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【毕业设计】大功率充电电源电路 【毕业设计】大功率充电电源电路

格式:word 上传:2022-06-24 20:05:24

《【毕业设计】大功率充电电源电路》修改意见稿

1、“.....浮充电电压略高于涓流充电,足以补偿蓄电池自放电损失并能够在电池放电后较快地使蓄电池恢复到接近完全充电状态。又称连续充电。这种充电方式主要用于电话交换站不间断电源及各种备用电源。浮充就是恒压小电流充电,目的是防止蓄电池自放电,二是增加充电深度。浮充电就是指将充足电的蓄电池组与充电设备列运行,浮充电主要由充电设备供给恒定负荷,蓄电池平时不供电,充电设备以不大的电流来补充蓄电池的自放电,以及由于负载在短路时突然增大所引起的少量放电。现有充电电源的比较充电电源主要有以下三种线性电源相控电源开关电源。线性电源线性电源是种常见的电源,它是串联调整管可以连续控制的线性稳压电源,主要由工频变压器晶闸管整流电路滤波电路调整管组成。通过改变晶闸管的导通角来控制输出电压,由于整流电路输出电压有定的脉动,因此采用串联个调整管来提高输出电压的精度,减小纹波。线性电源的功率调整管总是工作在放大区,通过的电流是连续的......”

2、“.....所以需要使用大功率调整管并需装配体积庞大的散热器。线性电源技术成熟,制作成本较低,但其体积依然比较庞大,且输入电压范围要求高。相控电源相控电源是指采用可控硅作为整流器件的电源系统,其原理是交流输入电压经工频变压器降压,然后采用可控硅进行整流。为了保持输出电压的稳定,需套比较复杂的可控硅触发电路。通信电源在通信系统中占有极其重要的位置,其性能直接影响通信的质量和可靠性。由于相控电源的诞生早于高频开关电源,其智能化程度较低。而高频开关电源发展在计算机技术大发展的今天,其智能化程度远远高于相控电源。近年来的维护体制的变化,要求远程集中监控,无人值守或少人值守。智能化通信高频开关电源为通信电源的无人值守或少人值守创造了条件。而老的相控电源是无法满足这要求的。随着通信的发展,对其要求也越来越高,相控稳压电源已满足不了现代通信对质量和可靠性的要求,而逐步被性能更优良的高频开关电源所代替......”

3、“.....控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的种电源,开关电源般由脉冲宽度调制控制和构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在输出功率点上,反而高于开关电源,这点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这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阔的发展空间。开关技术又分为硬开关与软开关。硬开关是不管开关管上的电压或电流,强行开通或关断开关管,由于开关管不是理想器件,在开通时开关管的电压并不马上降为零,在关断时开关管的电流也不马上降为零,在开通关断期间会产生开关损耗。随着开关频率上升,开关损耗越大,效率严重降低。因此,开关损耗限制着电源的小型化与轻量化。另外,开关管工作在开关管状态时还会产生很高的和,从而产生很大的电磁干扰。软开关则很好的解决了硬开关所遇到的问题。软开关技术利用以谐振为主的辅助换流手段......”

4、“.....有效提高开关频率。鉴于软开关的诸多特点,本系统采用软开关技术实现充电电源。系统方案的设计根据所学电力电子方面的理论基础,设计出大功率充电电源的系统方案,系统方案框图如图图系统方案框图电网交流市电先经过三相交流滤波电路进行滤波,消除来自电网的各种干扰,如电机启动,电器开关的合闸与关断,雷击等产生的干扰,再通过三相整流滤波电路将电网输入的电源进行整流滤波,得到未稳定的直流电压,为变换器提供波纹较小的直流电压,再通过变换器把直流电压变成高频交流方波电压,再通过高频变压器得到高频交流电源,又再经过整流滤波电路进行整流滤波就可以获得需要的直流输出电压。框图中还有辅助电源驱动电路保护电路控制电路等些辅助电路。辅助电源为控制电路和波爱护电路提供满足定技术要求的直流电源,以保证它们工作稳定可靠。驱动电路将控制电路输出的脉冲信号进行功率放大,驱动功率开关管,使其可靠地导通和关断......”

5、“.....保护电路检测这些故障状态,输出信号到控制电路,使开关电源停止工作以保护负载和开关电源本身。控制电路输出控制脉冲信号,通过检测输出直流电压调整输出脉冲宽度的占空比,以保持输出电压的稳定。控制电路还包括软启动及停止电路。基本变换器设计开关电源的电路结构主要是指变换器的拓扑结构,拓扑在电路理论中指电路的结构或连接特性,是与组成电路元件无关的。按拓扑结构分类,变换器可分为降压式变换器,升压式变换器,反激式变换器,正激式变换器,推挽式变换器,半桥式变换器,全桥式变换器。正激式变换器主要用于输入输出需要隔离的较大功率或变换器中推挽式变换器主要用于输入输出需要隔离的较低输入电压的或变换器中降压式变换器和升压式变换器主要用于输入输出不需要隔离的电容的计算过程如下线电压有效值为线电压峰值为整流滤波后直流电压的最大脉动值为低电压峰值的。为了保证整流滤波后的直流电压最小值符合要求。每个周期中所提供的能量约为,其中效率......”

