【正文】 B、 C：表示 模擬通道選擇線。 Nc8VDD9H IN10SD11L IN12V s s13Nc14Ho7Vb6Vs5Nc4V c c3C O M2Lo1IR 2 1 1 0CCVDDV C CRRV 圖 IR2110 原理圖 由于驅(qū)動電路與主電路共地，且對于控制電路來說主電路是強電，會影響控制系統(tǒng)的性能，為了防止強電對控制系統(tǒng)的干擾，因此必須在驅(qū)動中設置隔離電路。然而，在高頻的交替導通和關斷時就需要一個動態(tài)的驅(qū)動功率，而單片機的輸出端無法滿足此要求 [10]。 表 按集膚效應選擇導線直徑 (kHz)sf 10 20 50 100 200 (mm)d 輸出級的設計 輸出濾波電感的設計 （ 1）電感值的確定 正激式開關電源中的輸出濾波電感的作用是減小負載電流波動，本設計中正激式轉(zhuǎn)換器工作在電流連續(xù)模 式下，電感電流可以近似為三角波，其平均值為 LfI ，最大值為Lfmi ，最小值為 Lfni ， Lfi? = Lfmi Lfni 。在確定 CWAA? 的值時需要確定 wK 、 fK 、 jK 的值。本設計根據(jù)電源的工作頻率選擇鎳鋅鐵氧體材質(zhì)的鐵心，允許溫升為 50攝氏度，各磁心的結構參數(shù)如表 ，其次，在選擇磁心時也要考慮磁通密度Bm 。 （ 3）把次級繞組繞在初級繞組的中間，或把次級繞組繞在初級繞組的外部，使得初次級繞組緊密耦合。 變壓器的設計 變壓器是一種利用互 感耦合的電感器件，它由磁 心 和繞組組成，磁 心 起導磁作用，磁心的較高的導磁率提高了變壓器的電性能，變壓器的初級繞組接輸入端的，初級繞組起到激磁和從輸入端獲取電能的作用，并通過它將輸入的電能轉(zhuǎn)換為磁場能的形態(tài)。 CI =12= 為了提高可靠性及考慮到在調(diào)整電感量大小時電流有可能失控，因此在實際選定管子電流容 量時應當留有一定的裕量。漏極 d 相當于集電極 c，源極 s 相當于發(fā)射極 e，柵極 g 相當于基極 b。結合各項參數(shù)，本設計最終選用 DOREXS湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 11 公司的 DAA110A 的單相交流電源濾波器。 對于功率開關管， PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器常用的開關管包括：功率場效應管 MOSFET、絕緣柵雙極晶體管 IGBT。 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 10 第三章 系統(tǒng)設計 本文關于電壓可調(diào)開關電源的設計主要包括：主電路的選擇、變壓器的設計、輸出整流濾波器的設計、功率開關管的選擇、驅(qū)動電路的設計、控制器的選擇、以及輸出反饋的設計等。 錯誤 !未指定書簽。在這里采取的是在輸入端接復位繞組的方法。 方案的確定 各方案的分析比較如 下 表 所示，結合本論文設計的參數(shù)要求最終選用方案一，即選用正激式為主電路的拓撲結構，用單片機通過軟件算法的方式產(chǎn)生設定頻率的PWM 波形，通過脈寬調(diào)制技術對占空比進行調(diào)節(jié)以達到輸出電壓在設定范圍內(nèi)可調(diào)的目的。 D1D3D2D4TV1V3 V4V2RUiGNDIs 圖 全橋轉(zhuǎn)換器主電路圖 圖 全橋式 整流濾波 全橋轉(zhuǎn) 換器 輸出濾 波 隔離驅(qū)動 電路 單片機控制 隔離反饋 ACC DC 整流濾波 半橋轉(zhuǎn)換 器 輸出濾 波 隔離驅(qū)動電路 單片機控制 隔離反饋 ACC DC 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 7 圖 是全橋式轉(zhuǎn)換器主電路模型，開關管 V1～ V4 采用 PWM 控制方式。 方案一： 圖 正激式 本方案采用單管正激式轉(zhuǎn)換器作為主電路，用單片機軟件算法的方式實現(xiàn) PWM 波形的控制以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，其系統(tǒng) 方框圖如圖 所示。文獻 [4]介紹了高頻開關電源的 EMC 設計，包括輸入濾波器的 EMC 設計、高頻逆變電路的 EMC 設計、輸出整流電路的 EMC 設計和輸出直流濾波電路的 EMC 設計，為抑制高頻開關電源的電磁干擾提供了解決方案。 低壓大電流 DC/DC 變換技術的發(fā)展動態(tài) 低壓大電流高功率 DC/DC 變換技術，已從前些年的 降至現(xiàn)在的 左右，電流目前已可達到幾十安到幾百安等，同時電源的輸出指標，如紋波、精度、效率、欠沖、等技術指標也得到進一步的提高 [3] 。因此，如何抑制諧波，提高功率因素已經(jīng)成為當今國內(nèi)外電源界研究的重要課題。軟開關技術是在不斷認識與提高中得到發(fā)展的，在以高頻的促使下，以諧振技術和 PWM 技術為基礎的發(fā)展條件下提出來的，是使常規(guī) PWM 技術與諧振技術相結合，并吸收兩者的優(yōu)點，由此產(chǎn)生了軟開關 PWM 技術，目前此類技術已經(jīng)在國內(nèi)外多種 PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器中得到廣泛 應用。電壓達 300V 的 SiC 肖特基二極管的反向漏電壓小于 ，而反向恢復時間也幾乎降低到了零。四管的則是全橋式（ FullBridge Converter） DC/DC 轉(zhuǎn)換器。 隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器也可以按有源功率器件的轉(zhuǎn)換器個數(shù)來分類。 十九世紀六十年代年， NEC 發(fā)表了兩篇具有指導性的文章：一篇為 “用高頻技術使AC 變 DC 電源小型化 ”，另一篇為 “脈沖調(diào)制用于電源小型化 ”。 6 發(fā)題時間： 2021 年 2 月 24 日 指導教師： （簽名） 學 生： （簽名） 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） i 目錄 第一章 緒論 ................................................................................................................... 1 高頻開關電源的誕生 .................................................................................................. 