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开关电源的设计

  • 简介: 原文 前 言在发生世界性能源危机的年代,引起了人们的广泛关往。线性电源工作于工频,因此用工作频率为几十上百kHZ的PWM开关电源替代,可大幅度节约能源,在电源技术发展史上看作一次革命。开关电源在重量、体积、用铜用铁及能耗等方面都比线性...
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原文

前 言
在发生世界性能源危机的年代,引起了人们的广泛关往。线性电源工作于工频,因此用工作频率为几十上百kHZ的PWM开关电源替代,可大幅度节约能源,在电源技术发展史上看作一次革命。
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,对整机多相指标有良好影响。开关电源通过功率开关变换器进行电能变换可以满足各种要求。而且因为其高效节能可带来巨大的经济效益。因此引起社会各方面的重视得到迅速的推广。近年来有许多领域,例如电力系统、电邮通信、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,取得显著效益。
近年来,国内开关电源技术有了长足的进展,理论、研究、生产、应用等已有了相当的成果或规模,采用了有效的软开关技术,如大家所熟悉的朝阳电源就是一种较完善的开关电源。但是,像电力系统的操作电源作用的220V/110V的电源则研究较少。而且还存在它的三次和五次谐波较大的缺点。我们知道谐波对电网有危害作用,大量的谐波分量倒入电网,造成对电网的谐波“污染”,一方面产生“二次效应”即电流过线路阻抗造成谐波电压降,反过来使电网电压也发生畸变。
本课题设计的开关电源主要是针对电力系统操作的直流电源。该系统以四个MOSFET作为功率开关器件,构成全桥式Buck开关变换器,采用脉宽调制(PWM)技术,PWM控制信号由集成控制器UC1525A产生。从输出实时采样电压反馈信号,构成闭环系统,以控制输出电压的变化。控制电路和主电路之间通过光电耦合器进行隔离,并设计了软启动、过流保护电路和过压保护电路。
1 开关电源的概述
1.1 开关电源的发展
八十年代,国内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。近年来有许多领域,例如电力系统、电邮通信、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,取得显著效益。
究其原因,是新的电子元器、新电磁材料、新变换技术及新控制理论不断出现并应用到开关电源的缘故。这些因素使开关电源更上一层楼。使开关电源达到了频率高、效率高、功率密度高、功率因素高、可靠性高。这样一来开关电源就具有更强的竞争实力,应用也更为扩大,反过来又遇到更多的问题更实际的要求。这些问题可以归纳为以下五个方面:
......


  目录

1 开关电源的概述
2 开关电源的结构和工作原理
3 开关电源的主电路设计
4 开关电源控制电路设计
5 全文总结


  参考资料

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