电气工程及自动化-毕业设计-大功率开关电源的设计

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1、本科毕业设计大功率开关电源的设计48摘要开关电源在现实生活中应用非常广泛，通过对本课题的探究，不求能做出像样的成品，但求对开关电源原理有更深入的了解。为了方便设计、调试，将系统分解成四个部分，分别为功率因数校正电路，辅助电源电路，驱动电路以及主电路。在尝试制作实物之前，对局部电路利用仿真软件进行了虚拟仿真，仿真省去了实际制作过程中的诸多困难，可以帮助理解电路的工作原理，但实物制作又有别于仿真。功率因数校正电路可提高电路的功率因数，有利于改善电能的质量，功率因数校正电路路采用功率因数校正芯片UC3854；辅助电源为控制电路提供电能，电

2、路以单片集成开关电源芯片TOP204YN为核心；驱动电路负责控制功率开关管——场效应管的开通与关断，设计过程中尝试了两种方案：第一种方案是采用PWM发生芯片加脉冲变压器驱动，第二种方案是采用场效应管驱动芯片IR2155。调试过程中发现第一种方案中因有脉冲变压器，其振荡波形不容易把握，第二种方案中，IR2155可工作在600V的高压下不需要辅助电源供电，其外围电路也非常简单，但因两片IR2155信号难以实现同步，将造成有效占空比丢失从而导致输出电压不稳定根本带不动负载；由于设计要求功率很大，故主电路选择全桥式变换器电路，构成全桥电路的

3、开关元器件采用IRFP460，其漏-源击穿电压为500V，通态漏极电流为20A，通态电阻小于等于0.27欧，符合设计要求。关键词：大功率；驱动；H桥48AbstractTheswitchingpowersupplyiswidelyusedinreallife．Throughexploringthissubjectnottomakeoutaperfectproductbuttounderstandtheprincipleofswitchingpowersupplymorein-depth．Inordertofacilitateandc

4、ommissioningthedesign，thesystemisdecomposedintofourparts，theyarepowerfactorcorrectioncircuit，auxiliarypowersupplycircuit，MOSFETdrivecircuitandthemaincircuit．Beforetryingtomakeoutthepowerfulswitchingpowersupplypartsofthecircuitaresimulatedonthesimulationsoftware，OrCAD．S

5、imulationcanhelpunderstandingtheprincipleofelectriccircuit，butdifferentfromobjectmaking．Powerfactorcorrectioncircuitcanimprovethepowerfactorofcircuitandtoimprovethequalityofelectricpower．UC3854，apowerfactorcorrectionchipisusedinthepowerfactorcorrectioncircuit．TOP204YN，

6、thesingleintegratedswitchingpowersupplychipisthecoreoftheauxiliarypowersupply．ThedrivingcircuitisresponsibleforcontrollingtheenlightenedandshutoffoftheMOSFET．Twooptionsarechosen：onewayisusingPWMgeneratorchippluspulsetransformer，thesecondsolutionisdrivenbyIR2155MOSFETdr

7、ivenchip．Duringthecircuitdebugging，foundthatinthefirstwayitsoscillationswaveformisnoteasytocontrol．Whileinthesecondway，theIR2155canworkinthehigh-voltageanditsperipherycircuitisalsoverysimple，butitshardtoachievesignalsynchronousbetweentwoIR2155sanditcausestheoutputvolta

8、geinstability．Basedonthedesignrequirement，themaincircuitchoosethewholebridgetypeconvertercircuit．Theswitchingcomponen