【正文】 京：電子工業(yè)出版社， 2021. [6] 曲學(xué)基 .新編高頻開關(guān)電源 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [7] 童詩(shī)白，華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) .北京：高等教育出版社， 2021. [8] 阮新波 ， 嚴(yán)仰光 .全橋變換器的控制策略 .電力電子技術(shù) ,1998. [9] 阮新波，嚴(yán)仰光 .脈寬調(diào)制 DC/DC全橋變換器的軟開關(guān)技術(shù) .北京 :科學(xué)出版社 ,1999. [10] 何希才 .穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 .北京：中國(guó)電力出版社， 2021. [11] 楊旭 ， 裴云慶 ， 王兆安 .開關(guān) 電源技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [12] Power Supply Design ,Third Trans on Power Electronics， 1999. [13] Middlebrook R D. Transformer less DC to DC converter with large conversion Trans on Power Electronics,1998. [14] 許大宇 ， 對(duì)移相控制零電壓開關(guān) PWM全橋直流變換器的新型理論分析方法 .電 機(jī)與控制學(xué)報(bào) ， 2021. [15] 阮新波 ， 軟開關(guān) PWM DC/DC 全橋變換器的理論基礎(chǔ) . 電工技術(shù)學(xué)報(bào) ,1999. [16] 陳堅(jiān) .電力電子學(xué) .北京 :高等教育出版社， 2021. 。 其次，感謝所有幫助過(guò)我的老師們，他們的熱情以及在科研工作中的忘我精神和在教學(xué)過(guò)程中的嚴(yán)謹(jǐn)，給我留下了深刻的影響，使我受益非淺。首先，要感謝我的指導(dǎo)老師曹建平老師。此外另一個(gè)關(guān)鍵電路就是 PWM控制電路，所采用的是 MOSFET 開關(guān)管，控制電路的好壞直接關(guān)系到電源系統(tǒng)的整體性能。其各模塊主電路、控制電路、保護(hù)電路設(shè)計(jì)方法和思路比較多，通過(guò)比較各模塊各個(gè)實(shí)現(xiàn)方法優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)的要求，選擇了比較適合的電路。 輸出整流二極管的選型 因?yàn)?輸出二極管工作于高頻狀態(tài) ， 所以應(yīng)選用快恢復(fù)二極管。 DCDC 變換器開關(guān)管的選擇 本設(shè)計(jì) DCDC變換器晶閘管選用的是電力 MOSFET晶閘管 ， 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)得知加在 17 晶閘管上的最高電壓為 2220 V即： VU a x ??? 取 50%裕量 ： ?? 一些參數(shù)尚不知道的情況下，我們需要估算開關(guān)管的 電流，以便選擇開關(guān)管和計(jì)算輸出濾波電路。 本設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源為 24V最大為 10A的穩(wěn)壓電源根據(jù)開關(guān)電源的一般效率約為 80%取其值所以輸入功率約為 ： WP 3 0 ???? 所以最大輸入電流為 ： AI ??? 因此 ， 選用額定電流為大于 2A 是晶閘管。當(dāng)主電路電流增大， Ur1=R1is/n 隨之增大，當(dāng) Ur1 大于 UH 時(shí)，比較器 A 輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，并?RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，去封鎖 PWM 輸出，使主電路開關(guān)管關(guān)斷。調(diào)節(jié)器 RP可以改變過(guò)壓保 護(hù)的限值。 (4) 回路穩(wěn)定性好、負(fù)載響應(yīng)快 因?yàn)楸菊撐娜珮蜃儞Q器中的電感電流是連續(xù)的，控制峰值電流就相當(dāng)于控制平均電流，電流型控制可以看作是一個(gè)受輸出電壓控制的電流源， 而電流源的電流大小就反映了電源輸出電壓的 大小。只要給定或者限制考電流，就可以準(zhǔn)確地限制流過(guò)開關(guān)管和變壓器中的最大電流，從而在輸出過(guò)載或短路時(shí)保護(hù)了開關(guān)管和變壓器，也可以有效地克服因輸入電壓的浪涌產(chǎn)生很大的尖峰電流而損壞開關(guān)管的故障。歸納起來(lái)，電流控制模式的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)： (1) 對(duì)輸入電 壓的變化響應(yīng)快 這可直觀的從電路的工作原理中分析得出，電源輸入電壓的變化，必然會(huì)引起變壓器的初級(jí)電流上升斜率的變化，如電壓升高，則電流增長(zhǎng)變快，反之則變慢。大家知道，開關(guān)電源的電流都要經(jīng)過(guò)電感的，對(duì)于電壓信號(hào)有 90 度的相位延遲，而對(duì)于整個(gè)電源穩(wěn)壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，實(shí)際上需要不斷調(diào)節(jié)的是輸入電流，以適應(yīng)輸入電壓和負(fù)載的變化而保持輸出電壓恒定的要求。