3kW高功率因数高频开关电源的设计
高频开关电源的设计与制作(论文)
高频开关电源的设计与制作(论文)《高频开关电源的设计与制作》论文版本,是提取了重点来简单论述的。
这也是在毕业设计最后学校要求进行缩减后拿去参评校级优秀毕业设计的,当然这是获奖的啦!欢迎下载参考!高频开关电源的设计与制作洛阳理工学院电气工程与自动化系黄贝利指导老师杨文方2011摘要：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。
我们设计了以MOSFET作为功率开关器件采用脉宽调制(PWM)技术，输出实时采样电压反馈信号，来控制输出电压变化的。
本文具体介绍了其系统构成，工作原理，基本控制器结构、功能和特点。
关键词：高频开关电源变换器SG3525 过流保护0. 前言随着电力电子技术的高速发展，开关电源不断向高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化方向发展。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
现在迫切需要物美价廉，能满足多种不同工况要求的多规格、多品种、系列化的高质量、高性能的高频高压开关电源。
虽国内已有少数厂家生产高频高压开关电源，但价格昂贵。
因此设计开发价格低廉的高频高压开关电压是大势所趋，具有良好的市场。
[1] [2]1. 系统设计原理及其框图开关电源采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。
其中DC／DC变换器进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。
输出采样电路检测输出电压变化，与基准电压研比较，误差电压经过放大及脉宽调制(PWM)电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从而达到调整输出电压大小的目的。
开关电源结构框图如图1所示：图1 开关电源结构框图2. 高频开关电源的电路设计2.1 电源输入滤波及桥式整流电源输入滤波又称电磁干扰(EMI)，主要用于抑制电气噪声和消除电磁干扰。
经滤波后送入桥式整流电路，将其整流得到所需的300V高压直流电，然后再送入功率变换器。
(完整版)高频开关电源设计毕业设计
目录引言......................................................... 1本文概述 .................................................1.1选题背景............................................................................................................................1.2本课题主要特点和设计目标 ...........................................................................................1.3课题设计思路.................................................................................................................... 2SABER软件................................................2.1SABER简介 .....................................................................................................................2.2SABER仿真流程 .............................................................................................................2.3本章小结............................................................................................................................ 3三相桥式全控整流器的设计..................................3.1工作原理............................................................................................................................3.1.1 三相桥式全控整流电路的特点......................................................................................3.2保护电路............................................................................................................................3.2.1 过电压产生的原因..........................................................................................................3.2.2 过压保护 (1)3.2.3 过电流产生的原因 (1)3.2.4 过流保护 (1)3.3SABER仿真 (1)3.3.1 设计规范 (1)3.3.2 