50kHz小功率高压电源的设计
高频电源技术要求(精)
高频电源技术要求1、输入电源：三相三线制，电压380V，50Hz。
2、变换器形式：全桥串并联混合谐振。
3、谐振频率：30kHz～50kHz。
4、变换器效率：≥0.92。
5、功率因数：在额定输出电压、电流条件下大于0.9。
6、高频电源结构特性：整机一体化。
高频控制柜和变压器采用上下结构方式，以便于变压器检修、吊装换油等。
7、高频电源设备必须确保密闭，防护等级IP55，必须加装大功率工业空调，确保控制柜内主辅电及控制器须与外界空气完全隔绝，防水、防尘，防盐雾。
、8、为确保功率器件（IGBT、整流桥）可靠散热，散热器必须采用热管散热器。
9、设备具有纯直流供电、间歇供电两种供电方式，间歇供电比任意可调。
10、输出直流电压调节范围：0～100%的最大输出电压值或起晕电压～100%的最大输出电压值。
11、输出直流电流调节范围：0～100%额定值。
12、控制系统：采用16位单片机控制，具有与上位机通讯、远程控制功能。
13、设备具有自动和手动两种运行方式。
14、设备具有高低压一体化断电振打接口，能自动接收来自低压振打系统的振打信号，并自动响应，实现复合式功率控制振打，明显改善振打清灰效果。
15、设火花检测控制功能灵敏可靠。
闪络特性参数可根据需要设定。
16、设备设置启动、停止按钮，设置“本地/远控”转换开关，将“本地/远控”开关置于本地位置时，本地启停高频电源，将“本地/远控”开关置于远控位置时，可在上位机操作界面上启停控制高频电源。
17、设备应设置运行、报警、停机指示灯。
18、设备应设置母线电压表、一次电流表、二次电压表、二次电流表，以方便直观地监视设备的重要参数。
19、设备能向上位机传送运行的母线电压、电流、二次电压、二次电流、火花率、设备启、停状态、变压器油温、IGBT温度超限等设备故障信号。
20、设备具有重载、轻载保护功能。
设备重载、轻载时，设备的二次电流、二次电压应限制在额定值以下。
21、高频电源整流变设油温检测，80℃报警，85℃切断电源发报警信号。
24V开关电源设计
24V开关稳压电源设计2009-11-10 13:53:1324V开关稳压电源设计输出电压4～16V开关稳压电源的设计2007-02-03 06:18摘要：介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V±20％，输出电压为直流4～16V，最大电流40A，工作频率50kHz。
重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。
关键词：脉宽调制；半桥变换器；电源1、引言：在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在5～15V，电流在5～40A的电源。
而一般实验用电源最大电流只有5A、10A。
为此专门开发了电压4V～16V连续可调，输出电流最大40A的开关电源。
它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率MOS管，开关工作频率为50kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。
2、主要技术指标1）交流输入电压AC220V±20％；2）直流输出电压4～16V可调；3）输出电流0～40A；4）输出电压调整率≤1％；5）纹波电压Up p≤50mV；6）显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。
3、基本工作原理及原理框图该电源的原理框图如图1所示。
220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。
图1整体电源的工作框图4、各主要功能描述4.1、交流EMI滤波及整流滤波电路交流EMI滤波及整流滤波电路如图2所示。
图2交流EMI滤波及输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。
IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。
PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。
稳压电源的设计与制作-毕业设计
稳压电源的设计与制作学生：XX 指导教师：XX摘要：随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛，也要求能够提供稳定的电源，以满足小型电子设备的用电需要。
本文基于这个思想，设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。
开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。
由于开关稳压电源具有这些优点，基于这个思想设计了一个1～5V可调的低功率开关稳压电源，以满足小型电子设备的供电需要。
本文以开关电源的发展历史、发展现状以及发展趋势为线索，介绍了开关电源的一些新技术，技术指标，分类标准等。
并根据这些标准设计了一种满足小型电子设备供电需要的开关稳压电源。