6、“.....输入滤波电容容量为根据电容生产厂家提供的手册,考虑到实际工作环境和电压要求,可选择采用两只的电容串联使用选定电容后把电容值带回式子可计算出输入整流电力二极管的选择输入整流电路如下图所示图输入整流电路整流二极管耐压值按式确定,根据电网电压,考虑到其峰值波动闪电等因素,取波动系数为,安全系数,并由此等到参考表表电力二极管的选择参考表系列输入交流电压直流电压峰值耐压系列系列根据式子和表可以计算比较出输入整流二极管选用系列的。的选择逆变电路如图所示图逆变电路确定电压额定值选择与选择整流二极管的最大不同是整流二极管的输入端直接与电网相连,电网容易受到外界的干扰,特别是雷电干扰,因此,选择的安全系数较大而是位于逆变桥上,其输入端常以力电容并联,起到缓冲波动和干扰的作用,因此,安全系数不必取很大。般取安全系数,为电网电压,平流后的直流电压由下式进行计算关断时的峰值电压由下式进行计算式中......”

7、“.....般取为由引起的剑锋电压。令,并向上靠拢的实际电压等级,取确定电流额定值,电影容量为,由式中,为电源容量为在电网压向下的波动系数为的峰值为允许过载容量为减小系数。因为器件手册上给出的是在结温条件下,而实际工作中,由于热损耗,总要升高,的实际允许值降下降。由上述三个式子可以求出根据等级,实取,即取。的保护电路图中示出了三种通用的缓冲回路。缓冲电路是由个无感电容并联在正负母线之间。在小功率设计时,这种缓冲回路对抑制电压瞬变有很好的作用,而且只用个电容组成,成本很低。但随着功率等级的加大,这种缓冲回路可能会和母线的寄生电感做减幅振荡。缓冲回路使用快恢复二极管解决了在大功率应用中得振荡问题。这个二极管可以筘位瞬变电压,从而抑制振荡的发生。缓冲电路的时间常数,应该设为开关周期的三分之,即。对于大功率级别的,回路电感太大,型电路无法有效的抑制电压瞬变。所以在大电流应用中,常用到缓冲电路。这种吸收回路类似于型,只是具有较小得回路电感......”

8、“.....在功率非常大的应用场合使用个型吸收电路和个型吸收电路的组合,这主要是抑制主缓冲回路的寄生振荡。图保护电路图保护电路图保护电路由于本电源功率较大,所以选用个型吸收电路和个型吸收电路的组合作为吸收回路,保护。开关频率的设计考虑到该电源的输出功率较大,开关频率做的太高会使损耗过大,同时,考虑到变压器磁芯的损耗,变压器体积,充电机工作噪声等原因,本电路取开关频率。即,死区按计。高频变压器的设计前桥变换器的电压增益为上式是不考虑开关管压降,副边整流二极管压降,输出电感压降等,得出的公式。实际工程中,必须考虑。另外,为了提高高频变压器的利用率,减小开关管的电流,降低输出整流二极管的反向电压,从而减小损耗和降低成本,高频变压器原副边变比应尽可能取的大些。为了在规定的输入电压范围内能够输出所要求的电压,变压器的变比应该按最低输入电压选择。考虑到移相控制方案存在副边占空比丢失的现象......”

9、“.....则可计算出副边电压为其中取,是输出整流二极管的压降,是输出滤波器电感上的直流压降。因此,变压器初次级变比,选择变比输出整流二极管的选择输出的整流电路如图所设,本电源的开关频率为,输出整流二极管应选用外延型快恢复二极管。图输出整流电路额定电压的计算变压器次级是双半波整流电路,加上在整流管上的反响电压对于本电路,整流管上承受的最大反响电压为在整流管开关时有定的电压振荡,因此考虑两倍余量,可以选择的整流管。额定电流的计算在双半波整流电路中,在个开关周期内,整流管的开关情况是当变压器次级有电压时,只有个整流管导通当变压器次级电压为零时,两个整流管同事导通,可近似认为它们流过的电流相等,即均流为负载电路的半。这样可以按照下式计算整流管的电流变压器次级的最大占空比为,负载电流的限流值为,根据上式子可以算出,整流管中流过的最大电流为根据计算结果,我们选择了公司生产的型快恢复二极管模块。它在个模块中封装了两个二极管。每个二极管耐压值为......”

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