建立模型 (1)3.3.3 仿真结果 (1)3.3.4 结果分析 (1)3.4本章小结 (2)4功率因素校正技术 (2)4.1谐波 (2)4.1.1 谐波的危害 (2)4.1.2 谐波补偿和功率因素校正 (2)4.2有源功率因数校正 (2)4.2.1 APFC技术分类 (2)4.2.2 临界导电模式APFC的控制原理 (2)4.2.3 功率因素校正电路的缺点及解决方法 (2)4.3本章小结 (2)5软开关功率变换技术 (2)5.1软开关技术的提出 (2)5.1.1 开关损耗的成因 (2)5.2软开关技术 (2)5.2.1 软开关技术的一般实现方法 (2)5.2.2 软开关的发展历程主要分类 (2)5.3本章小结 (3)6双管正激变换器的设计 (3)6.1工作原理 (3)6.2SG3525的功能介绍以及应用 (3)6.2.1 SG3525基本工作原理和应用特点 (3)6.2.2 SG3525在双管正激开关电源中的应用 (3)6.3启动电路的改进 (3)6.4SABER仿真 (3)6.4.1 设计步骤简介 (3)6.4.2 设计规范 (3)6.4.3 开环设计（功率电路设计） (3)6.4.4 调制器设计和闭环仿真 (4)6.5仿真结果 (4)6.6本章小结 (4)7BOOST变换器的设计 (4)7.1工作原理 (4)7.2SABER仿真 (5)7.2.1 设计规范 (5)7.2.2 参数设计 (5)7.2.3 仿真结果 (5)7.3本章小结 (5)8系统集成调试 (5)9结论与展望 (5)谢辞 (5)参考文献 (5)附录 (5)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。
高频开关电源的设计
目录1绪论 (1)1.1高频开关电源概述 (1)1.2意义及其发展趋势 (2)2高频开关电源的工作原理 (3)2.1高频开关电源的基本原理 (3)2.2高频开关变换器 (5)2.2.1单端反激型开关电源变换器 (5)2.2.2多端式变换器 (6)2.3控制电路 (8)3高频开关电源主电路的设计 (9)3.1P W M开关变换器的设计 (9)3.2变换器工作原理 (10)3.3变换器中的开关元件及其驱动电路 (11)3.3.1开关器件 (11)3.3.2M O S F E T的驱动 (11)3.4高频变压器的设计 (13)3.4.1概述 (13)3.4.2变压器的设计步骤 (13)3.4.3变压器电磁干扰的抑制 (15)3.5整流滤波电路 (15)3.5.1整流电路 (15)3.5.2滤波电路 (16)4总结 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1高频开关电源概述八十年代,国高频开关电源只在个人计算机、电视机等若干设备上得到应用。
由于开关电源在重量、体积、用铜用铁及能耗等方面都比线性电源和相控电源有显著减少,而且对整机多相指标有良好影响,因此它的应用得到了推广。
近年来许多领域,例如电力系统、邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等都越来越多应用开关电源,取得了显著效益。
究其原因,是新的电子元器件、新电磁材料、新变换技术、新控制理论及新的软件(简称五新)不断地出现并应用到开关电源的缘故。
五新使开关电源更上一层搂,达到了频率高、效率高、功率密度高、功率因数高、可靠性高(简称五高)。
有了五高,开关电源就有更强的竞争实力,应用也更为扩大,反过来又遇到更多问题和更实际的要求。
这些问题和要求可归纳为以下五个方面:(l)能否全面贯彻电磁兼容各项标准?(2)能否大规模稳定生产或快捷单件特殊生产?(3)能否组建大容量电源?(4)电气额定值能否更高(如功率因数)或更低(如输出电压)?(5)能否使外形更加小型化、外形适应使用场所要求?这五个问题是开关电源能否在更广泛领域应用的关键,是五个挑战。
高频开关电源课程设计指导书
高频开关电源课程设计指导书在现代电力电子技术中，电力变换有下列几种，AC-DC（即AC 转换成为DC，其中AC 表示交流电，表示直流电）DC 称为整流，DC-AC 称为逆变，AC-AC 称为交流-交流变换，DC-DC 称为直流-直流变换。
高频半导体功率器件出现后，用半导体功率器件作为高速开关，使其在开关状态下工作，实现能量转换的电路，称为开关变换器电路。
利用闭环反馈控制稳定变换器的输出，再加上保护环节等，即可构成开关电源（Switching Power Supply）。
开关电源主要组成部分是DC-DC 变换器，它是功率转换的核心。
把直流电压变换为低于这一数值的直流电压，最简单办法是串联一个可变电阻（功率三极管），用线性器件控制阻值的大小，实现稳定的输出，这就是线性电源，它不涉及变频问题，电路简单，但效率低。
用半导体功率器件作为开关，使变换器在固定频率下工作，通过调制占空比（PWM）控制输出，称为脉宽调制变换器，还可以固定开关导通时间，通过改变工作频率（PFM）控制输出，这称为频率控制变换器。
另外，还有脉宽和频率都可以改变的变换电路。
给变换电路加上整流电路和滤波电路，就构成一个完整的DC-DC 变换器。
一个开关周期Ts 内，功率开关导通时间tON 所占整个开关周期Ts 的比例，称为占空比D，即D = tON Ts ；占空比越大，负载上电压越高。
目前应用较广的是脉宽调制型（PWM）变换器，它包括正激式、反激式、推挽式、半桥式和全桥式等多种类型。
在高频开关电源功率转换电路中，单端变换器（反激、正激）中的高频变压器的磁芯只工作在第一象限，即处于磁滞回线的一边。
按变压器的副边开关整流器二极管的不同连接方式，单端变换器有两种类型：一种是单端反激式变换器（主功率开关管与变压器副边整流管的开通时间相反：当前者导通时后者截止，反之当前者截止时后者导通），另一种是单端正激式变换器（两者同时导通或截止）。
1一、单端反激式开关稳压电源设计单端反激式开关稳压电源设计1.1 单端反激式开关电源由Buck-Boost 推演并加隔离变压器后得反激变换器原理线路，如图1-1 示。
