【導讀】開關電源具有效率高、體積小、重量輕等顯著特點。目前世界各國都有廣泛的。究領域，并派生了很多新的研究方向。穩(wěn)壓電源是實現(xiàn)電能變換和功率傳遞的主要。在信息時代，農業(yè)、能源、交通運輸、通信等領域迅猛發(fā)展，對電源產業(yè)提。出個更多、更高的要求，如節(jié)能、節(jié)材、減重、環(huán)保、安全、可靠等。能低、使用方便，并取得了較好的經濟效益。本文在介紹了開關電源的各種工作方。式、其優(yōu)劣勢、設計方法及未來發(fā)展方向等的基礎上，對開關穩(wěn)壓電源進行設計。PWM控制電路為電源設計的核心。

　　

【正文】 ，控制峰值電流就相當于控制平均電流，電流型控制可以看作是一個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。電流控制型和電壓控制型的開關電源相比有許多優(yōu)點，但其本身也有缺點，如電感峰值電流與平均電流有誤差 ,占空比大于 時容易發(fā)生振蕩；直流開環(huán)負載調整率較差等。這些問題絕大部分可以采取適當措施后得到滿意地解決，這就為電流型開關電源的普及和發(fā)展創(chuàng)造了條件。 保護電路的設計 過電壓保護 如圖 23由 R R2構成的分壓電路足為輸入電壓 Ui的檢測電路， A點電壓為UiR2/(R1+R2),R R RP和比較器 UA構成滯環(huán)比較電路，滯環(huán)的寬度為 UccR3/R4。調節(jié)器 RP可以改變過壓保 護的限值。原理為，當 UiR2/（ R1+R2）高于 UH（ 1+R3/R4）時，比較器翻轉，輸出 U0變?yōu)?Ucc，而當小于時輸出 U0變?yōu)榱恪? 15 圖 23 過電壓保護電路 過電流保護 如圖 24電流互感器的一次側串入主電路中用以檢測電流。電阻 R1 是電流互感器二次側電流采樣電阻，其電壓 Ur1=R1is/n， n 為互感器的匝比。當主電路電流增大， Ur1=R1is/n 隨之增大，當 Ur1 大于 UH 時，比較器 A 輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，并?RS觸發(fā)器翻轉，去封鎖 PWM 輸出，使主電路開關管關斷。要重新啟動電路，則必須在 RS 觸發(fā)器 R 端施加復位信號 [16]。 圖 24 過電流保護電路 16 3 關鍵器件的選型 整流橋晶閘管選型 所采用的是單相橋式全控整流電路，輸入電壓為交流 220V晶閘管承受的最大正向電壓和反向電壓分別為 U2 /2和 U2 。 所以 ， 整流二極管的峰值電壓為 ： VU a x ??? 取 50%的 裕量 ： 6 6%)501( 1 1 ??? 因此選用耐壓為 500V 的晶閘管 。 本設計穩(wěn)壓電源為 24V最大為 10A的穩(wěn)壓電源根據(jù)開關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。 綜合得 ， 晶閘管選用耐壓 500V 額定電流為 2A的晶閘管。 輸入整流電容的選擇 輸入 電容器 Cm決定于輸出保持時間和直流輸入電壓的紋波電壓的大小，而且要在計算流入電容器的紋波電流是否完全達到電容器的容許值的基礎上進行設計。電網(wǎng)輸入電壓為 220V， 通過直流輸入電流的平均電流為： AI ??? 計算 單相全波整流電路濾波電容的經驗公式為 ： ICm 600~400? 所以 uFC m 8 1 0 0 ??? 根據(jù)計算結果 ， 選用 1000uF/250V的電解電容作為濾波電容。 DCDC 變換器開關管的選擇 本設計 DCDC變換器晶閘管選用的是電力 MOSFET晶閘管 ， 根據(jù)相關文獻得知加在 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，我們需要估算開關管的 電流，以便選擇開關管和計算輸出濾波電路。在高頻變壓器的計算中， 估算了實際占空比 maxD 為 ， minD為 。 輸 入 整流濾波電路的最大輸出電流平均值 ： AI m 2 03 0 0 ??? 占空比為 ： AA 5 ?? 和 所以，開關管估算最大電流為 。 