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开关直流降压电源(BUCK)设计摘要随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
近年来，随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展，新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计开关电源，利用MOSFET 管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词：直流，降压电源,TL494,MOSFET1目录摘要 (1)Abstract........................................................... ........ 错误！未定义书签。
1.方案论证与比较 (4)1.1 总方案的设计与论证 ...................................... 错误！未定义书签。
1.2 控制芯片的选择 (4)1.3 隔离电路的选择 .............................................. 错误！未定义书签。
2. BUCK电路工作原理 ......................................... 错误！未定义书签。
3. 控制电路的设计及电路参数的计算 ................ 错误！未定义书签。
3.1 TL494控制芯片................................................ 错误！未定义书签。
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald61小体积高压电源在工业领域有着重要的应用，例如:静电植绒和静电喷涂工艺中就普遍使用到高压电源。
植绒是绒毛在高压电场作用下垂直植入布料的过程，高压电源是整个静电植绒过程的核心组成部分[1]。
在一些特殊情况下，需要采用便携式的植绒设备。
该文介绍了一种由PIC12F1822控制的小功率高压电源，可以克服这些问题。
1 高压电源的整体设计电源主要由反激变换电路、控制电路、谐振电路、输出整流4个部分组成[2]。
高压输出端的电阻R1是放电电阻，可防止C2的残留高电压对使用者产生电击伤害。
输入电压由电池V B A T 提供，反激电路由开关管N MO S、高频变压器T1、二极管D1、电容C1及谐振变压器T 2的初级构成。
通过反激电路将电池电压V B A T 升高到约400 V。
控制电路采集反激输出电压V1，当检测到V1的电压达到400 V 时，控制电路停止产生PW M信号，同时输出高电平触发可控硅SCR，使得可控硅SCR导通，此时电容C1两端的电压为400 V。
SCR导通后，C1通过SCR向T 2放电，C1、SCR、D2、T 2初级形成LC谐振电路，将电容C1中存储的能量传输到输出电容2。
谐振电路电流仿真结果如图1所示[3]。
图1中I s 是流经可控硅S CR 的电流，是流过二极管2的电流，变压器2的初级电流为Ip。
图中Ip 是谐振电流，其谐振频率如公式1所示。
(1)其中，为输出变压器T 2的初级电感；为电容1的电容量。
2 高压电源控制电路2.1 主控芯片高压电源采用两节电池供电，输出电压可达10 k V。
为满足重量轻、体积小、稳压性较好等特点，文中采用PIC12F1822作为核心控制器件。
PIC12F1822是一款高性能R ISC单片机，图2是PIC12F1822外围电路图。
电路中由单片机内部的PW M模块产生PW M信号控制反激电路,将电池电压转换成约400 V左右的直流电压。
一款不带变压器的宽电压、低成本、非隔离式AC/DC降压转换器——输出持续电流500mA（12W)【关键词摘要】非隔离无变压器AC/DC电源芯片XD308H BUCK电路220V转5V220V转12V220V转24V380V转5V380V转12V380V转24V【概述】非隔离AC-DC电源芯片降压电路，一般采用BUCK电路拓扑结构，常见于小家电控制板电源以及工业控制电源供电。