當(dāng) Ur 幅度達(dá)到 Ue 電平時(shí)， PWM 比較器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，鎖存器復(fù)位，驅(qū)動(dòng)撤除，開關(guān)管關(guān)斷，電 13 路逐個(gè)地檢測(cè)和調(diào)節(jié)電感電流脈沖，由此控制電源的輸出電壓。它工作的基本原理是：當(dāng)恒頻時(shí)鐘脈沖置位鎖存器時(shí)，輸出電壓 U0 與參考電壓 Uref 經(jīng)誤差放大器 EA 放大后得到了一個(gè)誤差電壓信號(hào) Ue ， Ue再與振蕩電路產(chǎn)生的固定鋸齒波電壓經(jīng) PWM 比較器 COM 比較，由鎖存器輸出占空比隨誤差電壓信號(hào) Ue 變化的具有一定占空比的一系列脈沖 [13]。 PWM 集成控制器的工作原理 PWM集成控制器通常分為電壓控制模式和電流控制模式 ， 電流控制模式因?yàn)閯?dòng)態(tài)響應(yīng)快，補(bǔ)償及保護(hù)電路簡(jiǎn)單，增益帶寬大，易于均流及可防止偏磁等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用電流控制模式又分為峰值電流模式和平均電流模式，本論文采用 UC1825A集成芯片 峰值電流控制模式。 Q1, Q3 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別領(lǐng)先于 Q4, Q2，可以定義 Q1, Q3 組成的橋臂為超前橋臂， Q2, Q4 組成的橋臂為滯后橋臂。 Q1和 Q3 分別在 Q4 和 Q2之前關(guān)斷。由高頻變壓器的漏感與開關(guān)管結(jié)電容在開關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生高頻振蕩所引起的電壓尖峰，當(dāng)其超過(guò)輸入電壓時(shí)，鉗位二極管 Dl～ D4 將導(dǎo)通，使開關(guān)管兩端的電壓被限制在輸入電壓上。下面簡(jiǎn)要說(shuō)明幾種控制方式的區(qū)別 [15]。 圖 16 全橋變換器電路結(jié)構(gòu) 基本工作原理為：直流電壓 Vin 經(jīng)過(guò) Q D1～ Q D4 組成的全橋開關(guān)變換器，在高頻變壓器初級(jí)得到高頻交流方波電壓，經(jīng)變壓器降壓，再全波整流變換成直流方波，最后通過(guò)電感 L、電容 C 組成的濾波器，在 R上得到平直的直流電壓。 a) C 型濾波電路 b) 倒 L型濾波電路 c) π型濾波電路 圖 15 濾波電路的基本形式 根據(jù)以上的分析選用方案二。 方案二：采用電容濾波電路。 方案 一 ：采用電感濾波電路。常見(jiàn)的整流電路主要有全波整流電路、橋式整流電路、倍壓整流電 路。選取輔助電源電路形式時(shí)，只要該電源能滿足控制電路的要求即可。過(guò)流保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)是為了保護(hù)負(fù)載和電源兩者而設(shè)置的，而欠壓保護(hù)和溫度保護(hù)是為了電源本身而設(shè)置的。輸出電壓在合閘時(shí)容易出現(xiàn)過(guò)沖，這種過(guò)沖，合閘時(shí)可能發(fā)生，在關(guān)閉電源時(shí)也可能產(chǎn)生，只要達(dá)到足夠的幅度將會(huì)給負(fù)載造成損害，而且，反復(fù)的大電流沖擊對(duì)電容器本身也不利，同時(shí)還會(huì)引起干擾 ，因此，開關(guān)電源必須具備輸出電源軟啟動(dòng)的功能。 控制電路輸出的 PWM信號(hào)，電平幅值和功率能力均不足以驅(qū)動(dòng)大功率開關(guān)元件，因此選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路是必須的。脈沖產(chǎn)生電路是控制電路的核心。 控制電路 控制電路是開關(guān)電源系統(tǒng)的另一重要部分。利用諧振電感和諧振電容的諧振作用，使開關(guān)器件在正弦波的零電壓或零電流處開通或關(guān)斷。極間電容電壓轉(zhuǎn)換時(shí)的 du/dt 會(huì)藕合到輸入端，產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，影響電源本身和電網(wǎng)中其他電器設(shè)備的運(yùn)行。因此，常常加入緩沖電路，它可以限制開通時(shí)的 du/dt 和關(guān)斷時(shí)的 di/dt，使功率器件安全正 常運(yùn)行。但是需要的功率元件較多，在開關(guān)導(dǎo)通的回路上，至少有兩個(gè)管的壓降，因此功率損耗也較大。一般控 制電路應(yīng)具有以下功能 :控制脈沖產(chǎn)生電路、驅(qū)動(dòng)電路、電壓反饋控制電路、各種保護(hù)電路、輔助電源電路。輸入整流濾波回路將交流電通過(guò)整流模塊變換成含有脈動(dòng)成分的直流電，然后通過(guò)輸入濾波電容使得脈動(dòng)直流電變?yōu)檩^平滑的直流電。 圖 13 開關(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。而在變頻器中的廣泛應(yīng)用更顯其本色。開關(guān)電源的工作原理就是通過(guò)改變開關(guān)器件的開通時(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。 開 關(guān) 電源 一般多采用脈沖寬度調(diào)制（ PWM）控制方式。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。 本文 設(shè)計(jì)的直流開關(guān) 穩(wěn)壓 電源主要應(yīng)