【正文】 串聯(lián)開關(guān)電源原理圖 并聯(lián)開關(guān)電源結(jié)構(gòu) ：其中功率開關(guān)管VT與輸入電壓。開關(guān)原件及功率開關(guān)晶體管VT串聯(lián)在輸入與輸出之間。這個電壓值越小，表示電源的輸出性能越好。這個范圍越寬，表示電源適應(yīng)外界電壓變化的能力越強，電源使用范圍就越寬。光電耦合器中三極管集電極電流的大小與發(fā)光二極管電流及光電耦合系數(shù)成正比關(guān)系，即 (14)當開關(guān)電源的輸出電壓因輸入電壓升高或負載減輕而升高時，濾波電容C1兩端升高的電壓一路經(jīng)取樣電阻RR2取樣后，使光電耦合器V515的右下腳電壓升高，即發(fā)光二極管正極電位升高，由于VT553發(fā)射極接有穩(wěn)壓管，其發(fā)射極電位不變，所以VT553加速導(dǎo)通，集電極電位下降，于是V515內(nèi)的發(fā)光二極管發(fā)光強度增大，光電三極管內(nèi)阻下降，脈寬調(diào)節(jié)電路 直接輸出取樣開關(guān)電源電路的VTVT1相繼導(dǎo)通，開關(guān)管VT2導(dǎo)通時間減小，是輸出電壓下降到正常值采用直接輸出取樣方式的開關(guān)電源，不見安全性好，而且具有便于空載檢修、穩(wěn)壓反應(yīng)速度快、瞬間響應(yīng)時間短等優(yōu)點。 開關(guān)電源的分類為更好、更方便地設(shè)計和使用開關(guān)電源，在此按電路的輸出穩(wěn)壓控制方式、開關(guān)電源的觸發(fā)方式、電路的輸出取樣方式等多種角度，對開關(guān)電源進行分類。（4）濾波效率高，不需要叫大容量的濾波電容。沒有了笨重的工頻降壓變壓器。除此以外，開關(guān)電源還有輔助電路，包括啟動、過流過壓保護、輸入濾波、輸出采樣、功能指示等電路。 開關(guān)電源概述 開關(guān)電源的工作原理。開關(guān)電源理論部分在第一節(jié)分別講述了開關(guān)電源的 開關(guān)電源的工作原理、開關(guān)電源的特點；第二節(jié)介紹了開關(guān)電源的分類第三節(jié)介紹了開關(guān)電源的主要技術(shù)指標；第四節(jié)介紹了開關(guān)電源典型結(jié)構(gòu)、串聯(lián)電源典型結(jié)構(gòu)、并聯(lián)開關(guān)電源結(jié)構(gòu)、正激電源開關(guān)結(jié)構(gòu)、反激開關(guān)電源結(jié)構(gòu)、半橋開關(guān)源結(jié)構(gòu)、全橋開關(guān)電源結(jié)構(gòu)；第五節(jié)介紹了開關(guān)電源技術(shù)要點、電源電路的組成及主要特點、倍壓/橋式整流自動切換；第六節(jié)介紹了開關(guān)器件、開關(guān)器件的特征、開關(guān)器件的組成、開關(guān)器件的分類；第七節(jié)介紹了PWM調(diào)制技術(shù)詳細說明了PWM逆變電路及其控制方法、PWM跟蹤控制技術(shù)及PWM整流電路及其控制方法。開關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的線性電源。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。[關(guān)鍵詞]開關(guān)電源；半橋；SG3525A；高頻變壓器；MOSFETDesign of half Bridge Switching Mode Power Supply Based on PWM technologyLI Qianguang(Grade 08,Class 2,Major Electric engineering, Electric engineering and automation Dept, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,Shannxi)Tutor: Yan Qunmin【Abstract】Switching mode power supply (SMPS) is a significant part of the power electronics, which effects the performance and volume of the electronic equipment. The scheme has made a plan of designs based on the task of design, designed corresponding hardware circuit and developed 150W(15V、10A) halfbridge Switch power supply, it also can display system included three parts: the main circuit part, the control circuit part and driving circuit. And the main circuit part consisted of onephase input rectification. The control circuit