一种600v大功率开关电源设计与实现

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1、ELECTRICDRIVE2013Vo1．43No．5电气传动2013年第43卷第5期一种600V大功率开关电源的设计及实现张洁喜，刘彦呈(大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连116026)摘要：为了解决潜艇电力推进系统蓄电池电压低，供电难的问题，设计了一套单个电源的额定功率为5kW的大功率升压电源。分析了全桥变换器的工作原理和控制方式，设计隔直电容解决了全桥变换器在实际应用中的技术难题，并设计IGBT缓冲电路实现了高频的大功率开关电源。给出了高频变压器的设计过程。实际应用证明电源电压稳定性好、变

2、换效率高、均流效果好。关键词：开关电源；高频变压器；隔直电容；软开关技术中图分类号：TM46文献标识码：BDesignandImplementationofa600VHigh—powerSwitchingPowerSupplyZHANGJie-xi，LIUYah—eheng(SchoolofMarineEngineering，DalianMaritimeUniversity，Dalian116026，Liaoning，China)Abstract：Inordertosolvetheproblem

3、oflowbatteryvoltageandsupplydifficultiesofelectricpropulsiononthedetectingsubmarine，designedasetofhigh—powerandstep—upDC-DCconverterwhichtheratedpowerofsinglepowersupplymoduleis5kW．Analyzedtheworkingprincipleandcontrolmethodofthefull—bridgeconverter．

4、AnddesignedtheDC—blockingcapacitorthatsolvestechnicalchallengesoffull—bridgeconverterapplication，thesofteningcircuitofIGBTthatrealizeshigh—frequencyandhigh—powerswitchingpowersupply．Thedesignprocessaboutthehigh—frequencytransformerwasgiven．Thepractic

5、alapplicationshowsthatthepowersupplyworkswithstableoutputvoltage，highconversioneficiencyandgoodcurrentshareeffect．Keywords：swishingpowersupply；high-frequencytransformer；DC-bloekingcapacitor；soft-switchingtechnology术，实现电源模块的并联，提高了负载能力和系1引言统可靠性。直流电源的发展

6、过程是由线性电源向开关2全桥DC—DC变换器的工作原理电源发展的，在开关电源出现以前，线性电源已经应用了很长一段时间，而后，开关电源因其体与控制方式积小、重量轻、效率高等优点作为线性电源的一2．1全桥变换器的工作原理种替代物出现，并广泛应用于家电、计算机、通信全桥变换器由输入滤波电路、全桥逆变器、等设备中。而随着电力推进船舶、军用船舶、风力高频变压器、输出整流滤波电路组成。图1所示发电、太阳能发电等的发展，使得开关电源必须为实际设计的全桥直流变换器的原理图。向大功率、高频化方向发展，而且成为当前

7、研究L的热点。D快速IGBT、快速恢复二极管、软开关技术、—Jj高频变压器等技术的发展使得大功率开关电源c．=c得以实现。但是目前大功率开关电源。尤其是大功率升压开关电源的开发和应用还比较少。本文针对这一现状，自行设计出一套基于全桥变换器图1全桥变换器原理图拓扑的大功率高频升压开关电源，并引用均流技Fig．1Full-bridgeconve~ercircuitdiagram作者简介：张洁喜(1987-)，男，硕士研究生，Email：zhan舀iexil63@163．eom37电气传动2013年第

8、43卷第5期张洁喜，等：一种600V大功率开关电源的设计及实现图1中，直流电压经过Q～Q4个IGBTSG3525内部设有PWM锁存器，PWM比较开关管组成的全桥开关变换器，在高频变压器初器输出信号首先送至PWM锁存器，当保护电路级得到交流电压。经过变压器变压，再经过全桥工作时，即使关断信号立即消失，锁存器也可以整流变换成直流电压，最后通过电感L、电容C维持一个周期的关断控制，直到下一周期时钟信组成的LC滤波电路，得到平直的直流电压。号使锁存器复位为止，所以能对电源进行过流、输入、输出都采用电解电