其典型电路规格包含5V/500mA、12V/500mA和24V/500mA等，满足六级能效要求。
可通过EFT、雷击、浪涌等可靠性测试，可通过3C、UL、CE等认证。
其特点是：电路简单、BOM成本低（外围元件数目极少：无需变压器、光耦）,电源体积小、无音频噪声、损耗小发热低。
1）220V转5V降压电路：输入12~380Vac，输出5V/500mA如图1所示的电路为一个典型的输出为5V/500mA的非隔离电源。
它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。
此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。
电源系统带有各种保护，包括过热保护（OTP）、VCC欠压闭锁（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）等。
电路特点：无噪音,发热低。
220V转5V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。
保险电阻RF1为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火及过热发光现象)。
压敏电阻RV1用于防雷保护，提高系统可靠性。
功率处理级由宽电压高效率电源芯片XD308H、续流二极管D2、输出电感L1及输出电容C3构成。
2）220V转12V降压电路：输入32~380Vac，输出12V/500mA如图2所示的电路为一个典型的输出为12V/500mA的非隔离电源。
BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现一、Buck型DC-DC开关电源的原理Buck型DC-DC开关电源采用PWM（脉宽调制）技术实现降压功率转换。
其基本原理是通过开关管（MOSFET）的开关控制，使电源源电压经过电感产生瞬间高压脉冲，然后经过二极管和电容进行滤波，从而得到较低的输出电压。
1.选取合适的芯片2.电路设计在电路设计中，需要考虑以下关键元件：（1）开关管（MOSFET）：选择合适的MOSFET型号，使其能够承受输入电压和输出电流，并具有低导通压降和低开关损耗。
（2）电感：选择合适的电感器件，使其具有足够的电感值，以满足电路的输出电流要求，同时要考虑其饱和电流和电流纹波等参数。
（3）二极管：选用具有较高效率和低电压降的二极管，以减小功率损耗。
（4）滤波电容：选择适当的电容容值和工作电压，以保证输出电压的稳定性和滤波效果。
3.控制电路设计（1）比较器：用于比较输出电压反馈和参考电压，生成PWM信号。
（2）误差放大器：通过调节反馈电压和参考电压之间的差值，实现输出电压的稳定控制。
（3）反馈电路：将输出电压反馈给误差放大器，使其可以实时调节PWM信号。
4.输出过压保护与过流保护为了确保开关电源在异常工作条件下能够保持安全可靠的操作，需要添加过压保护和过流保护电路。
过压保护电路通常通过监测输出电压，当输出电压超过设定阈值时，立即切断开关管的导通。
过流保护电路通过监测输出电流，当输出电流超过设定阈值时，同样会切断开关管的导通。
5.PCB布局与散热设计在设计过程中，需要合理布局电路元件，以减小元件之间的相互干扰，并降低热量产生。
合理进行散热设计，确保开关管和散热器的有效散热，以保证开关电源的稳定工作。
三、BUCK型DC-DC开关电源的测试与调试完成电路设计后，需要进行测试和调试来验证设计的正确性和可靠性。
主要包括以下测试：（1）输入电压测试：测试开关电源在不同输入电压下的输出电压和效率。
（2）输出电压稳定性测试：测试开关电源在稳定工作状态下，输出电压随负载变化的情况。
