【正文】 1 開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 2 目錄 第 1節(jié) 引言 ........................................................... 3 概述 ........................................................... 3 設(shè)計(jì)指標(biāo)要求： .................................................. 4 第 2節(jié) 系統(tǒng)分析 ....................................................... 4 系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理描述 ................................... 4 交流開關(guān)式穩(wěn)壓電源電路組成結(jié)構(gòu) ............................ 4 交流開關(guān)式穩(wěn)壓電源工作原理描述 ............................ 4 電路設(shè)計(jì)分析 .................................................... 5 脈沖寬度調(diào)制（ PWM）電路 ................................... 5 高速電子開關(guān)電路 ......................................... 11 電壓和電流取樣電路 ....................................... 13 微處理器部分 ............................................. 14 隔離與驅(qū)動電路的設(shè)計(jì) .................................... 16 整流和濾波電路 ........................................... 17 系統(tǒng)供電電路 ............................................. 17 第 3節(jié) 制作與調(diào)試 .................................................... 18 微處理器的調(diào)試 ................................................ 18 AD 轉(zhuǎn)換器的調(diào)試 ................................................ 18 DA 轉(zhuǎn) 換器的調(diào)試 ................................................ 19 LCD 顯示器的調(diào)試 ............................................... 19 鍵盤的調(diào)試 .................................................... 19 主整流和濾波電路的調(diào)試 ........................................ 19 三角波的調(diào)試 .................................................. 19 正弦波調(diào)試 .................................................... 19 觀測 PWM波形 .................................................. 20 觀測已經(jīng)解調(diào)后的正弦波波形 ................................... 20 連程序總調(diào) ................................................... 20 第 4節(jié) 性能指標(biāo)測試 .................................................. 20 結(jié)論 .................................................................. 21 致謝 .................................................................. 21 參考文獻(xiàn) .............................................................. 21 3 第 1 節(jié) 引言 在國際上，自美國在 20世紀(jì) 50年代相繼出現(xiàn)單端式和推挽式開關(guān)電源之后，在 60 年代就提出 了要逐步取消工頻整流式電源的要求。 70年代， SG 公司首先制造出了單片集成脈寬調(diào)制（ PWM）控制芯片，使開關(guān)電源更加小型化，可靠性也得到了進(jìn)一步的提高。 80 年代初英國較早地研制了 48V 成套高頻開關(guān)式通信電源系統(tǒng)，從那時(shí)到現(xiàn)在的十幾年中，美國、德國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、瑞典、日本、法國、西班牙、挪威等國家，都先后研制出了高頻開關(guān)式通信基礎(chǔ)電源系統(tǒng)，并得到了推廣應(yīng)用。 盡管通信基礎(chǔ)電源系統(tǒng)的容量比較大，但還是緊跟開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步。各種開關(guān)電源的發(fā)展方向基本上都是采用更先進(jìn)的新器件、新技術(shù)、新材 料、新工藝逐步減少開關(guān)電源的體積和重量，改善電氣性能指標(biāo)，提高工作可靠性，降低對電網(wǎng)的污染，消除對其他設(shè)備的干擾，增強(qiáng)智能化程度等等。 概述 目前空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、雷達(dá)及家電中的電源逐漸被開關(guān)電源取代?，F(xiàn)在一般應(yīng)用的串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源，是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源。這種傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)壓器，調(diào)整管總是工作在放大區(qū)，流過的電流是連續(xù)的，這種穩(wěn)壓器的缺點(diǎn)是承受過載和短路的能力差、效率低，一般只有 35~60%。由于調(diào)整管上損耗較大的功率，所以需要采用大功率調(diào)整管并裝有體積很大的散熱器。而開關(guān)電源的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，功率損耗小，效率可達(dá) 70~95%，穩(wěn)壓器體積小、重量輕，調(diào)整管功率損耗較小，散熱器也隨之減小。此外，開關(guān)頻率工作在幾十 kHz，濾波電感、電容可用較小數(shù)值的元件，允許的環(huán)境溫度可可以大大提高。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的宗旨就是如何將比較容易實(shí)現(xiàn)的開關(guān)式電源方案引用到交流電源穩(wěn)定的場合 本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文闡述一種利用脈沖寬度調(diào)制（ PWM）技術(shù)配合高速電子開關(guān)、高頻電子變壓器和 LC 濾波器實(shí)現(xiàn)交流開關(guān)式穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn)思路并組裝出樣機(jī)予以測試。與傳統(tǒng)的可控硅調(diào)角式交流穩(wěn)壓電源相比，具有效率高、體積小、非線性失真度低、輸出電 壓和電流穩(wěn)定等特點(diǎn)。 本文先從交流開關(guān)穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn)機(jī)理逐步展開，涉及到可控正弦波產(chǎn)生器、三角波發(fā)生器、比較器、脈沖寬度調(diào)制（ PWM）器、高速電子開關(guān)、高頻電壓變換器以及微處理器及其周邊元部件等，都給與較為詳盡的闡述。接著對組裝、調(diào)試、檢測等也有相應(yīng)的介紹，最后給出了按設(shè)計(jì)要求所測試的結(jié)論。 4 ： （ 1）輸入電壓 80V－ 260V （ 2）輸入頻率 50Hz177。 （ 3）輸出電壓 5V （ 4）輸出電流 10A （ 5）輸出頻率 跟蹤輸入頻率 （ 6）電源效率 ≥ 75% （ 7）諧波失真 ≤ 1% 第 2 節(jié) 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理描述 交流開關(guān)式穩(wěn)壓電源電路組成結(jié)構(gòu) 交流開關(guān)式穩(wěn)壓電源由市電直接整流濾波產(chǎn)生直流電壓為 倍的輸入交流電壓（典型值為 220V =311V 直流電壓）、電壓互感器直接從市電感應(yīng)出標(biāo)準(zhǔn)正弦波與三角波產(chǎn)生電路配合高速比較器組成脈沖寬度調(diào)制器（ PWM）、經(jīng)由反向器、高速電子開關(guān)、高頻輸出變壓器、 LC 濾波器和多級 LC 濾波器、電壓和電流取樣電路、系統(tǒng)供電電路以及智能微處理器芯片及周邊部件（鍵盤、顯示、 A/D