通用型高功率因数高频开关电源的开发
高频开关电源的设计与制作(论文)

高频开关电源的设计与制作(论文)《高频开关电源的设计与制作》论文版本,是提取了重点来简单论述的。
这也是在毕业设计最后学校要求进行缩减后拿去参评校级优秀毕业设计的,当然这是获奖的啦!欢迎下载参考!高频开关电源的设计与制作洛阳理工学院电气工程与自动化系黄贝利指导老师杨文方2011摘要: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。
我们设计了以MOSFET作为功率开关器件采用脉宽调制(PWM)技术,输出实时采样电压反馈信号,来控制输出电压变化的。
本文具体介绍了其系统构成,工作原理,基本控制器结构、功能和特点。
关键词:高频开关电源变换器SG3525 过流保护0. 前言随着电力电子技术的高速发展,开关电源不断向高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化方向发展。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
现在迫切需要物美价廉,能满足多种不同工况要求的多规格、多品种、系列化的高质量、高性能的高频高压开关电源。
虽国内已有少数厂家生产高频高压开关电源,但价格昂贵。
因此设计开发价格低廉的高频高压开关电压是大势所趋,具有良好的市场。
[1] [2]1. 系统设计原理及其框图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。
其中DC/DC变换器进行功率转换,它是开关电源的核心部分,此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。
输出采样电路检测输出电压变化,与基准电压研比较,误差电压经过放大及脉宽调制(PWM)电路,再经过驱动电路控制功率器件的占空比,从而达到调整输出电压大小的目的。
开关电源结构框图如图1所示:图1 开关电源结构框图2. 高频开关电源的电路设计2.1 电源输入滤波及桥式整流电源输入滤波又称电磁干扰(EMI),主要用于抑制电气噪声和消除电磁干扰。
经滤波后送入桥式整流电路,将其整流得到所需的300V高压直流电,然后再送入功率变换器。
开关电源原理

一、开关电源的概念
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半桥型开关电源原理图
三、开关电源的常用电路类型
6、全桥电路 全桥电路是大功率电源常用的电路,有四个开关管组成两个桥臂。两 个桥臂分别导通激励高频功率变压器,进行能量变换,但是存在开关管 “直通”的危险。 全桥电路原理图如下图所示。由四个功率开关器件V1~V4组成,变压器 T连接在四桥臂中间,相对的两只功率开关器件V1、V4和V2、V3分别交替 导通或截止,使变压器T的次级有功率输出。当功率开关器件V1、V4导通 时,另一对V2、V3则截止,这时V2和V3两端承受的电压为输入电压Uin在 功率开关器件关断过程中产生的尖峰电压被二极管V5~V8箝位于输入电压 Uin。
%,工作频率是振荡频率的一半,所使用的控制芯片一般是UC3844和
在变压器中加去磁绕组,在关断时将付边的能量反射到交流输入上。
正激式开关电源的核心部分是正激式直流——直流变换器,基本电路
做得更高一点。虽然功率变压器不像反激式电路要开气隙,但是一般要
高频开关电源设计与应用实例

高频开关电源设计与应用实例
电源网讯传统的工频交流整流电路,因为整流桥后面有一个大的电解电容来稳定输出电压,所以使电网的电流波形变成了尖脉冲,滤波电容越大,输入电流的脉宽就越窄,峰值越高,有效值就越大。
这种畸变的电流波形会导致一些问题,比如无功功率增加、电网谐波超标造成干扰等。
功率因数校正电路的目的,就是使电源的输入电流波形按照输入电压的变化成比例的变化。
使电源的工作特性就像一个电阻一样,而不在是容性的。
目前在功率因数校正电路中,最常用的就是由BOOST变换器构成的主电路。
而按照输入电流的连续与否,又分为DCM、CRM、CCM模式。
DCM 模式,因为控制简单,但输入电流不连续,峰值较高,所以常用在小功率场合。
CCM模式则相反,输入电流连续,电流纹波小,适合于大功率场合应用。
介于DCM和CCM之间的CRM称为电流临界连续模式,这种模式通常采用变频率的控制方式,采集升压电感的电流过零信号,当电流过零了,才开通MOS管。
这种类型的控制方式,在小功率PFC电路中非常常见。
今天我们主要谈适合大功率场合的CCM模式的功率因数校正电路的设计。
要设计一个功率因数校正电路,首先我们要给出我们的一些设计指标,我们按照一个输出500W左右的APFC电路来举例:
已知参数:
交流电源的频率fac——50Hz
最低交流电压有效值Umin——85Vac
最高交流电压有效值Umax——265Vac。
高频开关电源详细介绍

