【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 濾波電路，以滿足高壓的要求。其中，高頻濾波電感L4，電解電容（CC1C15）和高頻電容（CC14）是為了濾除高頻諧波分量。共模電感L3，Y電容（C1C13）是為了抑制共模分量。電流采樣電阻和輸出二極管D3是為了防止電池電流反灌。 輸入整流濾波電路該電源的輸入整流濾波電路為整流橋電路和輸入濾波電路兩部分。 整流橋電路工作頻率為50Hz，輸入電壓為380V三相交流電壓，采用三相整流橋。（1） 耐壓整流橋輸入電壓的最大值 （31）整流二極管的電壓峰值為 （32）選取的裕量為50%時(shí)根據(jù)整流橋的實(shí)際電壓參數(shù)，我們選擇耐壓為1200V的整流橋。（2） 額定電流因?yàn)殡娫吹男蕰?huì)隨著輸入功率的變化而變化，所以我們應(yīng)選擇電源的效率的最小值。因此，選擇的電源效率為80%。輸入功率為 （33）因?yàn)樽畲筝斎腚娏鬟x取的是交流輸入電壓的下限，所以 （34）最大輸入線電流 （35）取整流橋的額定電流為10A。 輸入整流電容輸入整流電容Cm取決于輸出保持時(shí)間和輸入紋波電壓的大小。當(dāng)系統(tǒng)電壓最低時(shí)接在三相橋式整流電路兩端的平均輸出電壓E為 （36）其中，為交流輸入線電壓?？紤]到本設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)得 （37）通過直流輸入電路的平均電流為 （38）單相全橋整流濾波電路的濾波電容為： （39）由于三相全橋整流濾波電路的基頻為單相全橋整流濾波電路的3倍。因此，三相電路的濾波電容為： （310）代入相關(guān)參數(shù)得 （311）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，我們選擇4個(gè)1000μF/400V的電解電容。 輸入濾波電感輸入濾波電感中最大電流為電路電壓處于交流輸入電壓下限時(shí)通過輸入電路的電流的平均值?？紤]到濾波電感的作用，則其電感越大，電流脈沖就越小，輸入功率因素越高。但由于各方面的條件制約，我們只能選用硅鋼片鐵芯，㎜，電感為18mH的工頻電感。 逆變電路的設(shè)計(jì) 功率轉(zhuǎn)換電路通過第二章的分析可以知到，本文設(shè)計(jì)的開關(guān)電源為功率電源一類，選用全橋式功率轉(zhuǎn)換電路較好。 確定電路工作頻率考慮到開關(guān)管的相關(guān)參數(shù)、主電路及控制電路的特性等一系列因素，選取開關(guān)管的工作頻率為30KHz。 高頻變壓器的計(jì)算（1）選取工作磁通密度考慮到高頻變壓器的相關(guān)參數(shù)，我們應(yīng)選取的磁芯為MX0200鐵氧體材料，那么它的工作磁通密度為900Gs。（2）考慮磁芯規(guī)格并計(jì)算原邊繞組匝數(shù)根據(jù)開關(guān)電源所選用高頻變壓器的設(shè)計(jì)要求，我們采用環(huán)形磁芯。那么，選用的環(huán)形磁芯的規(guī)格為：式中：D——環(huán)形磁芯的外徑；d——環(huán)形磁芯的內(nèi)徑；h——環(huán)形磁芯的厚度。高頻變壓器的原邊總的截面積為： （312）式中，工作頻率為30KHz；為導(dǎo)通時(shí)間，由計(jì)算所得的占空比可知，導(dǎo)通時(shí)間取11μs；為原邊繞組上的電壓，其最大值為系統(tǒng)電壓最大時(shí)的三相整流濾波輸出電壓。那么應(yīng)當(dāng)取值為： （313）磁芯截面積為： （314）那么，高頻變壓器原邊繞組的匝數(shù)為： （315）高頻變壓器原邊繞組的匝數(shù)應(yīng)當(dāng)取整，結(jié)果為66。（3）按照設(shè)計(jì)要求，輸出電壓的最大值為286V?？紤]到線路傳輸?shù)膲航?。因此，該開關(guān)電源的輸出電壓最大值為： （316）考慮到相關(guān)參數(shù)和結(jié)算結(jié)果，我們選取輸出整流二極管的壓降為2V。那么，當(dāng)滿足輸出電壓最大值與額定負(fù)載時(shí)，高頻變壓器副邊繞組電壓最小值為： （317）又因?yàn)槔硐胱儔浩鞯脑?、副邊的電壓比與其繞組的匝數(shù)比相等，所以得高頻變壓器的副邊繞組匝數(shù)的計(jì)算公式為： （318）其中，原邊繞組的電壓最小值為： （319）因此，通過計(jì)算我們可以得到高頻變壓器的副邊繞組的匝數(shù)為： （320）對(duì)上式結(jié)果取整后可以得到高頻變壓器副邊繞組匝數(shù)為79。（4）實(shí)際占空比的計(jì)算當(dāng)滿足輸入電壓最低和輸出電壓最高時(shí)，有最大脈沖占空比。 （321） （322） （323） （324）通過計(jì)算結(jié)果可知。當(dāng)滿足輸入電壓最高和輸出電壓最低時(shí)，有最小脈沖占空比。 （325）假設(shè)，此時(shí)， （326） （327）通過計(jì)算。（5）繞組導(dǎo)線的選取當(dāng)負(fù)載電流為額定電流的105%時(shí)，流過輸出電感的電流平均值為，流過副邊繞組的電流幅值為。由于運(yùn)動(dòng)中的電子具有趨膚效應(yīng)，經(jīng)查找相關(guān)資料，當(dāng)工作頻率為30KHz時(shí)，㎜。