一种智能大功率直流电源的设计与实现
大功率电源的设计
关键技术分析
高效率转换技术
提高电源转换效率是大功率电源设计的关键，采用先进的 功率因数校正技术、软开关技术等，可以降低电源损耗， 提高转换效率。
热设计技术
大功率电源在工作过程中会产生大量热量，合理的热设计 可以保证电源的稳定性和可靠性。采用高效散热结构、热 管技术等，可以有效降低电源温度。
05 仿真与实验验证
仿真模型建立及结果分析
仿真模型建立
基于电路拓扑和元件参数，使用专业 仿真软件（如MATLAB/Simulink、 PSIM等）建立大功率电源的仿真模型。
仿真结果分析
通过仿真得到电源的输出电压、电流 波形，以及电源的效率、功率因数等 关键性能指标。对仿真结果进行分析， 验证设计方案的可行性。
安全性保障
在设计中充分考虑了电源的安全性，采取多重保 护措施，确保使用过程中的安全。
未来工作展望
性能提升
继续优化电源设计，提高电源 效率和稳定性，降低纹波和噪
声。
智能化发展
探索将智能控制技术应用于大 功率电源，实现电源的远程监 控和智能化管理。
绿色环保
研究采用更环保的材料和工艺 ，降低电源生产和使用过程中 的环境污染。
04 软件设计与实现
控制策略设计
PID控制
采用比例-积分-微分（PID）控 制算法，实现对输出电压和电流 的精确控制，确保电源输出的稳
定性和准确性。
状态机设计
根据电源工作状态和需求，设计 合理的状态机逻辑，实现电源启 动、运行、停止等过程的自动化
控制。
模糊控制
引入模糊控制算法，处理电源运 行过程中的不确定性因素，提高
智能电网站用交直流一体化电源系统简介
智能电网站用交直流一体化电源系统简介1. 智能电网简介随着能源需求的不断增长，气候变化和环境保护成为了全球范围内的重要话题。
为了应对这一挑战，各国政府纷纷推出清洁能源政策，积极发展可再生能源。
智能电网，即智慧电网，是一种新型电网，是将传统电网与信息通信技术结合而成的新型电网系统。
智能电网具有电力系统的安全、可靠、高效和经济性，同时还具备灵活性、可持续性和互联性等特点，可以在更大范围内高效地传输和分配可再生能源。
2. 交直流电源简介传统的电网供电系统采用交流电源，而大部分清洁能源设备则采用直流电源。
交直流一体化电源系统是将直流电源和交流电源集成在一个系统中，可以实现在不同的电压、电流和功率下，对清洁能源设备进行稳定的供电。
3. 智能电网站用交直流一体化电源系统智能电网站用交直流一体化电源系统是将智能电网和交直流一体化电源系统结合起来的新型电力供应设备。
它不仅可以满足现代社会对清洁能源的需求，而且可以提高电力系统的可靠性和经济性，兼顾清洁与高效。
智能电网站用交直流一体化电源系统的设计理念是提供稳定可靠的电力供应，将清洁能源与传统电网联系起来。
在智能电网站，电力系统是通过网络来控制和监测的，这样就可以更加智能化地管理电力系统。
同时，交直流一体化电源系统中的控制器可以根据需要实时调整电流、电压和功率等参数，从而实现对设备的智能化管理。
4. 智能电网站用交直流一体化电源系统的优势智能电网站用交直流一体化电源系统具有以下优势：1. 提高清洁能源的利用效率交直流一体化电源系统可以将直流电转化成交流电供应给电网，同时也可以将电网的交流电转换成直流电供应给清洁能源设备。
这种方式可以使清洁能源设备的效率得到提高，减少能源浪费。
2. 提高电力系统的可靠性和经济性智能电网站用交直流一体化电源系统可以实现对设备的智能化管理，从而提高设备的可靠性和经济性。
同时，该系统的设计还可以防止电网崩溃和电力故障，保证电力系统的安全和稳定运行。
较大功率直流电机驱动电路的设计方案
1 引言直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便、调速范围广，过载能力强，可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转，能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求，因此在工业控制领域，直流电机得到了广泛的应用。
许多半导体公司推出了直流电机专用驱动芯片，但这些芯片多数只适合小功率直流电机，对于大功率直流电机的驱动，其集成芯片价格昂贵。
基于此，本文详细分析和探讨了较大功率直流电机驱动电路设计中可能出现的各种问题，有针对性设计和实现了一款基于25D60-24A 的直流电机驱动电路。
该电路驱动功率大，抗干扰能力强，具有广泛的应用前景。
2 H 桥功率驱动电路的设计在直流电机中，可以采用GTR 集电极输出型和射极输出性驱动电路实现电机的驱动，但是它们都属于不可逆变速控制，其电流不能反向，无制动能力，也不能反向驱动，电机只能单方向旋转，因此这种驱动电路受到了很大的限制。
对于可逆变速控制， H 桥型互补对称式驱动电路使用最为广泛。
可逆驱动允许电流反向，可以实现直流电机的四象限运行，有效实现电机的正、反转控制。
而电机速度的控制主要有三种，调节电枢电压、减弱励磁磁通、改变电枢回路电阻。
三种方法各有优缺点，改变电枢回路电阻只能实现有级调速，减弱磁通虽然能实现平滑调速，但这种方法的调速范围不大，一般都是配合变压调速使用。
因此在直流调速系统中，都是以变压调速为主，通过PWM(Pulse Width Mo dulation)信号占空比的调节改变电枢电压的大小，从而实现电机的平滑调速。
2.1 H 桥驱动原理要控制电机的正反转，需要给电机提供正反向电压，这就需要四路开关去控制电机两个输入端的电压。
当开关S1 和S4 闭合时，电流从电机左端流向电机的右端，电机沿一个方向旋转;当开关S2 和S3 闭合时，电流从电机右端流向电机左端，电机沿另一个方向旋转， H 桥驱动原理等效电路图如图1 所示。
图1 H 桥驱动原理电路图2.2 开关器件的选择及H 桥电路设计常用的电子开关器件有继电器，三极管， MOS 管， IGBT 等。
高性能大电流脉冲电源的设计与实现