高频开关电源设计与应用
电源网讯传统的工频交流整流电路，因为整流桥后面有一个大的电解电容来稳定输出电压，所以使电网的电流波形变成了尖脉冲，滤波电容越大，输入电流的脉宽就越窄，峰值越高，有效值就越大。
这种畸变的电流波形会导致一些问题，比如无功功率增加、电网谐波超标造成干扰等。
功率因数校正电路的目的，就是使电源的输入电流波形按照输入电压的变化成比例的变化。
使电源的工作特性就像一个电阻一样，而不在是容性的。
目前在功率因数校正电路中，最常用的就是由BOOST变换器构成的主电路。
而按照输入电流的连续与否，又分为DCM、CRM、CCM模式。
DCM模式，因为控制简单，但输入电流不连续，峰值较高，所以常用在小功率场合。
C CM模式则相反，输入电流连续，电流纹波小，适合于大功率场合应用。
介于DCM和CCM之间的CRM称为电流临界连续模式，这种模式通常采用变频率的控制方式，采集升压电感的电流过零信号，当电流过零了，才开通MO S管。
这种类型的控制方式，在小功率PFC电路中非常常见。
今天我们主要谈适合大功率场合的CCM模式的功率因数校正电路的设计。
要设计一个功率因数校正电路，首先我们要给出我们的一些设计指标，我们按照一个输出500W左右的APFC电路来举例：已知参数：交流电源的频率fac——50Hz最低交流电压有效值Umin——85Vac最高交流电压有效值Umax——265Vac输出直流电压Udc——400VDC输出功率Pout——600W最差状况下满载效率η——92%开关频率fs——65KHz输出电压纹波峰峰值Voutp-p——10V那么我们可以进行如下计算：1，输出电流Iout=Pout/Udc=600/400=1.5A2，最大输入功率Pin=Pout/η=600/0.92=652W3，输入电流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A4，那么输入电流有效值峰值为Iinrmsmax*1.414=10.85A5，高频纹波电流取输入电流峰值的20%，那么Ihf=0.2*Iinrmsmax=0.2*10.85=2.17A6，那么输入电感电流最大峰值为：ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A7，那么升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH8，输出电容最小值为：Cmin=Iout/(3.14*2*fac*Voutp-p)=1.5/(3.14*2*50*10)=477.7uF，实际电路中还要考虑hold up时间，所以电容容量可能需要重新按照hold up的时间要求来重新计算。
基于SG3525的3KW逆变电源设计
郑州大学毕业设计（论文）题目：基于SG3525的3KW逆变电源设计指导教师：职称：副教授学生姓名：学号：专业：电子信息工程院（系）：信息工程学院完成时间：年5月24日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）开题报告四、主要参考文献与资料获得情况杨旭，裴云庆，王兆安. 开关电源技术，机械工业出版社，2004Abraham I.Pressman,Keith Billings,Taylor Morey著,王志强等译.Switching Power Supply Design(Second Edition).电子工业出版社，2005: 181207.王晓锋，王京梅，孙俊，李莉.基于SG3525的开关电源设计.电子科技，2011年第24卷第六期五、指导教师审批意见签字：年月日毕业设计工作中期检查Ⅰ课题名称基于SG3525的3KW逆变电源设计姓名专业和班级电子信息工程1班指导教师一、毕业设计具体内容、目标和可能遇到的问题具体内容：对推挽式开关电源的原理进行分析，设计了高频开关变压器。
目标：完成电路设计，安装调试，最终满足设计要求。
遇到的问题：高频开关变压器的设计，关于变压器损耗的分析比较困难，特别是高频时的集肤效应。
另外，各主要器件的耐压需要特别考虑。
毕业设计工作中期检查Ⅱ附表四2012 年4月30日基于SG3525的3KW逆变电源设计摘要对开关电源常用的电力电子器件做了简单介绍，重点介绍了SG3525芯片的内部结构及其特性和工作原理，介绍了开关管MOSFET的工作原理和开关动态特性等。
设计了一款基于SG3525的推挽式DC-DC开关电源，提供高达2000V的直流电压。
给出了系统的电路设计方法以及主要电路模块的原理分析和参数计算，特别是对开关电源高频变压器的设计给出了详尽的原理分析和各个参数的详细计算。
该电路采用两组相同的推挽变换电路且输出串联的设计，对变压器和整流滤波电路进行了有效的分压，降低了对各种电力电子器件参数的要求，提高了系统的可靠性。
电力高频开关电源的设计与分析
电力高频开关电源的设计与分析作者：时东阳来源：《消费电子》2021年第10期在当前的社会环境中，信息技术的发展速度十分迅猛，这也使得各种各样的电子设备得到了广泛的普及应用，而无论何种电子设备，其都需要稳定的电源提供支持。
而线性电源就属于一种常用的电源，然而，线性电源自身所具备的缺点也十分明显，其内部输入电压的有效范围相对较窄，输出的电压也必须要低于输入电压，并且其整体体积相对较大，在某些特殊场合当中无法达到基本的使用需求。
而开关转换器则是通过开关管，对基本的开合状态进行更加全面的控制，使得电能的各种形态能够更好地适用于开关当中，确保输入电压能够稳定控制在一定范围当中，同时，在开关电源进行正常工作的过程中，也可以采用高频的DC/DC转换器，使得开关电源转换器能够具备高频化特征，这就形成了高频开关电源。
（一）标准化以及模块化开关电源设备的标准化转变，使得开关电源的应用范围更加广泛，这也进一步突出了开关电源标准化发展的重要作用。
