整流滤波电路如图2所示。

图2交流EMI滤波及输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC 插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。

IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。

PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。

交流输入220V 时，整流采用桥式整流电路。

如果将JTI跳线短连时，则适用于110V交流输入电压。

由于输入电压高，电容器容量大，因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。

半桥式开关电源设计半桥式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，广泛应用于电子设备中。

在半桥式开关电源中，将整个电源线路分为两个部分，每个部分分别由一个开关管和一个变压器组成。

这种设计能够提高电源的效率和功率密度，同时减少传导和辐射干扰。

1.选择开关管和变压器：开关管应具有较低的导通压降和开关损耗，以提高电源的效率。

变压器的选择应考虑到输入和输出电压的比例，同时保证在额定功率下具有足够的绝缘和耐压性能。

2.设计谐振网络：为了减少开关管的开关损耗和变压器的电流冲击，通常在输入端设置一个谐振网络。

谐振电容和电感的选择应确保在整个工作频率范围内实现临界谐振。

3.选择电源控制芯片：电源控制芯片是半桥式开关电源的核心组件，负责监测输入和输出电压，并根据需求控制开关管的导通和关断。

选择合适的电源控制芯片应考虑到电源的额定功率、工作频率和保护功能等。

4.控制策略设计：半桥式开关电源的控制策略包括电源开关频率调制和输出电压调节。

电源开关频率调制通过调整开关管的导通时间来实现，可以根据负载需求进行动态调整。

输出电压调节通常采用反馈控制，通过监测输出电压并调整开关管的导通时间来实现。

5.保护电路设计：保护电路是半桥式开关电源设计中不可或缺的部分，可以确保电源在故障情况下自动断开。

常见的保护电路包括过电流保护、过温保护和过压保护等。

6.PCB布局和散热设计：半桥式开关电源的布局和散热设计对电源的性能和可靠性有重要影响。

合理的PCB布局可以减少电源线路的互感和耦合，同时提供良好的散热通道，确保开关管和变压器的温度在可控范围内。

以上是半桥式开关电源设计的基本步骤，其中每个步骤都需要深入研究电源的性能需求和器件的选型。

在设计过程中还需要进行电源的仿真和测试，以确保设计的可靠性和稳定性。

同时，还需要考虑到电源的EMC（电磁兼容）设计，以减少传导和辐射干扰对其他设备的影响。

总之，半桥式开关电源的设计是一个综合性的工程，需要仔细考虑电源的性能需求和设计要求，选择合适的器件和控制策略，进行合理的布局和散热设计。

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。

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.。

半桥型开关稳压电源的设计一、开关稳压电源概况电是工业的动力，是人类生活的源泉。

电源是生产电的装置，表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率等；在同一参数的要求下，又有重量、体积、效率和可靠性等指标。

我们用的电，一般都需要经过转换才能适合使用的要求，例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率转换成小功率等。

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。

电力电子学可以用图1的倒三角形来描述，可以认为电力电子学由电力学、电子学和控制理论这3个学科交叉而形成的。

这一观点被全世界普遍接受。

电力电子技术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，它们分别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造技术上进两者同根同源，从两种电路的分析方法上讲也是一致的，只是两者应用的目的不同，前者用于电力变换，后者用于信息处理。

按照电子理论，所谓AD/DC就是交流转换为直流；AC/AC称之为交流变交流，即为改变频率；DC/AC称为逆变；DC/DC为直流变交流后再变直流。

为了达到转换目的，电源变换的方法是多样的。

自上世纪六十年代，人们研发出了二极管、三极管半导体器件后，就用半导体器件进行转换。

所以，凡是用半导体功率器件作开关，将一种电源形态转换成另一种形态的电路，叫做开关变换电路。

在转换时，以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源。

二、开关电源研究内容开关电源在效率、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。

半桥型开关稳压电源设计概要半桥型开关稳压电源（Half-Bridge Switching Regulated Power Supply）是一种常用的稳压电源设计方案。

它通过使用半桥拓扑结构和开关管进行高效的电压变换和稳压功能。

本文将详细介绍半桥型开关稳压电源的设计概要，包括其工作原理、主要组成部分以及设计要点。

希望能给读者提供有价值的信息和指导。

第一部分：工作原理半桥型开关稳压电源的基本工作原理是将输入电压经过整流滤波后，进入半桥拓扑结构中。

在半桥拓扑中，通过控制开关管的开关动作，可以实现对输出电压的调节和稳定。

开关管的开关动作产生高频脉冲信号，在同步整流器的作用下，经过滤波电容产生平滑的直流输出电压。

第二部分：主要组成部分1.输入滤波电路：主要由电源线滤波器和整流桥组成，用于对输入电压进行滤波和整流，减少电源的高频噪声。

2.半桥拓扑结构：由两个开关管和两个反极性二极管组成，其中一个开关管控制正极性瞬时输出，另一个开关管控制负极性瞬时输出。

通过控制两个开关管的开关动作，可以实现对输出电压的调节和稳定。

3.控制电路：主要由斩波器、驱动电路和反馈电路组成。

斩波器负责对两个开关管的触发信号进行脉冲宽度调制，驱动电路负责将斩波器生成的信号转化为开关管的驱动信号，反馈电路负责对输出电压进行反馈调节，保持输出电压的稳定性。

4.输出滤波电路：由电感和滤波电容组成，用于平滑输出电压，减少输出电压的纹波。

第三部分：设计要点设计半桥型开关稳压电源时需要注意以下要点：1.输入电压范围：根据实际需求选择适当的输入电压范围。

通常可以选择宽电压范围的开关电源模块，也可以通过选用不同的电源变压器进行调节。

2.输出电压和电流：根据实际需求确定输出电压和电流的大小。

可以通过选择不同的电感和电容参数进行调节。

3.开关管和反极性二极管：选择低导通压降和低反向恢复时间的开关管和反极性二极管，以提高电源的效率和稳定性。

4.控制电路设计：合理设计斩波器、驱动电路和反馈电路，确保开关管和反极性二极管的工作正常，以及输出电压的稳定性。