高性能大电流脉冲电源的设计与实现曹海源胡婷婷韦尚方万强孙斌卢常勇（武汉军械士官学校光电技术研究所，湖北武汉 430075）摘要 本文针对高功率脉冲DPSSL对激光电源的要求，综合运用了ARM7单片机控制技术、串联VICOR模块可调稳压源、IGBT功率器件及各种保护电路，设计并实现了小型、高效的半导体泵浦激光器驱动电源，具有电压调节范围宽、峰值电流高、控制精度高、良好的稳定性和高低温环境适应性等特点。
测试表明：电源整机运行稳定可靠，达到了很高的技术指标要求，可广泛应用于军用激光测距、激光雷达、激光对抗等领域。
关键词 驱动电源；ARM7；电流脉冲；IGBT；VICOR模块中图分类号 TN248.4 文献标识码 BDesign and Realization of High Performance and Strong Current Pulse Power Supply Cao,Hai-yuan Hu,Ting-ting Wei,Shang-fang Wan,Qiang Sun,Bin Lu,Chang-yong(Opto-electronics Facility, Wuhan Ordnance Noncommissioned Officers School,Wuhan, Hubei, 430075, P.R.China)Abstract: In this paper, according to the request of the high power pulse DPSSL, we design and implement a compact, high efficiency power supply for DPSSL, which combines the control technology of ARM7 MCU, tunable voltage stabilizer using VICOR modules in series structure, IGBT power components, closed loop adjusting circuit, and various protective measures. It is specified as wide tuning range of the voltage, high peak current, high control precision, high stability, high adaptability to the high-low temperature, and so on. Test and measurement results show that our power supply operates steadily and reliably, and well meets the request of the performance index in the project. It can be widely applied in military laser rangefinder, Lidar, laser counterwork, and so on.Keywords: power supply; ARM7; current pulse; IGBT;VICOR module1 引言DPSSL（Diode Pumped Solid-State Laser）出现于八十年代末，与传统的灯泵固体激光器相比，它具有效率高、寿命长、结构紧凑、稳定性高等特点，广泛应用于军事、航空航天等领域中。
智能直流电源控制仪的设计
脉动系数 （ Ｓ ） ＝ 输 出电压交流分量 的基波最大值 ／输 出电压 的直 流 分 量 半波整流输 出电压 的脉动系数为 Ｓ ＝ １ ．５ ７ ，全波整流和桥式整 流 的输出 电压的脉动系数 ｓ Ｏ ．６ ７ 。对于全波和桥 式整流 电路采用 Ｃ型滤波 电路后，脉动系数 Ｓ ＝ １ ／（ ４（ Ｒ Ｌ Ｃ／ Ｔ － １ ） ，Ｔ为整流输 出的直 流脉动 电压 的周期 。 本题采用带载 时桥 式整流滤 波电路，接通 交流 电源后 ，二极管 导通 ， 整流 电源 同时 向电容充 电和 向负载提供电流， 输 出电压 的波形 是正弦形 。在时刻 ，即达到 ｕ ２ ９ ０ 。峰值 时，ｕ ２开始以正 弦规律 下 降，此时二极管是否关断 ，取 决于二极 管承 受的是正 向电压还是反 向 电压 。 达到 ９ ０ 。后 ，二极管关断 ，维持一定的负载电流。但 ９ ０ 。后指 数规律下 降速率快 ，正弦波下 降的速率小 ，所 以超过 ９ Ｏ 。以后一段 时间二极管仍承受正 向电压，导通。随着 ｕ ２ 的下降，正弦波 的下降 速率越来越快 ， ｕ Ｃ的下降速率越来越慢 。所 以在超过 ９ Ｏ 。后 的某一 点 ，二 极 管 承 受 反 向 电压 ，关 断 。此 后 只 有 ｃ向 负 载 提 供 电流 ，直 至 下 一个 半 周 的正 弦 波 来 到 ，ｕ ２再 次 超 过 ｕ ｃ ，二 极 管 重 又导 电 。 １ ． ２功率开关器件 的使用 全氧 半场效晶体管是一种可以广 泛使用在类比 电路与数位电路 的场 效晶体 管。 Ｍ Ｏ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ依照其 “ 通道 ”的极性不 同，可分为 ｎ － ｔ ｙ ｐ ｅ 与ｐ － ｔ ｙ ｐ ｅ的 Ｍ Ｏ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ 。 绝缘栅双极 型晶体管是 由 Ｂ Ｊ Ｔ和 Ｍ Ｏ Ｓ组成的复合全控型电压驱 动式功 率半导体 器件， 兼有 高输 入 阻抗 和低 导通压 降两 方面 的优 点 。使 用 高频 功率 开关器件 有如 下两种 方式 ：整 流桥＋ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 式和 Ｍ Ｏ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ反串联式。