电源设计的主要指标是：输入电压为AC220V，输入频率为50HZ，输入电压范围为AC165V～265V，输出电压为直流1～5V可调，输出最大电流为150mA，输出最大功率为2.25W。
最后在完成基本指标的基础上，本文还增加了防浪涌电流的附属功能，使电路更加满足小型电子设备的用电需要。
数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小，而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源；本文介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控直流稳压电源电路，详述了电源的基本电路结构和控制策略；它与传统的稳压电源相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点，其结构简单、制作方便、成本低，输出电压在1～5V之间连续可调，其输出电压大小以1V步进，输出电压的大小调节是通过“＋”“－”两键操作的，而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。
该电源控制电路选用89C51单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。
详细分析了电源的拓朴图及工作原理。
毕业设计(论文)-大功率直流稳压电源的设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-大功率直流稳压电源的设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/3d9f62f102020740bf1e9ba8.png)
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。
激光电源说明书
产品名称：二氧化碳激光电源主要型号：MYKZ40W MYJG40W MYJG60W MYJG80W MYJG130W主要特点：MYKZ40W MYJG40W MYJG60W MYJG80W MYJG130W系列高频二氧化碳激光电源是我公司与权威二氧化碳激光器制造企业共同研发成功的高效、高频、高速二氧化碳激光器配套电源，体积小、重量轻、操作方便，与激光器匹配度高。
可直接与激光器相连，省去了笨重、发热严重的镇流电阻。
此电源能够使二氧化碳激光器启辉容易，帮助二氧化碳激光器的性能得到充分发挥，提高转换效率，延长激光器的使用寿命。
主要技术参数：1．输入电压：AC220V，AC110V(订货时请特别说明)。
2．输出激光起辉电压：DC40KV(130W)，DC35KV(W)，DC30KV，DC26KV(40W)。
3．输出最大电流:DC38mA(130W)，DC30mA(80W)DC24mA(60W)DC20mA(40W)。
4．响应速度：≤1mS。
5．TTL电平开关控制：有效电平可高、低选择。
6．保护开关：可用于水路的有无检测，保护激光器不受损害；或打开外壳时的保护等。
7．激光器功率调节：(1)由电位器调节激光电源的输出电流。
(2)由PWM（幅值为TTL电平）控制。
8．电源本身可带有反馈接口，可以用于闭环控制，用于检验激光器的实际工作电流。
9.使用环境：温度（-10~40）℃，湿度：≤85%。
10.外形尺寸：(1)KZ40W:165*145*90(mm)(2)JG40W:180*144*91(mm)（3）60W：207*144*91(mm)；（4）80W：280*173*97(mm)(5)130W:350*243*97（mm）使用说明：1）与激光管的连接：激光电源的高压（HV+）必须与二氧化碳激光管的阳极（全反射端）相连。
激光电源的电流回路通过一个电流表（或直接）与二氧化碳激光管的阴极（激光输出端）相连。
2）控制信号线的连接：如图1（或图2），将控制信号线分别可靠接入激光电源的控制端。
小功率高压隔离电源的设计与实现
Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 223【关键词】隔离电源 SG3525 PWM 过流保护随着科学技术的迅速发展，日常生活和工业生产中电气设备越来越多，高压设备击穿空气放电和大功率电机启动停止产生大量干扰，对供电电源也提出了新的要求。
开关电源因转化效率高，体积小等优势得到广泛的应用，国外开关电源研究起步较早，1955年美国科学家罗耶提出了利用磁芯饱和的特点来进行自激振荡的晶体管直流变换器；1964年美国提出串联开关电源，促进开关电源的发展；1988年，国外科学家提出移相全桥变换器的概念；2000年，Hiromitsu 提出了带有变压器隔离的半桥变换器。
相比而言国内发展相对缓慢，2007年，钱荔提出了推挽全桥双向DCDC 变换器；2016年史春玉提出软开关推挽正激变换器。
带变压器的隔离电源可以实现两个模块之间的电源线隔离，防止危险信号的相互串扰，实现每个模块独立供电，防止一个模块因受高压放电或其它原因导致的损坏波及其它模块，提高了电路的可靠性。
目前市场上常见的变压器隔离电源是将实验的输入电源采用1:1的工频变压器与市电进行隔离，这样工作人员不论接触哪条线都不会发生触电的危险，但是工频变压器体积较大。
