半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué)電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文） 題目：題目：半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)院（系）：院（系）： 電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：起止時(shí)間： 2013.12.16-2013.12.27 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）II課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電子與信息工程學(xué)院 教研室： 電子信息工程本科生課程設(shè)計(jì)（論文）III注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）

2、題目半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的設(shè)計(jì)任務(wù)及功能、要求、技術(shù)參數(shù)課題完成的設(shè)計(jì)任務(wù)及功能、要求、技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)功能:為實(shí)驗(yàn)室電子設(shè)備提供 24V 穩(wěn)壓范圍寬、大功率直流電源，以取代低效率的線性穩(wěn)壓電源。技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù): :1、輸入電壓?jiǎn)蜗?170 260V。2、輸入交流電頻率 4565HZ。3、輸出直流電壓 24V 恒定。4、輸出直流電流 10A。5 最大功率：250W。6、穩(wěn)壓精度：直流輸出電壓整定值的 1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù):1、方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證。2、整流電路設(shè)計(jì)。3、逆變電路設(shè)計(jì)。4、通過(guò)計(jì)算選擇器件的具體型號(hào)。5、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)或選擇。6、繪制相關(guān)電路圖。7、

3、完成 4000 字左右說(shuō)明書(shū)。要求要求:1、1、文字在 4000 字左右。2、2、文中的理論分析與計(jì)算要正確。3、3、文中的圖表工整、規(guī)范。4、元器件的選擇符合要求。進(jìn)度計(jì)劃第1天：集中學(xué)習(xí)；第2天：收集資料；第3天：方案論證；第4天：輸入整流濾波電路設(shè)計(jì)；第5天：逆變電路設(shè)計(jì)；第6天：確定高頻變壓器變比及容量；第7天：輸出整流濾波電路設(shè)計(jì)；第8天：控制電路設(shè)計(jì)；第9天：總結(jié)并撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)；第10天：答辯指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）IV摘 要本次設(shè)計(jì)主要是為實(shí)驗(yàn)室電子設(shè)備提供 24V 穩(wěn)壓范圍寬、大功率直流電源，以取代低

4、效率的線性穩(wěn)壓電源。電源是各種電子設(shè)備不可或缺的組成部分，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及能否安全可靠地工作。由于開(kāi)關(guān)電源本身消耗的能量低，電源效率比普通線性穩(wěn)壓電源提高一倍，被廣泛用于電子計(jì)算機(jī)、通訊、家電等各個(gè)行業(yè)。它的效率可達(dá) 85以上，穩(wěn)壓范圍寬，除此之外，還具有穩(wěn)壓精度高、不使用電源變壓器等特點(diǎn)，是一種較理想的穩(wěn)壓電源。目前，開(kāi)關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備等幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。并對(duì)開(kāi)關(guān)電源提出了小型輕量要求，此外要求開(kāi)關(guān)電源效率要更高、性能更好、可靠性更高等。當(dāng)前，各國(guó)

5、正在努力開(kāi)新器件、新材料以及改進(jìn)裝連方法，進(jìn)一步提高效率，縮小體積，降低價(jià)格，以解決開(kāi)關(guān)電源面臨的課題。隨著電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景本文介紹了一種采用半橋電路的開(kāi)關(guān)電源，其輸入電壓為單相 170 260V，輸出電壓為直流 24V 恒定，最大功率 250W。從主電路的原理與主電路圖的設(shè)計(jì)、控制電路器件的選取、保護(hù)電路方案的確定等方面的研究。關(guān)鍵詞：半橋變換器；功率 MOS 管；脈寬調(diào)制；穩(wěn)壓電源 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）V目 錄第 1 章 緒論 .11.1 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源概況 .11.2 開(kāi)關(guān)電源研究?jī)?nèi)容 .1第 2 章 電路設(shè)計(jì) .32.1 穩(wěn)壓電源總體設(shè)計(jì)方案 .