整流桥＋ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ式适合予大 功率电源 ，Ｍ Ｏ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ反串 联式适合 中小功 率电源 。 １ ． ３ 脉 宽 调 制 脉宽调制 Ｐ Ｗ Ｍ是利用微 处理器 的数字输 出来对模拟 电路进行控 制的技术。由于是感性负载，又不能像直流斩波那样加续流回路， 所 以要给 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ加开通和关断缓冲 电路 。高频交流开关控制采用 了 Ｅ Ｐ Ｗ Ｍ 直流等 电位调制技术。 为使波 形半波奇对称和四分之一偶对称， 以 消 除 傅 里 叶 级 数 中 的 余 弦 项 和 偶 次 谐 波 ， 使 载 波 比 Ｎ ＝ ｆ ｃ ／ ｆ ｓ ＝ ４ ｋ ， Ｋ ＝ ｌ ，２ ，３ …， ｆ ｃ为三角波频率 ，ｆ ｓ为市电工频；调制 Ｍ ＝Ａｔ ／ ＴＡ＝ＡＵ ／△Ｕ ｃ ，Ａｔ为脉冲宽度 ，Ｔ Ａ ＝ ｌ ／ ｆ ｃ为三角波周期 、Ｕ ｃ
毕业设计(论文)-大功率直流稳压电源的设计[管理资料]
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南京信息职业技术学院毕业论文作者学号系部电子信息工程系专业电子信息工程技术题目大功率直流稳压电源的设计指导教师评阅教师完成时间：2010 年05 月10 日毕业论文中文摘要毕业论文外文摘要目录1引言 (5)2概述 (5) (5) (6) (6) (7)3电源硬件系统设计 (7) (7) (8) (9) (9) (10) (13) (13) (13) (14) (15)4参数计算 (15) (15) (16) (18) (18)5辅助电路 (20) (20) (20) (21)6单片机控制系统的设计 (22) (22) (23)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (27)附录A 电路图 (28)1引言自70年代末以来，国外迅速发展功率场效应晶闸管（Power MOSFET）,绝缘门级双级性晶闸管（IGBT）和MOS栅控晶闸管（MCT）等新型功率开关器件，由于这些新型器件具有开关频率高，器件自身的功率损耗小，因而转换效率高，电路结构简单等优点，在加热电源领域中，正在得到广泛的应用。
其中IGBT器件，其输出管压降低，一般在3V以下，器件本身的功耗小，具有晶闸管的优点，适合于大电流工作，其控制端采用了场效应管的技术，驱动非常小，适应于高速开关，且没有二次击穿的问题，工作比较安全，因此属于目前国际上有限发展的大功率开关器件。
国外器件制造厂商推出了一系列大功率IGBT模块，其最大单管电流已达到1000A以上，耐压可达到1200V（有的可达到1400V），开关时间在600ns以下。
其实际工作频率可达到50KHz，功率较小时可达到100KHz，因此是极有前途的功率开关器件。
但是，上述这些新型功率开关器件也存在一些弱点，如电压与电流的过载能力弱，当工作参数超过其安全范围是，非常容易损坏。
因此给电路结构的设计与制造提出了新的要求，并且需要快速而有效的保护措施。
由于IGBT逆变器的逆变频率高，节能效果好，在各种电源中均有重要的应用。
大功率直流电机驱动电路设计与实现研究
大功率直流电机驱动电路设计与实现研究[摘要] 以MSK4205芯片为核心，基于H桥脉宽调制（PWM）控制原理，采用速度环、位置环设计了一种大功率直流电机驱动控制电路，该电路能够很好的满足直流电机正、反转控制和调速的需要。
工程应用表明该驱动控制电路具有性能稳定、驱动能力大、抗干扰强等特点，有较高的工程应用价值。
[关键词] PWM控制电机驱动MSK4205引言直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便、调速范围广，过载能力强，可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转，能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求，因此在工业控制领域，直接电机得到了广泛的应用。
采用智能功率模块驱动电机是伺服系统设计趋势，与分立元件组成的功率驱动电路相比，功率模块体积小、可靠性高、电路设计简单明了。
MSK4205芯片是一款新型的驱动模块，内部采用H桥设计来产生PWM信号，具有驱动能力大，开关频率高、可外部控制刹车等功能，本文以MSK4205芯片为核心，介绍其外围速度环、电流环的设计原理和方法，工程应用表明设计的直流电机驱动电路有广泛的工程应用前景。
1.系统构成及工作原理1.1 系统构成本系统以MSK4205芯片为核心，外围辅以速度环、电流环对速度给定信号进行调节以满足MSK4205芯片PWM控制的需要。
系统构成如图1所示：1.2 工作原理接收外部的速度信号，先进入速度调节环，将速度信号调节到PWM信号限定的范围内。
调节后的信号送入电流调节环，将送入驱动芯片的PWM信号限定在0~10V的范围内。
驱动电路通过取样电阻将电机电流转化为电压信号，经过滤波后反馈到电流PI调节环的输入端与给定的速度输入控制信号进行比对，以产生新的PWM控制信号来控制电机的正反转及转速快慢变化。
同时可以设计一个驱动检测电路来供外部的控制系统以检测驱动芯片是否正常工作。
刹车信号可以在电机飞车的状态下强制电机停转。
2.系统硬件设计按照系统结构图可将电路分为调节电路部分、驱动电路部分、驱动检测及刹车部分，下面将详述各部分电路的设计原理。
直流电源智能化监控系统的设计实现
基于单片机的数控直流稳压电源设计
基于单片机的数控直流稳压电源设计一、概述随着科技的飞速发展，电子设备在我们的日常生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
这些设备的稳定运行离不开一个关键的组件——电源。
在各种电源类型中，直流稳压电源因其输出电压稳定、负载调整率好、效率高等优点，被广泛应用于各种电子设备和精密仪器中。