本文用SG3525为控制核心，提高隔离变压器的工作频率，隔离变压器的工作频率不再是50Hz ，减小变压器体积，采用半桥的变压器驱动方式，输出经过全桥整流与滤波，设计相关过流保护电路，并给出实验结果及分析。
1 系统组成小功率高压隔离电源的设计与实现文/赵韶华 王妍力 雷腾飞隔离电源系统主要包括过流保护电路、SG3525控制电路、半桥驱动电路、整流滤波电路等部分。
隔离电源系统结构图如图1所示。
直流电源为系统提供直流电源9-15V ，SG3525为控制核心，提供逆变所需的PWM 波，隔离变压器采用半桥驱动，变压器输出经过桥式整流电路DB207整流成直流，再经滤波输出，最后得到所需直流电压。
半桥电路的开关电源
摘要：介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V±20％，输出电压为直流4～16V，最大电流40A，工作频率50kHz。
重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。
关键词：脉宽调制；半桥变换器；电源1、引言：在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在5～15V，电流在5～40A的电源。
而一般实验用电源最大电流只有5A、10A。
为此专门开发了电压4V～16V连续可调，输出电流最大40A的开关电源。
它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率MOS管，开关工作频率为50kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。
2、主要技术指标1）交流输入电压AC220V±20％；2）直流输出电压4～16V可调；3）输出电流0～40A；4）输出电压调整率≤1％；5）纹波电压Up p≤50mV；6）显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。
3、基本工作原理及原理框图该电源的原理框图如图1所示。
220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。
图1整体电源的工作框图4、各主要功能描述4.1、交流EMI滤波及整流滤波电路交流EMI滤波及整流滤波电路如图2所示。
图2交流EMI滤波及输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。
IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。
PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。
交流输入220V 时，整流采用桥式整流电路。
如果将JTI跳线短连时，则适用于110V交流输入电压。
由于输入电压高，电容器容量大，因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。
高频电源技术要求
高频电源技术要求1、输入电源：三相三线制，电压380V，50Hz。
2、变换器形式：全桥串并联混合谐振。
3、谐振频率：30kHz～50kHz。
4、变换器效率：≥0.92。
5、功率因数：在额定输出电压、电流条件下大于0.9。
6、高频电源结构特性：整机一体化。
高频控制柜和变压器采用上下结构方式，以便于变压器检修、吊装换油等。
7、高频电源设备必须确保密闭，防护等级IP55，必须加装大功率工业空调，确保控制柜内主辅电及控制器须与外界空气完全隔绝，防水、防尘，防盐雾。
、8、为确保功率器件（IGBT、整流桥）可靠散热，散热器必须采用热管散热器。
9、设备具有纯直流供电、间歇供电两种供电方式，间歇供电比任意可调。
10、输出直流电压调节范围：0～100%的最大输出电压值或起晕电压～100%的最大输出电压值。
11、输出直流电流调节范围：0～100%额定值。
12、控制系统：采用16位单片机控制，具有与上位机通讯、远程控制功能。
13、设备具有自动和手动两种运行方式。
14、设备具有高低压一体化断电振打接口，能自动接收来自低压振打系统的振打信号，并自动响应，实现复合式功率控制振打，明显改善振打清灰效果。
15、设火花检测控制功能灵敏可靠。
闪络特性参数可根据需要设定。
16、设备设置启动、停止按钮，设置“本地/远控”转换开关，将“本地/远控”开关置于本地位置时，本地启停高频电源，将“本地/远控”开关置于远控位置时，可在上位机操作界面上启停控制高频电源。
17、设备应设置运行、报警、停机指示灯。
18、设备应设置母线电压表、一次电流表、二次电压表、二次电流表，以方便直观地监视设备的重要参数。
19、设备能向上位机传送运行的母线电压、电流、二次电压、二次电流、火花率、设备启、停状态、变压器油温、IGBT温度超限等设备故障信号。
20、设备具有重载、轻载保护功能。
设备重载、轻载时，设备的二次电流、二次电压应限制在额定值以下。
21、高频电源整流变设油温检测，80℃报警，85℃切断电源发报警信号。
基于BUCK调压的小功率高压电源
本文设计了一种可调的小功率高压电源，其主电路拓扑包括Buck模块、逆变电路、高频变压器和倍压电路。
输入的交流电源经整流滤波电路变为直流，通过BUCK预稳压电路将电压稳定，再经过半桥逆变电路将直流电压变为交流电压，然后通过一个倍压电路将电压升高，最后整流滤波输出稳定高压。
