36V15A直流高頻開關(guān)電源的設(shè)計

1、南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文作者 岳園 學(xué)號 11522p22 系部 電子信息學(xué)院 專業(yè) 無線電專業(yè) 題目 36v15a直流高頻開關(guān)電源的設(shè)計 指導(dǎo)教師 王抗美 評閱教師 王抗美 完成時間： 2017 年 4 月20日 畢業(yè)設(shè)計(論文)中文摘要題目：36v15a直流高頻開關(guān)電源的設(shè)計 摘要：就當(dāng)前而言，開關(guān)的電源的發(fā)展方向為：高頻、低耗能、噪音小以及抵抗干擾能力強(qiáng)等，這次設(shè)計的目的在于探索設(shè)計一款電源，它采用的是36伏/25安高頻直流開關(guān)，主要常用于通信系統(tǒng)。這篇論文采取先設(shè)計出此開關(guān)電源主電路，隨后分析論證了如何在移相全橋電路中使用零電壓軟開關(guān)，這種開關(guān)技術(shù)用pwm移相進(jìn)行控制，具體實(shí)現(xiàn)

2、為來自于uc3875相移芯片的有相序特征的脈沖信號，進(jìn)而可以刺激mosfet管并使其開始工作。在本次設(shè)計中，進(jìn)行了整流電路的有關(guān)研究，該整流電路用于電流輸出，并同時也開展了相關(guān)的高頻變壓器的相關(guān)設(shè)計。其次是在設(shè)計過程中，考慮了對控制電路的設(shè)計，這種控制電路主要用于開關(guān)的通信電源，由uc3875相移芯片進(jìn)行控制，以達(dá)到限制電流穩(wěn)定電壓的作用，控制系統(tǒng)主要采用閉環(huán)控制的方式進(jìn)行。除此以外還設(shè)計了保護(hù)電路，主要用于防止超壓、過電流保護(hù)，還設(shè)計了系統(tǒng)的過熱處理等。再就是用仿真系統(tǒng)對設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行了驗證，用到的是saber軟件，最終驗證設(shè)計不存在問題。關(guān)鍵詞：軟開關(guān)， uc3875，移相控制畢業(yè)設(shè)計(論文

3、)外文摘要title :design of 36v15a dc high frequency switching power supplyabstract:at present, the switching power supply is developing towards high frequency, high reliability, low power consumption, low noise, anti-interference and modularization. this paper designs a 36v/25a dc high frequency switchin

4、g power supply which is often used in communication systemthe main circuit of this paper on the high frequency switching power supply is designed, analyzed the application of zero voltage soft switching technology in phase shifted full bridge circuit, soft switching technology with phase shifted pwm

5、 control, pulse to trigger the mosfet tube has a certain phase by phase shifting chip uc3875. in the design of the main circuit, for the design of high frequency transformer, and the output rectifier circuit is analyzed, the research and design.secondly, the control circuit of switch power supply of

6、 communication are designed. the control circuit takes the uc3875 chip as the control core, using the closed-loop control mode, system voltage and current limit. in addition, the overcurrent protection and control system of overvoltage protection, overheat protection circuit protection circuit are d

7、esigned.finally, the system is simulated and validated by saber simulation software, and the simulation results show the correctness of the designkeywords:soft switching, uc3875, phase shift control1 緒論81.1課題背景目的及意義81.1.1 課題的背景81.1.2開關(guān)通信電源系統(tǒng)的介紹81.2 高頻開關(guān)電源的發(fā)展81.3 本文的主要工作102 高頻開關(guān)電源主電路的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)132.1 高頻開關(guān)電

8、源的技術(shù)指標(biāo)132.2 系統(tǒng)原理及基本框圖132.3 主電路元件參數(shù)的選擇153 高頻開關(guān)電源控制電路的硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)173.1 移相控制芯片uc3875173.1.1 簡介173.1.2 uc3875電氣特性173.2 保護(hù)電路的設(shè)計173.3 輔助電源設(shè)計183.4 本章小結(jié)183.6 硬件電路調(diào)試19結(jié)論24致謝25參考文獻(xiàn)26附錄271 緒論1.1課題背景目的及意義1.1.1 課題的背景高頻開關(guān)電源隨著功率電子技術(shù)的進(jìn)步而在各個領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，能夠利用數(shù)臺開關(guān)電源并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)大功率的負(fù)載，這是它的必要要求，用單臺電源一樣能達(dá)到，但是必須要具備大功率的特點(diǎn)，然而后者存在設(shè)計難、成本高、

