半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

1、 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：240W半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）摘 要本次設(shè)計(jì)的是 240W 半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源，為負(fù)載供電。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。本文介紹了一種采用半橋電路的開關(guān)電源，其輸入電壓為單相 170 260

2、V，輸出電壓為直流 24V 恒定，最大電流10A。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括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)電路方案的確定以及計(jì)算機(jī)仿真與波形分析等方面。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）目 錄第 1 章 緒論 .11.1 電力電子技術(shù)概況 .11.2 本文設(shè)計(jì)內(nèi)容 .2第 2 章 電路設(shè)計(jì) .32.1 穩(wěn)壓電源總體設(shè)計(jì)方案.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 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì).62.2.4 保護(hù)電路設(shè)計(jì).72.2.5 整體電路設(shè)計(jì) .82.3 元器件型號(hào)選擇.9第 3 章 課程設(shè)計(jì)總

3、結(jié) .13參考文獻(xiàn) .14本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論1.1 電力電子技術(shù)概況電子技術(shù)包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。通常所說的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)屬于信息電子技術(shù)。電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，它是利用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的新興學(xué)科。目前所用的電力電子器件采用半導(dǎo)體制成，故稱電力半導(dǎo)體器件。信息電子技術(shù)主要用于信息處理，而電力電子技術(shù)則主要用于電力變換。電力電子技術(shù)的發(fā)展是以電力電子器件為核心，伴隨變換技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。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)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

4、殊之處不僅僅因?yàn)樗軌蛲ㄟ^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)行效率的問題。為了解決發(fā)熱和效率問題，對(duì)于大功率的電子電路，器件的運(yùn)行都采用開關(guān)方式。這種開關(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)不同角度來稱呼。電力電子學(xué)可以用圖 1 的倒三角形來描述，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)與電子學(xué)的關(guān)系是顯而易見的。電子學(xué)可分為電子器件和電子電路兩大部分，它們

5、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。目前，開關(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)開關(guān)電源提出了小型輕量要求，此外要求開關(guān)電源效率要更高、性能更好、可靠性更高等。當(dāng)前，各國(guó)正在努力開新器件、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，開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)會(huì)有更廣闊的

6、發(fā)展前景。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）21.2 本文設(shè)計(jì)內(nèi)容開關(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。這種采用高頻開關(guān)方式進(jìn)行電能變換的電源稱為開關(guān)電源。隨著電子技術(shù)和應(yīng)用迅速地發(fā)展，開關(guān)穩(wěn)壓電源的品種和類型也越來越多。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；按開關(guān)管電流的工作方式分開關(guān)型和諧振型；按開關(guān)晶體管的類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

7、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，開關(guān)速度快，開關(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 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%；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)方案隨著電力電子

8、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，的開關(guān)電源。如圖 2.1 為本次設(shè)計(jì)的主體方框圖。 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)校正電路、DCDC 電路、功率因數(shù)校正電路、PWM 控制電路和保護(hù)電路等。開關(guān)電源采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)器件，通過周期性間斷工作，控制開關(guān)器件的占空比來調(diào)整輸出電壓。開關(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，它是開關(guān)電源的核

9、心部分，此外還有起動(dòng)、過流與過壓保護(hù)、噪聲濾波等電路。輸出采樣電路檢測(cè)輸出電壓變化，與基準(zhǔn)電壓 Ur 比較，誤差電壓經(jīng)過放大及脈寬調(diào)制（PWM）電路，再經(jīng)過驅(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)稱性要求不很嚴(yán)格；適應(yīng)的功率范圍較大，從幾十瓦到千瓦都可以；開關(guān)管耐壓要求較低；電路成本比全橋電路低等。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。圖 2.1 主體方框圖 采用 UC3854AB 控制芯片組成功率因數(shù)校正電路來提高功率因數(shù)

10、，用芯片UC3825 作為控制芯片來代替 SG3525，不僅外圍電路簡(jiǎn)單，而且具有有容差過壓本科生課程設(shè)計(jì)（論文）4限流功能，還采用了 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

11、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250W，額定電流為 10A 左右。在功率較大的高頻開關(guān)電源中，常用的主變換電路有推挽電路、半橋電路、全橋電路等。其中推挽電路用的開關(guān)器件少，輸出功率大，但開關(guān)管承受電壓高(為電

12、源電壓的 2 倍)，且變壓器有 6 個(gè)抽頭，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；全橋電路開關(guān)管承受的電壓不高，輸出功率大，但需要的開關(guān)器件多(4 個(gè))，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜；半橋電路開關(guān)管承受的電壓低，開關(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。 圖 2.2 主電路圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）5圖 2.2 中 S1、S2、C1、C2 和主變壓器 T1 構(gòu)成了半橋 DCDC 變換電路。MOSFET 采用 11NC380。電路的工作頻率為 80 kHz。變壓器采用 E55 的鐵氧體磁芯，無須加氣隙。繞制時(shí)采用“三段式”繞法，以減小漏