高频开关电源详细介绍高频开关电源(High-Frequency Switching Power Supply)是一种广泛应用于电子设备中的电源系统。
相比传统的线性电源,高频开关电源具有高效率、小体积、轻重量和稳定的电压输出等优点。
本文将详细介绍高频开关电源的工作原理、主要组成部分以及应用领域。
高频开关电源的工作原理如下:当输入电压接通时,由交流电源经过整流和滤波后,经过开关器件进行高频开关,然后经过变压器变换电压,之后经过滤波、稳压和反馈电路调节后输出稳定的直流电压。
整个过程中,开关器件在开关状态下,能以更高的频率进行开关操作,以提高转换效率和减小体积。
高频开关电源的主要组成部分包括输入端、整流滤波器、开关器件、变压器、输出电路以及保护电路等。
输入端主要接收交流电源,并通过整流滤波器将其转换为直流电压。
开关器件是高频开关电源的核心部分,负责快速开关操作,常见的开关器件包括MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等。
变压器则用于将输入电压变换为合适的电压,并通过输出电路将其稳定输出。
保护电路主要用于确保电源在工作过程中的安全性和稳定性,包括过载保护、短路保护和过温保护等。
高频开关电源具有较高的转换效率,一般可以达到85%以上,而传统的线性电源则只有60%左右的效率。
这是因为在高频开关电源中,开关器件可以迅速地通过开关操作来控制电源的输出,并通过反馈控制电路来实现稳定的电压输出,大大提高了能量转换的效率。
由于高频开关电源具有高效率的特点,可以减少电源损耗,降低能源消耗,因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
高频开关电源的应用领域十分广泛,例如计算机、通讯设备、工业自动化设备以及医疗仪器等。
在计算机中,高频开关电源被广泛应用于各种电子设备,如主机、显示器和服务器等。
通讯设备方面,高频开关电源可以为手机、路由器和网络交换机等提供稳定的电源。
在工业自动化设备中,高频开关电源可以为机器人、PLC(可编程逻辑控制器)以及传感器等提供经济高效的电源解决方案。
高频开关电源技术方案[范文大全]
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高频开关电源技术方案[范文大全]第一篇:高频开关电源技术方案高频开关电源技术方案客户需求技术参数30929003.pdf 技术方案 2.1 概述现场的实际应用情况:12台15V/12000A的电源配1台90V/2000A的电源,每6台15V/12000A 的电源配一台6kV/380V/1MW的变压器,其中90V/2000A电源由于只是用于去除氧化膜,并不需要长时间工作。
电源关注核心指标是可靠性和系统效率。
电源可以考虑采用3种主回路方式,每种方式各有优缺点。
2.2主回路原理图方案1 2.2.1方案1 总体思想为输入36脉波移相变压器,6组功率模块并联的方式,具体电路如下:15V/12000A 开关电源最大输出功率180kW,90V/2000A开关电源最大输出功率180kW,功率等级一样,考虑采用同样的主回路原理,如下:整流器整流器36脉移相变压器整流器整流器整流器整流器功率模块1输出15V/12000A或90V/2000A功率模块2输入380V/50Hz 功率模块3功率模块4功率模块5功率模块6功率模块原理如下:高频变压器及整流输入端配置36脉波移相变压器,可有效拟制输入电流谐波,基本能满足3%的要求;每台开关电源采用6个功率模块并联的方式,如1个模块出现异常,其他模块还能继续降额工作,提高了工作可靠性;模块之间的均流精度可达5%以内,因此15V/12000A的开关电源每个模块的等级设计为15V/2200A,90V/2000A的开关电源每个模块的等级设计为90V/360A。
逆变采用移相全桥软开关技术,效率高,比普通硬开关技术效率平均多2%左右;二次整流采用同步整流技术,效率远远大于采用一般二极管整流的方式,一般同步整流比普通二极管整流效率高出5%~6%。
输出加LC滤波,如不加LC滤波,输出导电排由于高频肌肤效应的缘故,导电排发热严重。
90V/2000A电源由于只是用于去除氧化膜,并不需要长时间工作,从降低成本角度考虑,可以不加36脉波移相变压器,输出也不需要LC 滤波,直流输出高频方波电压。
开关电源工作原理与设计