9、制備困難的特點(diǎn)，除此以外系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性還不夠好，而前者卻能有效避開這些問題。多臺開關(guān)電源的并聯(lián)系統(tǒng)除了具有輸出功率具有可擴(kuò)展性，冗余技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)外，分布式的電源系統(tǒng)由于還相當(dāng)靈活，能夠很大程度上增強(qiáng)模塊的開關(guān)頻率，從而能夠不斷增加模塊的功率密度，減小電源的體積以及重量。1.1.2開關(guān)通信電源系統(tǒng)的介紹通信設(shè)備的“心臟”開關(guān)通信電源是通信設(shè)備的重要組成部分之一，通信電源每年發(fā)生的故障造成了很大的損失，為了不讓這類故障產(chǎn)生或盡量減少產(chǎn)生數(shù)量，讓電源正常供電，借助于開關(guān)整流器，由蓄電池組和其他多種電源為開關(guān)通信電源提供36v電源，通信設(shè)備需要的其他電壓，比如5v和12v等直流電則由直流變換器產(chǎn)生。1

10、.2 高頻開關(guān)電源的發(fā)展1.2.1 技術(shù)發(fā)展目前高頻電源應(yīng)用廣泛，正逐步取代相控電源，而后者是我國通信和國防等領(lǐng)域此前的主要應(yīng)用。新型磁性材料和新型變壓器的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電源小型化，借助于專門開發(fā)的控制芯片、電磁干擾濾波器、新型電容器技術(shù)，電磁兼容性能得到顯著提升，微處理器監(jiān)控技術(shù)滿足了對其性能的期待。借助于集成控制、驅(qū)動、電路保護(hù)等功能，使得整機(jī)的集成生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)，因此開關(guān)電源集成化發(fā)展是一個必然的發(fā)展方向，其優(yōu)點(diǎn)就是降低了設(shè)備的重量和大小，精簡了設(shè)備的外部連線，減少了焊接頭，增強(qiáng)了產(chǎn)品的可靠程度。1.2.2. 生產(chǎn)發(fā)展民族產(chǎn)業(yè)在我國開關(guān)領(lǐng)域起著主導(dǎo)作用，在最初的發(fā)展階段，生產(chǎn)開關(guān)的主要是一

11、些小作坊，接下來的二十年，開關(guān)逐步進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)階段，從產(chǎn)品種類上來說，也由最初的單一品種向多功能、系列化方向發(fā)展。我國目前已經(jīng)出現(xiàn)一些產(chǎn)值上億甚至十億以上的電企業(yè)，有的電源企業(yè)已走向國際。1.2.3. 市場發(fā)展隨著國防和電信、家電和信息等行業(yè)的飛速進(jìn)步，我國電源行業(yè)也得到了迅猛的進(jìn)步，其巨大的消費(fèi)市場導(dǎo)致大量的電源生產(chǎn)企業(yè)出現(xiàn)。目前國內(nèi)規(guī)模化的生產(chǎn)廠家有10幾家，就其類別主要有三種：第一種企業(yè)自主研發(fā)，這類企業(yè)實(shí)力較強(qiáng)，能生產(chǎn)出高質(zhì)量的電源產(chǎn)品用于各行各業(yè)，并且還廣泛應(yīng)用于電力與鐵路以及航空和國防甚至是家電行業(yè)。第二種是合資企業(yè)。這類企業(yè)技術(shù)比較先進(jìn)，采用國外技術(shù)，國人也比較信任這類品牌。第