1 高頻開關電源的分類 .................................................................................................. 1 高頻開關電源的研發(fā)現(xiàn)狀 .......................................................................................... 2 課題研究的意義 .......................................................................................................... 4 論文主要工作 .............................................................................................................. 4 第二章 高頻開關電源方案的確定 ........................................................................... 5 方案的的分析和選擇 .................................................................................................. 5 方案的確定 .................................................................................................................. 7 正激式（ FORWARD） PWM 轉(zhuǎn)換器 ............................................................................ 8 本章小結 ...................................................................................................................... 9 第三章 系統(tǒng)設計 .......................................................................................................... 10 輸入 AC/DC 電路設計 .............................................................................................. 10 輸入 EMI 濾波器設計 ....................................................................................... 10 整流濾波器設計 ................................................................................................. 11 功率場效應管 MOSFET 的設計 .............................................................................. 12 功率場效應管 MOSFET 的工作原理 .............................................................. 12 參數(shù)計算及型號選擇 ........................................................................................ 13 變壓器的設計 ............................................................................................................ 14 磁心選擇 ............................................................................................................. 15 視在功率 PT 的確定 .......................................................................................... 15 計算 CWAA? 的值 ............................................................................................... 17 匝數(shù)及繞組導線直徑的確定 ............................................................................ 17 輸出級的設計 ............................................................................................................ 18 輸出濾波電感的設計 ......................................................................................... 18 輸出濾波電容的設計 ......................................................................................... 19 隔離驅(qū)動電路設計 .................................................................................................... 19 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ............................................................................................................ 20 本章小結 ..............................................................................