现代电源技术基于BUCK电路的电源设计学院：专业：姓名：班级：学号：指导教师：日期：目录摘要3一、设计意义及目的4二、Buck电路基本原理和设计指标42.1 Buck电路基本原理42.2 Buck电路设计指标6三、参数计算及交流小信号等效模型建立63.1 电路参数计算63.2 交流小信号等效模型建立10四、控制器设计12五、Matlab电路仿真175.1 开环系统仿真175.2 闭环系统仿真19六、设计总结23摘要Buck电路是DC-DC电路中一种重要的基本电路，具有体积小、效率高的优点。
本次设计采用Buck电路作为主电路进行开关电源设计，根据伏秒平衡、安秒平衡、小扰动近似等原理，通过交流小信号模型的建立和控制器的设计，成功地设计了Buck电路开关电源，通过MATLAB/Simulink进行仿真达到了预设的参数要求，并有效地缩短了调节时间和纹波。
通过此次设计，对所学课程的有效复习与巩固，并初步掌握了开关电源的设计方法，为以后的学习奠定基础。
关键词：开关电源设计Buck电路一、设计意义及目的通常所用电力分为直流和交流两种，从这些电源得到的电力往往不能直接满足要求，因此需要进行电力变换。
常用的电力变换分为四大类，即：交流变直流（AC-DC），直流变交流（DC-AC），直流变直流（DC-DC）,交流变交流（AC-AC）。
其中DC-DC电路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，包过直接直流变流电路和间接直流变流电路。
直接直流变流电路又称斩波电路，它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，主要包括六种基本斩波电路：Buck电路，Boost电路，Buck-Boost电路，Cuk电路，Sepic电路，Zeta电路。
其中最基本的一种电路就是Buck电路。
因此，本文选用Buck电路作为主电路进行电源设计，以达到熟悉开关电源基本原理，熟悉伏秒平衡、安秒平衡、小扰动近似等原理，熟练的运用开关电源直流变压器等效模型，熟悉开关电源的交流小信号模型及控制器设计原理的目的。
SM7055（12V/0.25A）Buck-Boost方案简介_V1.0 芯片概述SM7055是采用电流模式PWM控制方式的功率开关芯片，集成高压启动电路和高压功率管，为低成本开关电源系统提供高性价比的解决方案。
芯片应用于BUCK、BUCK-BOOST系统方案，支持12V 和18V输出电压，很方便的应用于小家电产品领域。
并提供了过温、过流、过压、欠压等完善的保护功能，保证了系统的可靠性。
SM7055芯片应用领域：电磁炉、电饭煲、电压力锅等小家电产品电源。
系统规格输入电压 85Vac~264Vac输出规格 12V/0.25A恒压精度 ≤±4.5%方案优势◆系统元器件少，成本低，调试简单；◆系统空载功耗低、转换效率高；系统BOMNO. 元件类型 型号描述 位号1 保险丝 FUS-RST-1.0A-250V F12 线绕电阻 RES-22R-5%-2WR13 插件电阻 RES -10R-5%-1/4W R24 插件二极管 DIO-REC-DO41-1.00A-1KV-IN4007 D15 插件二极管 DIO-FAS-DO41-1.00A-1KV-FR107 D26 插件二极管 DIO-FAS-DO41-1.00A-600V-BYV26CD37 电解电容 CAP-ELE-4.7u-400V-Ф8*12 C18 电解电容 CAP-ELE-4.7u-400V-Ф8*12 C29 电解电容 CAP-ELE-4.7u-50V-Ф5*11 C310 电解电容 CAP-ELE-470u-25V-Ф10*13 C411 压敏电阻 VAR-Φ10-470V-Φ010D471K RV112 X电容 X CAP-0.1u-X2 CX113 色环电感 LC-1mH L114 工型电感 LC-560uH L215 芯片 IC-SM7055-DIP8 U1 系统电路图图1系统应用原理图测试数据（输入电压220Vac条件下）纹波测试 152 mV空载功耗 35 mW转换效率 73.6 %启动时间 101 ms电压力锅系统板实物图及PCB图 图2 系统方案板正面图 图3 系统方案板背面图图4 PCB bottomlayer- 1 -。
基于BUCK变换器的电源设计BUCK变换器是一种常用的电源设计方案，常用于将高电压转换为低电压供给电路。