12、三種是國外部件在國內(nèi)組裝。這類公司產(chǎn)品質(zhì)量好一般賣給國外用戶，但由于其價格高，在國內(nèi)并沒有好的市場需求。目前電源市場容量達(dá)到幾十億，但卻吸引了多達(dá)數(shù)百家的企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營，同時大量的外企和國外產(chǎn)品已經(jīng)涌入這個市場，競爭越來越激烈，以后比的是品牌，拼的是技術(shù)和質(zhì)量以及售后服務(wù)。激烈的競爭、市場的進(jìn)化將導(dǎo)致適應(yīng)不了變化的中小企業(yè)逐漸消失，而適應(yīng)性較強(qiáng)的大型企業(yè)順勢重組和分化，通過產(chǎn)品的整合和互動，在激烈的競爭中保持不敗地位。1.2.4. 標(biāo)準(zhǔn)制定上世紀(jì)90年代，我國有通信用高頻開關(guān)整流器通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)這些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它們在最初的高頻開關(guān)生產(chǎn)和服務(wù)中都有很大的作用，電信行業(yè)的推廣高頻開關(guān)的

13、過程中有著舉足輕重的作用，而這個時候正是高頻開關(guān)的起步階段。到目前高頻開關(guān)市場越來越大，人們對其智能化發(fā)展的期望越來越高，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)即通信電源監(jiān)控也陸續(xù)出臺。技術(shù)和經(jīng)驗的發(fā)展與積累，對我國的標(biāo)準(zhǔn)提出了新的要求，一些指標(biāo)和方法急需要修訂，需要增加一些諸如電磁兼容和動態(tài)響應(yīng)等新內(nèi)容，只有這樣才能把好高頻開關(guān)質(zhì)量關(guān)。1.3 本文的主要工作就對于當(dāng)前而言，在開關(guān)中有關(guān)的電源可以分為兩類，其一為高頻類型，另一種是相控電源，后者功率變換器主要采用晶閘管。隨著技術(shù)的進(jìn)步，高頻開關(guān)電源已有逐漸取代相控電源的發(fā)展勢頭，這不光是體現(xiàn)在目前主要使用高頻開關(guān)電源的中小功率直流電源領(lǐng)域，更是在大功率直流電源領(lǐng)域亦有相似發(fā)

14、展趨勢。高頻開關(guān)電源目前占據(jù)著市場主力位置，其原因主要在于高頻開關(guān)輸出波動小并且功率密度高。而就其種類也由于控制電路和功率變換器不同而種類繁多。比如igbt功率變換器，由于其電阻小、電流大，主要用于較大功率電源應(yīng)用，不過igbt功率變換器的開關(guān)時間與mosfet功率器有所不同，它耗時比較長，不利用作高頻產(chǎn)品。mosfet功率器則不同于igbt功率器，由于效率的提高，使得時間明顯的減少，因此產(chǎn)品的頻率較高，能夠提升至mhz，并且運(yùn)行的范圍也很廣，并且具有漏源二極管，其優(yōu)點(diǎn)是功率密度大而體積小，但其額定電流不能太高，因為mosfet功率管電阻較大。本文選擇mosfet功率管作為功率器件，能適用于3

15、6v/25a高頻電源開關(guān)設(shè)計開發(fā)的技術(shù)要求。設(shè)計高頻電源開關(guān)基本思路一樣，盡管具體方案設(shè)計不盡相同，而對電源開關(guān)設(shè)計目前有兩種思路，一是軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)功能，單純的硬件難以實(shí)現(xiàn)全部功能，必須借助于軟件。另一種是通過硬件設(shè)計達(dá)到目的，這種設(shè)計出來的產(chǎn)品一般功能相對簡單，但有點(diǎn)是響應(yīng)迅速，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，常常用于小功率開關(guān)電源。對于主電路的設(shè)計工作而言，其位于整個開關(guān)設(shè)計工作的重點(diǎn)位置，一方面主電路為整個開關(guān)的基礎(chǔ)框架，此外，主電路對于開關(guān)而言是關(guān)鍵的組件。為達(dá)到設(shè)計功能效果，必須對主電路的技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效而合理的設(shè)計，否則會引發(fā)系統(tǒng)故障，從而降低產(chǎn)品的可靠與安全性能，達(dá)不到預(yù)期功效。對于單相交流

