高频开关电源设计毕业论文

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1、第49页共51页目录引言11本文概述21.1选题背景21.2本课题主要特点和设计目标21.3课题设计思路32SABER软件42.1SABER简介42.2SABER仿真流程52.3本章小结53三相桥式全控整流器的设计73.1工作原理73.1.1三相桥式全控整流电路的特点83.2保护电路83.2.1过电压产生的原因83.2.2过压保护83.2.3过电流产生的原因93.2.4过流保护103.3SABER仿真123.3.1设计规范123.3.2建立模型133.3.3仿真结果133.3.4结果分析153.4本章小结154功率因素

2、校正技术164.1谐波164.1.1谐波的危害164.1.2谐波补偿和功率因素校正164.2有源功率因数校正174.2.1APFC技术分类174.2.2临界导电模式APFC的控制原理184.2.3功率因素校正电路的缺点及解决方法194.3本章小结205软开关功率变换技术21第49页共51页5.1软开关技术的提出215.1.1开关损耗的成因215.2软开关技术225.2.1软开关技术的一般实现方法235.2.2软开关的发展历程主要分类255.3本章小结266双管正激变换器的设计276.1工作原理276.2SG3525的功

3、能介绍以及应用286.2.1SG3525基本工作原理和应用特点296.2.2SG3525在双管正激开关电源中的应用296.3启动电路的改进316.4SABER仿真316.4.1设计步骤简介316.4.2设计规范316.4.3开环设计（功率电路设计）326.4.4调制器设计和闭环仿真356.5仿真结果386.6本章小结397BOOST变换器的设计407.1工作原理407.2SABER仿真417.2.1设计规范417.2.2参数设计427.2.3仿真结果437.3本章小结438系统集成调试449结论与展望45谢辞46参考文

4、献47附录48第49页共51页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。电源是向负载提供优质电能的供电设备，是工业的基础。电源涉及功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术等多学科的边缘交叉技术。随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。在现代通信，电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防以及某些高新技术中发挥着重要作用。开关电源是直流电源系统的一个重要组成部分。高频开关技术是采用高频功率半导体器件和脉宽调制(PWM)

5、技术的功率变换技术。其发展方向是高频，高功率因素，抗干扰和模块化，其中进一步实现高频化是开关电源的发展趋势，同时软开关技术也成为开关电源的主流技术，由于工作频率高，电路中的滤波电感和电容的体积可大大缩小；同时，高频变压器取代了工频变压器．则变压器的体积减小、重量降低；另外，由于开关管高频工作，功率损耗小，因而开关电源效率高。开关管一般采用PWM控制方式，稳压稳流特性极佳。现在应用于开关电源技术的仿真软件已有多种，它们有通用的软件，也有专业的软件，其中通用的最具影响的是PSPICE和MATLAB。PSPICE是美国加州大

6、学伯克利分校推出的集成电路分析软件SPICE的微机版，广泛应用于电子电路的设计。早期的MATLAB主要应用于控制系统的仿真和分析，经过不断扩展已经成为包括通信、电气工程、优化控制等诸多领域的科学计算软件。虽然上述两个软件均可用于开关电源系统的仿真，但是笔者认为开关电源技术作为一门跟实践紧密联系的课程，采用专业级的仿真软件效果将会更好，因此本次设计将采用专业级的电源仿真软件-SABER。本文应用高频开关PWM技术，设计了一种开关频率50KHZ的高频开关电源，系统主电路包括三相桥式全控整流器、双管正激变换器、BOOST变换

7、器。根据题目要求，应用SABER软件对上述几个电路进行了原理性仿真测试，并对仿真结果进行了分析。第49页共51页1本文概述1.1选题背景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，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转

8、点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。从开关电源发展史来讲，如今已经走到第五代。第一代是70年初，那时候从线性电源开始走向开关电源；第二代是1976开始取得UL安规认证；第三代从80年代中期开始，开关电源走向全球通用，因此电源的开发就不能局限在北美或者日本市场，输入电压要考虑85~265V范围内，同时欧规和其