传统的直流稳压电源通常采用模拟电路设计，但这种方法存在着电路复杂、稳定性差、调整困难等问题。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于单片机的数控直流稳压电源设计方案。
本设计采用单片机作为控制核心，通过编程实现对电源输出电压的精确控制和调整。
相比于传统的模拟电路设计，基于单片机的数控直流稳压电源具有以下优点：单片机具有强大的计算和处理能力，能够实现复杂的控制算法，从而提高电源的稳定性和精度单片机可以通过软件编程实现各种功能，具有很强的灵活性和可扩展性单片机的使用可以大大简化电路设计，降低成本，提高系统的可靠性。
本文将详细介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计原理、硬件电路和软件程序。
我们将介绍电源的设计原理和基本组成，包括单片机控制模块、电源模块、显示模块等我们将详细介绍硬件电路的设计和实现，包括电源电路、单片机接口电路、显示电路等我们将介绍软件程序的设计和实现，包括主程序、控制算法、显示程序等。
1. 数控直流稳压电源的应用背景与意义随着科技的快速发展，电力电子技术广泛应用于各个行业和领域，直流稳压电源作为其中的关键组成部分，其性能的稳定性和可靠性直接影响着整个系统的运行效果。
传统的直流稳压电源多采用模拟电路实现，其调节精度、稳定性以及智能化程度相对较低，难以满足现代电子设备对电源的高性能要求。
开发一种高性能、智能化的数控直流稳压电源具有重要意义。
数控直流稳压电源通过引入单片机控制技术，实现了对电源输出电压和电流的精确控制。
它可以根据实际需求，通过编程灵活调整输出电压和电流的大小，提高了电源的适应性和灵活性。
同时，数控直流稳压电源还具备过流、过压、过热等多重保护功能，有效提高了电源的安全性和可靠性。
便携式户外大功率电源的设计与实现项目计划书
便携式户外大功率电源的设计与实现项目计划书项目名称：便携式户外大功率电源的设计与实现一、项目背景和目标1.1 背景随着户外活动的普及和人们对便利性的需求增加，便携式户外电源成为了一种必备的装备。
然而现有的便携式电源容量有限，无法满足大功率设备的使用需求。
1.2 目标本项目旨在设计和实现一款具有较大容量和高功率输出能力的便携式户外电源，以满足用户在户外环境中使用大功率设备的需求。
二、项目范围和任务分解2.1 项目范围本项目涵盖以下主要任务：- 电源系统设计：包括电池选择、充放电管理、输出接口设计等。
- 控制系统设计：包括功率管理、充放电控制、保护机制等。
- 外壳设计：考虑到户外环境中可能遇到的恶劣条件，需要设计一个坚固耐用且防水防尘的外壳。
- 测试与验证：对设计好的便携式户外大功率电源进行各项测试，并验证其性能是否符合要求。
2.2 任务分解2.2.1 电源系统设计- 选择合适的电池类型和容量，考虑到重量和体积的限制。
- 设计充放电管理电路，确保电池的安全和充放电效率。
- 设计输出接口，如USB、AC输出等，以满足不同设备的需求。
2.2.2 控制系统设计- 设计功率管理系统，根据不同设备的功率需求进行动态调整。
- 设计充放电控制系统，确保电池在合适的状态下进行充放电操作。
- 设计保护机制，如过流、过压、过温等保护措施。
2.2.3 外壳设计- 选择合适的材料和结构设计，以确保外壳具有足够的强度和防水防尘性能。
- 考虑便携性和人体工学原理，在外壳设计中加入便于携带和使用的元素。
2.2.4 测试与验证- 对设计好的便携式户外大功率电源进行性能测试，包括输出功率、充放电效率、安全性等方面。
- 验证产品是否符合相关标准要求，并对产品进行可靠性测试。
三、项目进度计划3.1 项目启动阶段（1周）- 确定项目目标和范围。
- 成立项目团队，明确各成员的职责和任务。
- 制定详细的项目计划和时间表。
3.2 需求分析与设计阶段（2周）- 进行市场调研，了解用户需求和竞争对手情况。
数据中心大功率直流供电解决方案研究
供电技术数据中心大功率直流供电解决方案研究吴华勇，陈 柱，刘亚伟（维谛技术有限公司，广东 深圳 数据业务的发展，及由此带来的数据中心IT 设备激增的趋势，迫切需要节约供电基础设施占地，从设备提供更充足的空间，这成为数据中心规划和设计逐渐显露的难题。
文中以高压直流供配电系统为例，提数据中心；功率密度；高压直流Research on High Power DC Power Supply Solution for Data CenterWU Hua-yong ，CHEN Zhu ，LIU Ya-weiVERTIV Technology Co.，Ltd.，Shenzhen G data business and the increasing trend of IT equipment in data center ，it is urgent to save the land occupation of power supply infrastructure so as to provide more sufficient space for it equipment.This has become a difficult problem in data center planning and design.Taking the high voltage DC power ，this paper puts forward the design ideas and solutions to improve the 主机房柴油发电机房空调机房空调机房空调机房空调机房主机房变配电室A变配电室B电池室A电池室B主机房冷冻站领取间值班室运维办公室门厅值班室卫生间总控中心备件库外包测试区进风间B进风间A图例：主机房辅助区支持区行政管理区（a ） 典型大中型数据中心主机房 （b ） 典型大中型数据中心区域划分图1 典型大中型数据中心主机房及中心区域划分图收稿日期：2020-08-28作者简介：吴华勇（1982-），男，辽宁沈阳人，硕士研究生，高级工程师，主要研究方向为电信和数据中心供电解决方案。