研究主要内容包括BUCK电路的分析设计、半桥逆变电路分析设计、倍压电路的设计，控制电路的设计，并利用PSPICE软件进行相应各部分的仿真和参数优化。
本研究实现的主要性能是：给定输入电压是交流220V,要求输出电压在范围0~15KV内大范围可调，功率为15W,输出纹波要小于1%.0 引言高压电源一般是指输出电压在五千伏特以上的电源，一般高压电源的输出电压可达几万伏，甚至高达几十万伏特或更高。
高压电源广泛应用于材料改性，金属冶炼，环境保护，大功率激光和微波等应用领域。
传统高压电源采用工频电源和LC谐振方式，虽然电路简单，但其体积和重量大，低频工作状态以及纹波、稳定性均不能令人满意，随着电力电子的发展，高频高压电源成为发展的趋势。
随着新的电子元器件、新的电磁材料、新的电源变换技术、新的控制理论及新的专业软件的不断涌现，并不断地被应用于开关电源，使得开关电源的性能不断提高，特点不断更新，出现了如频率高、效率高、功率密度高、可靠性高等新特性。
20世纪70年代世界电源史上发生了一场革命，即20Hz的开关频率结合脉宽调制技术(PWM)在电源领域的应用。
到目前为止，电源的频率已经达到数百Hz,应用先进的准谐振技术甚至可以达到兆Hz水平。
提高振荡器输出频率可降低高压变压器、电抗器、平滑电容器、高压电容器等电子器件基本性能要求和结构体积，进而缩小高压电源体积。
高频化使高压电源体积大幅度的减小，轻巧便携，实用性和使用方便性明显得到改善。
近几年，随着电子电力技术的发展，新一代功率器件，如MOSFET,IGBT等应用，高频逆变技术的逐步成熟，出现了高压开关直流电源，同线性电源相比较高频开关电源的突出特点是：效率高、体积小、重量轻、反应快、储能少、设计、制造周期短。
数控高压直流电源的设计与调试
数控高压直流电源的设计与调试摘要：高压直流电源能够将工频电网的电能变换成所需的高压直流电能供给特定的设备使用，在当今的军事、工业、农业、医疗、科研及日常生活等领域有广泛的应用。
工业上用于环保的静电除尘，污水处理，激光器等，医学方面用于X光机，CT 机等大型医疗设备，科研上用于高能物理、等离子体物理，军事上雷达发射器等。
研究和开发适合个领域要求的高压直流电源已经成为一种客观需求。
本文分析了高压直流电源的设计与调试，并以实例探讨了高压直流电源的放电产生低温等离子体，来实现对废水的处理。
关键词：数控高压；直流电源；设计；调试直流高压发生器广泛应用于高压电气设备的直流耐压试验、核辐射探测仪器等领域中。
但早期的直流高压发生器多为模拟式控制，电压值由电压表头指示。
这种控制方式调整麻烦、响应速度慢、精度低，更不能在大负载和其他异常情况下自动监测和自我保护。
在升压方面采用低频或中频技术，电源体积大、电路复杂。
而高压电源的小型化、智能化是当今电源技术发展的重要方向之一。
一、高压开关电源简介随着电力电子技术的不断发展和电力电子器件不断的更新换代，大功率开关器件的问世，推动了电源技术的发展，将半导体功率器件作为开关，将电源形态转变成为另一种形态，在转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节的新型电源产生了。
二、设计内容概述1.研究高压开关电源的原理，完成高压精密电源的方案论证，设计计算，设计主电路，信号检测电路，设计控制系统的硬件和软件。
电源的性能指标如下：第一，输入交流220V，50Hz；输出直流30KV，3000W；精度为5‰；第二，具有过流，过压保护功能。
综合考虑各种形式电路的特点和本次设计的要求，决定本电源系统主电路结构选用全桥式变换器，全桥式变换器是目前应用比较广泛的一种变换电路，在采用相同电压和电流容量的功率开关器件时，全桥式电路可以达到最大功率，并且它所适用的功率范围满足设计的要求。
虽然这种电路存在同一桥臂上的两个功率开关器件直通的可能，但通常选用合适的PWM控制芯片，通过设置死区电压来解决，因此不会对此设计构成不利因素。
基于电池供电的双路隔离反激开关电源设计
基于电池供电的双路隔离反激开关电源设计王海鹏;刘璐【摘要】针对便携式医疗康复设备领域中电池供电、高隔离度和高电压输出的要求,设计了一款新型低输入电压供电、双路高压输出隔离的开关电源.该设计采用锂电池供电,采用基于占空比＜50％的电流型脉宽调制控制芯片UC3845的反激拓扑结构和光耦反馈网络电路,实现双路隔离正负高压电源输出.电源输入电压为10～14 V,输出电压为双通道+35/-35 V隔离,功率为14W,效率是75％,电源模块面积为65 mm×40 mm.仿真与实际测试结果表明,该电源可实现正负高压电源隔离输出.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)012【总页数】4页(P143-146)【关键词】反激;开关电源;电流型脉宽调制;反馈电路【作者】王海鹏;刘璐【作者单位】东南大学信息科学与工程学院,江苏南京 210096;日照市第一中学,山东日照 276800【正文语种】中文【中图分类】TN710.2;TP302.7随着社会发展,人口老龄化问题及各种中老年疾病问题也愈发严重,脑卒中目前已经成为人类死亡率和致残率最高的中老年疾病之一[1-2],中风患者由于脑部运动中枢受损而导致肢体运动功能丧失。
