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直流开关稳压电源的设计 直流开关稳压电源的设计

格式:word 上传:2022-06-25 20:04:06

《直流开关稳压电源的设计》修改意见稿

1、“.....度互补导通,另个开关桥臂的两个开关管的导通占空比可调。正半周期中,直开通,只开通段时间负半周期中,直开通,只开通段时间。和分别在和之前关断。定义组成的桥臂为超前桥臂,组成的桥臂为滞后桥臂。移相控制方式每个桥臂的两个开关管度互补导通,两个桥臂的导通之间相差个相位,即所谓移相角。通过调节移相角的大小来调节输出脉冲宽度,从而达到调节相应的输出电压的目的。,的驱动信号分别领先于可以定义,组成的桥臂为超前桥臂组成的桥臂为滞后桥臂。控制电路及保护电路的设计开关电源的主电路主要处理电能,而控制电路主要处理电信号,属于弱电电路,但它控制着主电路中的开关器件的工作,旦出现失误,将造成严重后果,使整个电源停止工作或损坏。因此,控制电路的设计质量对电源的性能至关重要。设计中采用集成控制器。集成控制器的工作原理集成控制器通常分为电压控制模式和电流控制模式......”

2、“.....补偿及保护电路简单,增益带宽大,易于均流及可防止偏磁等优点而被广泛采用电流控制模式又分为峰值电流模式和平均电流模式,本论文采用集成芯片峰值电流控制模式。两种控制模式的原理图如图和图所示。图电压控制模式图峰值电流控制模式两种控制模式的工作原理图为电压控制模式的原理图。由图可以看出电压控制模式只有个电压反馈闭环,采用脉冲宽度调制法。它工作的基本原理是当恒频时钟脉冲置位锁存器时,输出电压与参考电压经误差放大器放大后得到了个误差电压信号,再与振荡电路产生的固定锯齿波电压经比较器比较,由锁存器输出占空比随误差电压信号变化的具有定占空比的系列脉冲。图为峰值电流控制模式的原理图。由图可以看出,它在原有的电压环上增加了电流反馈环节,构成电压电流双闭环控制。它工作的基本原理是输出电压与参考电压经误差放大器放大后得到个误差电压信号,再与变压器初级电感线圈中电流的采样电压比较......”

3、“.....由恒频时钟脉冲置位锁存器输出脉冲,使得误差信号对电感电流的峰值起控制作用。当幅度达到电平时,比较器的状态翻转,锁存器复位,驱动撤除,开关管关断,电路逐个地检测和调节电感电流脉冲,由此控制电源的输出电压。若输入电压下降,整流后的直流电压下降,经电感延迟使输出电压下降,经误差放大器延迟,电压不变,在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降,电感电流的斜率下降,导致斜坡电压推迟到达,使占空比增大,起到调整输出电压的作用。两种控制模式的比较选择般来说,电压控制模式的开关电源是个二阶系统,它有两个变量,即输出滤波器电容器上的电压和输出滤波电感中的电流。二阶系统是个有条件稳定的系统,只有对控制回路进行精心设计和计算,在满足定的条件下,闭环系统才能稳定工作。大家知道,开关电源的电流都要经过电感的,对于电压信号有度的相位延迟,而对于整个电源稳压系统来说......”

4、“.....以适应输入电压和负载的变化而保持输出电压恒定的要求。这种采样输出电压的控制方法,必然是响应速度慢,稳定性差,甚至在大信号时容易产生振荡,造成功率开关器件损坏等故障。而电流控制模式的开关电源是个阶系统,个无条件稳定的系统,由于它只有个极点,因此很容易得到大的开环特性和完善的小信号和大信号特性。目前使用广泛的电流模式控制开关变换器正是在传统的电压控制模式的基础上,增加电流反馈环节,使之成为个双环控制系统,让电压上的电流不再是个单独的变量,从而使开关变换器的二阶模型中去掉了电感电流而成为个阶系统。归纳起来,电流控制模式的优点主要有以下几点对输入电压的变化响应快这可直观的从电路的工作原理中分析得出,电源输入电压的变化,必然的电解电容作为滤波电容。变换器开关管的选择本设计变换器晶闸管选用的是电力晶闸管......”