16、電而言，通過相關(guān)設(shè)備的整流以及濾波的作用后，再通過過dc/dc變換器調(diào)整電壓，從而得到所需電壓。直流變換器又可以因功率管和結(jié)構(gòu)的差異分為升壓式、降壓式以及正激變換器多種型號等。關(guān)于選擇主電路的類型而言，筆者選擇大功率移相全橋直流變換電路，使得實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電壓以及將電流限制在一定范圍內(nèi)，這個系統(tǒng)的優(yōu)勢為能夠改變輸出的電壓值。高頻電源開關(guān)的全波整流電路將交流電壓整流形成波形輸出，并借助于lc濾波功能，形成具有小波紋輸出的直流電壓，并且借助于諧振器件在變換電路中設(shè)計出零電壓軟開關(guān)，從而降低了開關(guān)損耗。本論文主要內(nèi)容如下：1.主電路的設(shè)計。借助于功率器件的電容、諧振電感設(shè)計，實(shí)現(xiàn)零電壓開通功能，從而降低開

17、關(guān)電能損耗，并采用全橋直流變換電路作為主電路。 2.借助于uc3875芯片為控制核心實(shí)現(xiàn)移相全橋控制電路。 3.為增強(qiáng)設(shè)計可靠性，設(shè)計了過壓保護(hù)、過溫保護(hù)以及過流保護(hù)等保護(hù)電路。2 高頻開關(guān)電源主電路的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)2.1 高頻開關(guān)電源的技術(shù)指標(biāo)依據(jù)實(shí)際的情況，應(yīng)當(dāng)確保電源的正常工作條件，并且該電源應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。詳細(xì)的指標(biāo)間下面所示： 1.輸入電壓為單相50hz，220vac；2.輸出直流電壓：額定電壓為36v，最大輸出電壓為60v，連續(xù)可調(diào)；3.輸出電流：025a，連續(xù)可調(diào)；4.輸出電壓精度：2%；5.輸出電流精度：2%；6.轉(zhuǎn)換效率： 90%；7.紋波系數(shù)：0.1%；8.工作環(huán)境溫度

18、：-545。2.2 系統(tǒng)原理及基本框圖根據(jù)工作環(huán)境的具體情況，對系統(tǒng)各部分進(jìn)行分開化簡，按照技術(shù)要求設(shè)計其結(jié)構(gòu)框圖如下：2.2.1輸入整流電路的設(shè)計逆變橋工作需要穩(wěn)定的直流電壓，而經(jīng)過濾波和整流后的單相交流電符合這一條件。實(shí)際設(shè)計中，避免使用串聯(lián)電容的方法來降低其承壓，而是采用電容并聯(lián)的方式來濾波，這主要是因為常用電解電容承壓可達(dá)450伏，而經(jīng)過整流處理后的直流電電壓不超過380伏，在電容承壓范圍以內(nèi)。2.2.2直流變換器的設(shè)計常見直流/直流變換器的開關(guān)元器件通常采用硬開關(guān)的模式，而這種模式可能會在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)以下問題。第一是開關(guān)操作過程中能耗較大，這就使得開關(guān)的頻率不能做太高，并且還有個缺

19、點(diǎn)就是變壓器通常較大。第二是由于在開關(guān)斷開的時候會產(chǎn)生瞬時分布電感，開關(guān)開閉過程中相應(yīng)元器件承受著較大感應(yīng)壓力。最后就是電路中兩個功率管存在同一時間接通的情況，而這樣的功率管位于全橋電路中的同一個橋臂上。文中采用fb-zvs-pwm變換電路設(shè)計，即移相全橋零電壓軟開關(guān)脈寬調(diào)制變換電路，設(shè)計優(yōu)點(diǎn)在于電路開關(guān)頻率保持不變，并且其開關(guān)能耗小，就像一般準(zhǔn)諧振開關(guān)一樣。移相控制電路的設(shè)計，即用諧振元件在換流期間零電壓開通元器件，相比于全橋電路，有效降低了開關(guān)能好，提高了元器件開閉效率，開關(guān)采用這種設(shè)計其頻率可達(dá)到50千赫茲至100千赫茲。2.2.3輸出整流電路的設(shè)計對于輸出整流電路而言，普遍使用的類型分

