半桥型开关稳压电源设计.doc

电力电子技术课程设计说明书 半桥型开关稳压电源设计 院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 杨建雄 指导教师： 董 恒 职称 硕 士 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气本 1202班 完成时间： 2015年6月11日  摘 要 开关电源是现代电力电子设备不可或缺的组成部分，其质量的优劣直接影响子设备性能，其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路，研制了半桥开关电源。整个系统包括主电路、控制电路和三部分内容。系统主电路包括单相输入整流、半桥式逆变、高频交流输出、输出整流、输出滤波几部分。控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。论文具体地介绍了主电路、控制电路、等各部分的设计及实验过程，包括元器件的选取以及 关键词：开关稳压电源 ；半桥；高频变压器 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。 本文将介绍一款半桥式开关电源,所用开关器件为功率MOSFET管, 开关工作频率为45 ~65 Hz,具有体积小、重量轻、成本低等特点。 1.1 电力电子的发展史 最早的开关电源出现在年代，出现的是串联型开关电源，功率晶体管用于开关状态，后来脉宽调制控制技术有了发展，用以控制开关变换器，得到开关电源，开关电源效率可达，年研制成了工作频率达到的开关电源，在电源技术发展史上誉为革命。年，美国硅通用公司首次生产出世界上第一片集成脉宽调制器，使开关电源的控制器得到简化，系统的可靠性也大为增强。八十年代，国内高频开关电源只在个人计算机、电视机等若干设备上得到应用。由于开关电源在重量、体积、用铜、用铁及能耗等方面都比线性电源和相控电源有显著减少，对整机多相指标有良好影响，因此它的应用得到了推广。近年来越来越多领域应用开关电源，取得显著效益。 电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。 现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。 它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。例如，将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能；将工频电源变换为设备所需频率的电源；在正常交流电源中断时，用逆变器（见电力变流器）将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。例如，利用太阳电池将太阳辐射能转换成电能。与电子技术不同，电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。因此人们关注的是所能转换的电功率 1.2半桥型开关稳压电源概括 1.2.1开关电源的概念 电源是将各种能源转换成为用电设备所需要的装置，是所有靠电能工作的装置的动力源泉。直流开关电源是一种由占空比控制的开关电路构成的电能变换装置，用于交流直流或者直流直流电能变换，通常称其为开关电源。开关电源的核心为电力电子开关电路，根据负载对电源提出的输出稳压或稳流特性的要求，利用反馈控制电路，采用占空比控制方法，对开关电路进行控制。开关电源的这一技术特点使得它具有效率高体积小、重量轻频率高电感、电容等滤波元件和变压器体积小。 开关电源可分为和两大类变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波 斩波器的工作方式有两种 一脉宽调制方式不变，改变（通用） 二频率调制方式，不变，改变（易产生干扰）。 其具体的电路由以下几类： （1） 电路——降压斩波器 （2） t电路——升压斩波器 （3） 电路——降压或升压斩波器 （4） 电路——降压或升压斩波器 AC/DC变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。变换按电路的接线方式可分为，半波电路、全波电路。按电源相数可分为单项、三相、多相。按电路工作象限可分为一象限、二象限、三象限、四象限 1.3本文设计内容 随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中的需要。需要提供不同的稳压电源。本文为实验室电子设备提供24V稳压范围宽、大功率直流电源，以取代低效率的线性稳压电源。 首先进行总体方案的分析，整流电路的设计，逆变电路的设计，主电路和输出整流回路的设计。由工频交流经桥式整流电路得到直流电流，再由半桥开关逆变得到高频交流电，经整流滤波后得到所需直流电。可供电子设备使用。其中桥式整流采用