13、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，用來阻斷與不平衡伏秒值成正比的直流分量，平衡開關(guān)管每次不相等的伏秒值。C5 采用優(yōu)質(zhì) CBB 無感電容。Ct 是電流互感器，作為電流控制時(shí)取樣用。D3、D4 采用快恢復(fù)二極管，經(jīng)過 L1 和 C6、C7 平波濾波后輸出 OUT2 給控制芯片供電，Rs、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，然后通過整流電路整流，這樣

14、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)具有限流控制功能，且門檻電流有 5的容差；3)低啟動(dòng)電流(100MA)；4)UC3825 關(guān)斷比較器是一個(gè)高速的過流比

15、較器，它具有 12v 的門檻值，保證芯片重新啟動(dòng)前軟啟動(dòng)電容完全放電，在超過門檻值時(shí)，輸出為低電平狀態(tài)，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：f=80kHz，為所取的頻率本科生課程設(shè)計(jì)（論文）6腳 1(INV)、腳 2(EA)和腳 3(HI)構(gòu)成一誤差放大器，做為電壓反

16、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 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)MOSFET 的驅(qū)動(dòng)可采用脈沖變壓器，它具有體積小，價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，但直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，脈沖的前沿與后沿不夠陡，影響 MOSFET 的開關(guān)速度。在此，采用了IR2304 芯片，它是 IR 公司新推出的多功能 600v 高端及低端驅(qū)動(dòng)集成電路，它具有以下優(yōu)點(diǎn)。1)芯片體積小(DIP8)，集成度高(可

17、同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一橋臂的上、下兩只開關(guān)器件)。2)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，通斷延遲時(shí)間 220220 ns(典型值)、內(nèi)部死區(qū)時(shí)間 1000ns、匹配延遲時(shí)間 50ns。3)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可驅(qū)動(dòng) 600v 主電路系統(tǒng)，具有 61 mA130mA 輸出驅(qū)動(dòng)能力，柵極驅(qū)動(dòng)輸入電壓寬達(dá) 1020V。4)工作頻率高，可支持 100 kHz 或以下的高頻開關(guān)。5)輸入輸出同相設(shè)計(jì)，提供高端和低端獨(dú)立控制驅(qū)動(dòng)輸出，可通過兩個(gè)兼容33v、5v 和 15v 輸入邏輯的獨(dú)立 CMOS 或 LSTFL 輸入來控制，為設(shè)計(jì)帶來了很大的靈活性。6)低功耗設(shè)計(jì)，堅(jiān)固耐用且防噪效能高。IR2304 采用高壓集成電路技術(shù)，整合設(shè)計(jì)既降低成本和

18、簡(jiǎn)化電路，又降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和節(jié)省電路板的空間，相比于其它分立式、脈沖變壓器及光耦解決方案，IR2304 更能節(jié)省組件數(shù)量和空間，并提高可本科生課程設(shè)計(jì)（論文）7靠性。7)具有電源欠壓保護(hù)和關(guān)斷邏輯，IR2304 有兩個(gè)非倒相輸入及交叉?zhèn)鲗?dǎo)保護(hù)功能，整合了專為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的半橋 MOSFET 或 IGBT 電路而設(shè)的保護(hù)功能。當(dāng)電源電壓降至 47v 以下時(shí)，欠壓鎖定(UVL0)功能會(huì)立即關(guān)掉兩個(gè)輸出，以防止直通電流及器件故障。當(dāng)電源電壓大于 5v 時(shí)則會(huì)釋放輸出(綜合滯后一般為 0.3v)。過壓(HVIC)及防閉鎖 CMOS 技術(shù)使 IR2304 非常堅(jiān)固耐用。另外，IR2304 還配備有大脈沖電流緩

19、沖級(jí)，可將交叉?zhèn)鲗?dǎo)減至最低；同時(shí)采用具有下拉功能的施密特(Sohmill)觸發(fā)式輸入設(shè)計(jì)，可有效隔絕噪音，以防止器件意外開通。如下圖所示為 IR2304 的連線圖圖 2.4 驅(qū)動(dòng)電路圖可以看出，IR2304 具有連線簡(jiǎn)單，外圍元器件少的優(yōu)點(diǎn)。其中 VCC 由主電路中 OUT 自供電，LIN 和 HIN 分別接 UC3825 的兩個(gè)輸出端，VD 要采用快恢復(fù)二極管，C1 為濾電容，C2 為自舉電容，最好采用性能好的鉭電容，R1 和 R2 為限流電阻。2.2.4 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(如過流、過載)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