6、32.2 具體電路設(shè)計(jì) .42.2.1 主電路設(shè)計(jì) .42.2.2 控制電路設(shè)計(jì) .52.2.3 保護(hù)電路設(shè)計(jì) .62.2.4 整體電路設(shè)計(jì) .72.3 元器件型號(hào)選擇 .8第 3 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .11參考文獻(xiàn) .12本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論1.1 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源概況電是工業(yè)的動(dòng)力，是人類(lèi)生活的源泉。電源是生產(chǎn)電的裝置，表示電源特性的參數(shù)有功率、電壓、電流、頻率等；在同一參數(shù)的要求下，又有重量、體積、效率和可靠性等指標(biāo)。我們用的電，一般都需要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換才能適合使用的要求，例如交流轉(zhuǎn)換成直流，高電壓變成低電壓，大功率轉(zhuǎn)換成小功率等。電力電子技術(shù)可以理解為功率強(qiáng)大，可供諸如電力系統(tǒng)

7、那樣大電流、高電壓場(chǎng)合應(yīng)用的電子技術(shù)，它與傳統(tǒng)的電子技術(shù)相比，其特殊之處不僅僅因?yàn)樗軌蛲ㄟ^(guò)大電流和承受高電壓，而且要考慮在大功率情況下，器件發(fā)熱、運(yùn)行效率的問(wèn)題。為了解決發(fā)熱和效率問(wèn)題，對(duì)于大功率的電子電路，器件的運(yùn)行都采用開(kāi)關(guān)方式。這種開(kāi)關(guān)運(yùn)行方式就是電力電子器件運(yùn)行的特點(diǎn)。電力電子學(xué)這一名詞是 20 世紀(jì) 60 年代出現(xiàn)的， “電力電子學(xué)”和“電力電子技術(shù)”在內(nèi)容上并沒(méi)有很大的不同，只是分別從學(xué)術(shù)和工程技術(shù)這 2 個(gè)不同角度來(lái)稱(chēng)呼。電力電子學(xué)可以用圖 1 的倒三角形來(lái)描述，可以認(rèn)為電力電子學(xué)由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論這 3 個(gè)學(xué)科交叉而形成的。這一觀點(diǎn)被全世界普遍接受。電力電子技術(shù)與電子

8、學(xué)的關(guān)系是顯而易見(jiàn)的。電子學(xué)可分為電子器件和電子電路兩大部分，它們分別與電力電子器件和電力電子電路相對(duì)應(yīng)。從電子和電力電子的器件制造技術(shù)上進(jìn)兩者同根同源，從兩種電路的分析方法上講也是一致的，只是兩者應(yīng)用的目的不同，前者用于電力變換，后者用于信息處理。按照電子理論，所謂 AD/DC 就是交流轉(zhuǎn)換為直流；AC/AC 稱(chēng)之為交流變交流，即為改變頻率；DC/AC 稱(chēng)為逆變；DC/DC 為直流變交流后再變直流。為了達(dá)到轉(zhuǎn)換目的，電源變換的方法是多樣的。自上世紀(jì)六十年代，人們研發(fā)出了二極管、三極管半導(dǎo)體器件后，就用半導(dǎo)體器件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所以，凡是用半導(dǎo)體功率器件作開(kāi)關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的電路，

9、叫做開(kāi)關(guān)變換電路。在轉(zhuǎn)換時(shí)，以自動(dòng)控制穩(wěn)定輸出并有各種保護(hù)環(huán)節(jié)的電路，稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）21.2 開(kāi)關(guān)電源研究?jī)?nèi)容開(kāi)關(guān)電源在效率、體積和重量等方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于線性電源，因此已經(jīng)基本取代了線性電源，成為電子熱備供電的主要電源形式，受到人們的青睞。采用先整流濾波、后經(jīng)高頻逆變得到高頻交流電壓，然后由高頻變壓器降壓、再整流濾波的方法。這種采用高頻開(kāi)關(guān)方式進(jìn)行電能變換的電源稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源。隨著電子技術(shù)和應(yīng)用迅速地發(fā)展，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的品種和類(lèi)型也越來(lái)越多。按激勵(lì)方式分為他激式和自激式；按調(diào)制方式分為脈寬調(diào)制型、頻率調(diào)制型和混合調(diào)制型；按開(kāi)關(guān)管電流的工作方式分開(kāi)關(guān)型和諧振型；按開(kāi)關(guān)晶體管的類(lèi)