开关电源工作原理与设计1. 概述开关电源是一种将电能从一种形式转换成另一种形式的电源装置。
它通过开关器件(如晶体管、MOSFET等)来精确控制电路的通断,从而实现对电能的高效调节和转换。
本文将详细介绍开关电源的工作原理和设计。
2. 开关电源工作原理2.1 输入电路开关电源的输入电路通常包括输入滤波电路、整流电路和功率因数校正电路。
-输入滤波电路用于去除输入电源中的高频噪声和杂散信号。
- 整流电路将交流输入转换为直流信号,常见的整流方式有单相整流桥和三相整流桥。
- 功率因数校正电路主要用于改善电源对电网的功率因数,提高电能的利用率。
2.2 PFC控制电路功率因数校正(PFC)是开关电源中的一个重要环节,通过控制输入电流和输入电压之间的相位关系,提高整体效率和功率因数。
常见的PFC控制技术有边界模式控制和谐振模式控制。
2.3 DC-DC变换器DC-DC变换器是开关电源的核心部分,它将输入的直流电压转换为需要的输出电压。
常见的DC-DC变换器包括降压、升压、降压升压和反激式变换器。
2.4 控制电路开关电源中的控制电路主要负责检测输出电压和输出电流,并通过反馈回路对开关器件的导通和断开进行精确控制。
常见的控制技术有电压模式控制和电流模式控制。
3. 开关电源的设计要点3.1 选型与设计在开关电源的设计过程中,需要根据实际需求选择合适的开关器件、电容和电感等元件,并进行适当的参数计算和仿真分析,以保证整体性能和稳定性。
3.2 效率和功率因数开关电源的效率和功率因数是评估其性能的重要指标。
通过合理的拓扑结构设计、优化控制算法和合适的滤波电路,可以提高开关电源的效率和功率因数。
3.3 温度管理由于开关电源中包含许多功率器件,温度管理是开关电源设计中需要重点考虑的问题。
合理的散热设计和温度保护措施可以提高开关电源的可靠性和寿命。
3.4 EMI/EMC设计开关电源可能会产生电磁干扰和接收外部干扰,因此应进行合适的EMI/EMC设计,包括滤波、屏蔽和接地等,以满足相关标准和要求。
高频开关电源原理

高频开关电源原理
高频开关电源原理
经过多年发展,电源技术已经进入了高频开关时代,其原理是利用电感和高效微处理器工作,产生输出电源电压,直接在负载和输出传输线上提供电能输出。
高频开关电源具有不同于普通变压器供电的优势:首先是具有节能的优势,利
用开关管和高效的微处理器,能够有效的控制输出的电压与调整电流从而降低电力的损耗;其次,它具有超小型化的优势,由于没有变压器的变压器电磁线圈和绝缘板的损耗,可以降低尺寸和重量;第三,开关电源具有电磁兼容性,因为输入没有变压器可调电磁阻和由其引起的匝间磁场,没有此污染,电磁兼容性优异。
高频开关电源的结构主要由工频开关管、电流互感器、高效微处理器( MCU )和输出线圈等组成。
高频开关管是关键元件,它的任务是准确的控制工作信号,输出当前频率也是非常重要的,电流互感器的工作原理可以清楚看出其设计中把负载电流和输出端边缘有关,它可以调节本身的参数和电流,微处理器可实现信号检测,以及自动控制,输出线圈则可以将产生的电流转化为有用的能量。
高频开关电源的技术已经进入了百年百日的状态,它的技术性能和优势众多,
很好的满足了实际的应用要求,今后高频开关电源更加可靠,技术更加成熟,更加彻底的实现节能,超小型化,高效率的电子用电的电源供应。
3kW高功率因数高频开关电源的设计