20、為兩類。其一，可稱為全橋整流類型，主要構(gòu)件為四個相關(guān)的二極管；其二，可稱為全橋整流類型，主要的構(gòu)件為兩個相關(guān)的二極管。對于需要相對大點(diǎn)的電壓，并且對電流的要求不大，通常使用全橋整流；對于電流要求較高、電壓的要求不高時，通常使用全波整流，其優(yōu)勢為損耗較低。轉(zhuǎn)換效率較高。詳細(xì)的示意圖詳見圖2-4和圖2-5。其中，tr為高頻變壓器，lf為輸出濾波電感，為輸出濾波電容，df為整流二極管，cf，rf構(gòu)成rc吸收電路15。電源輸出電壓不高，最大電壓僅60伏，該特點(diǎn)要求不需要承壓太高的二極管，為降低設(shè)計成本，電源采用全波整流電流設(shè)計，這主要是因為這種電路工作效率高的緣故。2.3 主電路元件參數(shù)的選擇2.3.

21、1輸入電路參數(shù)的選擇一般而言，通常把單相220v交流電作為中小功率的電源的輸入電源； 另外通常把三相220v交流作為大功率電源的輸入電源。本次設(shè)計的電源使用的是居民標(biāo)準(zhǔn)用電，即220v/50hz，通過相關(guān)全橋整流便可轉(zhuǎn)化為直流電vin，并且采用濾波電容進(jìn)而使得該直流電穩(wěn)定，降低該電流的脈動幅度。2.3.2高頻變壓器的設(shè)計對于通信開關(guān)電源而言，其組成部件之一的高頻變壓器應(yīng)具備以下幾個功能：其一，電氣分隔功能；其二，降低電壓的功能；其三，具備相應(yīng)的軟開關(guān)功能。在開展高頻變壓器設(shè)計工作的時候，應(yīng)當(dāng)充分考慮到所有能夠改變變壓器工作能力的因素，比如磁體的材料、工藝是否達(dá)到要求等因素。對于高頻變壓器而言，

22、在開展相關(guān)設(shè)計工作的時候，應(yīng)當(dāng)做到以下幾點(diǎn)：變壓器初、次級繞組變比應(yīng)滿足要求，意味著即便輸入電源的電壓很低，但是經(jīng)過變壓器的作用得到的輸出電壓仍然能達(dá)到要求。在輸入的電壓達(dá)到峰值的時候，即便占空比很高，但是對于磁芯而言，并不會呈現(xiàn)飽和的狀態(tài)。在處于最高功率的工作狀態(tài)時，溫度沒有超過規(guī)定的區(qū)間。初、次級繞組的損耗應(yīng)相等，銅損與鐵損也應(yīng)相等，損耗應(yīng)足夠低。初、次級繞組之間的漏感應(yīng)適當(dāng)小。符合必要的安全規(guī)格。依據(jù)上面的幾點(diǎn)指標(biāo)，本次設(shè)計主要涉及磁芯的材料、相關(guān)的變壓器變比計算等方面。2.3.3輸出濾波電感的設(shè)計對于dc/dc全橋變換器而言，電流在變壓以及整流的作用下，轉(zhuǎn)換成方波電壓。站在濾波的角度而

23、言，可以將這類作用視為buck變換器。處于工作狀態(tài)的頻率是開關(guān)頻率的兩倍左右，因此可以依照buck變換器的相關(guān)方程進(jìn)行對應(yīng)的計算。2.3.4輸出濾波電容的選擇對于濾波電容而言，在擇取的時候除了要計算電容值是否滿足，并且應(yīng)當(dāng)計算該電容的等效電阻是多大，以及對應(yīng)的電壓耐受極限是多少。因此，可以看出對于輸出電容而言，其應(yīng)當(dāng)具備較小的esr，進(jìn)而能夠達(dá)到相關(guān)的要求，例如負(fù)載動態(tài)響應(yīng)等；并且具備較大的esr，進(jìn)而能夠使得整個電路穩(wěn)定可靠。此外，電容應(yīng)當(dāng)具備一定的富余量，進(jìn)而能夠達(dá)到相關(guān)的儲能要求。相關(guān)的計算方程詳見下面所示： 令輸出電壓交流紋波峰峰值為，代入公式得到：電容的等效阻抗為：式中：v為輸出電壓

