【正文】 我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。另外，它的軟啟動電路也非常容易設(shè)計，只需在管腳8接一個軟啟動電容即可。4）核算最大輸入交流電壓時的最大磁密利用計算出來的變壓器初級匝數(shù)，核算變壓器在最大輸入交流電壓時的，看磁芯是否飽和。對半橋變換器，當(dāng)脈沖波形近似為方波時，可按式（21）來確定磁芯的大小。這種DCDC變換器中的開關(guān)都在某一固定的頻率下工作，這種保持開關(guān)頻率恒定但改變接通時間長短（即脈沖的寬度），使負(fù)載變化時，負(fù)載上電壓變化不大的方法，稱脈寬調(diào)制法（Pulse Width Modulation）。T101為初級電流檢測用的電流互感器，作為電流控制時的電流采樣用。所用開關(guān)器件為功率MOSFET管，開關(guān)工作頻率50KHZ。 SG3525A引腳圖IN—誤差放大器反相輸入；IN+—誤差放大器同相輸入；SYNC—同步；Ct—定時電容Rt—定時電阻；DIS—放電；SS—軟啟動；COMP—頻率補償；SD—關(guān)斷控制OUT1—輸出1；GND—地；Ve—集電極電壓；OUT2—輸出2；Ui—輸入電壓Uref—基準(zhǔn)電壓SG3525A內(nèi)部增加了欠壓鎖定器和軟啟動電路，采用關(guān)斷控制電路對逐個脈沖電流和直流輸出電流進(jìn)行限流控制，內(nèi)設(shè)高精度電壓源。外環(huán)PI調(diào)節(jié)器的輸出為直流電流信號,分別乘以和a、b、c三相相電壓同相位的正弦信號，就得到三相交流電流的正弦指令信號、和。當(dāng)Ls和Rs的運算值和實際值有誤差時，必然會影響到控制效果。當(dāng)負(fù)載電流減小時，調(diào)節(jié)過程和上述過程相反。（1）間接電流控制間接電流控制也稱為相位和幅值控制。在圖d的情況下，通過對幅值和相位的控制，可以使比超前或滯后任一角度φ。圖a中，滯后的相角為δ，和完全同相位，電路工作在整流狀態(tài)，且功率因數(shù)為1。以單相全橋電路為例說明PWM整流電路的工作原理。如前所述，PWM控制技術(shù)首先是在直流斬波電路和逆變電路中發(fā)展起來的。把指令電流、和和逆變電路實際輸出的電流、和進(jìn)行比較，求出偏差電流，通過放大器放大后，再去和三角波進(jìn)行比較，產(chǎn)生PWM波形。跟蹤控制法中有滯環(huán)比較方式和三角波比較方式。從以上分析中可以看出，SPWM波形中所含的諧波主要是角頻率為、及其附近的諧波。以異步調(diào)制為例來分析，采用異步調(diào)制時，不同信號波周期的PWM波形是不相同的，因此無法直接以信號波周期為基準(zhǔn)進(jìn)行傅里葉分析。為了克服上述的缺點，可以采用分段同步調(diào)制的方法。（2）同步調(diào)制載波比N 等于常數(shù)，并在變頻時使載波和信號波保持同步的方式稱為同步調(diào)制。（1）異步調(diào)制載波信號和調(diào)制信號不保持同步的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制。電路的波形如圖115所示。在調(diào)制信號和載波信號的交點時刻控制各開關(guān)器件的通斷。在電壓型逆變電路的PWM控制中，運用調(diào)制法，即把希望輸出的波形作為調(diào)制信號，把接受調(diào)制的信號作為載波，通過信號波的調(diào)制得到所期望的PWM波形。（4）IGBT處于導(dǎo)通時，的大小能反映過流情況。（IGBT）IGBT是功率MOSFET和雙極型功率晶體管組合在一起的復(fù)合功率器件。最后，當(dāng)電壓增加到一定程度后，電荷增加再次變慢，此時管子已經(jīng)導(dǎo)通。（4）跨導(dǎo)：MOSFET 的增益特性稱為跨導(dǎo)。（2） 輸出特性（漏極特性）輸出特性反應(yīng)了漏極電流隨VDS 變化的規(guī)律。驅(qū)動功率小，速度高，安全工作區(qū)寬。但通常指后者中的MOS 管，即MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）。開關(guān)器件一般有三個端子，其中兩個來連接在主電路中，而第三端被稱為控制端或者控制極。(4) 電路中的開關(guān)器件有信息電路電件的驅(qū)動電路。