它采用了脉宽调制（PWM）技术来有效地控制输出电压和电流，具有高效率和稳定的输出特性。
在进行基于BUCK变换器的电源设计时，需要考虑输入和输出电压、输出电流需求，以及稳定性、可靠性等因素。
下面将详细介绍BUCK变换器的电源设计过程。
首先，确定输入和输出电压。
根据应用需求，需要确定输入电压和输出电压的范围。
输入电压一般由系统电源提供，可以是直流电或交流电，也可以是电池供电。
输出电压则根据应用需求确定，可能是固定值或可调节的。
接下来，计算输出电流。
根据系统中各个组件的功率需求和电流消耗，可以估算出所需的输出电流。
输出电流需要考虑到系统的最大负荷情况，以确保BUCK变换器能够稳定输出所需的电流。
然后，选择合适的BUCK变换器芯片。
根据输入和输出电压、输出电流需求，选择合适的BUCK变换器芯片。
散热设计、开关频率、效率等因素也需要考虑进去。
常见的BUCK变换器芯片有TI的LM2596、ST的LM2596等，可以根据实际需求选择。
接着，设计输入滤波电路。
由于BUCK变换器对输入电压的纹波幅度和频率有一定的要求，因此需要设计输入滤波电路来滤除输入电压中的纹波。
输入滤波电路可以采用电感和电容组成的滤波器，根据输入电压的纹波要求来选择合适的电感和电容值。
然后，设计输出滤波电路。
BUCK变换器输出电压通常存在一定的纹波，为了减小或滤除输出电压的纹波，需要设计输出滤波电路。
输出滤波电路可以采用电感和电容组成的滤波器，根据输出电压的纹波要求来选择合适的电感和电容值。
接下来，进行稳压器设计。
为了保证BUCK变换器输出电压的稳定性，需要设计一个稳压器。
稳压器可以采用反馈控制电路，通过调整PWM宽度来实现对输出电压的精确控制。
稳压器还可以采用放大器、比较器等元件来构成反馈环路，以实现电压稳定。
最后，进行保护电路的设计。
由于BUCK变换器中存在高电压和高电流，还有可能出现过电流、过载、过温等情况，因此需要设计一些保护电路来保证BUCK变换器的正常运行。
buckboost升降压开关电路原理Buck-Boost升降压开关电路原理一、引言Buck-Boost升降压开关电路是一种常用的电源变换电路，可以将输入电压进行升压或降压，以满足不同电子设备的电源需求。
本文将介绍Buck-Boost升降压开关电路的原理及其工作方式。
二、Buck-Boost升降压开关电路的原理Buck-Boost升降压开关电路是一种非绝缘型直流-直流变换电路，通过开关器件的开关控制，实现输入电压的升压或降压。
其基本原理如下：1. Buck-Boost升降压原理Buck-Boost升降压电路是通过改变开关器件的导通和截止状态，使得输入电压可以在输出端实现升压或降压。
当开关器件导通时，输入电压通过电感储能，使得输出电压升高；当开关器件截止时，电感释放储能，输出电压降低。
通过控制开关器件的导通与截止时间比例，可以实现不同的输出电压。
2. Buck-Boost开关电路的工作周期Buck-Boost升降压开关电路的工作周期分为导通状态和截止状态两个阶段。
在导通状态下，开关器件导通，电感储能；在截止状态下，开关器件截止，电感释放储能。
通过控制开关器件的导通与截止时间比例，可以调节输出电压的大小。
3. Buck-Boost升降压开关电路的控制方法Buck-Boost升降压开关电路可以通过不同的控制方法来实现对输出电压的调节。
常用的控制方法有：(1) 周期控制：通过改变导通与截止时间比例来调节输出电压。
(2) 脉宽调制：通过改变开关器件的导通脉宽来调节输出电压。
(3) 调制比控制：通过改变导通时间与截止时间的比值来调节输出电压。
三、Buck-Boost升降压开关电路的优势Buck-Boost升降压开关电路具有以下优势：1. 宽输入电压范围：Buck-Boost电路可以适应较宽的输入电压范围，适用于不同的电源输入。
2. 高效率：开关器件的导通和截止状态可以实现能量的储存和释放，减小了能量损耗，提高了整体转换效率。
buck电路调压范围Buck电路是一种常见的降压电路，也被称为降压转换器。
它可以将高电压输入转换为较低的输出电压，常用于电子设备的电源供应中。