取 CF = 0. 1μF, RF = 2. 1 kΩ。 (2) 死区时间的研究 。为了防止同一桥臂 的两个开关管同时导通 ,同时给开关管提供软开 关时间 ,两个开关管的驱动信号之间应设置一死 区时 间 。在 A 2B 死 区 设 置 脚 DELAY SET A 2B ( P IN15 ) 和 C2D 死 区 设 置 脚 DELAY SET C2D ( P IN7 )与信号地之间并联不同的电阻和电容 ,即 可设置不同的死区时间 。本文采用 UC3875 芯片 在死区设置脚与信号地之间并联一电阻 RAB和一 电容 CAB可设置死区时间的方法 。其公式如下 :
电感电流出现最大峰值时的占空比为
D = Udc - U in (m in) = 500 - 2 ×198 = 0. 44
U dc
500
计算所需要的升压电感值为
L1
=
U in m in D
fSΔIL
=
2 20
×198 ×103
×0. ×4.
44≈ 76
1.
3 mH
取 L1 = 1. 3 mH。 2. 5 功率因数校正开关管的选择
2 电路设计
2. 1 EM I滤波器 EM I滤波器基本结构如图 2所示 ,它由 C1 ~
C4 和 L组 成 。其 中 L表 示 绕 在 同 一 铁 芯 上 的 共
图 1 总体结构框图
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采用 EE65 铁氧体磁芯 ,原边 21 匝 , 副边 1
匝 ,用多根直径 0. 45 mm 高强度漆包线并绕 (原
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中 围 分 类 号 : P 0 3 文 献 标 识 码 : T 3 3 。 A
文s 编号 :0 3 0 0 2 0 ) 1 0 1- 3 i t 1 0 - 1 7( 0 7 0 - 0 2 0
A b strac ts As ar f as i i t s concer ned w ih t t he r ecent t siuat on i of he t devel opm ent of he s t
h mo i e tait h v ee tf wa d: o ar n c r s r n a e b n pu or r : o.I h s aril t n t i t e.t e d v op c h e el men f a pr u tof to od c
t he hi gh f equency r sw ichi t ng power suppl f y or com m on use I I r l s nt od ̄ uced。The push- or ar f w d
D C- DC on re s pu o u e I hi s g c ve t r I tt s n t s de i n.W ih t e PW M / C n r lc i a lt e e an t h PF o c to - h p. l he r l v . t ex e n r u t a e b en d t r al ci is h v e es g e r t c i n d a on l .As t e m o i al y h du ard l es g e ho s u e n t s i n m t d I s d I hi s s em . a m a - ur e t c y t x c r n , on r - tolse Cur e , h rng m et o h  ̄ r ntS a i - h d as be u ed t m ak en s o e go od
som e f t her m pr ur i ovem ent .
K eyw o r a: gh feq d Hl - r ue c ower s n y p up y s s em : ;DC on ererPo er f t o r c i n pl y t DC - c v t ; w ac or c r e to
d om es i a k t ow e pp y s t tc m r e s of p r su l ys em .t e m i i urz ton de i nd t e d s rb ton h n at i a i s gn a h itiu i mo du e de i n ha e bee l sg v n pu or ar i hi ar c e.A n h o e F tf w d nt s t l . d t e pr bl m of P - ' C a d i - n h gh
1 引言
在 形 形 色 色 的 电 源 当 中 ,每 一
基 于 以 上 考 虑 ,本 系 统 分 别 设
复 杂 ,因 为 要 真 正 达 到 谐 振 ,不 但
计 了 相 应 的 模 块 予 以 实 现 ,并 在 必 要 的 地 方 加 入 了 一 些 保 护 、 波 电 滤
维普资讯
测 试 技 术 卷
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化 设 计 功 率 因 子 改 善 和 高 次 谐 波 抑 制பைடு நூலகம்等 问 题 进 行 了 探 讨 ,介 绍 的 是 一 种 通 用 型 高 功 率
因 数高 频开 关 电源 产 品 的开发 。 计 中 变换器 采 用推 挽一 正 激 D 设 C—D C变 换 器 拓 扑 形 式 ,控 制 芯 片 的 设 计 主 要 包 括 PFC、 M 两 个 环 节 的 电 路 设 计 及 相 关 外 部 电 路 的 构 建 。整 个 系 统 PW 采 用 模 块 化 设 计 ,各 模 块 问 的 均 流 采 用 最 大 电 流 法 自 动 均 流 技 术 实 现 。设 计 的 各 项 指 标 在 试 验 中 均 达 到 预 期 要 求 ,进 一 步 完 善 后 即 可 投 入 市 场 使 用 。 关 键 词 : 频 开 关 电 源 : -D 高 DC C变 换 器 ; 率 因 数 校 正 ; 冲 宽 度 调 制 功 脉
cont ol t cur ent r of he r of each m odul e. Al he per or ances t l t f m of he sys em have m et he t t
pr os d r qu r m e t op e e ie n s dur g ex er e t i n p i m n s.a d t i si n c n b n h s de g a e pu n o US s ti t e oo fer n at
( C) PF ;Pu s d h m o l i l e wi t du at on ( PW M ) CIC . num benTP3  ̄ 03 . 3 ■∞ u ・ _ od  ̄ 啊— -I o er
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