【正文】 鍵器件的選型 ......................................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 整流橋晶閘管選型 ..................................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 IV 輸入整流電容的選擇 ................................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 DCDC變換器開(kāi)關(guān)管的選擇 ...........................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 輸出整流二極管的選型 ..............................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 結(jié)論 ...................................................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 致謝 ..................................................................19 參考文獻(xiàn) ..............................................................20 1 緒 論 電力電子技術(shù)與裝置的市場(chǎng)需求與日俱增，其中電源是電力電子技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。隨著微電子制造技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、家用電 器得到飛速發(fā)展，這些設(shè)備內(nèi)部往往需要采用直流穩(wěn)壓電源供電。很多關(guān)鍵的設(shè)備還需要不間斷電源，以確保市電停電時(shí)設(shè)備仍能工作。 近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的電子元器件、新電磁材料、新變換技術(shù)、新控制理論及新的軟件不斷的出現(xiàn)并應(yīng)用到開(kāi)關(guān)電源，使開(kāi)關(guān)電源達(dá)到了頻率高、效率高、功率密度高、功率因數(shù)高、可靠性高。因此，許多領(lǐng)域，例如郵電通信、軍事裝備、交通設(shè)施、儀器儀表、工業(yè)設(shè)備、家用電器等都越來(lái)越多的應(yīng)用開(kāi)關(guān)電源，并取得了顯著效益。 隨著芯片集成度的不斷提高，電子設(shè)備內(nèi)功能部件的體積不斷減小，因而要求設(shè)備內(nèi) 部電源的體積和重量不斷減小。提高開(kāi)關(guān)頻率是減小開(kāi)關(guān)電源體積和重量的基本措施，因?yàn)樽儔浩骱碗姼须娙莸葹V波元件的體積和重量隨頻率的提高而減小。高頻化、小型化、模塊化和智能化是直流開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向。高頻化是小型化和模塊化的基礎(chǔ)，目前開(kāi)關(guān)頻率為數(shù)百 kHZ至數(shù) MHz的開(kāi)關(guān)電源已有使用。功率重量比或功率體積比是表征電源小型化的重要指標(biāo)， 50w/in 的開(kāi)關(guān)電源早已上市，目前己向 120W/in 發(fā)展。模塊化與小型化分不開(kāi)，同時(shí)模塊化可提高電源的可靠性，簡(jiǎn)化生產(chǎn)與使用。模塊電源的并聯(lián)串聯(lián)和級(jí)聯(lián)既便于用戶(hù)使用，也便于生產(chǎn)。智能 化是便于使用和維修的基礎(chǔ)，無(wú)人值守的電源機(jī)房、航空和航天器電源系統(tǒng)等都要求高度智能化，以實(shí)現(xiàn)正常、故障應(yīng)急和危急情況下對(duì)電源的自動(dòng)管理。 現(xiàn)代越來(lái)越復(fù)雜的電子設(shè)備對(duì)電源提出了各種各樣的負(fù)載需求。一個(gè)特定用途的電源裝置，應(yīng)當(dāng)具有符合負(fù)載要求的性能參數(shù)和外特性，這是基本的要求。安全可靠是必須加以保證的。高效率、高功率因數(shù)、低噪音是普遍關(guān)注的品質(zhì)。無(wú)電網(wǎng)污染、無(wú)電磁干擾、省電節(jié)能等綠色指標(biāo)是全球范圍的熱門(mén)話題，并有相關(guān)的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行約束。 電源技術(shù)發(fā)展到今，己融匯了電子、功率集成、自動(dòng)控制、材料、傳感、 算機(jī)、電磁兼容、熱工等諸多技術(shù)領(lǐng)域的精華，已從多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科成長(zhǎng)為獨(dú)樹(shù)一 2 幟的功率電子學(xué) [1]。 電源電壓的變換，要有一種基礎(chǔ)的技術(shù)，使得變換簡(jiǎn)單，成本低，體積重量小、容易控制輸出電壓、變換方式等，由此，產(chǎn)生了一種電源變換技術(shù)，叫做開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，最早開(kāi)始應(yīng)用也就是上世紀(jì) 90 年代初，這種技術(shù)的核心就是先將電壓能量統(tǒng)一變成直流，然后切成間隔脈沖，通過(guò)脈沖的占空比實(shí)現(xiàn)控制能量輸出多少，來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，由于這種方法去掉了變壓器，所以體積減小重量減輕，控制簡(jiǎn)單。 如今都提倡綠色化、環(huán)保節(jié)能，而開(kāi)關(guān)電源可以做 到相比其他電源更優(yōu)秀。 首先是顯著節(jié)電 , 這意味著發(fā)電容量的節(jié)約。發(fā)電造成環(huán)境污染的重 , 通過(guò)節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染。并且開(kāi)關(guān)電源能很好的防止高次諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，提高功率因素。直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。開(kāi)關(guān)電源一般多采用脈沖寬度調(diào)制（ PWM）控制方式。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，開(kāi)關(guān)電源逐步向高頻化方向發(fā)展。