【正文】 在設(shè)計的過程中，我的許多朋友、同學(xué)也給予了我多方面的指導(dǎo)和幫助， 他們勤奮認(rèn)真的工作態(tài)度值得我學(xué)習(xí)， 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(xiàn) [1] 張小林，冉建橋，李賢云 . 我國開關(guān)電源發(fā)展的思考 . 微電子學(xué)， 2021. [2] 胡炎申，謝運(yùn)祥 .通信用高頻開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展綜述 . 通信電源技術(shù)， 2021. [3] 王兆安 ， 劉進(jìn)軍 .電力電子技 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [4] 邱關(guān)源 .電路 .北京：國電力出版社， 2021. [5] 張占松，蔡宣三 .開關(guān)電源的原理與設(shè)計 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [6] 曲學(xué)基 .新編高頻開關(guān)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(shù)基礎(chǔ) .北京：高等教育出版社， 2021. [8] 阮新波 ， 嚴(yán)仰光 .全橋變換器的控制策略 .電力電子技術(shù) ,1998. [9] 阮新波，嚴(yán)仰光 .脈寬調(diào)制 DC/DC全橋變換器的軟開關(guān)技術(shù) .北京 :科學(xué)出版社 ,1999. [10] 何希才 .穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計與應(yīng)用 .北京：中國電力出版社， 2021. [11] 楊旭 ， 裴云慶 ， 王兆安 .開關(guān) 電源技術(shù) .北京：機(jī)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(guān) PWM全橋直流變換器的新型理論分析方法 .電 機(jī)與控制學(xué)報 ， 2021. [15] 阮新波 ， 軟開關(guān) PWM DC/DC 全橋變換器的理論基礎(chǔ) . 電工技術(shù)學(xué)報 ,1999. [16] 陳堅 .電力電子學(xué) .北京 :高等教育出版社， 2021. 。 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(xué)過程中的嚴(yán)謹(jǐn)，給我留下了深刻的影響，使我受益非淺。曹老師嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)和認(rèn)真的工作態(tài)度給我留下了深刻的印象。首先，要感謝我的指導(dǎo)老師曹建平老師。只有各個模塊 的電路結(jié)合起來才可以最終設(shè)計出一個符合要求的能夠穩(wěn)定工作的直流穩(wěn)壓電源 。此外另一個關(guān)鍵電路就是 PWM控制電路，所采用的是 MOSFET 開關(guān)管，控制電路的好壞直接關(guān)系到電源系統(tǒng)的整體性能。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。其各模塊主電路、控制電路、保護(hù)電路設(shè)計方法和思路比較多，通過比較各模塊各個實(shí)現(xiàn)方法優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計的要求，選擇了比較適合的電路。 18 結(jié) 論 直流開關(guān)穩(wěn)壓電源的畢業(yè)設(shè)計，需要掌握了開關(guān)電源的設(shè)計思路和方法。 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(yīng)選用快恢復(fù)二極管。 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(guān)管估算最大電流為 。 DCDC 變換器開關(guān)管的選擇 本設(shè)計 DCDC變換器晶閘管選用的是電力 MOSFET晶閘管 ， 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)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(guān)管的 電流，以便選擇開關(guān)管和計算輸出濾波電路。 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(dá)到電容器的容許值的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計。 