一款2KW高频开关电源电路的设计方案
2kw逆变电源
2KW逆变电源电路设计课程设计总结报告2KW逆变电源电路设计院（系、部）：信息工程学院姓名：栗增元班级：电142学号： 1 4 0 6 8 7 指导教师签名：设计要求一课程设计目的综合课程设计是学生学完专业基础课后综合应用所学知识、结合工程实际问题的一次重要教学实践，培养学生理论联系实际、技术结合经济、综合考虑问题进行设计计算与绘图等能力。
为后续课程的学习以及毕业设计，毕业后的工作打下基础。
二课程设计题目2kw逆变电源主电路设计三课程设计任务１提出总体设计方案。
绘制总体设计框图。
2 绘制主电路电路图，计算和选择主电路中的主要元器件。
3 驱动及保护电路设计4 触发控制电路规划设计5高频变压器的计算选择。
四设计要点１总体设计方案：要求对2-3个方案进行比较、论证，并确定最后选择的方案。
2主电路工作原理：分析主电路的工作原理并画出波形。
3 主电路中的主要元器件计算选择：如整流二极管或晶闸管、逆变用自关断器件、滤波电容等的计算选择）4高频变压器的计算选择：确定高频变压器的主要参数5电路保护环节设计：主要是对变压器、整流二极管、逆变用自关断器件等的保护，需要考虑过流、过压、短路、电流上升率、电压上升率等方面的保护。
6 触发控制电路：建议选择合适的集成控制芯片，了解其基本工作原理及各管脚的功能。
可只进行基本规划设计。
目录第一章方案论证²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²1 总体设计方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11.1 整流电路方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11.2 滤波电路方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²2 1.3 逆变电路方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²2第二章主电路设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²42.1 主电路图²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²42.2 整流电路²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²42.3 滤波电路²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²52.3.1电解电容C d的作用²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²52.3.2滤波电容C d的计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²52.4 逆变部分²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²52.5IGBT的驱动和控制电路²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²6第三章高频变压器的设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²93.1 高频变压器主要参数²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²93.2变压器磁芯的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²93.3 变压器匝数计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²10心得体会²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11参考文献²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²12附录1 电路图²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²13附录2 元器件清单²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²14第一章方案论证总体设计方案本次课程设计要求设计输出为110V，20KHz交流电压向负载供电，根据查询资料可知可以采用先整流，在滤波，后逆变最后变压输出电压，整流电路是将交流电变为直流电，实现AC/DC的转换。
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。
(完整版)高频开关电源设计毕业设计