當(dāng)輸入220交流電壓時，通過電壓檢測電路可使雙向晶閘管截止，這是電容CC2相串聯(lián)，整流電路為普通的整流工作方式，整流輸出電壓為U0為300V左右的直流電壓。(2) 為擴(kuò)大設(shè)備儀器的使用范圍，要求電源電路能適應(yīng)110V和220V交流供電的需要。電源電路的遙控待機(jī)功能是通過對主開關(guān)電源的控制實現(xiàn)的，主開關(guān)電源一旦停止工作，則相應(yīng)的功率放大級也將停止工作，于是主負(fù)載失去直流供電。 和半橋開關(guān)電源相比，由于家在全橋變壓器初級線圈上的電壓、電流比半橋開關(guān)電源的各大一倍，因此在相同的電源供電電壓Ui下，全橋開關(guān)電源的輸出功率是半橋電源開關(guān)的4倍。但是由于每個開關(guān)管中流過的電壓只有輸出電源電壓的的一半，因此要輸出同樣的功率，每個功率開關(guān)管中流過的電流就要增大一倍。當(dāng)要求電源開關(guān)輸出功率更大，如在200W~400W范圍內(nèi)時，可采用半橋開關(guān)電源，他在一些較大負(fù)載的電路中被普遍采用。使用中應(yīng)注意，在并聯(lián)開關(guān)電源中，對功率開關(guān)管VT的耐壓要求較高，一般高于2~3倍電源供電電壓。因此在目前的電子裝置和視聽設(shè)備的電源電路中以較少采用長聯(lián)開關(guān)電源，而更多是采用并聯(lián)開關(guān)電源。第二章 開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及比較 開關(guān)電源典型結(jié)構(gòu) 串聯(lián)電源典型結(jié)構(gòu)。(4)輸出紋波電壓：由于開關(guān)電源的穩(wěn)壓過程是一個不斷反饋調(diào)節(jié)的過程，因此在輸出的的直流電壓U0會出現(xiàn)一個疊加的波動的紋波電壓，即輸出紋波電壓。 開關(guān)電源的主要技術(shù)指標(biāo)開關(guān)電源主要有以下技術(shù)指標(biāo)：(1)輸入電壓變化范圍：當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸入電壓發(fā)生變化時，使輸出電壓保持不變的輸出電壓的變化范圍。圖13為直接輸出取樣電路在開關(guān)電源中的應(yīng)用實例。設(shè)計者可以發(fā)揮各種類型電路的特長，設(shè)計出能滿足各種不同應(yīng)用場合的開關(guān)電源。這樣開關(guān)電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點，而且實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多較靈活，設(shè)計人員可以根據(jù)實際應(yīng)用的需要和要求，靈活選用各種形式的穩(wěn)壓方法。（2）體積小、重量輕。其中DC/DC變換器用以進(jìn)行功率變換，它是開關(guān)電源的核心部分；驅(qū)動器是開關(guān)信號的放大部分，對來自信號源的開關(guān)信號進(jìn)行放大和整形，以適應(yīng)開關(guān)管的驅(qū)動要求；信號源產(chǎn)生控制信號，該信號由它激或自激電路產(chǎn)生，可以是PWM信號、PFM信號或其它信號；比較放大器對給定信號和輸出反饋信號進(jìn)行比較運算，控制開關(guān)信號的幅值、頻率、波形等，通過驅(qū)動器控制開關(guān)器件的占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。它克服了推挽式電路的缺點，所使用的功率晶體管耐壓要求低，半橋式變換器在高頻開關(guān)電源設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計從兩個部分進(jìn)行，第一部分介紹了開關(guān)電源基礎(chǔ)知識和理論，第二部分具體介紹開關(guān)電源的設(shè)計步驟和具體電路及元件的設(shè)計計算。為了適應(yīng)市場需求，全球各開關(guān)電源制造廠商不斷推出各種性價比很高的產(chǎn)品或模塊。