目前,医院主要使用高压电刺激脉冲输出的康复医疗设备对患者进行运动康复治疗。
为方便患者出院后在家进行康复训练,需要一种电池供电、隔离度高和电压输出高的便携式医疗设备[3],便于患者随身携带。
因此,研究并设计一款低输入电压供电、双路高压输出隔离、体积小的电源对于设计便携式康复医疗设备具有重要意义。
近年来随着功率器件不断更新和脉宽调制技术(Pulse Width Modulation,PWM)的日趋完善,开关电源技术也得到了快速发展。
开关电源是一种功率变换的装置[4],具有小体积、高效率、宽输入电压、隔离输出、低成本等优点,被誉为高效节能电源[5]。
而反激开关电源是其中成本最低的电源,其输出功率为10~100 W,可输出不同的电压,电压调整率较好[6-7]。
一种应用于GaN功放的高压电源调制器设计
134一种应用于GaN功放的高压电源调制器设计一种应用于GaN功放的高压电源调制器设计A Design of High-Voltage Power Modulator for GaN Power Amplifier王其超季睿姚佳（中国电子科技集团公司第24研究所，重庆400060）摘要：电源调制器是雷达发射机系统中脉冲功率放大器的重要组成部分，用于实现脉冲调制功能。
对GaN功率放大器的脉冲调制工作原理进行了介绍，并根据设计指标要求提出了一种应用于GaN功放的电源调制器设计。
该设计线路上采用高速MOSFET驱动器后接P沟道MOSFET的线路结构，同时具有负压掉电保护功能和电流泄放功能，有效解决了电流拖尾现象。
工艺封装上采用混合电路封装,并基于HTCC材料设计了一款一体化陶瓷外壳，大大缩小了器件尺寸。
最后样品的上升时间测试为16.0ns,下降时间为84.0ns,导通延迟时间为80.8ns,关断延迟时间479.2ns,导通电阻27.5m O。
关键词：电源调制器；脉冲调制；GaN功放;一体化陶瓷外壳Abstract:Power modulator is an important part of pulse power amplifier in radar transmitter system,which is used to realize pulse modulation function.This paper introduces the principle of pulse modulation of GaN power amplifier,and proposesa power modulator design which is applied to GaN amplifier according to the design index.The design circuit adopts thehigh-speed MOSFET driver connected with P-channel MOSFET,and has the function of negative-voltage power off protection nnd current discharge,which effectively solves the current trail when the P-channel power MOSFET turned off.The process package adopts hybrid circuit package,and designs sn integrated ceramic shell based on HTCC material,which greatly reduces the size of the device.Finally,give the test result,the rising time of the sample is16.0ns,the falling time is84.0ns,the on delay time is80.8ns,the closing delay time is479.2ns,and the conduction resistance is27.5m Q.Keywords:power modulator,pulse modulation,GaN power Amplifier,integrated ceramic在雷达发射机系统中都需要用到功率放大器。
一种高压脉冲电源设计
一种高压脉冲电源设计彭享;叶兵;朱旗;韦靖博【摘要】为研究高压脉冲脉宽及频率对介质阻挡放电效果的影响,文章设计了一款功率1 kW、幅值5 kV、脉宽1~20μs可调、频率15~25 kHz范围可调的单向高压脉冲电源.与传统高压脉冲电源多采用工频升压加磁压缩开关或旋转火花隙获取高压脉冲能耗较大且不易控制不同,该电源主电路采用半桥式拓扑结构,以SG3525作为脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)主控芯片,利用LCC串并联谐振软开关技术,大大降低开关损耗并能有效降低高频脉冲变压器分布参数影响.测试结果表明,该脉冲高压电源满足介质阻挡放电实验要求.