目录引言......................................................... 1本文概述 .................................................1.1选题背景............................................................................................................................1.2本课题主要特点和设计目标 ...........................................................................................1.3课题设计思路.................................................................................................................... 2SABER软件................................................2.1SABER简介 .....................................................................................................................2.2SABER仿真流程 .............................................................................................................2.3本章小结............................................................................................................................ 3三相桥式全控整流器的设计..................................3.1工作原理............................................................................................................................3.1.1 三相桥式全控整流电路的特点......................................................................................3.2保护电路............................................................................................................................3.2.1 过电压产生的原因..........................................................................................................3.2.2 过压保护 (1)3.2.3 过电流产生的原因 (1)3.2.4 过流保护 (1)3.3SABER仿真 (1)3.3.1 设计规范 (1)3.3.2 建立模型 (1)3.3.3 仿真结果 (1)3.3.4 结果分析 (1)3.4本章小结 (2)4功率因素校正技术 (2)4.1谐波 (2)4.1.1 谐波的危害 (2)4.1.2 谐波补偿和功率因素校正 (2)4.2有源功率因数校正 (2)4.2.1 APFC技术分类 (2)4.2.2 临界导电模式APFC的控制原理 (2)4.2.3 功率因素校正电路的缺点及解决方法 (2)4.3本章小结 (2)5软开关功率变换技术 (2)5.1软开关技术的提出 (2)5.1.1 开关损耗的成因 (2)5.2软开关技术 (2)5.2.1 软开关技术的一般实现方法 (2)5.2.2 软开关的发展历程主要分类 (2)5.3本章小结 (3)6双管正激变换器的设计 (3)6.1工作原理 (3)6.2SG3525的功能介绍以及应用 (3)6.2.1 SG3525基本工作原理和应用特点 (3)6.2.2 SG3525在双管正激开关电源中的应用 (3)6.3启动电路的改进 (3)6.4SABER仿真 (3)6.4.1 设计步骤简介 (3)6.4.2 设计规范 (3)6.4.3 开环设计（功率电路设计） (3)6.4.4 调制器设计和闭环仿真 (4)6.5仿真结果 (4)6.6本章小结 (4)7BOOST变换器的设计 (4)7.1工作原理 (4)7.2SABER仿真 (5)7.2.1 设计规范 (5)7.2.2 参数设计 (5)7.2.3 仿真结果 (5)7.3本章小结 (5)8系统集成调试 (5)9结论与展望 (5)谢辞 (5)参考文献 (5)附录 (5)引言人类已经进入工业经济时代，并处于转入高新技术产业迅猛发展的时期。
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。
开关电源制作设计(电路原理图+PCB)
一、工作原理我们先熟悉一款开关电源的工作原理，该电源可输出5V电压，如图1所示。
1. 抗干扰电路在电网输入端首先设置一个NTC5D-9负温度系数热敏电阻，作用是保护后面的整流桥，刚开机时热敏电阻处于冷态，阻值比较大，可以限制输入电流，正常工作时，电阻比较小。
这样对开机时的浪涌电流起到有效的缓冲作用。
电容CY1、CY2、CY3、CY4用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的不对称杂散信号，电容CX1、CX2用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的对称杂散信号，用电感L1抑制从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的频率相同、相位相反的杂散干扰电流信号。