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。圍繞高頻變壓器、PWM控制及驅(qū)動電路等模塊，設(shè)計了一臺功率為150W、輸出電壓為+15V的半橋式開關(guān)穩(wěn)壓電源，并給出了具體設(shè)計步驟。本設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)進(jìn)行了方案設(shè)計，設(shè)計了相應(yīng)的硬件電路，研制了150W(15V、10A)板橋開關(guān)電源。本設(shè)計中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525A、光電耦合芯片PG817和半橋驅(qū)動芯片IR2110。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。其中，在半橋式變換器電路中，變壓器初級在整個周期中都有電流流過，磁芯利用更加充分。 隨著開關(guān)電源在計算機(jī)、通信、家用電器等方面的廣泛應(yīng)用，人們對其需求量增長和效率、體積、重量及可靠性等方面要求更高。不變，只改變來實現(xiàn)占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式叫做脈沖寬度調(diào)節(jié)（PWM）。在一些技術(shù)先進(jìn)的國家，可以做到幾百或者上千kHz。開關(guān)電源的輸出電壓是通過激勵信號的占空比來調(diào)節(jié)的，輸入電壓的波動變化，可以通過改變占空比的方式來進(jìn)行補償，這樣在輸入電壓變化或波動較大時，它仍能保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。濾波電容容量減小以后，整個電源的體積和重量也相應(yīng)地有所減小。2) 它激式開關(guān)電源它激式開關(guān)電源必須有一個震蕩器，用以產(chǎn)生開關(guān)脈沖來控制開關(guān)管，使開關(guān)電源工作，輸出直流電壓。由于取樣繞組與此取樣繞組采用了緊耦合結(jié)構(gòu)，因此濾波電容C815兩端電壓的高低，就間接反映了開關(guān)電源輸出電壓的高低，所以這種取樣方式稱為間接輸出取樣方式。這個比值越小，表示電源輸出電壓隨負(fù)載的變化越小，穩(wěn)壓性越好。反饋調(diào)節(jié)回路增益越高，基準(zhǔn)電壓Ue越穩(wěn)定，輸出電壓U0的穩(wěn)定性越好。輸入交流電壓或負(fù)載電流的變化，會引起輸入直流電壓的變化，通過輸出取樣電路后將得到的取樣電壓與基準(zhǔn)電壓比較，其誤差值通過誤差放大器放大后控制脈沖調(diào)寬電路的脈沖占空比D，達(dá)到穩(wěn)定輸出直流電壓U0的目的。由于采用變壓器耦合，因此變壓器的初、次級側(cè)以相互隔離，從而使初級側(cè)電路與次級側(cè) 變壓器耦合并聯(lián)開關(guān)電源原理圖電路的分開，做到次級側(cè)路的不帶電，使用安全。 反激開關(guān)電源結(jié)構(gòu)反激開關(guān)電源結(jié)構(gòu)電路如圖110所示，當(dāng)功率開關(guān)管VT導(dǎo)通時，輸入側(cè)的電能以磁能的形式儲存在變壓器的初級線圈N1中，由于同名端關(guān)系，次級側(cè)二極管V1不導(dǎo)通，負(fù)載沒有電流流過。同樣，電容CC2上的電壓也分別為Ui/2。 全橋開關(guān)電源結(jié)構(gòu) 源電路及波形如圖112所示。(1) 主開關(guān)電源主開關(guān)電源的輸出功率較副電源、輔助電路的輸出功率要大。由于輔助電路是將行輸出及經(jīng)直流—交流—直流做兩次變換，所以又稱為二次電源。 倍壓/橋式整流自動切換 為了保證負(fù)載能在較寬的交流輸入電壓范圍內(nèi)正常工作，如90~245V，有些電源加了一個倍壓/橋式整流自動切換電路，使他在110V交流電壓下工作在倍壓整流方式，而在220V交流輸入電壓下工作在橋式整流方式，從而使負(fù)載在110V和220V兩種交流供電情況下都能正常工作。第三章 開關(guān)電源的控制及PWM技術(shù) 開關(guān)器件開關(guān)器件的特性及驅(qū)動是開關(guān)電源電路中關(guān)鍵的問題對開關(guān)器件的認(rèn)識和了解是電源設(shè)計和使用的基本知識?？