10、型分為晶體管型和可控硅型；按儲(chǔ)能電感與負(fù)載的連接方式分為串聯(lián)型和并聯(lián)型；按晶體管的連接方式分為單端式、推挽式、半橋式、全橋式。本文設(shè)計(jì)了一種半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，它具有驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)速度快，開(kāi)關(guān)頻率高等優(yōu)點(diǎn)。具體設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如下：1.輸入電壓?jiǎn)蜗?170260V；2.輸入交流電頻率 4565HZ；3.輸出直流電壓 12V 恒定；4.輸出直流電流 10A；5.最大功率：120W；6.穩(wěn)壓精度：直流輸出電壓整定值的 1%；本文分別從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)：1. 主電路設(shè)計(jì)；2. 控制電路設(shè)計(jì)；3. 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)；4. 保護(hù)電路設(shè)計(jì)；5. 整體電路設(shè)計(jì)；6. 元器件型號(hào)的選擇；本科生課

11、程設(shè)計(jì)（論文）3第 2 章 電路設(shè)計(jì)2.1 穩(wěn)壓電源總體設(shè)計(jì)方案開(kāi)關(guān)電源采用功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)器件，通過(guò)周期性間斷工作，控制開(kāi)關(guān)器件的占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓。開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成如下圖所示，其中 DC/DC變換器進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，它是開(kāi)關(guān)電源的核心部分，此外還有起動(dòng)、過(guò)流與過(guò)壓保護(hù)、噪聲濾波等電路。輸出采樣電路（R1、R2）檢測(cè)輸出電壓變化，與基準(zhǔn)電壓Ur 比較，誤差電壓經(jīng)過(guò)放大及脈寬調(diào)制（PWM）電路，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制功率器件的占空比，從而達(dá)到調(diào)整輸出電壓大小的目的。具有一定的抗不平衡能力，對(duì)電路對(duì)稱(chēng)性要求不很?chē)?yán)格；適應(yīng)的功率范圍較大，從幾十瓦到千瓦都可以；開(kāi)關(guān)管耐壓要求較低；電路成本比全橋電

12、路低等。這種電路常常被用于各種穩(wěn)壓輸出的 DC 變換器。DC/DC 變換器有多種電路形式，常用的有工作波形為方波的 PWM 變換器以及工作波形為準(zhǔn)正弦波的諧振型變換器。整 流逆 變PWM 控制工作電源圖 2.1 主體方框圖 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電源技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。對(duì)電源的要求也各有不同。本次設(shè)計(jì)的是一種功率較大，的開(kāi)關(guān)電源。 設(shè)計(jì)采用了 ACDCACDC 變換方案。一次整流后的直流電壓，經(jīng)過(guò)有源功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，再經(jīng)半橋變換電路逆變后，由高頻變壓器隔離降壓，最后整流輸出直流電壓。系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)為有源功率因數(shù)校正電本科生課程設(shè)計(jì)（論文）4路、DCDC 電路、功率

13、因數(shù)校正電路、PWM 控制電路和保護(hù)電路等。采用UC3854AB 控制芯片組成功率因數(shù)校正電路來(lái)提高功率因數(shù)，用新型的芯片UC3825 作為控制芯片來(lái)代替 SG3525，不僅外圍電路簡(jiǎn)單，而且具有有容差過(guò)壓限流功能，還采用了新型 IR2304 作為驅(qū)動(dòng)芯片，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，且自帶死區(qū)，防止半橋上下管直通。該電路用高速雙路 PWM 控制器 UC3825 為控制芯片，功率 MOSFET 為開(kāi)關(guān)器件而構(gòu)成的推挽逆變器，逆變器輸出 。經(jīng)高頻 LC 濾波后輸出 1MHz/100W 正弦波功率信號(hào)。實(shí)驗(yàn)證明電路產(chǎn)生的波形質(zhì)量好，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，并具有體積小，效率高的特點(diǎn)。 低頻小功率信號(hào)源往往用線性功