根據(jù)計算所得的結果分析得選用耐壓為 500V電流 20A 的 MOSFET管為開關管。 輸出整流二極管的選型 因為 輸出二極管工作于高頻狀態(tài) ， 所以應選用快恢復二極管。 輸出最大功率為： W2401024 ?? 最大電流為 10A 考慮裕量，選擇 RURU3O12O 作為輸出二極管，該管耐壓為 120V額定電流為 20A。 18 結 論 直流開關穩(wěn)壓電源的畢業(yè)設計，需要掌握了開關電源的設計思路和方法。對各個模塊進行設計，需要對開關電源有深刻的理解。其各模塊主電路、控制電路、保護電路設計方法和思路比較多，通過比較各模塊各個實現(xiàn)方法優(yōu)缺點和設計的要求，選擇了比較適合的電路。 本文設計出了直流開關穩(wěn)壓電源的主電路、控制電路、保護電路，其中 DCDC變換 是其主電路的核心，所采用的是全橋變換電路，是最常見的電路拓撲形式之一，采用了有限雙極性控制方法實現(xiàn)。全橋直流變換器主要由全橋逆變器、高頻變壓器和輸出濾波電路組成，屬于直流 交流 直流變換器。 DCDC 變換器在高頻變壓器初級得帶高頻交流方波電壓經變壓器降壓，再全波整流變換經整流濾波得到穩(wěn)定的直流電壓。此外另一個關鍵電路就是 PWM控制電路，所采用的是 MOSFET 開關管，控制電路的好壞直接關系到電源系統(tǒng)的整體性能。保護電路也是必不可少的電路，在保護電路的保護下可以防止電壓或電流過高導致儀器儀表的損壞。只有各個模塊 的電路結合起來才可以最終設計出一個符合要求的能夠穩(wěn)定工作的直流穩(wěn)壓電源 。 19 致 謝 經過一階段的努力，我的畢業(yè)論終于完成了。首先，要感謝我的指導老師曹建平老師。 論文的選題、具體工作和撰寫過程都凝聚著指導老師的心血和汗水。曹老師嚴謹、務實和認真的工作態(tài)度給我留下了深刻的印象。在此，謹向曹老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。 其次，感謝所有幫助過我的老師們，他們的熱情以及在科研工作中的忘我精神和在教學過程中的嚴謹，給我留下了深刻的影響，使我受益非淺。在多位老師的教導下，我才打下了堅實的基礎，使得畢業(yè)論文能夠順利完 成。在設計的過程中，我的許多朋友、同學也給予了我多方面的指導和幫助， 他們勤奮認真的工作態(tài)度值得我學習， 向他們表示深切的感謝！ 最后，向各位參加答辯的老師、答辯評委們致以最誠摯的謝意！ 20 參考文獻 [1] 張小林，冉建橋，李賢云 . 我國開關電源發(fā)展的思考 . 微電子學， 2021. [2] 胡炎申，謝運祥 .通信用高頻開關電源技術發(fā)展綜述 . 通信電源技術， 2021. [3] 王兆安 ， 劉進軍 .電力電子技 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021. [4] 邱關源 .電路 .北京：國電力出版社， 2021. [5] 張占松，蔡宣三 .開關電源的原理與設計 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [6] 曲學基 .新編高頻開關電源 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [7] 童詩白，華成英 .模擬電子技術基礎 .北京：高等教育出版社， 2021. [8] 阮新波 ， 嚴仰光 .全橋變換器的控制策略 .電力電子技術 ,1998. [9] 阮新波，嚴仰光 .脈寬調制 DC/DC全橋變換器的軟開關技術 .北京 :科學出版社 ,1999. [10] 何希才 .穩(wěn)壓電源電路的設計與應用 .北京：中國電力出版社， 2021. [11] 楊旭 ， 裴云慶 ， 王兆安 .開關 電源技術 .北京：機械工業(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 ， 對移相控制零電壓開關 PWM全橋直流變換器的新型理論分析方法 .電 機與控制學報 ， 2021. [15] 阮新波 ， 軟開關 PWM DC/DC 全橋變換器的理論基礎 . 電工技術學報 ,1999. [16] 陳堅 .電力電子學 .北京 :高等教育出版社， 2021.