所以，在選取導(dǎo)線時(shí)，㎜?？紤]到線圈的繞制問題，㎜的導(dǎo)線，以便于繞制線圈。折算后的原邊繞組流過的電流為： （328）折算后的勵(lì)磁電流幅值及其平均值為： （327） （328）等效后的原邊繞組的電流及其有效值為： （329） （330）因此，㎜，電流密度為，因而需用根，取整為20根。（6）繞組面積的確定磁芯的面積為： （331）經(jīng)查找相關(guān)資料可得，㎜。因此，原邊繞組占有的標(biāo)稱面積為： （332）副邊繞組占有的標(biāo)稱面積為： （333）占空系數(shù)β為： （334）因此，窗口面積足夠。（7）校核繞組壓降及功耗磁環(huán)的高度為2㎝，徑向厚度為3㎝，設(shè)副邊繞組的平均匝長(zhǎng)為15㎝。經(jīng)過查找相關(guān)資料可知，㎜。所以副邊繞組的截面積為： （335）單個(gè)繞組電阻為： （336）常溫下。其副邊繞組的功率損耗為： （337）設(shè)原邊繞組的平均匝長(zhǎng)約為12㎝，所以原邊繞組的截面積為：其中，電阻為： （338）原邊繞組功耗為： （339）變壓器繞組總功耗為： （340） 高壓開關(guān)管的選擇（1）耐壓當(dāng)系統(tǒng)輸入電壓取最大值時(shí)，加在整流電路兩端的輸出電壓為： （341）取50%的裕量為。（2）開關(guān)電流通過計(jì)算。流入整流濾波電路的輸出電流的最大值為： （342）此時(shí)；則輸出電流的峰值為。流入整流濾波電路的輸出電流的最小值為： （343）此時(shí)；輸出電流的峰值為。所以。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，我們選取耐壓為1200V，電流容許值為60A的IGBT單管CM60HSA24作為高壓開光管。 隔直電容的選擇在第二章中，我們分析了電路的工作原理，計(jì)算了相關(guān)參數(shù)，得出了初級(jí)電流的下降時(shí)間： （344）其中，為變壓器漏感；D為占空比。在變壓器的學(xué)習(xí)中，我們知道漏感與線圈的繞制方法以及磁芯材料等因素有關(guān)。在前面的計(jì)算中，我們選擇的工作頻率為30KHz，在電容充電過程中，電流逐漸變小的時(shí)間為4μs。所以，隔直電容為： （345） 輸出整流濾波電路輸出整流濾波通過濾波電感及濾波電容和快恢復(fù)整流二極管的整流將高頻變壓器輸出的高頻交變電壓或電流按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行整流濾波輸出。因?yàn)檩敵鲭妷罕容^高（220V），所以為了提高安全可靠性，高頻變壓器副邊繞組應(yīng)選擇橋式整流電路。 輸出整流二極管因?yàn)檩敵龆O管工作于高頻狀態(tài)（30KHz），所以應(yīng)選用快恢復(fù)二極管。（1）耐壓高頻變器副邊的輸出電壓峰值為： （346）。（2）電流輸出整流二極管的電流和輸出濾波電感的電流相等。根據(jù)以上分析，同時(shí)考慮一定的裕量，選取RURU30120作為輸出二極管，其耐壓為120V，額定電流為30A。 輸出濾波電感根據(jù)相關(guān)參考文獻(xiàn)資料[1]中的理論公式，可以知道：假設(shè)為負(fù)載額定電流的5%，即此時(shí)的電感電流增量應(yīng)當(dāng)小于或等于，所以， （347）所以選取的濾波電感為。 輸出濾波電容（1）根據(jù)輸出紋波電壓來計(jì)算時(shí)，可以得到濾波電容的計(jì)算公式： （348）（2）根據(jù)輸出電壓動(dòng)態(tài)幅度來計(jì)算時(shí)，可以得到的濾波電容的計(jì)算公式為： （349）其中，為最大輸出電流，取5A；為電源從滿載變?yōu)榭蛰d時(shí)輸出電壓的變化值，取221V。因此，可得輸出濾波電容為：在考慮一定裕量時(shí)，最后取值為500uF。第4章 控制電路的設(shè)計(jì) PWM集成控制器的基本原理PWM集成控制器主要包括電壓型控制器和電流控制器。電壓控制器只有電壓反饋控制，能夠滿足穩(wěn)壓的要求；而電流型控制器還具有電流反饋控制的功能，除了穩(wěn)壓之外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：①負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；②可減小輸出濾波電容的容量；③多臺(tái)開關(guān)電源并聯(lián)工作時(shí)，PWM開關(guān)控制器具有內(nèi)在的均流能力；④當(dāng)流過開關(guān)管的電流達(dá)到預(yù)定值時(shí)，開關(guān)管自動(dòng)關(guān)斷。常用的脈寬調(diào)制（PWM）型集成控制器由推挽輸出電路、脈寬調(diào)制比較器等組成。基準(zhǔn)電壓和采樣反饋信號(hào)通過誤差放大器比較放大后，輸出的差值信號(hào)與鋸齒波比較從而改變輸出脈寬，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。 高速脈寬調(diào)制器UC3825UC3825PWM集成控制芯片符合我們的設(shè)計(jì)要求，下面分析一下這個(gè)芯片的