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1、河南机电高等专科学校课程设计报告课程名称：《电力电子应用技术》题目：直流稳压电源的设计专业班级：姓名：学号：成绩：2014年06月22日目录摘要1一设计目的2二、实验所需挂件及附件2三、原理说明33.1线路原理图33.2半桥型开关稳压电源总体设计方案及主电路的结构框图43.3逆变电路53.4控制与驱动电路63.5元器件型号选择73.5.1.输入整流二极管的选择73.5.2.变压器的设计73.5.3.输出滤波电感的设计93.5.4.输出滤波电容的设计103.5.5.功率管的选择103.5.6.变压器二次侧整流二极管的设计11四
2、、实验内容及试验方法114.1控制与驱动电路的测试114.2主电路开环特性的测试114.3闭环特性测试12五、实验报告125.1整理实验记录的波形125.2分析开环与闭环时电源电压变化对直流电源输出电压的影响165.3注意事项16六、课程设计总结17参考文献简易直流稳压电源摘要本次设计主要是为实验室电子设备提供24V稳压范围宽、大功率直流电源，以取代低效率的线性稳压电源。电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提
3、高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。并对开关电源提出了小型轻量要求，此外要求开关电源效率要更高、性能更好、可靠性更高等。当前，各国正在努力开新器件、新材料以及改进装连方法，进一步提高效率，缩小体积，降低价格，以解决开关电源面临的课题。随
4、着电力电子技术的不断创新，开关电源产业会有更广阔的发展前景本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170~260V，输出电压为直流24V恒定，最大功率250W。从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定等方面的研究。关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源1河南机电高等专科学校课程设计报告一设计目的1.熟悉典型开关电源主电路的结构，元器件和工作原理。2.了解PWM控制与驱动电路的原理和常用的集成电路。3.了解反馈控制对电源稳压性能的影响。4.学习基本理论在实践中综合运用的
5、初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。5.学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。6.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。7.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压源。二、实验所需挂件及附件序号型号备注1DJK01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2DJK09单相调压与可调负载3DKJ19半桥型开关稳压电源4双踪
6、示波器自备5万用表自备17河南机电高等专科学校课程设计报告三、原理说明3.1线路原理图半桥式开关电源主电路如图3-1所示。图中开关管S1,S2选用MOSFET,因为它是电压驱动全控型器件,具有驱动电路简单、驱动功率小、开关速度快及安全工作区大等优点。半桥式逆变电路一个桥臂由开关管S1,S2组成,另一个桥臂由电容C1,C2组成。高频变压器初级一端接在C1,C2的中点,另一端接在S1,S2的公共连接端，C1,C2中点的电压等于整流后直流电压的一半,在半桥式逆变电路中，变压器一次侧的两端分别连接在电容C1,C2的中点和开关S1,S
7、2中点。电容C1,C2的中点电压为Ui2。S1与S2交替导通，使变压器一次侧形成幅值为Ui2的交流电压，改变开关的占空比，就可以改变二次侧整流电压Ud的平均值，也就改变了输出电压Uo。逆变电路采用的电力电子器件为美国IR公司生产的全控型电力MOSFET管，其型号为IRFP450,主要参数为：额定电流16A,额定耐压500V，通态电阻0.4Ω。两只MOSFET管与两只电容C1、C2组成一个逆变桥，在两路PWM信号的控制下实现了逆变，将直流电压变换为脉宽可调的交流电压，并在桥臂两端输出开关频率约为26KHz、占空比可调的矩形脉冲
8、电压。然后通过降压、整流、滤波后获得可调的直流电源电压输出。该电源在开环时，它的负载特性较差，只有加入反馈，构成闭环控制后，当外加电源电压或负载变化时，均能自动控制PWM输出信号的占空比，以维持电源的输出直流电压在一定的范围内保持不变，达到了稳压的效果。半桥型开关直流稳压电源的电路结构原理