新能源发电智能控制系统的设计与实现方法总结
新能源发电智能控制系统的设计与实现方法总结随着全球对可再生能源的需求不断增加，新能源发电技术得到了广泛的应用和研究。
其中，智能控制系统在新能源发电中发挥着关键的作用。
本文将总结新能源发电智能控制系统的设计与实现方法，旨在为相关研究者和工程师提供参考和指导。
首先，新能源发电智能控制系统的设计需求包括能量管理、优化控制以及系统可靠性等方面。
能量管理旨在实现能量的平衡和最大化利用，包括对能量生产和消耗的监控、计划和调度。
优化控制旨在通过最优化调节系统的运行参数，减少能量损耗和系统运行成本。
系统可靠性要求系统具有良好的稳定性和可靠性，能够在各种工况下保持良好的运行状态。
其次，新能源发电智能控制系统的实现方法主要包括传感器技术、数据采集与处理、控制算法以及通信技术等方面。
传感器技术用于实时监测新能源发电设备的运行状态和环境条件，如风力发电设备的风速、风向等信息。
数据采集与处理模块负责将传感器采集到的数据进行处理和分析，提取关键信息用于控制决策。
控制算法模块根据采集到的数据和系统需求，进行智能化的控制决策，如调节新能源发电设备的功率输出或运行模式。
通信技术模块用于实现新能源发电智能控制系统与其他系统或用户之间的信息交互和远程监控。
对于不同种类的新能源发电设备，设计和实现智能控制系统的方法也有所不同。
以太阳能发电为例，可以采用最大功率点跟踪（MPPT）算法来优化太阳能电池板的工作状态，实现太阳能的最大利用。
这种算法可以根据太阳能电池板的输出电压和电流等信息，即时调整电池板的工作电压和电流，使其保持在最佳工作状态。
另外，还可以采用光照预测算法，预测太阳能发电设备的发电效率，从而提前调整设备的工作模式。
在风力发电方面，可以采用模糊控制算法和神经网络算法来实现风力发电设备的智能控制。
模糊控制算法通过将模糊逻辑应用于控制策略中，使风力发电设备能够根据感知到的风速和风向等信息，自动调整叶片的角度和转速，以实现最佳发电效果。
一种基于SG3525的大功率开关电源的设计与实现
一种基于SG3525的大功率开关电源的设计与实现
1、引言
随着电子技术的高速发展，电子设备的种类与日俱增。
任何电子设备都离不开可靠的供电电源，对电源供电质量的要求也越来越高，而开关电源在效率、重量、体积等方面相对于传统的晶体管线性电源具有显着优势。
图1 功率主电路原理图
2、功率主电路
本电源模块采用半桥式功率逆变电路。
如图1所示，三相交流电经EMI 滤波器滤波，大大减少了交流电源输入的电磁干扰，同时防止开关电源产生的谐波串扰到输入电源端。
再经过桥式整流电路、滤波电路变成直流电压加在P、N两点间。
P、N之间接入一个小容量、高耐压的无感电容，起到高频滤波的作用。
半桥式功率变换电路与全桥式功率变换电路类似，只是其中两个功率开关器件改由两个容量相等的电容C1和C2代替。
在实际应用中为了提高电容的容量以及耐压程度，C1和C2往往采用由多个等值电容并联组成的电容组。
C1、C2的容量选值应尽可能大，以减小输出电压的纹波系数和低频振荡。
由于对体积和重量的限制，C1和C2的值不可能无限大，为使输出电压的纹波达到规定的要求，该电容值有一个计算公式，即：。
DC+48V直流电源设计
DC+48V直流电源设计邵慧彬;宋占锋;孙志刚【摘要】设计实现DC+ 48V直流双母线智能控制监测电源,此电源可以直接接入负载和蓄电池组,输入电压经过DC+ 48V整流模块直流配电构成直流双母线系统,配送给设备及蓄电池等单元,同时采集48V输出电压和蓄电池组的充放电电压及电流,提供电压和电流的监测,并会同监控单元共同实现维护和管理功能.直流配电单元不仅能为后级设备提供直流电源,为用户的管理和维护提供电流、电压信号,还可以根据用户需要提供各支路通断情况及声光告警指示.设计创新点在于:(1)增强单个整流模块的监控精度,通过监控单元调节整流模块的输出电压和恒流特性；(2)增加蓄电池组回路分流器,监视充电和放电电流；(3)取消用于测试蓄电池的放电电阻及相应的电子开关,降低了系统成本,改用系统软件实现电池容量测试；(4)采用数字信号传输,提高信号传输精度.该设计简单、科学、实用、经济,更具人性化,具有很好的市场价值和广阔的应用前景.【期刊名称】《张家口职业技术学院学报》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】4页(P52-55)【关键词】DC+48V直流电源;智能监测;声光告警;传输精度【作者】邵慧彬;宋占锋;孙志刚【作者单位】张家口职业技术学院,河北张家口075051;张家口职业技术学院,河北张家口075051;张家口职业技术学院,河北张家口075051【正文语种】中文【中图分类】TN861 引言随着时代的进步、科技的发展，应用电子技术迎来了新的春天，无论是在工业还是家居领域中，数字化智能化产品不断崛起、不断面世，自动化产品使用越来越广泛。
双母线智能监测直流供电电源广泛应用于高端电子仪器、教学试验和科学研究等领域。
目前使用的可控直流电源大部分是点动的，采用分立元件，体积大、效率低、可靠性差，操作不方便，故障率高。
随着电子技术的发展，各种电子、电器设备对电源性能要求提高，电源不断朝数字化，高效率，模块化和智能化发展[1-4,11,12]。
大功率电源测试系统设计与实现
大功率电源测试系统设计与实现一、引言二、系统设计1.测试仪表测试仪表用于测量电源的输出电流、电压、功率及其他参数。
常用的测试仪表有数字万用表、电流计、电压表、功率计等。
这些测试仪表需要具备高精度、高稳定性和高速度的特点，以确保测试结果的准确性。
2.负载模块负载模块用于模拟实际负载条件，通过负载模块可以对电源进行不同负载下的性能测试。
负载模块一般包括恒流负载和恒阻负载，可以根据实际需求选择恒流负载或恒阻负载。
3.控制模块控制模块用于对测试系统进行控制，包括对电源的开关机、输出参数的设置、负载的切换等。
控制模块通常采用微处理器或单片机来实现，通过编程控制各个模块的工作状态。
4.数据采集模块数据采集模块用于采集电源在不同负载下的输出参数和性能指标，常用的数据采集模块有数据采集卡、模数转换器等。
