【正文】 80V－ 260V （ 2）輸入頻率 50Hz177。 本畢業(yè)設(shè)計的宗旨就是如何將比較容易實現(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 濾波器實現(xiàn)交流開關(guān)式穩(wěn)壓電源的實現(xiàn)思路并組裝出樣機(jī)予以測試。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)壓器的缺點是承受過載和短路的能力差、效率低，一般只有 35~60%。 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。 1 開關(guān)式交流穩(wěn)壓電源設(shè)計 2 目錄 第 1節(jié) 引言 ........................................................... 3 概述 ........................................................... 3 設(shè)計指標(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 .................................... 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。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。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。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。 （ 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 和 D/A 等）組成，如圖 1 所示。高頻開關(guān)變壓器的初、次級還起到對市電隔離的作用，高頻開關(guān)變壓器的次級獲得交變的、拐角圓滑的矩形波電壓經(jīng)過多級長時間常數(shù)的 LC 濾波電路 ，將 150KHz 高頻信號濾除，還原出 50Hz 正弦波的調(diào)制信號送到負(fù)載用于對負(fù)載供電。脈沖寬度調(diào)制信號就是由 PWM 比較器產(chǎn)生。 圖 2是電壓型 PWM比較器工作波形，輸入三角波接在比較器的反向輸入端，誤差放大器的輸出信號送至比較器同相輸入端，經(jīng)放大后輸出 PWM 信號。 ③ 正弦波發(fā)生電路的分析方法： Ⅰ 分析電路的組成是否滿足正弦波發(fā)生電路的組成要求。 考慮到設(shè)計指標(biāo)的要求，即輸出頻率跟蹤輸入市電的頻率，由于采用電壓互感器將市電信號引出，可獲得較準(zhǔn)確的和低失真的輸出頻率信號。 圖 3 可控正弦波產(chǎn)生電路 市電 220V 的交流電經(jīng)過電壓互感器原邊傳送到副邊，該副邊信號與外接直流電源 E 疊加，提供給光電耦合器與分壓電阻一起分壓，光電耦合器的等效阻抗由來自 D/A 轉(zhuǎn)換器的信號強(qiáng)度決定，經(jīng)過分壓后由電容器隔離直流分量，僅保留交流分量送運算放大器進(jìn)行若干倍的放大（這里選