在实际应用中，Buck电路的调压范围是一个重要的参数，它决定了电路能够提供的输出电压范围。
Buck电路的调压范围受到多个因素的影响，包括输入电压、输出电流、电感和开关频率等。
在设计Buck电路时，需要根据具体的应用需求来确定合适的调压范围。
首先，输入电压是影响Buck电路调压范围的重要因素之一。
输入电压越高，Buck电路可以提供的输出电压范围就越大。
例如，当输入电压为24V时，Buck电路可以将其降压为3V至12V之间的任意电压。
而当输入电压为12V时，Buck电路只能提供3V至6V之间的输出电压范围。
其次，输出电流也会对Buck电路的调压范围产生影响。
输出电流越大，Buck电路可以提供的输出电压范围就越小。
这是因为当输出电流增大时，Buck电路需要提供更大的功率，因此无法将输入电压完全降压到较低的输出电压。
另外，电感和开关频率也会对Buck电路的调压范围产生影响。
较大的电感和较高的开关频率可以使Buck电路提供更大的调压范围。
这是因为较大的电感可以存储更多的能量，较高的开关频率可以更快地传递能量。
需要注意的是，Buck电路的调压范围也受到一些限制。
首先，输出电压不能超过输入电压。
其次，Buck电路的设计要考虑到稳定性和效率等因素。
因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和限制来确定合适的调压范围。
总结起来，Buck电路的调压范围受到多个因素的影响，包括输入电压、输出电流、电感和开关频率等。
在设计Buck电路时，需要综合考虑这些因素，并根据具体的应用需求来确定合适的调压范围。
本文设计了一种可调的小功率高压电源，其主电路拓扑包括Buck模块、逆变电路、高频变压器和倍压电路。
输入的交流电源经整流滤波电路变为直流，通过BUCK预稳压电路将电压稳定，再经过半桥逆变电路将直流电压变为交流电压，然后通过一个倍压电路将电压升高，最后整流滤波输出稳定高压。
研究主要容包括BUCK电路的分析设计、半桥逆变电路分析设计、倍压电路的设计，控制电路的设计，并利用PSPICE软件进行相应各部分的仿真和参数优化。
本研究实现的主要性能是：给定输入电压是交流220V,要求输出电压在围0~15KV大围可调，功率为15W,输出纹波要小于1%.0 引言高压电源一般是指输出电压在五千伏特以上的电源，一般高压电源的输出电压可达几万伏，甚至高达几十万伏特或更高。
高压电源广泛应用于材料改性，金属冶炼，环境保护，大功率激光和微波等应用领域。
传统高压电源采用工频电源和LC谐振方式，虽然电路简单，但其体积和重量大，低频工作状态以及纹波、稳定性均不能令人满意，随着电力电子的发展，高频高压电源成为发展的趋势。
随着新的电子元器件、新的电磁材料、新的电源变换技术、新的控制理论及新的专业软件的不断涌现，并不断地被应用于开关电源，使得开关电源的性能不断提高，特点不断更新，出现了如频率高、效率高、功率密度高、可靠性高等新特性。
20世纪70年代世界电源史上发生了一场革命，即20Hz的开关频率结合脉宽调制技术(PWM)在电源领域的应用。
到目前为止，电源的频率已经达到数百Hz,应用先进的准谐振技术甚至可以达到兆Hz水平。
提高振荡器输出频率可降低高压变压器、电抗器、平滑电容器、高压电容器等电子器件基本性能要求和结构体积，进而缩小高压电源体积。
高频化使高压电源体积大幅度的减小，轻巧便携，实用性和使用方便性明显得到改善。
近几年，随着电子电力技术的发展，新一代功率器件，如MOSFET,IGBT等应用，高频逆变技术的逐步成熟，出现了高压开关直流电源，同线性电源相比较高频开关电源的突出特点是：效率高、体积小、重量轻、反应快、储能少、设计、制造周期短。
由于它的优越特性，现在已逐渐取代了传统的高压线性直流电源。
伴随着高新技术的逐步应用，新的技术问题也随之出现，主要表现在高频化可以提高电源性能，减少变压器的体积和纹波系数。
但由于高频高压变压器是高频高压并存，出现了新的技术难点：①高频高压变压器体积减小，频率升高，分布容抗变小，绝缘问题异常突出;②大的电压变化比使变压器的非线性严重化，漏感和分布电容都增加，使其必须与逆变开关隔离，否则尖峰脉冲会影响到逆变电路的正常工作，甚至会击穿功率器件;③高频化导致变压器的趋肤效应增强，使变压器效率降低。