数据采集模块需要具备高速、高精度和大容量的特点，以确保采集到准确的测试数据。
5.人机界面模块人机界面模块用于提供用户与测试系统之间的交互界面，以便用户对测试系统进行操作和监控。
人机界面模块通常采用液晶显示屏、按键、触摸屏等，用户可以通过界面设置测试参数、查看测试结果和保存数据。
三、系统实现1.硬件实现硬件方面，可以选择成熟的仪器设备和传感器作为测试仪表、负载模块和数据采集模块。
如果需求较高，可以定制硬件模块来满足特定的测试需求。
控制模块可以选择性能较好的微处理器或单片机来实现。
2.软件实现软件方面，可以选择嵌入式系统开发平台来进行系统的开发和编程。
通过编程实现控制模块的功能和逻辑，设计人机界面模块的交互界面和控制逻辑，以及实现数据的采集、存储和分析功能。
四、系统应用五、总结大功率电源测试系统是一种用于对高功率电源进行评估和测试的设备，通过测试电源的输出电流、电压、功率等参数，以及对电源在不同负载下的性能进行评估，可以提供准确的测试数据和参考依据。
本文介绍了大功率电源测试系统的设计与实现，包括系统的组成、硬件的选择和软件的实现，以及系统的应用领域和优势。
26421436_基于推挽电路的大功率直流电源设计
电气传动2016年第46卷第5期基于推挽电路的大功率直流电源设计姜艳姝，郭东，徐兴（哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150080）摘要：基于PWM 控制的推挽式DC-DC 直流升压电路的系统结构，设计了一款2kW 大功率直流升压变换器。
该推挽拓扑结构采用2组高频变压器并联的升压方式，用1组驱动信号同时驱动2个开关管，转换效率高，对器件的参数要求不高。
最后研制出了额定直流48V 输入，直流310V 输出，2kW 功率的DC/DC 变换器。
通过实验证明该变换器具有较高的效率与实用价值。
关键词：PWM 控制；高频变压器；开关管；DC/DC 中图分类号：TM433文献标识码：ADesign a DC Power Supply Based on Two Series Transformer of Push⁃pull CircuitJIANG Yanshu ，GUO Dong ，XU Xing（Automation Institute ，Harbin University of Science and Technology ，Harbin 150080，Heilongjiang ，China ）Abstract:Based on PWM control of push⁃pull DC-DC booster circuit system structure ，a 2000W DC boostconverter was designed.The push ⁃pull topology adopted two sets of high frequency transformer in parallel way ofbooster ，with a set of driving signal to drive both switch tube ，high conversion efficiency ，and the parameters of the request was not too high to the device.Finally 2000W DC/DC converter was developed with DC 48V input ，DC310V output.Experiments show that the converter has more efficiency and practical value.Key words:PWM controller ；high⁃frequency transformer ；switching tube ；DC-DC作者简介：姜艳姝（1971-），女，博士，教授，Email ：*********************.cn开关型DC/DC 变换器采用功率半导体器件作为开关，其功耗小，效率高，转换效率可达70%~95%。
便携式户外大功率电源的设计与实现项目计划书
便携式户外大功率电源的设计与实现项目计划书项目计划书：便携式户外大功率电源的设计与实现1. 引言便携式户外大功率电源在现代生活中的需求越来越高。
在户外活动、露营、野外拍摄、急救等场景中，常常需要大功率电源来为设备和器材供电。
本文将介绍一个便携式户外大功率电源的设计与实现项目计划，旨在满足人们对于便捷、高效、可靠的户外电源的需求。
2. 项目概述便携式户外大功率电源项目的目标是设计并实现一款小型、轻便、高功率输出的电源设备。
该设备应具备以下特点：2.1 高功率输出：电源设备需要提供足够的功率，能够满足户外设备和器材的需求。
我们计划实现最小输出功率为500W，最大输出功率为1000W。
2.2 多种输入方式：电源设备应支持多种输入方式，如太阳能充电、汽车电池充电、家用电源充电等。
这样用户可根据具体情况选择最适合的充电方式。
2.3 多种输出接口：电源设备应提供多种输出接口，以适配不同设备和器材的需求，如USB、AC插座、直流输出等。
2.4 轻便便携：电源设备的体积和重量应尽可能小，方便携带和使用。
我们计划设计出一款小巧轻便的电源设备，重量约在2-3kg之间。
3. 项目计划3.1 需求分析：对用户需求进行全面的分析和调研，明确电源设备所具备的功能和性能要求。
3.2 方案设计：根据需求进行方案设计，包括电源的外形尺寸、电池容量、充电方式、输出接口等。
3.3 原型制作：制作电源设备的原型样机，用于测试和验证设计方案的可行性和效果。
3.4 功能测试：对原型样机进行功能测试，验证其是否能够满足用户需求，并进行相关优化改进。
3.5 生产制造：根据经过测试和优化改进的原型样机，进行量产制造，并确保产品的品质和性能。
3.6 市场推广：通过各种渠道和方式进行产品市场推广，提高用户的知晓度和购买欲望。
4. 设计思路4.1 电池选型：选用高能量密度的锂离子电池作为电源设备的储能单元，以满足高功率输出需求和轻便便携性的要求。