14、率放大電路，其電路比較簡(jiǎn)單，波形質(zhì)量好，易于實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于高頻、中大功率信號(hào)源用線性功率放大電路難 以實(shí)現(xiàn)，特別是對(duì)于要求 1MHz/100W 正弦波功率信號(hào)源，采用線性功率放大電路，其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整困難，不易實(shí)現(xiàn)。而采用高速雙路 PWM 控制器 UC3825 為控制芯片，功率MOSFET 為開(kāi)關(guān)器件，經(jīng) LC 高頻濾波，輸出 1MHz/100W 正弦波功率信號(hào)源，其波形質(zhì)量好，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，效率高。2.2 具體電路設(shè)計(jì)2.2.1 主電路設(shè)計(jì)反激式電源一般用在 100w 以下的電路，而本電源設(shè)計(jì)最大功率達(dá)到 500w，額定電流為 10A 左右。在功率較大的高頻開(kāi)關(guān)電源中，常用的主變換

15、電路有推挽電路、半橋電路、全橋電路等。其中推挽電路用的開(kāi)關(guān)器件少，輸出功率大，但開(kāi)關(guān)管承受電壓高(為電源電壓的 2 倍)，且變壓器有 6 個(gè)抽頭，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；全橋電路開(kāi)關(guān)管承受的電壓不高，輸出功率大，但需要的開(kāi)關(guān)器件多(4 個(gè))，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜；半橋電路開(kāi)關(guān)管承受的電壓低，開(kāi)關(guān)器件少，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)各種拓?fù)浞桨傅碾姎庑阅芤约俺杀镜戎笜?biāo)的綜合比較，本電源選用半橋式 DCDC 變換器作為主電路。如圖 2.2 即為主電路圖。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）5 圖 2.2 主電路圖圖 2.2 中 Q3、Q4、C1、C2 和主變壓器 T1 構(gòu)成了半橋 DCDC 變換電路。MOSFET 采用 11NC380。電路的工

16、作頻率為 80 kHz。變壓器采用 E55 的鐵氧體磁芯，無(wú)須加氣隙。繞制時(shí)采用“三段式”繞法，以減小漏感。R1 和 R2 用以保證電容分壓均勻，R3、C3 和 R4、C4 為 MOS 管兩端的吸收電路。C5 為隔直電容，用來(lái)阻斷與不平衡伏秒值成正比的直流分量，平衡開(kāi)關(guān)管每次不相等的伏秒值。C5 采用優(yōu)質(zhì) CBB 無(wú)感電容。Ct 是電流互感器，作為電流控制時(shí)取樣用。D1、D4 采用快恢復(fù)二極管，經(jīng)過(guò) L1 和 C6、C7 平波濾波后輸出 OUT2 給控制芯片供電，R5、R6 則是反饋電壓的采樣電阻。主變壓器的輸出 OUT3 為高頻低壓交流電。如圖 2 所示，反饋電壓和輸出電壓同一繞組，樣，可以

17、在負(fù)載變化時(shí)最大限度地保證輸出電壓的穩(wěn)定。后級(jí)可接一個(gè)或多個(gè)多路輸出的變壓器，然后通過(guò)整流電路整流，這樣既能保證每路輸出都是獨(dú)立的，又可以得到任意大小的電壓。故可滿(mǎn)足 DSP 等需要多路不同電壓供電且精度較高的要求。2.2.2 控制電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制電路采用高速雙路的 PWM 控制器 UC3825，如圖 2.3 所示即為所選電路，其內(nèi)部電路主要由高頻振蕩器、PWM 比較器、限流比較器、過(guò)流比較器、基準(zhǔn)電壓源、故障鎖存器、軟啟動(dòng)電路、欠壓鎖定、PWM 鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器等組成。它比 SG3525 具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)改進(jìn)了振蕩電路，提高了振蕩頻率的精度，并且具有更精確的死區(qū)控制；2)具有限流控制功