involved two parts: One is the circuit brings the pulse controls the switches in main circuit, and the other is the protect circuit. And then detailedly remended the designs of main circuit, control circuit and driving circuit, including selected ponents and calculated parameter. The CMOS chip that is applied in the design is PWM Controller SG352optical coupler Circuit PC81half bridge drive chipIR2110. The controlled feature of PWM Controller SG3525A is fully utilized in the process of design, which has wide adjustable operating frequency and dead time, input under voltage lock function and twin channel output current. A half bridge switching modepower supply (SMPW)technology is introduced The detailed design method of high frequency control and dirce circuit is procided A 150W half birdgs SMPS using this method is design .At last,the experimental waveforms are presented.【Key words】 SMPS half birdge。整個系統(tǒng)包括主電路、控制電路和驅(qū)動電路三部分內(nèi)容。論文具體地介紹了主電路、控制電路、驅(qū)動電路等各部分的設(shè)計及實驗過程，包括元器件的選取以及參數(shù)計算。Mosfet II陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。開關(guān)電源的高頻變換電路形式很多，常用的變換電路有推挽、全橋、半橋、單端正激和單端反激等形式。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點日益向低輸出電力端移動，這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。開關(guān)電源直流輸出電壓與輸入電壓之間有如下關(guān)系： （12）由式（11）和（12）可以看出，若開關(guān)周期T一定，改變開關(guān)S的導(dǎo)通時間，即可改變脈沖占空比，從而達到輸出電壓的目的。開關(guān)電源結(jié)構(gòu)原理方框圖中的晶體管在激勵信號的驅(qū)動下，其工作狀態(tài)處于導(dǎo)通截止和截止導(dǎo)通的開關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度很快，頻率一般為50kHz左右。（3）穩(wěn)壓范圍寬。在相同波紋輸出電壓的要求下，采用開關(guān)電源時，濾波電容的容量只是線性電源中濾波電容容量的1/500~1/1000。在顯示設(shè)備的PWM式開關(guān)電源中，自激震蕩頻率同步于行頻脈沖，即使在掃描電路發(fā)生故障時，電源電路仍能維持自激震蕩而有直流輸出電壓。該電路的特點是在開關(guān)變壓器上專門設(shè)置了一個取樣繞組，即①②繞組，取樣繞組感應(yīng)的脈沖電壓經(jīng)V811整流，在濾波電容C815兩端產(chǎn)生供養(yǎng)電路取樣的直流電壓。(2)輸出內(nèi)阻R0：輸出電壓的變化量ΔU0 與輸出電流的變化量ΔI0的比值。它主要和反饋調(diào)節(jié)回路的增益及頻響特性有關(guān)。U0和功率開關(guān)晶體管VT的脈沖占空比D有式（12）的關(guān)系。同樣，經(jīng)過取樣電路后將得到的取樣電壓與基準電壓UE進行比較，其誤差電壓再被誤差放大器放大后輸出值功率開關(guān)管VT，來控制功率開關(guān)管VT的導(dǎo)通、截止，達到控制脈沖占空比的目的，從而穩(wěn)定直流輸出電壓。正激開關(guān)源的特點是，當初級側(cè)的功率開關(guān)管VT導(dǎo)通時，電源輸入側(cè)的能量由次級側(cè)二極管V1經(jīng)輸出電感L為負載供電；當功率開關(guān)管VT斷開時，有續(xù)流二極管V2=繼續(xù)為負載供電，并由消磁繞組N3和消磁二極管V3將初級繞組N1的勵磁回饋到輸入端。變壓器初級側(cè)的脈沖電壓峰值為Ui/2。這一相互錯開的的最小時間成為死區(qū)時間。 開關(guān)電源技術(shù)要點 電源電路的組成及主要特點1. 電源電路主要由開關(guān)電源、副電源、輔助電路組成。