%In order to study the impact of high voltage pulse width and frequency on the effect of the di-electric barrier discharge ,unidirectional high voltage pulse power supply with 1 kW power ,5 kV am-plitude ,1-20μs adjustable pulse width and 15-25 kHz adjustable frequency is designed .The tradition-al high voltage pulse power supply mainly employs magnetic compression switch or rotating spark gap to obtain high voltage pulse ,but it is characterized by high energy consumption ,low reliability and poor controllability .In this design ,the main power circuit adopts the half-bridge topological struc-ture ,using SG3525 as the PWM main control chip .The LCC series and parallel resonant soft-switc-hing technology can lower the switching loss substantially and reduce the impact of distribution pa-rameters of high frequency pulse transformer .T he test results show that the presented high voltage pulse power supply satisfies the experimental requirements of dielectric barrier discharge .【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)011【总页数】4页(P1511-1514)【关键词】高压脉冲;介质阻挡放电;串并联谐振;软开关技术【作者】彭享;叶兵;朱旗;韦靖博【作者单位】合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TM836近年来,介质阻挡放电的应用越来越广泛,如利用介质阻挡放电方法产生臭氧或等离子体已用于灭菌消毒、废气处理、材料表面改性、等离子显示屏等各工业领域。
电除尘器高压高频电源技术要求
电除尘器高压高频电源技术要求1 使用环境与安全要求a）海拔高度不超过 1000m；若海拔高度高于 1000m 时，按 GB/T 3859.2 的规定作相应修正；b）环境温度不高于 40℃，不低于变压器油所规定的凝点温度； c）空气最大相对湿度为 90%（在相对于空气温度 20℃±5℃时）；d）无剧烈震动和冲击，垂直倾斜度不超过 5%； e）运行地点无导电爆炸尘埃，没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽； f）三相输入交流电源条件应符合 GB/T 3859.1 的规定。
2 技术要求2.1 拓扑结构：采用三相整流全桥串联谐振拓扑结构。
2.2 逆变器谐振频率：20kHz～50kHz。
2.3 负载等级：负载等级为“Ⅰ”级（100%额定输出电流，连续）。
2.4 设备功率因数与设备总效率：设备功率因数≥0.9；设备总效率≥90%。
2.5 高频高压整流设备的电气绝缘强度：a）变压器油应符合 GB/T 7595 的规定，击穿电压不小于 40 kV/2.5 mm；b）各带电电路与地（机壳）之间的绝缘电阻不小于1 MΩ/kV；绝缘电阻数据仅供绝缘试验前后作为辅助性判别；c）各带电电路（高频变压器高压回路除外）应承受对机壳和其他任何电路的绝缘试验，这些电路与所试的电路彼此是独立的。
2.6 设备控制功能：a）输出调节范围：设备应能在额定直流输出电流和 90%～100%的额定直流输出电压的情况下稳定运行；直流输出电流调节范围：0～100%额定值；直流输出电压调节范围：0～100 %最大输出电压值或起晕电压～100 %最大输出电压值；b）闪络试验：在不低于额定电压 60%的前提下，设备允许在每分钟 150 次闪络状态下运行，考核时间为 15min，如果除尘器负载发生电弧时应能迅速灭弧，而设备不应发生任何故障；c）设备运行参数显示：设备运行参数至少包括一次电流、母线电压、二次电压、二次电流。
运行参数显示误差不大于 5%，温度显示误差±2℃。
小功率电源中的最流行的PSR控制原理
小功率电源中的最流行的PSR控制原理先谈谈CV操作模式，现在大部分芯片都是挺直取样辅助线圈上，因为漏感的缘由，在MOS关断后，也就是次级导通眨眼，会产生一个尖峰，影响电压采样，为了避免个这个尖峰，大部分厂家都是采纳延时采机，也就是在MOS管关断一段时光后再来采样线圈电压。
从而避免漏感尖峰。
PI是在高压开关关断2.5 μs采样。
这种采样方式其实在以前无数芯片上的过压庇护上也都有应用，比如OB2203和UCC28600，NCP1377上都有这样的应用，所以可以得到较高精度的过压庇护。
还有些厂家是在下取样上并一个小容量的来实现。