18、能，且門(mén)檻電流有 5的容差；3)低啟動(dòng)電流(100MA)；4)UC3825 關(guān)斷比較器是一個(gè)高速的過(guò)流比較器，它具有 12v 的門(mén)檻值，保證芯片重新啟動(dòng)前軟啟動(dòng)電容完全放電，在超過(guò)門(mén)檻值時(shí)，輸出為低電平狀態(tài)，本科生課程設(shè)計(jì)（論文）6防止上下橋臂同時(shí)導(dǎo)通而引起短路。下圖為主電路的控制電路前級(jí)的 R808 和 R809 與穩(wěn)壓管構(gòu)成一個(gè)啟動(dòng)電路，觸發(fā) UC3825 開(kāi)始工作后，由反饋輸出 OUT1 自供電。PWM 的調(diào)制波由 R1 和 CT 振蕩產(chǎn)生，RT、CT 一般按式(1)及式(2)選取。 RT=3V/（10mA）*(1-Dmax) (1)CT=(1.6*Dmax)/(Rt*f) (2)式中：

19、f=80kHz，為所取的頻率腳 1(INV)、腳 2(EA)和腳 3(HI)構(gòu)成一誤差放大器，做為電壓反饋用，腳9(ILIM)為限流，腳 8(SS)為軟啟動(dòng)，腳 11(0UTA)及腳 14(0UTB)為輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。從圖中可看出，UC3825 功能比較全，外圍電路簡(jiǎn)單，可有效減少 PCB 的布線與外圍元器件，提高了系統(tǒng)的可靠性。 圖 2.3 高速雙路 PWM 控制器 UC3825 電路圖2.2.3 保護(hù)電路設(shè)計(jì)對(duì)于 DCDC 電源產(chǎn)品都要求在出現(xiàn)異常情況(如過(guò)流、過(guò)載)時(shí)，系統(tǒng)的保護(hù)電路工作，使變換器及時(shí)停止工作。UC3825 的保護(hù)電路設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，如圖2.4 所示。過(guò)壓護(hù)要根據(jù)電路中過(guò)壓

20、產(chǎn)生的不同部位，加入不同的保護(hù)電路，當(dāng)達(dá)到一定的電壓值時(shí)，自動(dòng)開(kāi)通 保護(hù)電路，使過(guò)壓通過(guò)保護(hù)電路形成通路，消耗過(guò)壓本科生課程設(shè)計(jì)（論文）7儲(chǔ)存的電磁能量，從而使過(guò)壓的能量不會(huì)加到主開(kāi)關(guān)器件上，保護(hù)了電力電子器件。為了達(dá)到保護(hù)效果，可以使用阻容保護(hù)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，將電容并聯(lián)在回路中，當(dāng)電路中出現(xiàn)尖峰電壓時(shí)，電容兩端電壓不能突變的特性，可以有效的抑制電路中的過(guò)壓。與電容串聯(lián)的電阻能消耗掉部分過(guò)壓能量，同時(shí)抑制電路中的電感與電容產(chǎn)生振蕩。 圖 2.4 RC 阻容過(guò)電壓保護(hù)電路2.2.4 整體電路設(shè)計(jì) 有具體電路圖可知整體電路圖 圖 2.5 整體電路圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）82630005 . 0*10*

21、4*2 . 0*100120mmkBdfPAAccsTwe2.3 元器件型號(hào)選擇1.輸入整流二極管的選擇設(shè)輸入交流電壓為： 則經(jīng)過(guò)橋式整流后的平均電壓為： 二極管兩端承受的最大反相電壓為： 所以根據(jù)實(shí)際情況即可選擇整流二極管：IN4005（ 600V/1A） 2.變壓器的設(shè)計(jì)（1）變比 KT選最大占空比為 0.85，電路中壓降 U=2V，半橋式電路變壓器原邊繞組所加電壓等于輸入電壓的一半即 Ui（min）=98V則根據(jù)公式:（2）鐵心的選擇Ae為鐵心磁路截面積；Aw為鐵心窗口面積；PT為變壓器傳輸?shù)墓β?；fs為開(kāi)關(guān)頻率；B 為鐵心材料所允許的最大磁通密度的變化范圍；dc為變壓器繞組導(dǎo)體的電流密