4.2 充电方式设计：为了实现多种输入方式，我们将在电源设备上设计太阳能板、汽车电池充电口和家用电源充电插座。
大功率开关电源方案
大功率开关电源方案概述大功率开关电源是一种用于将输入电源转换为所需输出电压的电源系统。
它通过开关器件的开关操作来调节输入电源的能量传输，从而实现输出电压的调整。
本文将介绍大功率开关电源的工作原理、设计考虑因素以及一种常见的大功率开关电源方案。
工作原理大功率开关电源的工作原理基于开关器件的开关操作。
开关器件使用高频脉冲信号控制开关时间，使得输入电源能够以高效率进行能量传输。
以下是大功率开关电源的基本工作流程：1.输入电源首先经过整流器将交流电转换为直流电。
2.直流电进入开关电源的开关器件。
开关器件周期性地打开和关闭，产生高频脉冲。
3.脉冲信号进入输出变压器，通过变压器的绕组传递给输出负载。
4.输出负载将电能转化为所需的形式，如电流或电压。
设计考虑因素在设计大功率开关电源时，需要考虑以下几个因素：1. 输出功率要求大功率开关电源的设计首先需要确定所需的输出功率。
输出功率决定了开关器件和变压器的选型，以及决定了电源的整体尺寸和散热需求。
2. 效率和能量损耗大功率开关电源的效率是一个重要考虑因素。
效率高的设计可以减少电源的热损耗，提高电源的使用寿命。
此外，减少能量损耗还能节省电能成本。
3. 输入电压和输出电压范围大功率开关电源需要适应不同的输入电压和输出电压要求。
设计时需要考虑输入电压范围的波动和输出电压的稳定性。
4. 稳定性和过载保护开关电源需要具备良好的稳定性和过载保护功能。
稳定性可以确保输出电压在负载变化时保持稳定，而过载保护可以防止过大的电流损坏电源或输出负载。
5. 散热和温度控制大功率开关电源在工作过程中会产生一定的热量。
设计时需要考虑散热和温度控制措施，以确保电源在工作过程中保持适当的温度。
一种常见的大功率开关电源方案以下是一种常见的大功率开关电源方案的设计流程：1.确定输出功率要求。
根据实际需求确定所需的输出功率。
2.选取合适的开关器件。
根据输出功率和效率要求，选择适合的开关器件，如MOSFET或IGBT。
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0 引言
在大功率直流电源中，主电路一般采用晶闸管三相全控桥式整流电路，其关键在于如何准确、可靠、稳定地控制晶闸管的导通角。
目前，大功率直流电源现场应用中最为普遍的控制方式大都采用KC或KJ系列小规模集成电路，即采用三相锯齿波信号和直流控制信号相比较获得的移相信号。
然而，三相锯齿波信号的斜率、占空比、幅度等与每相的器件参数密切相关，并且比较信号中小的干扰可能造成较大的相移误差，因而电路的可靠性和自动平衡能力较差。
利用单片机作为控制电路，根据三相全控桥触发脉冲之间的逻辑关系，直接产生六相高度均衡的触发脉冲，可以克服KC、KJ系列电路均衡性差的缺点。
但是，由于现场系统工作在强电干扰比较严重的场合，为了减小干扰可能引起程序运行紊乱，造成系统失控而引起主电路器件的损坏;另外，为了增强系统的功能，加强人机对话能力，实现显示、打印、命令输入、循环检测、过压过流保护以及软件PI调节器等功能，必须采用双CPU并行工作。
但双CPU并行工作既增加了系统的复杂性，又降低了系统的可靠性和实用性。
为了克服上述局限性，利用8098单片机作主控单元，并充分利用WATCHDOG的抗干扰性能，采用以锁相环(PLL)为基本控制原理的通用触发板作中间界面，构成一种智能化的电厂大功率直流后备电源。
图1示出控制系统框图。
图1 控制系统框图
1 系统工作原理
现以电力系统对电池进行强充、浮充为例，说明系统的工作原理。
根据现场要求，系统共设有7种工作方式，见图1。
1)手动方式(M)
系统工作在开环状态，利用8098的PWM口，经滤波后输出一个0~5V的控制电压信号给触发板，使整流桥相应输出电压为0~300V.该方式主要用于系统主电路的检修和维护。
2)稳压方式(V)
稳压方式(V)又称浮充方式，系统作稳压源闭环运行。
为增强系统的灵活性和通用性，利用软件实现PI调节。
(1)标准数字PI算法
图2示出带数字PI调节器的计算机控制系统方框图。
图2 典型计算机控制系统方框图
该数字PI调节器的Z传递函数为：
式中：Ki -- 积分系数，Ki= KoT/Ti;T--采样周期; Ti-- 积分时间常数;Kp-- 比例因子;U(Z)--控制量输出的z传递函数;E(z)- -偏差量的z传递函数。
将式(1)展开，可得以下位置式算法：
式中Uo-- 初始值;Uk - - 第k次采样点获得的控制量;Ek--第k次采样点获得的偏差量;Ej--第j次采样点的偏差值;k一第k次采样点。
整理成递推公式形式：
根据上述递推公式，可以非常方便地用软件实现PI调节器。
(2)改进的数字PI算法
标准PI算法一般不能满足现场要求，比如在开机、停机或大幅度改变设定值时，短时间内系统偏差变化剧烈，容易造成较大的积分积累∑(Ek)，使得控制输出急剧变化，系统超调严重，动态性能恶化。
为防止这一现象发生，常用积分分离法、超限削弱积分法和有效偏差法对标准PI算法进行改进，这在随动系统设计中较为常见。
由于本系统属于恒值控制系统，要求有软起和软停功能，利用上述改进算法已不能满足要求。
为此，采用一种新的恒偏差算法。
恒偏差法和有效偏差法相类似。
有效偏差法又叫逆算法。
即当控制量Uk越限时，Uk取边界值Umax或Umin.由该边界值逆算出偏差值Ek'代替原来的偏差值Ek.然而，在恒偏差法中，是用经过衰减后的Ek'去代替Ek.系统在阶跃响应时，实际工作在过阻尼状态，从而减缓了在起、停时对主电路器件的冲击。
图3示出两种算法的阶跃输入响应曲线。
其中曲线(a)标准PI算法响应曲线、曲线(b)恒偏差法响应曲线。
图3 系统阶跃响应曲线
(3)PI参数的整定
①采样周期T
由于主电路输出滤波网络决定了系统输出纹波的最大截止频率f,所以根据香农(Snon)定理可以决定采样频率的上限f1 =2f 工程上一般取f1=10f.