同时建义大家汲取用法复原时光约惟独2us的IN4007再串一个百欧左右的电阻作汲取。
可以减小漏感产生的振铃，从而减小取样误差。
得到较高采样精度。
次级圈数固定，辅助绕组固定，取样精度高。
内部精度也高，自然可以得到较高的输出电压精度。
先写个的基本公式。
Np*Ipk=Ns*Ipks(变压器次级惟独一个绕组Ns),Np,Ipk,Ns,Ipks分离是初级圈数，初级峰值，次级圈数，次级峰值电流 .当工作在DCM模式时，输出电流是次级电流(的三角形)在一个工作周期的平均值，所以Io=(Td/T)*Ipsk/2, 其中 T为工作周期。
Np*Ipk=Ns*Ipks所以Ipks=Np*Ipk /Ns,将Ipks=Np*Ipk /Ns代入Io=(Td/T)*Ipsk/2 ，得到Io=(Td/T)*(Np*Ipk /Ns)/2。
可以看出Np,Ns为常数，只要固定Ipk,和Td/T就可以得到固定的电流输出。
市面上无数IC固定Ipk的方式是限制初级MOS取样电阻上的峰值电压，第1页共4页。
一种VOCs净化器高压电源的设计
一种VOCs净化器高压电源的设计陈军;林振衡【摘要】介绍了一种用于挥发性有机化合物(VOCs)净化器的高压电源的设计,并详细分析了各组成电路的工作原理及波形.该电源采用半桥逆变结构作为主电路,以SG3525作为控制信号发生器,具有调节频率、占空比方便等优点;利用LC串联谐振电路提升升压变压器初级线圈的电压,降低了对升压变压器变比的要求;采用双模块叠加法实现脉动倍压,不仅增强了带负载能力,又有效降低了对变压器绝缘、二极管击穿电压的要求.应用以该高压电源为关键部件的VOCs净化器对苯、甲苯、甲醛进行净化实验,实验结果表明:净化效果良好,所设计的电源用于VOCs净化具有可行性和有效性.【期刊名称】《贵州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(032)004【总页数】5页(P36-40)【关键词】VOCs;高压电源;SG3525;升压电路【作者】陈军;林振衡【作者单位】莆田学院机电工程学院,福建莆田351100;莆田学院机电工程学院,福建莆田351100【正文语种】中文【中图分类】TM832;TK414.5挥发性有机化合物(VOCs，volatile organic compounds)是炼油、存储、运输、涂料生产、纺织印染、合成材料、制鞋等领域排放的最常见的污染物［1］，具有挥发性、刺激性、强毒性，也是室内重要的污染物之一。
VOCs 不仅会引起严重的环境问题，还会对人体的健康构成极大的威胁［2－3］。
近年来，随着对低温等离子体净化技术研究的不断深入，研究结果表明:基于电晕放电低温等离子体的VOCs 净化技术表现出诸多优势。
其净化机理是电子在高压电场的作用下被加速并获得能量，当电子能量高于VOCs 气体分子化学键结合能时，高能电子将与气体分子发生非弹性碰撞，使其电离、裂解［4－5］。
目前，针对基于脉冲电晕放电和基于直流电晕放电这两种电晕放电的净化技术研究相对较多。
但由于脉冲电晕要求脉冲高压上升前沿陡峭(几十至几百纳秒)、脉宽窄(小于几个微秒)，因此采用的脉冲高压电源核心结构多为火花隙开关和电机控制，存在整体电路复杂、火花开关寿命短、实际应用推广困难等缺点［6－10］。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文章编号:1004 289X(2005)04-0021-02
50kHz 小功率高压电源的设计
许丽 王晓明
(光电技术与智能控制教育部重点实验室 兰州交通大学自动控制研究所,兰州 730070)
摘 要:介绍了使用SG3524作为PW M 用的芯片制作高频高压电源的设计方法。
设计出的电源具有结构简单,输出稳定,成本低等优点。
关键词:脉宽调制;单端反激;高压电源中图分类号:TM44 文献标识码:A
Design for 50kHz Low-power High-voltage Power Supply
X U li WANG Xiao -ming
(Automatic Control Research Institute,Lanz hou Jiaotong University,Lanzhou 730030,China)
Abstract:The design method on how to make high frequency high voltage power sapply using SG3524as PW M chip is present
ed.The designed power supply has advantages of simple structune,steady output and low lost..
Key words:PWM;flyback;High volta ge power supply
1 引言
此电源是为铁路信号电缆绝缘测试提供500VDC 用的。
电源采用高频变压器代替传统笨重的工频变压器,大大减小了电源的体积和重量,也节约了制作成本。
此外,在负载有较大波动的情况下(如1M 20M ),电源输出有较好的稳定性。
2 电源电路的组成和工作原理
由SG3524构成的PW M 型DC/DC 变换器电路如
图1
所示。
图1 电源电路图