20、護(hù)電路設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，如圖2.5 所示。通過電流互感器得到的采樣電流，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后送到 UC3825 腳 9(ILJIM)，當(dāng)電流超過預(yù)定值時(shí)，UC3825 自動(dòng)封鎖輸出脈沖，起到保護(hù)作用本科生課程設(shè)計(jì)（論文）8圖 2.5 保護(hù)電路2.2.5 整體電路設(shè)計(jì) 為了提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，整流環(huán)節(jié)不能采用二極管整流，采用了UC3854AB 控制芯片組成功率因數(shù)校正電路。UC3854ABUnitrode 公司一種新的高功率因數(shù)校正器集成控制電路芯片，是在 UC3854 基礎(chǔ)上的改進(jìn)，其特點(diǎn)是采用平均電流控制，功率因數(shù)接近 1，高帶寬，限制電網(wǎng)電流失真3。圖 2.6是由 UC3854AB 控制的有源功率因數(shù)

21、校正電路。圖 2.6 整體電路圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）9該電路由兩部分組成。UC3854AB 及外圍元器件構(gòu)成控制部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)側(cè)輸入電流和輸出電壓的控制。功率部分由 L2，Cs，S 等元器件構(gòu)成 Boost 升壓電路。開關(guān)管 S 選擇西門康公司的 SKM75GBl23D 模塊，其工作頻率選在 35 kHz。升壓電感 L2 為 2mH20A。C5 采用兩個(gè) 450V470F 的電解電容并聯(lián)。為了提高電路在功率較小時(shí)的效率，所設(shè)計(jì)的 PFC 電路在輕載時(shí)不進(jìn)行功率因數(shù)校正，當(dāng)負(fù)載較大時(shí)功率因數(shù)校正電路自動(dòng)投入使用。此部分控制由圖 1 中的比較器部分來實(shí)現(xiàn)。R10 及 R11 是負(fù)載檢測(cè)電阻。當(dāng)負(fù)

22、載較輕時(shí)，R10 及 R11 上檢測(cè)的信號(hào)輸入給比較器，使其輸出端為低電平，D5 導(dǎo)通，給 ENA(使能端)低電平使 UC3854AB 封鎖。在負(fù)載較大時(shí) ENA 為高電平才讓 UC3854AB 工作。D6 接到 SS(軟啟動(dòng)端)，在負(fù)載輕時(shí) D6 導(dǎo)通，使 SS 為低電平；當(dāng)負(fù)載增大要求UC3854AB 工作時(shí)，SS 端電位從零緩慢升高，控制輸出脈沖占空比慢慢增大實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。如圖 2.7 中各圖所示即為各種元件在電路中的波形。圖 2.7 各種元件的波形圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）102630005 . 0*10*4*2 . 0*100120mmkBdfPAAccsTwe2.3 元器件型號(hào)選擇1.

23、輸入整流二極管的選擇設(shè)輸入交流電壓為：則經(jīng)過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/1A2.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=

24、0.5。根據(jù) SG3525 的控制選擇開關(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 wtuisin2220Vwtwtdud1982440)(sin222010V54.1552220*21VVUN62.46608.31154.155*)32(6max0max(min)UUDUKiT本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11*Aw=3128可以滿足要求。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)磁電感通常也較大。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)致變壓器性能嚴(yán)重劣

25、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)電路工作帶來的影響主要是負(fù)面的，給開關(guān)器件造成過電壓、形成較大的損耗，過大的漏感還會(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=11A4.輸出濾波電容的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，輸出電壓的峰峰值 Vopp200mV，考慮到功率開關(guān)管開關(guān)和輸出整流二極管開關(guān)時(shí)造成的電壓尖峰以及直流電壓殘

26、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。HVIfKULsTin772*100000*6*43684(max)466max1max1400010*4*5 . 0*3 . 011*10*10*77mmdkBILIAAccweFUkUUUfLUCTioOPPsfof8 . 726368121 10*50*)10*200(*10*77*8121 )2(83236maxmin2min本科生課程設(shè)計(jì)（論文）125.功率管的選擇額定電壓考慮到功率器件的開關(guān)速度和驅(qū)動(dòng)電路的簡(jiǎn)潔，本電源擬選用 MOSFET 作為功率開關(guān)管來構(gòu)成半橋電路。整流濾波后的最大電壓值為 368V，功率開關(guān)管的額定電壓一般要求高于直流電壓的兩倍，則功率開關(guān)管的額定電壓選為 800V。 額定電流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，這也是功率開關(guān)管中流過的最大電流?？紤]到 2 倍余量2*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*1