鉴于上述情况，高频高压变压器如何设计是目前研究的一个难点和热点问题。
研究主要容包括BUCK电路的分析设计、半桥逆变电路分析设计、倍压电路的设计，以及系统仿真研究。
该电路包括输入整流滤波电路、BUCK预稳压电路、半桥逆变电路、倍压电路和输出整流滤波电路。
输入的交流电源经整流滤波电路变为直流，通过BUCK预稳压电路将电压稳定，再经过半桥逆变电路将直流电压变为交流电压，然后通过一个倍压电路将电压升高，最后整流滤波输出稳定高压。
1 主电路设计1)主电路的拓扑结构(图1)这里主要介绍了一种基于BUCK调压的小功率高压电源。
该电源能实现零电流软开关(ZCS)，并能方便的调节输出电压，因为利用了高频变压器的寄生参数，从而避免了尖峰电压和电流。
该电源的另一个特点是利用倍压电路代替了传统的二极管整流电路，减小了高频变压器的变比和寄生参数;尤其是主电路的控制采用了Buck电路和逆变电路的联合策略，即采用Buck可十分方便、灵活地进行电压调节;采用定频定宽的逆变电路可利用高频变压器的寄生参数实现谐振软开关。
此外，由于该电源无需利用调节逆变电路的占空比来调节电压，因而可充分利用高频变压器的磁性;而且由于其控制电路采用了基于DSP的实时数字PI调解器，因而实现了电路的稳态和暂态特性。
2) BUCK电路的设计(1)BUCK电路工作原理，图2.当开关S闭合后，输入电压完全加在二极管D的两端，上正下负，二极管被反偏截止。
由于此时电容C的初始电压为零(Vc=Vo 输出电压为零)，电容电压不能突变，所以输入电压完全加在电感L之上，形成经开关S、电感L、电容C和电阻R构成的回路建立起初始电流。
随着开关闭合时间的增加，电感电流逐渐增大，这个电感电流中的一部分供给电阻R成为输出电流，另一部分对电容充电使电容两端的电压逐步上升。
由于电容电压从零开始建立，在开关S闭合期间电感电流的增量相对较大，而输出给R的负载电流与电容电压成正比，故开始阶段电容的充电电流最大，电容电压上升得最快。
当开关S断开后，由于电感电流不能突变，失去外加激励趋于下降的电感电流在电感L两端产生感应左正右负的感应电势，这一感应电势将克服电容器电压使二极管D承受正偏导通，形成L→C、R→D→L的续流回路。
开关闭合时电感电流增加，开关断开时电感电流下降，电容的充、放电电流在一个周期的平均值等于零，即：在电容充电电流大于零(iL<>(2)主开关管及续流二极管的选择VDMOS管为电压控制器件，驱动容易，没有二次击穿现象，热稳定性好，安全工作区(SOA)大，开关速度快，开关损耗小，就目前VDMOS管的制造水平，在高频中小功率围，尤其在高电压小电流或低电压大电流应用场合，VDMOS管具有很高的性能价格比，值得优先选用。
本设计Ui=300V,ILM=1A,功率开关属于高电压小电流工作，实际选用的功率场效应管型号是IRF840,其主要参数如下：最大反压VDSVDS:500V连续工作电流ID:8A峰值电流IDM:32A导通电阻Ron:<0.85Ω开通时间ton:lOns关断时间toff:9ns续流二极管的正向额定电流必须大于最大负载电流，耐压必须大于输入电压，且留有余量，此外，另一个根重要的考虑是为减因漏感和引线电感产生的尖峰电压，续流二极管宜采用反向恢复时间短，具有软恢复特性的肖特基二极管(SBD)，实际采用的型号是FR307,其反向电压为700V,正向额定电流为3A.(3)仿真波形图BUCK电路如图3所示，电路采用串联开关降压式结构，其中Q为功率场效应管MOSFET.ton期间，控制信号使Q导通，电流增大，电感储能;toff期间，Q关断，电感电流经续流二极管D向负载释放能量。
对BUCK部分进行仿真，得到如下波形：如图4所示，Buck电路的输出电压保持在140V左右，电感电流呈现脉动形状，在开关闭合时电感电流增加，开关断开时电感电流下降。
开关频率为100kHz,占空比为45%.2逆变电路的设计(1)半桥逆变电路工作原理半桥逆变电路原理图如图5所示，它有两个桥臂，每个桥臂由一个可控器件和一个反并联二极管组成。