采用高频特性好的瓷片电容和铁芯电感，实现开关稳压电源电路中的高频辐射不污染工频电网和工频电网上的杂散电磁波不会窜入开关稳压电源电路中而干扰和影响其工作，对高频分量或工频的谐波分量具有急剧阻止通过功能，而对于几百赫兹以下的低频分量近似一条短路线。
图1 开关电源的工作原理图2. 整流滤波电路在电路中D1、D2、D3、D4组成全桥整流电路，把输入的交流电压进行全波整流，然后用C1进行滤波，最后变成直流输出供电电压，为后级的功率变换器供电，整流滤波后的电压约为300V。
3. UC3842供电与振荡300V的脉动直流电压，此电压经R12降压后给C4充电，供电UC3842的7脚，当C4的电压达到UC3842的启动电压门槛值时，UC3842开始工作并提供驱动脉冲，由6脚输出推动开关管工作。
一旦开关管工作，反馈绕组的能量经过D6整流，C4滤波，又供电到UC3842的7脚，这时可以不需要R12的启动了。
C9、R11接UC3842的定时端，和内部电路构成振荡电路，振荡的工作频率计算为：f=1.8/（Rt*Ct）代入数据可计算工作频率：f=68.18K4. 稳压电路该电路主要由精密稳压源T L 4 3 1 和线性光耦P C 8 1 7 组成，假设输出电压↑→经过R 1 6 、R 1 9 、R20、RES3的取样电压↑→TL431的1脚电压↑，当该脚电压大于TL431的基准电压2.5V时，TL431的2、3脚导通，→通过光电耦合到UC3842的2脚，于是UC3842的6脚驱动脉冲的占空比↓→开关变压器T1绕组上的能量↓→输出电压↓，达到稳压作用；反之，假设输出电压下降，则稳压过程与上相反。
高频开关电源课程设计指导书
高频开关电源课程设计指导书在现代电力电子技术中，电力变换有下列几种，AC-DC（即AC 转换成为DC，其中AC 表示交流电，表示直流电）DC 称为整流，DC-AC 称为逆变，AC-AC 称为交流-交流变换，DC-DC 称为直流-直流变换。
高频半导体功率器件出现后，用半导体功率器件作为高速开关，使其在开关状态下工作，实现能量转换的电路，称为开关变换器电路。
利用闭环反馈控制稳定变换器的输出，再加上保护环节等，即可构成开关电源（Switching Power Supply）。
开关电源主要组成部分是DC-DC 变换器，它是功率转换的核心。
把直流电压变换为低于这一数值的直流电压，最简单办法是串联一个可变电阻（功率三极管），用线性器件控制阻值的大小，实现稳定的输出，这就是线性电源，它不涉及变频问题，电路简单，但效率低。
用半导体功率器件作为开关，使变换器在固定频率下工作，通过调制占空比（PWM）控制输出，称为脉宽调制变换器，还可以固定开关导通时间，通过改变工作频率（PFM）控制输出，这称为频率控制变换器。
另外，还有脉宽和频率都可以改变的变换电路。
给变换电路加上整流电路和滤波电路，就构成一个完整的DC-DC 变换器。
一个开关周期Ts 内，功率开关导通时间tON 所占整个开关周期Ts 的比例，称为占空比D，即D = tON Ts ；占空比越大，负载上电压越高。
目前应用较广的是脉宽调制型（PWM）变换器，它包括正激式、反激式、推挽式、半桥式和全桥式等多种类型。
在高频开关电源功率转换电路中，单端变换器（反激、正激）中的高频变压器的磁芯只工作在第一象限，即处于磁滞回线的一边。
按变压器的副边开关整流器二极管的不同连接方式，单端变换器有两种类型：一种是单端反激式变换器（主功率开关管与变压器副边整流管的开通时间相反：当前者导通时后者截止，反之当前者截止时后者导通），另一种是单端正激式变换器（两者同时导通或截止）。
1一、单端反激式开关稳压电源设计单端反激式开关稳压电源设计1.1 单端反激式开关电源由Buck-Boost 推演并加隔离变压器后得反激变换器原理线路，如图1-1 示。
大功率开关电源方案
大功率开关电源方案概述大功率开关电源方案是一种高效、稳定的电源供应方案，广泛应用于需要稳定电压和大功率输出的设备中，例如工业设备、通信设备和车载设备等。
本文将介绍大功率开关电源的原理和设计要点。
原理大功率开关电源是通过开关管和变压器实现的。
其主要原理是将输入的交流电转换成高频脉冲信号，经过变压器降压后，输出所需的稳定直流电。
具体的工作原理如下： 1. 输入电压经过整流滤波电路，转换为稳定的直流电。
2. 控制电路将直流电转换为高频的脉冲信号。
3. 脉冲信号通过变压器实现降压，并输出给输出端。
4. 输出端通过电压稳定电路保持输出电压的稳定性。
设计要点选择开关管选择合适的开关管是大功率开关电源设计的关键。
开关管的选择应满足以下要求： - 能够承受高电流和高压。
- 具有低开启/关断损耗，以提高整体效率。
- 具有良好的热稳定性，以确保工作时的可靠性。
- 适合设计要求的封装类型和工作温度范围。
常见的开关管有金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）和绝缘栅双极性晶体管（IGBT）等。
根据具体的设计需求选择合适的开关管。
控制电路设计控制电路是大功率开关电源的核心部分，负责将直流电转换为高频脉冲信号。
其设计要点如下： - 选择合适的控制器芯片，具有稳定的工作性能和丰富的保护功能。
- 设计恰当的反馈回路，实现对输出电压和电流的稳定控制。
- 设计良好的过温保护和过载保护电路，确保设备的安全运行。
变压器设计变压器在大功率开关电源中起到重要的降压作用。