SG3524是一很成熟的定频脉冲宽度调制集成电路,芯片内部结构在此不再赘述。
电路选用TW H8751
开关集成电路作为开关器件。
变压器工作频率与
SG3524振荡器的工作频率一致。
针对所接负载阻值大,输出功率较小的特点,电路选用了单端反激式的变换器拓扑。
SG3524两并联输出晶体管输出的高低电平控制TWH8751开关管的导通与关断。
当输出为高电平时,开关管导通,V cc 加到变压器的初级绕组上,于是在次级绕组上感应出下正上负的电压来,整流二极管D2呈截止状态,电能只能以磁能的形式储存在变压器中,C 5通过所接负载放电;当输出为低电平时,开关管截止,次级绕组中的磁场改变次级绕组两端的电压极性,使次级绕组电压方向变为上正下负,整流二极管D2导通,磁场储能便通过二极管向负载释放,C 5也被充电。
C 5两端的电压经R 10、R 11电阻采样反馈给SG3524误差放大器的反相端脚1。
在输入电压变低,或是负载加重的情况下,输出电压变低,反馈回1脚的电压也变低。
当与基准电压端16脚经R 5、R 6电阻分压后输入误差放大器同相端2脚的电压进行差分放大后,误差器的输出电压变大。
在此变化信号的作用下,输出晶体管的导通时间变长,占空比变大,输出电压回
升到原来的稳定值。
当输入电压增大或是负载变轻,引起输出电压U 0增加时,与前类同,通过电压闭环反馈系统,能使U 0降到原来的稳定值,从而达到稳定输
出电压的目的。
2.1 脉宽调制控制电路设计
电路的工作频率f 由SG3524的6引脚所接电阻R T 和7引脚所接电容C T 的值来决定,f ∀1/R T .C T 。
本例中R T =2K,C T =0.01 F 。
图中9脚为补偿端。
为使电源系统稳定,在9脚与地之间接R C 网络,补偿系统的幅频、相频响应特性。
因为SG3524没有专门的死区时间控制端,本例中采用16脚的5V 基准电压分压至9脚,通过限制9脚的高电平数值来控制死区。
9脚与分压端之间串联二极管D1,使9脚电压低于分压端时分压回路不起作用,避免影响控制器的内部性能。
本例中两输出晶体管采用并联输出,输出脉冲的占空比调节范围为0%~90%[1]。
2.2 TW H8751开关集成电路
TWH8751功率开关集成电路内部电路由输入级、缓冲放大器和达林顿功率输出级组成,并设有反馈环路和减流型输出电路,通用性强。
它有5个引出脚。
其中,1脚和4脚分别为输入和输出端,2脚为选通端,5脚和3脚分别接电源的正端和负端。
当2脚为高电平(#1.6V)时,不管输入端1脚为何电平,输出级都为截止状态,即开关为断开状态;只有2脚为低电平时,加在输入端的高、低电平才可以有效地控制输出端的导通或截止。
TWH8751输入端和选通端所需的电流很小,约为100~200 A 。
而输出端允许通过的最大电流为2A 。
当输出电流超过2A 时,内部设有的减流型保护电路能自动的将输出电流减至1A 左右。
本例中将2脚和3脚相连,直接接地,使得4脚的输出直接由1脚控制。
图中R 7和R 8电阻都是作限流用。
在选择开关器件时,开关管耐压应#U in +n ∃U 0,且要有一定的余量。
在本例中U i n ∀12V,n 为变换器原边与次边的匝比,U 0为输出电压。
TW H8751片内输出级的反向击穿电压可高达100V,完全可以满足开关管耐压要求,且具有良好的开关特性,外围电路相当简洁,选择它作开关器件是合适的。
2.3 变压器设计
在本例中,变压器采用单端反激方式。
单端反激式高频开关变压器是开关电源的关键器件,在电路中兼有储能、限流和隔离作用。
又因流过电流直流成分,设计难度比较大,应精心设计。
此外,要设计出性能优良的开关电源,高频变压器的参数值往往要经过多次
调整。
文献[2]中全面地讲解了高频变压器设计的各
个要点,在此不再作论述。
2.4 输出回路电路设计
输出整流滤波电路由整流二极管和滤波电容构
成。
输出整流二极管的开关损耗(包括正向导通损耗和反向恢复损耗)占系统损耗的六分之一到五分之一,是影响开关电源效率的主要因素。
由于快恢复二极管导通时正向压降较低,因此具有更低的正向导通损耗。
此外,快恢复二极管反向恢复时间短,在降低反向恢复损耗,以及消除输出电压中的纹波方面有明显的性能优势,故本例中选用快恢复二极管作为整流二极管。
因电路所接负载阻值大,输出电压高,所以在选择快恢复二极管型号时,主要考虑二极管最高反向工作电压参数。
在本例中D2选用的是FR107。
与D2并联的R 9和C 4组成的RC 网络起抑制暂态过压的作用[3]。
对输出滤波电容,应选用ESR(等效串联阻抗)低耐压高的电容。
输出电压经R 10和R 11分压反馈,构成闭环控制,从而稳定输出电压。
3 结束语
通过反复的设计与调试,对于某一固定负载,输出电压波动范围不超过1%。
图2是接不同负载,随机测试的输出电压变化曲线图。
从图中我们可以看出,当负载在1M 20M 范围内波动时,输出电压相对比较稳定,完全可以满足铁路信号电缆绝缘测试所需电源的要求,且电路结构简单,体积小,重量轻,成本较低。
图2 电压输出特性图
参考文献
[1] 李峻.开关集成稳压器控制器的原理及应用[M].北京:人民交通出版社.1997
[2] 张占松.蔡宣三.开关电源的原理与设计[M](修订版).北京:电子工业出版社.2004.9
[3] 王兆安.黄俊.电力电子技术[M](第4版).北京.机械工业出版社.2000
收稿日期:2005-03-17。