22、度；kc為繞組在鐵心窗口中的填充因數(shù)。若鐵心材料為鐵氧體則B=0.2T，dc=4A/mm，kc=0.5。根據(jù) SG3525 的控制選擇開(kāi)關(guān)頻率為 100HZ。根據(jù)公式:根據(jù)具體情況可選擇型號(hào)為 DE25 的鐵心則 Ae=40.00mm，Aw=78.2mm，Ae *Aw=3128可以滿(mǎn)足要求。4mm（3）變壓器的繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：由于鐵磁材料的相對(duì)磁導(dǎo)率 r很大，因此勵(lì)wtuisin2220Vwtwtdud1982440)(sin222010V54.1552220*21VVUN62.46608.31154.155*)32(6max0max(min)UUDUKiT本科生課程設(shè)計(jì)（論文）9磁電感通常也較

23、大。如果鐵心未夾緊，磁路中有氣隙，則勵(lì)磁電感會(huì)急劇下降，勵(lì)磁電流成倍增加，導(dǎo)致變壓器性能?chē)?yán)重劣化。變壓器的漏感同一次、二次繞組互相耦合的緊密程度密切相關(guān)，耦合不夠緊，則漏感會(huì)增加。漏感對(duì)電路工作帶來(lái)的影響主要是負(fù)面的，給開(kāi)關(guān)器件造成過(guò)電壓、形成較大的損耗，過(guò)大的漏感還會(huì)造成占空比的損失。因此變壓器的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減小漏感。減小漏感的辦法主要是提高一次、二次繞組耦合的緊密程度，如采用間隔繞組等。3.輸出濾波電感的設(shè)計(jì)I 為允許的電感電流最大紋波峰峰值，取最大輸出電流的 20%即 2A。根據(jù)公式電感量為選定電感鐵心：I1=10+10*20%*0.5=11A 4.輸出濾波電容的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，輸出電壓的峰

24、峰值 Vopp200mV，考慮到功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)和輸出整流二極管開(kāi)關(guān)時(shí)造成的電壓尖峰以及直流電壓殘留的 100HZ 紋波，可令輸出電壓的交流紋波為 Vopp=50mV，U=2V，根據(jù)公式根據(jù)具體情況可以選擇兩個(gè) 4.7F/25V 鋁電解電容并聯(lián)使用。5.功率管的選擇考慮到功率器件的開(kāi)關(guān)速度和驅(qū)動(dòng)電路的簡(jiǎn)潔，本電源擬選用 MOSFET 作為功率開(kāi)關(guān)管來(lái)構(gòu)成半橋電路。整流濾波后的最大電壓值為 368V，功率開(kāi)關(guān)管的額定電壓一般要求高于直流電壓的兩倍，則功率開(kāi)關(guān)管的額定電壓選為 800V。輸出濾波電感電流的最大值為 11A，那么變壓器原邊電流最大值為11A/6=1.8A，這也是功率開(kāi)關(guān)管中流過(guò)的最大電

25、流?？紤]到 2 倍余量HVIfKULsTin772*100000*6*43684(max)FUkUUUfLUCTioOPPsfof8 . 726368121 10*50*)10*200(*10*77*8121 )2(83236maxmin2min本科生課程設(shè)計(jì)（論文）102*1.8A=3.6A。根據(jù)實(shí)際情況選擇 IRFBE30，其參數(shù)為 800V/4.1A。6.變壓器二次側(cè)整流二極管的設(shè)計(jì)（1）額定電壓變壓器副邊是雙半波整流電路，加在整流二極管上的反相電壓為在整流管開(kāi)關(guān)時(shí)，有一定的電壓震蕩，因此要考慮 2 倍余量，可以選用2*123V=246V 的整流管。（2）額定電流在雙半波整流電路中，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，整流管的開(kāi)關(guān)情況是：當(dāng)變壓器副邊有電壓時(shí)，只有一個(gè)整流管導(dǎo)通；當(dāng)變壓器副邊電壓為零時(shí)，兩個(gè)整流管同時(shí)導(dǎo)通，可近似認(rèn)為它們流過(guò)的電流相等，即為平均負(fù)載電流的一半，可近似計(jì)算整流管的電流為：整流管中流過(guò)的最大電流： VkVUTinD123