刂齐娐废到y(tǒng)的工作要求形成控制信號，通過驅(qū)動電路去控制住電路中開關(guān)器件的通或斷來完成整個系統(tǒng)的功能。(3) 不可控器件不能用控制信號來控制其通斷，因此也就不需要驅(qū)動電路。達(dá)到飽和前，VGS 正偏越大，IDS越大。無載流子注入，速度取決于器件的電容充放電時間，與工作溫度關(guān)系不大，故熱穩(wěn)定性好。（3）通態(tài)電阻Ron：通態(tài)電阻是器件的一個重要參數(shù)，決定了電路輸出電壓幅度和損耗。偏置電壓高時，電容效應(yīng)也加大，因此對高壓電子系統(tǒng)會有一定影響。最大漏極功耗PDM：它由管子允許的溫升決定。（2）在IGBT中，MOSFET的開關(guān)速度非?？欤訧GBT的開關(guān)速度取決于等效晶體管的開關(guān)速度。逆變電路時PWM控制技術(shù)最為重要的應(yīng)用場合。采用雙極性方式時，在調(diào)制信號的半個周期內(nèi)，三角波載波不再是單極性的，而是有正有負(fù)，所得的PWM波也是有正有負(fù)。V1 和V4的驅(qū)動信號始終是互補的。 三相橋式PWM型逆變電路 三相橋式PWM逆變電路波形PWM調(diào)制方式可分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。這就使得輸出PWM 波和正弦波的差異變大。過低時由調(diào)制帶來的諧波不易濾除。PWM逆變電路的諧波分析：PWM逆變電路可以使輸出電壓、電流接近正弦波，但由于使用載波對正弦信號波調(diào)制，也產(chǎn)生了和載波有關(guān)的諧波分量。在其輸出線電壓中，所包含的諧波角頻率為， （16）式中，時，時，PWM波中不含有低次諧波。 PWM 跟蹤控制技術(shù)前面重點介紹了PWM波形生成方法，調(diào)制法，還有第三種方法，即跟蹤控制方法。和電流跟蹤控制相比，只是把指令信號和反饋信號從電流變?yōu)殡妷骸? PWM整流電路及其控制方法目前在各個領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的整流電路幾乎都是晶閘管相控整流電路或二極管整流電路。這種整流電路也可以成為單位功率因數(shù)變流器，或高功率因數(shù)整流器。改變uAbf的幅值和相位，就可以使is和us同相位、反相位，is比us超前90176。這一特點對于需要再生制動運行的交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是很重要的。和單相電路相同，該電路也可以工作在圖117的逆變運行狀態(tài)及圖c或d的狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)時，=，PI調(diào)節(jié)器輸入為零，PI調(diào)節(jié)器的輸出id和整流器負(fù)載電流大小相對應(yīng)，也和整流器交流輸入電流的幅值相對應(yīng)。上面的乘法器是id分別乘以和a、b、c三相相電壓同相位的正弦信號，再乘以電阻R，就可得到各相電流在Rs上的壓降uRa、 uRb、 uRc；下面的乘法器是id分別乘以比a、b、c三相相電壓相位超前π/2的余弦信號，再乘以電感L的感抗，就可得到各相電流在電感Ls上的壓降uLa、uLb和uLc。SG3525A是SG3524的改進(jìn)型，是電壓型PWM集成控制器，外接元件少、性能好，開關(guān)頻率可達(dá)200kHz以上，適宜驅(qū)動N溝道MOSFET。本設(shè)計主要介紹基于PWM技術(shù)設(shè)計的半橋式開關(guān)穩(wěn)壓電源。開關(guān)S１，S２交替導(dǎo)通就在變壓器的次級形成幅值的交流方波電壓。這就使DCDC的基本手段。開關(guān)頻率越高，變壓器磁芯就會就會選得越小，輸出濾波電感和電容體積也會減小，但開關(guān)損耗增加，效率下降，散熱器體積增大。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V。 mm的漆包線，絞結(jié)成4根并繞。 PWM型半橋式開關(guān)電源總體電路圖 PWM型半橋式開關(guān)電源總體電路圖 致 謝本次論文是在我的導(dǎo)師閆群民老師的親切