本設(shè)計穩(wěn)壓電源為 24V最大為 10A的穩(wěn)壓電源根據(jù)開關(guān)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。 圖 24 過電流保護(hù)電路 16 3 關(guān)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 。當(dāng)主電路電流增大， Ur1=R1is/n 隨之增大，當(dāng) 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(zhuǎn)，去封鎖 PWM 輸出，使主電路開關(guān)管關(guān)斷。 15 圖 23 過電壓保護(hù)電路 過電流保護(hù) 如圖 24電流互感器的一次側(cè)串入主電路中用以檢測電流。調(diào)節(jié)器 RP可以改變過壓保 護(hù)的限值。這些問題絕大部分可以采取適當(dāng)措施后得到滿意地解決，這就為電流型開關(guān)電源的普及和發(fā)展創(chuàng)造了條件。 (4) 回路穩(wěn)定性好、負(fù)載響應(yīng)快 因為本論文全橋變換器中的電感電流是連續(xù)的，控制峰值電流就相當(dāng)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。 (3) 變壓器的磁通平衡 在全橋和推挽變換器中，開關(guān)管的飽和壓降存儲時間的不同都會造成電壓波形的不對稱，從而使直 流電流流過變壓器初級產(chǎn)生偏磁，這個偏磁會隨著時間的積累導(dǎo)致變壓器的飽和，使得電源不能正常工作，嚴(yán)重時會燒毀變壓器。只要給定或者限制考電流，就可以準(zhǔn)確地限制流過開關(guān)管和變壓器中的最大電流，從而在輸出過載或短路時保護(hù)了開關(guān)管和變壓器，也可以有效地克服因輸入電壓的浪涌產(chǎn)生很大的尖峰電流而損壞開關(guān)管的故障。一般電壓控制模式要 5 到 10 個開關(guān)周期才能響應(yīng)輸入電壓的變化。歸納起來，電流控制模式的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)： (1) 對輸入電 壓的變化響應(yīng)快 這可直觀的從電路的工作原理中分析得出，電源輸入電壓的變化，必然會引起變壓器的初級電流上升斜率的變化，如電壓升高，則電流增長變快，反之則變慢。而電流控制模式的開關(guān)電源是一個一階系統(tǒng)，一個無條件穩(wěn)定的系統(tǒng)，由于它只有一個極點(diǎn)，因此很容易得到大的開環(huán)特性和完善的小信號和大信號特性。大家知道，開關(guān)電源的電流都要經(jīng)過電感的，對于電壓信號有 90 度的相位延遲，而對于整個電源穩(wěn)壓系統(tǒng)來說，實(shí)際上需要不斷調(diào)節(jié)的是輸入電流，以適應(yīng)輸入電壓和負(fù)載的變化而保持輸出電壓恒定的要求。 兩種控制模式的比較選擇 一般來說，電壓控制模式的開關(guān)電源是一個二階系統(tǒng)，它有兩個變量，即輸出濾波器電容器上的電壓和輸出濾波電感中的電流。當(dāng) Ur 幅度達(dá)到 Ue 電平時， PWM 比較器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，鎖存器復(fù)位，驅(qū)動撤除，開關(guān)管關(guān)斷，電 13 路逐個地檢測和調(diào)節(jié)電感電流脈沖，由此控制電源的輸出電壓。由圖可以看出，它在原有的電壓環(huán)上增加了電流反饋環(huán)節(jié) ,構(gòu)成電壓電流雙閉環(huán)控制。它工作的基本原理是：當(dāng)恒頻時鐘脈沖置位鎖存器時，輸出電壓 U0 與參考電壓 Uref 經(jīng)誤差放大器 EA 放大后得到了一個誤差電壓信號 Ue ， Ue再與振蕩電路產(chǎn)生的固定鋸齒波電壓經(jīng) PWM 比較器 COM 比較，由鎖存器輸出占空比隨誤差電壓信號 Ue 變化的具有一定占空比的一系列脈沖 [13]。 圖 21 電壓控制模式 12 圖 22 峰值電流控制模式 兩種控制模式的工作原理 圖 21 為電壓控制模式的 PWM 原理圖。 PWM 集成控制器的工作原理 PWM集成控制器通常分為電壓控制模式和電流控制模式 ， 電流控制模式因為動態(tài)響應(yīng)快，補(bǔ)償及保護(hù)電路簡單，增益帶寬大，易于均流及可防止偏磁等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用電流控制模式又分為峰值電流模式和平均電流模式，本論文采用 UC1825A集成芯片 峰值電流控制模式。因此，控制電路的設(shè)計質(zhì)量對電源的性能至關(guān)重要。 Q1,