高頻化使開(kāi)關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此，研究、開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的開(kāi)關(guān)電源就變得十分必要，尤其在節(jié)約能源、節(jié)約資源 及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義 [2]。 直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源主電路的設(shè)計(jì)，主要包括：輸入濾波器：其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過(guò)濾，同時(shí)也阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級(jí)變換。逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開(kāi)關(guān)電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。 本文 設(shè)計(jì)的直流開(kāi)關(guān) 穩(wěn)壓 電源主要應(yīng)用于 儀器儀表的 開(kāi)關(guān)電源，確定 技術(shù)指標(biāo)如下 : (1) 電網(wǎng)輸入電壓：交流 220V； (2) 電網(wǎng)頻率： 50Hz； (3) 輸出電壓：直流 24V； (4) 輸出最大電流： 10A。 3 1 直流開(kāi)關(guān)電源主電路的設(shè)計(jì) 開(kāi)關(guān)電源的基本原理與組成特點(diǎn)分析 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理 開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種 , 實(shí)際應(yīng)用中 , 調(diào)寬式使用的較多 , 在目前開(kāi)發(fā)和使用的開(kāi)關(guān)電源集成電路中 , 絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。調(diào)寬式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理如圖 11所示。 圖 11 調(diào)寬式開(kāi)關(guān)電源的基本原理 對(duì)于單極性矩形脈沖來(lái)說(shuō)，其直流 平均電壓 U0 取決于矩形脈沖的寬度 , 脈沖越寬 ， 其直流平均電壓值就越。其中有 :U0=UmT1/T 式中， Um 為矩形脈沖的最大電壓值；T為矩形脈沖周期， T1為矩形脈沖寬度。由此可知 , 當(dāng) Um 與 T不變時(shí)，直流平均電壓 U0 將與脈沖寬度 T1 成正比。這樣，只要設(shè)法使脈沖寬度隨穩(wěn)壓電源輸出電壓的增高而變窄， 就可以達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的 [3]。 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源（簡(jiǎn)稱(chēng) 開(kāi) 關(guān) 電源 ）是利用現(xiàn)代 電力電子 技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。 開(kāi) 關(guān) 電源 一般多采用脈沖寬度調(diào)制（ PWM）控制方式。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，開(kāi)關(guān)電源逐步向高頻化方向發(fā)展。高頻化使開(kāi)關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此，研究、開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的開(kāi)關(guān)電源就變得十分必要，尤其在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源具有，效率高，輸出功率大，輸入電壓變化范圍寬，節(jié)約能耗等優(yōu)點(diǎn)， 而被廣泛使用在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中。開(kāi)關(guān)電源的工作原理就是通過(guò)改變開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)通時(shí)間和工作周期的比值即占空比來(lái)改變輸出電壓，通常有三種調(diào)制方式 : 脈沖寬度調(diào)制 (PWM)、脈沖頻率調(diào)制 (PFM)和混合調(diào)制。 PWM調(diào)制是指開(kāi)關(guān)周期恒定， 4 通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變占空比的方式，因?yàn)橹芷诤愣?，濾波電路的設(shè)計(jì)容易，是應(yīng)用最普遍的調(diào)制方式。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的主回路框圖如圖 12 所示，由隔離變壓器產(chǎn)生一個(gè) 24V 的交流，經(jīng)過(guò)整流濾波成一個(gè)直流，然后再進(jìn)行 DCDC 變換，有 PWM的驅(qū)動(dòng)電路，去控制開(kāi)關(guān)電源管的導(dǎo)通和截止，而產(chǎn)生出一個(gè)穩(wěn)定的電壓源，如圖12所示 [4]。 圖 12 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源 開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)與組成特點(diǎn)分析 開(kāi)關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu) 開(kāi)關(guān)電源作為一種高效、輕型、高性能的電源已廣泛用于家用電器、電子 計(jì)算機(jī)、變頻器等電子設(shè)備中。而在變頻器中的廣泛應(yīng)用更顯其本色。變頻器的控制回路、驅(qū)動(dòng)回路、保護(hù)回路、檢測(cè)電路等需要十余種相互隔離的電源。采用開(kāi)關(guān)電源后 ,可以使變頻器體積小、重量輕、功耗低、穩(wěn)壓范圍寬 ,大大地改善了裝置的控制可靠性及保護(hù)性能。 開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖可如圖 13所示。 圖 13 開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖 5 從圖中可以看出，這幾部分是相輔相成的統(tǒng)一整體。在電源的研制和開(kāi)發(fā)過(guò)程中必