半桥型开关稳压电源的设计与应用.docVIP

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《电力电子技术》课程设计说明书

题目

学院：电气与信息工程学院

学生：

指导教师：董恒职称/学位助教

专业：自动化

班级：

学号：

完成时间：2015.12.28

工学院电力电子课程设计课题任务书

学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化专业\自动化专业

指导教师

董恒

学生

课题名称

半桥型开关稳压电源设计

容及任务

一、设计任务

设计一个半桥型开关稳压电源，已知输入电压单相：170～260V,输入交流电频

率45～65HZ,输出直流电压24V恒定，输出直流电流10A,最大功率250W,稳压

精度：小于直流输出电压整定值的1%。

二、设计容

1、关于本课程学习情况简述；

2、主电路的设计、原理分析和器件的选择；

3、控制电路的设计；

4、保护电路的设计；

5、利用MATLAB软件对自己的设计进行仿真。

主要(参(考资料

[1]王兆安，王俊编.电力电子技术(第5版).北京：机械工业，2012

[2]黄俊，秦祖荫编.电力电子自关断器件及电路.北京：机械工业，1991

[3]序葆，永健编.电力电子器件及其应用.北京：机械工业，1996

教研室意见

教研室主任：(签字)

年月日

目录

1、总体设计方案 5

1.1输入整流滤波电路设计 7

1.2逆变电路设计 8

1.3驱动电路设计 10

1.4整体电路设计 11

1.5过流保护 13

1.6过压保护 10

2、器件的选择 11

2.1输入整流器件 11

2.2输出整流器件 15

2.3元件选择 16

2.4保护电路器件选择 13

3、MATLAB电路仿真 14

3.1MATLAB简介 14

3.2仿真电路图 18

致谢 16

参考文献 24

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摘要

随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用,人们对其需求量日益增长。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。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。这次介绍一种半桥电路的开关电源，是输入为单相交流170～260V,输入频率45~65HZ,输出直流电压24v,输出直流电

流10A,最大功率250w。重点介绍该电源的构思、理论、工作原理及特点。

关键词：开关稳压电源；整流电路；半桥

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1、总体设计方案

开关电源采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开

关器件的占空比来调整输出电压。整个课题的设计，分为三部分。

1、主电路的设计，包括整流输入滤波、半桥式逆变电路、输出整流、输出

滤波。

2、开关管的驱动电路。

3、控制电路的设计，包括控制逆变电路开关管工作的脉冲输出、软启动、

调占空比以及保护电路。

半桥型开关稳压电源设计方案遵循开关电源的变换框图。如1.1图所示：

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半桥逆

半桥逆

变电路

输出整

流滤波

输入整

流电路

电路

图1.1开关电源变换

先是由工频交流经桥式整流电路得到直流电流，再由半桥开开关逆变得到高

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。

然后,电源流入输入整流滤波回路将交流电通过整流模块变换成含有脉动成

分的直流电，然后通过输入滤波电容将脉动直流电变为较平滑的直流电。

其次,功率开关桥由控制电路提供触发脉冲把滤波得到的直流电变换为高频

的方波电压，通过高频变压器传送到输出侧。

最后，输出整流滤波回路将高频方波电压滤波成为所需的直流电压或电流。

1.1输入整流滤波电路设计

整流滤波回路是开关电源的重要组成部分,它可以提高电压、电流的稳定度

减小干扰。按其所在的位置不同，分为输入和输出整流滤波回路。

这次研究的电源额定工作状态的技术要求为：输出电压24V,输出电流10A,输出功率约240w,为了减小电源的输入滤波电容等原因，用电源电路采用单相

桥式整流。

对每个导电回路进行控制,相对于全控桥而言少了一个控制器件，用二极管

代