摘 要
大功率开关电源在日常的生产、生活中有着广泛的应用,尤其在军事、医疗和绝缘测试等领域应用更为频繁。传统的大功率开关电源采用线性电源技术的较多,这种结构形式造成电源整体效率较低,性能一般,体积大,重量沉。随着开关电源技术的进步和发展,各类用途的直流电源都倾向于采用开关电源技术。开关电源以其线性电源无法比拟的特点和优点己经成为电源行业的主流形式。开关电源技术应用于大功率电源领域,使大功率电源变得体积小,重量轻,效率高,性能更好。
在本文中，主要对大功率开关电源的结构组成、技术参数、控制电路工作原理等进行重点讲述，指出其常特点并详细分析结构。
关键词：大功率；脉冲触发电路；回馈电路。
V
Abstract
High power switching power supply has been widely used in daily production and life, especially in the fields of military, medical and insulation testing. The traditional high power switching power supply adopts linear power supply technology, which causes the overall efficiency of the power supply is low, the performance is general, the volume is large, the weight is heavy. With the development of the technology of switching power supply, DC power supply tends to use switching power supply technology. Switching power supply with its linear power can not match the characteristics and advantages of the power industry has become the mainstream form. Switching power supply technology is applied to the field of high power supply, which makes the power supply of high power supply small, light weight, high efficiency and better performance.
In this paper, the structure, technical parameters and working principle of high power switching power supply are mainly described.
Key words: high power; pulse trigger circuit; feedback circuit.
VI
目 录
摘 要 .................................................................... V Abstract .................................................................. VI 第1章 绪 论 .............................................................. 1
1.1高压直流电源简介 ................................................... 1 1.2高压开关电源简介 ................................................... 2 1.3高压开关电源发展趋势 ............................................... 3 第2章 大功率开关电源的基本原理 ............................................. 5
2.1 大功率开关电源的组成 ............................................... 5 2.2 DC-DC 变换器拓扑的选择 ............................................. 6
2.2.1 DC-DC 变换器逆变电路拓扑 ..................................... 6 2.2.2 DC-DC 变换器次级整流拓扑 .................................... 10 2.3 全桥式逆变拓扑控制方式 ............................................ 15 2.4 本章小结 .......................................................... 17 第3章 开关电源主电路的设计 ............................................... 18
3. 1 开关电源主电路的设计 ............................................. 18 3.2开关电源的设计要求 ................................................ 18 3.3 电路结构框图 ...................................................... 19
3.3.1输入整流滤波电路 ............................................ 19 3.3.2 单相逆变桥 ................................................. 20 3.3.3 输出整流滤波电路 ........................................... 20 3.4 输入整流滤波电路设计 .............................................. 20
3.4.1 整流桥 ..................................................... 20 3.4.2 输入整流电容 ............................................... 21 3.4.3 输入滤波电感 ............................................... 22 3.5 逆变电路的设计 .................................................... 22
3.5.1 功率转换电路的选择.......................................... 22 3.5.2 确定电路工作频率f .......................................... 22 3.5.3 选用高压开关管 ............................................. 23 3.6 输出整流滤波电路 .................................................. 24
3.6.1 输出整流二极管 ............................................. 24 3.6.2 输出滤波电感 ............................................... 25 3.6.3 输出滤波电容 ............................................... 25
VII
3.7 输出整流滤波电路 .................................................. 26
3.7.1 输出整流二极管 ............................................. 26 3.7.2 输出滤波电感 ............................................... 26 3.7.3 输出滤波电容 ............................................... 27
第4章 开关电源控制电路的设计 .............................................. 28
4.1开关电源控制电路的设计 ............................................ 28 4.1 移相PWM控制芯片UC3879 的特性4.2 驱动电路设计
[13][14]
[11][12]
................................. 28
.................................................. 30
4.2.1 驱动脉冲变压器的设计 ........................................ 31 4.2.2 驱动放大电路的设计.......................................... 31 4.3反馈电路设计
[15][16]
.................................................. 32
4.3.1 反馈电路结构 ............................................... 32 4.4 保护电路的设计 .................................................... 33 4.5开关电源维修 ...................................................... 34 第5章 总 结 .............................................................. 36 致 谢 .................................................................... 37 参考文献 .................................................................. 38
VIII
湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书
第1章 绪论
1.1 高压直流电源简介
高压直流是指大小（电压高低）和方向（正负极）都不随时间（相对范围内）而变化，比如干电池。脉动直流电是指方向（正负极）不变，但大小随时间变化，比如：我们把50Hz的交流电经过二极管整流后得到的就是典型脉动直流电，半波整流得到的是50Hz的脉动直流电，如果是全波或桥式整流得到的就是100Hz的脉动直流电，它们只有经过滤波（用电感或电容）以后才变成平滑直流电，当然其中仍存在脉动成分（称纹波系数），大小视滤波电路得滤波效果。
传统的高压直流电源通常用工频交流电源经升压变压器升压、整流滤波而得。如图1-1所示,其中T为升压变压器,C为滤波电容,R1、R2为电阻主要起限流保护的作用。对于电压不是很高的场合,可用半波整流电路,全波或桥式整流电路得到直流电压。
图1-1 整流电路
在实际应用中升压变压器之前要加自藕调压器,通过调整自藕调压器实现调整高压直流输出的目的。
这类整流电路优点是接线简单,缺点是所用设备、组件的电压较高,体积、重量和占地面积大,一般只能作为试验室内使用。
电路工作过程是这样的,在正弦波负半周电源通过V2对C1充电,在正弦波的正半周,电源C2和同时对C1充电,C2上获得的电压约为电源电压的峰值和C1上电压的和,因此,经过几个周期后,C2上的电压约为变压器输出电压峰值的2倍。若要更高的直流电压,可以把几级倍压电路串接在一起,每一级都能获得约2倍峰值电压的直流电压。若有n级串联,则可得到2n倍的直流电压,但级数越多,
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