其设计要点如下： - 根据输出功率和电压要求，选择合适的变压器结构和材料。
- 设计合理的绕组和层间绝缘，以提高变压器的效率和可靠性。
- 考虑到变压器的损耗和热量，进行散热设计，确保温度在安全范围内。
- 进行合适的屏蔽和隔离措施，减小干扰和电磁辐射。
输出稳定性设计输出稳定性是大功率开关电源的重要指标之一。
为保证输出稳定性，需注意以下设计要点： - 选择合适的输出滤波电容和电感，以减小输出纹波。
高频开关电源技术方案[范文大全]
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。
高频开关电源的设计
目录1绪论 (1)1.1高频开关电源概述 (1)1.2意义及其发展趋势 (2)2高频开关电源的工作原理 (3)2.1高频开关电源的基本原理 (3)2.2高频开关变换器 (5)2.2.1单端反激型开关电源变换器 (5)2.2.2多端式变换器 (6)2.3控制电路 (8)3高频开关电源主电路的设计 (9)3.1P W M开关变换器的设计 (9)3.2变换器工作原理 (10)3.3变换器中的开关元件及其驱动电路 (11)3.3.1开关器件 (11)3.3.2M O S F E T的驱动 (11)3.4高频变压器的设计 (13)3.4.1概述 (13)3.4.2变压器的设计步骤 (13)3.4.3变压器电磁干扰的抑制 (15)3.5整流滤波电路 (15)3.5.1整流电路 (15)3.5.2滤波电路 (16)4总结 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1高频开关电源概述八十年代,国高频开关电源只在个人计算机、电视机等若干设备上得到应用。
由于开关电源在重量、体积、用铜用铁及能耗等方面都比线性电源和相控电源有显著减少,而且对整机多相指标有良好影响,因此它的应用得到了推广。
近年来许多领域,例如电力系统、邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等都越来越多应用开关电源,取得了显著效益。
究其原因,是新的电子元器件、新电磁材料、新变换技术、新控制理论及新的软件(简称五新)不断地出现并应用到开关电源的缘故。
五新使开关电源更上一层搂,达到了频率高、效率高、功率密度高、功率因数高、可靠性高(简称五高)。
有了五高,开关电源就有更强的竞争实力,应用也更为扩大,反过来又遇到更多问题和更实际的要求。
这些问题和要求可归纳为以下五个方面:(l)能否全面贯彻电磁兼容各项标准?(2)能否大规模稳定生产或快捷单件特殊生产?(3)能否组建大容量电源?(4)电气额定值能否更高(如功率因数)或更低(如输出电压)?(5)能否使外形更加小型化、外形适应使用场所要求?这五个问题是开关电源能否在更广泛领域应用的关键,是五个挑战。
一款2KW高频开关电源电路的设计方案及实现
一款2KW高频开关电源电路的设计方案及实现
大量集成电路、超大规模集成电路等电子通信设备日益增多，要求电源的发展趋势是小型化、轻量化。
本文主要针对滤波电感、电容和变压器的体积和重量比较大，因此提出了一款2KW高频开关电源电路的设计方案，通过方案中的电源电路的设计方法，达到了以减少它们的体积来实现小型化、轻量化。
引言
我们可以通过减少变压器的绕组匝数和金减小铁心尺寸来提高工作频率，但在提高开关频率的同时，开关损耗会随之增加，电路效率会严重下降。
针对这些问题出现了软开关技术，它利用以谐振为主的辅助换流手段，解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关电源能高频高效地运行，从20世纪70年代以来国内外就开始不断研究高频软开关技术，目前已比较成熟，下面以方案中2KW的电源为例进行设计。
设计内容和方法
1、主电路型式的选择
变换电路的型式主要根据负载要求和给定电源电压等技术条件进行选择。
在几种常用的变换电路中，因为半桥、全桥变换电路功率开关管承受的电压比推挽变换电路低一倍，由于市电电压较高，所以不选推挽变换电路。
半桥变换电路与全桥变换电路在输出同样功率时，半桥变换电路的功率开关管承受二倍的工作电流，不易选管，输出功率较全桥小，所以采用全桥变换电路。
传统的全桥变换电路开关元件在电压很高或电流很大的条件下，在门极的控制下开通或关断，开关过程中电压、电流均不为零，出现重叠，导致了开。
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一款2KW高频开关电源电路的设计方案
近年来，随着电子技术的发展，邮电通信、交通设施、仪器仪表、工业设施、家用电器等越来越多地应用开关电源，随着科学技术的不断进步，对大功率电源的需求也就越来越大。
与此同时，大量集成电路、超大规模集成电路等电子通信设备日益增多，要求电源的发展趋势是小型化、轻量化。
本文主要针对滤波电感、电容和变压器的体积和重量比较大，因此提出了一款2KW高频开关电源电路的设计方案，通过方案中的电源电路的设计方法，达到了以减少它们的体积来实现小型化、轻量化。
0 引言
我们可以通过减少变压器的绕组匝数和金减小铁心尺寸来提高工作频率，但在提高开关频率的同时，开关损耗会随之增加，电路效率会严重下降。
针对这些问题出现了软开关技术，它利用以谐振为主的辅助换流手段，解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关电源能高频高效地运行，从20世纪70年代以来国内外就开始不断研究高频软开关技术，目前已比较成熟，下面以方案中2KW的电源为例进行设计。