(3)輔助電路將行輸出變壓器中產(chǎn)生的行掃描脈沖進行整流、濾波，就可以得到所需的直流電壓。(5) 為了保證遙控古代及功能的實現(xiàn)，電源電路一般還加有副電源電路（待機電源），副電源電路功率不大，一般在幾瓦左右，既可以采用開關(guān)電源實現(xiàn)，也可以用線性電源實現(xiàn)。但是倍壓/橋式整流自動切換電路如不能正常完成切換功能，同樣會引起負載電路的大面積損壞，設(shè)計電路時必須十分重視。 開關(guān)器件的組成開關(guān)電源系統(tǒng)由控制電路、驅(qū)動電路、以及開關(guān)器件為核心的主電路組成。(2) 全控制型器件 通過控制信號既可控制其導(dǎo)通又可控制其關(guān)斷，又稱自關(guān)斷器件，如電力場效應(yīng)管MOSFET、門極可關(guān)斷晶閘管GTO。增強型：需要正偏置柵極電壓，才生成導(dǎo)電溝道。其速度可以達到幾百KHz，使用諧振技術(shù)可以達到兆級。VGS=0 時的飽和電流稱為飽和漏電流IDSS。（6）電容MOSFET 的一個明顯特點是三個極間存在比較明顯的寄生電容，這些電容對開關(guān)速度有一定影響。最大漏源極電壓VDSM：它由器件的反向擊穿電壓決定。因此IGBT是一種電壓控制器件。 PWM調(diào)制技術(shù) PWM逆變電路及其控制方法PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用十分廣泛，目前中小功率的逆變電路幾乎都采用了PWM技術(shù)。開關(guān)電源大多采用的是三相橋式PWM型逆變電路，如圖114所示，這種電路都是采用雙極性控制方式。當時，給V4 以導(dǎo)通信號，給V1以關(guān)斷信號，則。這個死區(qū)時間將會給輸出的PWM波形帶來一定影響，使其稍稍偏離正弦波。當信號波頻率增高時，載波比N 減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM 脈沖不對稱的影響就變大，有時信號波的微小變化還會產(chǎn)生PWM 脈動的跳動。當逆變電路輸出頻率很低時，同步調(diào)制時的載波頻率fc也很低。各頻段的載波比取3的整數(shù)倍且為奇數(shù)為宜。一般使用應(yīng)用較多的公用載波信號。如濾波器設(shè)計為高通濾波器，且按載波角頻率來設(shè)計，那么角頻率為、等及其附近的諧波也就同時被濾除了。采用滯環(huán)比較方式也可以實現(xiàn)電壓跟蹤控制，把指令電壓和半橋逆變電路的輸出電壓進行比較，通過濾波器濾除偏差信號中的諧波分量，濾波器的輸出送入滯環(huán)比較器，由比較器的輸出控制主電路開關(guān)器件的通斷，從而實現(xiàn)電壓跟蹤控制。和滯環(huán)比較控制方式相比，這種控制方式輸出電流所含的諧波少，因此常用于對諧波和噪聲要求嚴格的場合。通過對PWM整流電路的適當控制，可以使其輸入電流非常接近正弦波，且和輸入電壓同相位，功率因數(shù)近似為1。在交流電源電壓us一定的情況下，is的幅值和相位僅由uAB中基波分量uAbf的幅值及其與us的相位差來決定。而且，這兩種方式都可以在單位功率因數(shù)下運行。對電路進行SPWM控制，在橋的交流輸入端A、B和C可得到SPWM電壓，就可以使各相電流ia、 ib 、ic為正弦波且和電壓相位相同，功率因數(shù)近似為1。直流電壓給定信號和實際的直流電壓ud比較后送入PI調(diào)節(jié)器，PI調(diào)節(jié)器的輸出為一直流電流指令信號id，id的大小和整流器交流輸入電流的幅值成正比。圖中兩個乘法器均為三相乘法器的簡單表示，實際上兩者均由三個單相乘法器組成。直接電流控制中有不同的電流跟蹤控制方法。第四章 PWM半橋式開關(guān)電源的設(shè)計芯片介紹1．SG3525A PWM集成控制器介紹。輸出的柵極驅(qū)動電壓為10到20V，邏輯電源電壓（Vdd）為5到15V，外加邏輯電源（Vss）可為0V，一般為5到+5V；輸出峰值電流不小于2A，負載為1000pF（相當于被驅(qū)動的MOSFET的輸入電容C）時，開關(guān)時間約25ns；兩路輸出匹配的導(dǎo)通延時為120ns，關(guān)斷延時為94ns。高頻變壓器初級一端接在C１，C２的中點，另一端接在S１，S２的公共連接端，C１，C２中點的電壓等于整流后直流電壓的一半，即。 高頻變壓器設(shè)計 用一個半導(dǎo)體功率器件作為開關(guān)，使帶有濾波器（L或/和C）的負載線路與直流電壓一會相接，一會斷開，則負載上也得到另一個直流電壓。本次設(shè)計高頻變化器的各種參數(shù)確定方法和數(shù)值如下：1）設(shè)定開關(guān)頻率開關(guān)頻率對電源的體積、重量等影響很大。已知最小輸入交流電壓為180V，減去20V的直流紋波電壓和整流器的壓降，最小直流電壓為。另外，考慮銅線的電流密度可取，由原、副邊最大工作電流就可以確定出各自所需導(dǎo)線的截面積，進而選擇合適導(dǎo)線。 驅(qū)動電路外圍接線 結(jié)論半橋式變換器電路具有開關(guān)管承受的電壓低，開關(guān)器件少（只有兩個），驅(qū)動簡單等優(yōu)點，通過在變壓器原邊串入耦合電容，極大地改善了直流偏磁現(xiàn)象，所以可在150W至500W的中功率領(lǐng)域進行廣泛應(yīng)