5、“.....我们需要估算开关管的电流,以便选择开关管和计算输出滤波电路。在高频变压器的计算中,估算了实际占空比为,为。输入整流滤波电路的最大输出电流平均值占空比为和时峰值电流分别为和所以,开关管估算最大电流为。根据计算所得的结果分析得选用耐压为电流的管为开关管。输出整流二极管的选型因为输出二极管工作于高频状态,所以应选用快恢复二极管。输出最大功率为最大电流为考虑裕量,选择作为输出二极管,该管耐压为额定电流为。结论直流开关稳压电源的毕业设计,需要掌握了开关电源的设计思路和方法。对各个模块进行设计,需要对开关电源有深刻的理解。其各模块主电路控制电路保护电路设计方法和思路比较多,通过比较各模块各个实现方法优缺点和设计的要求,选择了比较适合的电路。本文设计出了直流开关稳压电源的主电路控制电路保护电路,其中变换是其主电路的核心,所采用的是全桥变换电路,是最常见的电路拓扑形式之......”

6、“.....全桥直流变换器主要由全桥逆变器高频变压器和输出滤波电路组成,属于直流交流直流变换器。变换器在高频变压器初级得带高频交流方波电压经变压器降压,再全波整流变换经整流滤波得到稳定的直流电压。此外另个关键电路就是控制电路,所采用的是开关管,控制电路的好坏直接关系到电源系统的整体性能。保护电路也是必不可少的电路,在保护电路的保护下可以防止电压或电流过高导致仪器仪表的损坏。只有各个模块的电路结合起来才可以最终设计出个符合要求的能够稳定工作的直流稳压电源。致谢经过阶段的努力,我的毕业论终于完成了。首先,要感谢我的指导老师曹建平老师。论文的选题具体工作和撰写过程都凝聚着指导老师的心血和汗水。曹老师严谨务实和认真的工作态度给我留下了深刻的印象。在此,谨向曹老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。其次,感谢所有帮助过我的老师们......”

7、“.....给我留下了深刻的影响,使我受益非浅。在多位老师的教导下,我才打下了坚实的基础,使得毕业论文能够顺利完成。在设计的过程中,我的许多朋友同学也给予了我多方面的指导和帮助,他们勤奋认真的工作态度值得我学习,向他们表示深切的感谢,最后,向各位参加答辩的老师答辩评委们致以最诚挚的谢意,参考文献张小林,冉建桥,李贤云我国开关电源发展的思考微电子学,胡炎申,谢运祥通信用高频开关电源技术发展综述通信电源技术,王兆安,刘进军电力电子技北京机械工业出版社,邱关源电路北京国电力出版社,张占松,蔡宣三开关电源的原理与设计北京电子工业出版社,曲学基新编高频开关电源北京电子工业出版社,童诗白,华成英模拟电子技术基础北京高等教育出版社,阮新波,严仰光全桥变换器的控制策略电力电子技术,阮新波,严仰光脉宽调制全桥变换器的软开关技术北京科学出版社,何希才稳压电源电路的设计与应用北京中国电力出版社......”

8、“.....裴云庆,王兆安开关电源技术北京机械工业出版社,,,会引起变压器的初级电流上升斜率的变化,如电压升高,则电流增长变快,反之则变慢。但是只要电流脉冲达到了定的幅度,电流控制回路就动作,使得脉冲宽度发生变化,保证输出电压的稳定,而在电压模式控制电路中,检测电路对输入电压的变化没有直接的反应,直要等到输出电压发生定的变化后,才会去调节脉冲宽度。般电压控制模式要到个开关周期才能响应输入电压的变化。过流保护和可并联性在电流模式控制的变换器中,由于内环采用了直接的电感电流峰值检测技术,它可以及时准确的检测出变压器以及开关管中的瞬态电流,自然形成了逐个电流脉冲检测电路。只要给定或者限制考电流,就可以准确地限制流过开关管和变压器中的最大电流,从而在输出过载或短路时保护了开关管和变压器,也可以有效地克服因输入电压的浪涌产生很大的尖峰电流而损坏开关管的故障......”

9、“.....在保证可靠性的前提下,尽可能降低成本。变压器的磁通平衡在全桥和推挽变换器中,开关管的饱和压降存储时间的不同都会造成电压波形的不对称,从而使直流电流流过变压器初级产生偏磁,这个偏磁会随着时间的积累导致变压器的饱和,使得电源不能正常工作,严重时会烧毁变压器。在电压控制模式变换器中,虽然偏磁电流在线路上总的压降会抵消掉部分偏磁现象,但不能完全克服,而电流控制模式可以自动解决磁通不平衡的问题,这是因为它内部的电流环能使电流脉冲宽度不同但幅值肯定相同。回路稳定性好负载响应快因为本论文全桥变换器中的电感电流是连续的,控制峰值电流就相当于控制平均电流,电流型控制可以看作是个受输出电压控制的电流源,而电流源的电流大小就反映了电源输出电压的大小。电流控制型和电压控制型的开关电源相比有许多优点,但其本身也有缺点,如电感峰值电流与平均电流有误差......”

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