由于主电路参数已知，可求得：
其下限T2由8098软件执行时间决定。
若采用12M晶振，平均每条语句执行时间为2us,程序运行大概需要500条语句，那么T2=1ms.所以：
1m s≤ T≤6ms
最终可通过现场调试来选择了1的大小。
② 比例因子Kp及积分时间常数Ti工程上常用临界比例度法，对常数Kp和Ti进行整定。
即在闭环条件下，先暂时去掉积分作用，逐渐增大比例增益，直到闭环系统达到临界稳定状态，发生持续振荡为止。
记下此时的临界增益Ku和振荡周期Tu ,通过查表得到Kp=和Ti的近似值，然后由整机调试进行修正。
本系统稳压闭环实验测定结果为：Ku =6,Tu=12.0ms.
查表可得：Kp=0.45 x Ku=2.7、Ti=Tu÷1.2=10ms.
通过整机调试，可得出递推公式中参数A 、B的值为：A=3、B=2.
(4)算法
为简化程序设计，在进行8098软件编程时，采用无符号数算法。
3)稳流方式(I)
稳流方式又称强充方式，系统作电流源闭环运行，原理同上，不同的是积分时间常数要小一些，调节速度较快。
实验数据如下：Tu=6.0ms,Ti=5ms、A=4,B=2.
4)稳压稳流自动转换(V/I)
当电池亏电时，系统以强充方式工作，电池电压逐渐升高。
当超过设定值时，改为浮充方式。
即系统能根据负载情况自动选择充电模式。
图4示出典型的二阶段充电曲线。
图4 蓄电池二阶段充电曲线
5)工作方式记忆(M1.M2)
系统可存储两组常用数据，即工作方式、电压电流给定值、稳压稳流转换值、过压过流值。
掉电时还能保护当前的工作记录。
6)软起、软停方式(SS)
按下该键，系统工作在软停方式。
触发板将控制脉冲相位拉至最大，然后封锁脉冲输出。
该键弹起，为软起方式。
控制输出由最小慢慢升至给定值。
7)电池检测方式(TEST)
系统能循环检测电池电压，由数码管进行显示，也可通过串行口打印输出，并有报警提示。
2 系统工作流程图
系统上电后，首先对单片机的外围接口进行检查，以确保人机对话通道畅通。
然后发出开机信号，对LED、给定寄存器等进行复位，随后产生频率为2Hz的方波信号，作为系统的给定输入。
为进入上述7种工作方式，系统共设有三种途径。
途径I为掉电重起方式。
即系统在掉电后，能记录当前工作方式，来电后直接返回到原状态。
该途径为系统正常工作时的进入通道。
途径II、III一般作调试用。
途径II是通过M 、M,进入相应的工作方式，而用户在设置给定值、转换值和保护值时要用到途径III.
系统进入相应工作方式后，可通过中断方式接受用户命令，更换当前工作状态(中断程序框图省略)。
图5示出系统工作流程图。
图5 系统工作流程图
3 通用触发板简介
晶闸管通用触发板是以40芯CMOS大规模集成电路为核心，利用锁相环控制技术(PLL)，根据压控振荡器(VCO)锁定的三相同步信号间的逻辑关系设计出的一种晶闸管触发系统。
给定0~5V的直流控制信号，便能产生0°~180°移相范围的三相、六相或十二相强触发脉冲。
由于采用上述新技术，克服了KC、KJ系列同类产品的诸多缺点，使该触发板输出的控制脉冲具有高对称性、高均衡性。
另外，该板的抗干扰能力和
多种附加功能也大大强化了该板的实用性，因而具有极高的性能价格比，适用于各种整流、逆变、交流侧原边控制等大功率晶闸管控制电路。
该触发板无需同步变压器，具有相序自动测控核对能力，并具备缺相保护功能和脉冲禁止接口;通过拨码开关可提供双30°、120°宽的高频调制触发脉冲。
实验证明，该脉冲可直接驱动1000A以上的晶闸管，是现场应用中晶闸管触发系统的理想产品。
4 结束语
该系统的特点在于软件PI调节器的灵活应用。
一方面，可就多种PI算法进行综合比较，并验证一些新的算法。
另一方面，基于系统的通用性，可就不同的被控对象给出不同的控制模式和参数。
例如100A和500A时的蓄电池，就要有不同的PI调节参数;既使容量相同而生产厂家不同，所要求的参数也不一致，这是由电池内部化学反应速度决定的。
系统的另一个特点是通用触发板的使用。
它介于计算机PI调节器与晶闸管主电路之间，作为一个很好的缓冲界面，能保证调节失控时系统的安全可靠。
另一方面，8098单片机的WATCHDOG也强化了系统的抗干扰能力，使得该系统非常适用于现场控制。