在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的联结点便成为直流电源的中点。
负载联接在直流电源中点和两个桥臂联结点之间。
设开关器件V1和V2 的栅极信号在一个周期各有半周正偏，半周反偏，且二者互补。
当负载为感性时，其工作波形如图6所示。
输出电压uo 为矩形波，其幅值为Um=Ud/2.输出电流io 波形随负载情况而异。
设t2时刻以前V1为通态，V2为断态。
t2时刻给V1 关断信号，给V2开通信号，则V1 关断，但感性负载中的电流io不能立即改变方向，于是VD2导通续流。
当t3时刻t0降为零时，VD2截止，V2开通，io 开始反向。
同样，在t4时刻给V2关断信号，给V2开通信号后，V2关断，VD1先导通续流，t5时刻V1 才开通。
各段时间导通器件的名称标于图6的下部。
当V1或V2 为通态时，负载电流和电压同方向，直流侧向负载提供能量;而当VD1或VD2 为通态时，负载电流和电压反向，负载电感中贮藏的能量向直流侧反馈，即负载电感将其吸收的无功能量反馈回直流侧。
反馈回的能量暂时储存在直流侧电容器中。
直流侧电容器起缓冲这种无功能量的作用。
因为二极管VD1、VD2 是负载向直流侧反馈能量的通道，故称为反馈二极管;又因为VD1和VD2 起着使负载电流连续的作用，因此又称为续流二极管。
当可控器件是不具有门极可关断能力的晶闸管时，必须附加强迫换流电路才能正常工作。
半桥逆变电路的优点是简单，使用器件少。
其缺点是输出交流电压的幅值Um仅为Ud /2,且直流侧需要两个电容器串联，工作时还要控制两个电容器电压的均衡。
因此，半桥逆变电路常用于几KW以下的小功率逆变电源。
(2)开关器件的选取在调压及逆变电路中，开关器件起着核心的作用。
开关器件有很多种，如按功率等级来分类，有微功率器件、小功率器件、大功率器件等等：按制造材料分类有锗管、硅管等;按导电机理分类有双极型器件、单极型器件、混合型器件等;按控制方式来分类，可分为不可控器件、半可控器件和全可控器件三类器件：不可控器件包括整流二极管、快速恢复二极管、肖特基二极管等：半可控器件包括普通晶闸管、高频晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等;全可控器件包括功率晶体管(BJT)、功率场效应管功率场效应管(Power MOSFET)，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)、可关断晶闸管(GTO)、静电感应晶闸管(SITH)等。
在选取开关器件时，主要可从以下五个方面考查电器件的性能特点：①导通压降，②运行频率，③器件容量，④耐冲击能力，⑤可靠性。
在本系统中，需要全控性的(能够自关断)开关器件，IGBT是具有功率MOSFET高速开关特性和双极晶体管的低导通电压特性的两者优点并存的电力半导体器件，可以高速开关、耐高压和大电流，所以本设计选取MOSFET作为开关器件。
(3)主要参数计算及仿真波形一般输出公率500W以下时，考虑采用半桥仿真逆变电路如图7所示。
仿真波形如图8所示，两个MOSFET受给定的脉冲信号控制，一个开通一个关断，并且有一段死区时间，经过半桥逆变电路后，输出给高频变压器的电压为交流70V左右。
3)高频变压器的设计高压电源高频化的优点是装置小型化，系统的动态反应快;电源装置效率高;有效抑制环境噪声污染。
但高压电源高频化发展的阻碍主要体现在高频高压变压器上，其主要问题是：一、高频变压器体积减小，但绝缘问题突出。
二、电压输出高则变压器的变比较高，而大变比必然使变压器的非线性严重，使其漏感和分布电容大大增加。
图9为高频高压变压器等效电路简化模型，它由漏感LD、副边分布电容Cp 和理想变压器组成。
漏感同样时工作于高频fs下的感抗较工频下增加fs /50倍，严重限制了功率输出;分布电容相同时高频下的容抗较工频下减小至50/fs ,导致空载电流大，功率因数低，空载发热问题突出。
对上述问题的处理方法是变压器真空浸油处理(受实验条件所限，本设计并未采用)，并采用大磁芯保证足够的绝缘距离，以减小分布电容Cp及其影响，但Cp减小必使LD 增加。