24、紋波的有效值；為輸出電流紋波的峰峰值，一般為輸出電流額定值的20%。代入?yún)?shù)，得到：查電解電容的手冊，選用四個容量為220uf/250v的電解電容并聯(lián)使用。2.3.5功率器件的選擇對于主電路而言，其拓?fù)潆娐吩斠妶D2-3經(jīng)過整流等相關(guān)處理后，能夠使得直流電壓的峰值達(dá)到358v。另外，對于開關(guān)而言，其額定的電壓的大小通常會大于直流母線中電流的電壓值，并且會超過兩倍以上。對于本次設(shè)計的電路而言，其額電壓能夠使用700v以上的電源,此外經(jīng)過濾波后得到的電流的峰值能夠達(dá)到27.5a,可以推到出原邊電流的峰值為a，這也是功率管中最大的電流。由于需要滿足兩倍的余量要求，因此使用額定電流為20a的開關(guān)。在充分

25、考慮電壓以及電流的影響下，本次設(shè)計的開關(guān)管采用ixfx27n80q，其中漏源電壓的數(shù)值是800v，允許通過的最大的電流是27a。對于本次設(shè)計的開關(guān)而言，其頻率大小是85khz ，其中對于二極管的選擇采用快恢復(fù)二極管。變壓器的副邊是全波整流電路，加在整流管上的反向電壓為=(2358)/2.75=260v。當(dāng)整流管閉合以及斷開的時候會存在某種程度上的電壓波動，在考慮到兩倍余量的基礎(chǔ)上，應(yīng)該使用耐壓極限超過520v的二極管，而且整流管內(nèi)的電流大小為27.5a。依據(jù)反向的電壓值以及用過的最大電流，在選擇二極管方面可以考慮使用dsei60-06c二極管，這種二極管的耐壓極限電壓為600v，此時通過的電流

26、是60a，并且恢復(fù)較快僅為35ns。3 高頻開關(guān)電源控制電路的硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)3.1 移相控制芯片uc38753.1.1 簡介uc3875軟開關(guān)電源移相pwm控制集成電路，對兩個半橋開關(guān)電路得相位移動控制，實(shí)現(xiàn)半橋功率級得恒頻pwm控制，借助開關(guān)器件得輸出電容沖放電，在輸出電容放電結(jié)束的狀態(tài)下完成零電壓開通。3.1.2 uc3875電氣特性可實(shí)現(xiàn)0-100%占空比控制實(shí)用的開關(guān)頻率可達(dá)2mhz兩個半橋輸出的導(dǎo)通延時都可單獨(dú)編程欠壓鎖定功能軟啟動控制功能鎖定后的過電流比較器在整個工作周期內(nèi)均可重新啟動適用與電壓拓?fù)渑c電流拓?fù)?個2a圖騰柱式輸出級10mhz誤差放大器在欠壓鎖定期間輸出自動變?yōu)榈碗娖?/p>

27、啟動電流只有150ua5a基準(zhǔn)電壓可微調(diào)3.2保護(hù)電路的設(shè)計在電路設(shè)計中考慮到了保護(hù)設(shè)計，其目的在于保護(hù)開關(guān)電源在通常使用以及發(fā)生突發(fā)情況時不被損壞。該電路設(shè)計時考慮到主電路在發(fā)生故障時能夠立即中斷工作，所以，他既要實(shí)現(xiàn)保護(hù)自己正常工作，還要保證負(fù)載元器件的正常工作，如此一來，一旦電源運(yùn)行中發(fā)生故障時，其本身不會受到損害，其負(fù)載元器件亦不會因為這個故障而壞掉，在具體設(shè)計過程中，有防止功率管過熱設(shè)計，還有輸出過壓與限流的保護(hù)設(shè)計。圖3-4為保護(hù)電路圖。在設(shè)計中，保護(hù)電路運(yùn)用uc3875電流比較器（移相控制芯片中）將保護(hù)電路轉(zhuǎn)換后連接到電流檢測端c/s+（uc3875里），這些保護(hù)電路包括輸出電壓

28、和電流以及溫度等，最終保護(hù)全電路平穩(wěn)運(yùn)行。3.3輔助電源設(shè)計輔助電源的相關(guān)電路詳見 3.4 本章小結(jié)本章將uc3875芯片作為設(shè)計核心，設(shè)計了高頻開關(guān)電源的外圍電路及其本身的控制電路，隨后設(shè)計的保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)了保護(hù)它不被溫度過高、電壓過大以及電流過大的作用，設(shè)計過程涉及眾多元器件，比如電壓比較器和電壓跟隨器以及光電耦合器等，再就是設(shè)計了相應(yīng)的輔助電源。3.6 硬件電路調(diào)試模塊制作，組裝及調(diào)試流程圖如圖5-1所示。y功電源焊接指示燈亮？成功第一步 ：n功檢查測試晶振起振單片機(jī)焊接第二步 ：基準(zhǔn)電壓測試數(shù)據(jù)采集模塊焊接第三步 ：人機(jī)模塊焊接檢測鍵盤路測，顯示測試第四步 ：isp下載模塊焊接警報電路焊

29、接第五步 :檢查測試圖5-1 硬件調(diào)試流程4電路的仿真及分析仿真：輸入電壓40v，輸出電壓10v。仿真電路如下：圖4-1 仿真電路圖4-2為仿真波形圖，圖(a)為原邊電壓波形，輸出電壓為10v，特點(diǎn)是震蕩在功率管打開時比較小，其原因在于諧振電感使用的比較小的變壓器的漏感。（c）圖顯示的是變壓器副邊波形，通過設(shè)計吸收回路的相關(guān)參數(shù)來降低功率管打開時引發(fā)的震蕩。這兩圖相比較，可看出變壓器副邊占空比發(fā)生丟失的情況產(chǎn)生。圖（b）為原邊電流波形圖，圖（d）顯示電壓恒定，可看出是直流輸出，證明仿真結(jié)論正確。(e)是開關(guān)管驅(qū)動波形，設(shè)計為防止相同橋臂導(dǎo)通而引起電流過大導(dǎo)致短路，由圖可看出同一臂上兩個相同管不

30、能同時驅(qū)動，而是驅(qū)動不同臂的兩個mosfet管。由圖（f）是滯后臂的一個管漏源極的電壓波形，由圖可知漏源極電壓在驅(qū)動電壓變正時已經(jīng)歸零，此時反并二極管在其內(nèi)部已經(jīng)開通，這個時候就是零電壓開通；在開關(guān)管斷開時候，電容抑制了的升高，此時是零電壓關(guān)段開關(guān)管的，從而使得零電壓開關(guān)開關(guān)管在移相控制設(shè)計中得以實(shí)現(xiàn)。（a）變換器原邊電壓波形（b）變換器原邊電流波形(c) 變換器副邊波形（d）輸出電壓波形（e）開關(guān)管的驅(qū)動波形（f）滯后臂的一個管漏源極的電壓波形圖4-2 仿真波形結(jié)論我的這篇文章主要研究和設(shè)計了36v/25a的開關(guān)通信電源，并對其進(jìn)行了仿真。通過一系列研究討論后，有以下幾點(diǎn)結(jié)果：1.認(rèn)識了當(dāng)前

31、開關(guān)型整流器在通信系統(tǒng)中的狀況和它未來將要成長的方向。2.通過本課題的相關(guān)設(shè)計工作，探究了關(guān)于在通訊系統(tǒng)中使用的直流高頻開關(guān)的特點(diǎn)。該開關(guān)電源的大部分電路回路是在借鑒移相全橋電路的基礎(chǔ)上，開展相關(guān)的設(shè)計工作。在輸出類型方面，考慮使用全波整流電路。在本次的設(shè)計過程中，對于諧振電路方面主要使用變壓器的漏感、輸出濾波的電感、橋路中的電容，達(dá)到了降低開關(guān)管耗損的目的，便能夠0電壓開通功率管。與此同時，還研究討論了滯后橋臂難以達(dá)到零電壓的問題。3.在電路控制方面，采用閉環(huán)控制這種方式。在關(guān)于如何選擇控制系統(tǒng)的核心芯片方面，本次設(shè)計選擇uc3875芯片，這樣可以讓我設(shè)計的開關(guān)通信電源性能更加可靠，更加穩(wěn)定。同時，本文還設(shè)計說明了過流、過壓、過熱這三項保護(hù)電路涉及到的電路。4.通過對電路的仿真設(shè)計，獲得其仿真波形，且分析和說明了波形情況。致謝這篇畢業(yè)設(shè)計論文完成得到了我