而实现开关电源标准化发展的关键就在于整合不同用户所提出的基本需求，并针对性地制定出相应的要求内容，以此为基础来对研制生产环节加以规范，同时，标准化还能够更好地协调科研、生产以及使用三者之间的具体关系，确保开关电源系统自身具备更加科学合理的指标性能。
而电力高频开关电源的模块化。
主要就是将部分具备着特殊功能的电路进行集成处理，实现最佳的性能，提升整体资源利用率，而在当前的社会环境中，整体集成度也呈现出一种不断提升的状态，而将电力高频开关电源当中一些特殊功能有效集成在一起，能够强化其总体性能，在便于群众使用的同时，提高应用系统自身的稳定性。
（二）数字化以及智能化电力高频开关电源设备的数字化发展，就是将现代化的数字信号应用到其中，以此来代替传统的模拟信号，从而更好地完成一些制定功能。
而在当前嵌入式的发展模式当中。
可以明显看出开关电源数字控制以及模拟控制这两种现代化技术，其必然会在未来的发展进程中处于一种长期共存的状态，这也进一步突出了数字化发展的重要性。
高频开关电源的设计
高频开关电源的设计摘要从90年代开始，开关电源逐步得到广泛的应用。
开关电源的核心是DC-DC变换器。
影响开关电源的主要因素是其拓扑结构、开关频率、控制方式及关键元器件，如开关管、储能电感或脉冲变压器等。
本文首先介绍了本次设计的高频开关电源的现实意义和需要达到的目标要求，并介绍了主电路和控制电路的设计，采用了理论分析和实际硬件实验相结合的研究方法。
该系统以MOSFET作为功率开关器件，构成全桥开关变换器，整个电源由输入电路、主逆变器、输出滤波电路、辅助电源等部分组成。
系统主电路逆变部分采用了脉宽调制技术(PWM),PWM信号由集成控制器UC3875产生，从输出端实时采样电压、电流反馈信号，以控制输出电压和电流的变化。
实现了功率开关管的零电压开通和近似零电压关断，设计出高效率(达90%)、高可靠性、低电磁干扰的高频开关整流模块(48V/20A)。
关键词：高频开关电源；相移脉宽调制；零电压开关；DC-DC变换AbstractSince the nineteen's of last century, switch power has been used worldwide step by step. The core of switch power is DC-DC converter. The main factors that afect the performance of switch power is its topology, switch frequency,control mode and its key device units such as the switch tube, energy-storage inductor and pulse transformer.This paper introduces the practical significance of the high frequency switching power supply designed by us, and introduces the corresponding railway standards of the People'sRepublic of China. The main circuit and the control circuit are introduced in this paper, the research method includes the theory analysis and the practical experiments.The full-bridge converter is made up of four MOSFET. The system consists of the AC input stage, main inverter, output low-pass filter, auxiliary power supply etc. The theory of PWM is used in the system, and single of PWM is offered by controller UC3875.The feedback voltage and current achieved from output is used to control the change of the output. The Zero-Voltage Switching on and approximate Zero-Voltage Switching of the power devices are realized. High frequency switching rectifier module (48V/20A) has been designed with high efficiency (90%), high reliability and low EMI.Key words：High frequency switching power, Phase-Shifting PWM ZVS,Zero Voltage Switching,DC-DC Conversion高频开关电源的构成及其基本原理高频开关电源是将交流输入(单相或三相)电压变成所需要的直流电压的装置。
3kW高功率因数高频开关电源的设计
取 CF = 0. 1μF, RF = 2. 1 kΩ。 (2) 死区时间的研究 。为了防止同一桥臂 的两个开关管同时导通 ,同时给开关管提供软开 关时间 ,两个开关管的驱动信号之间应设置一死 区时 间 。在 A 2B 死 区 设 置 脚 DELAY SET A 2B ( P IN15 ) 和 C2D 死 区 设 置 脚 DELAY SET C2D ( P IN7 )与信号地之间并联不同的电阻和电容 ,即 可设置不同的死区时间 。本文采用 UC3875 芯片 在死区设置脚与信号地之间并联一电阻 RAB和一 电容 CAB可设置死区时间的方法 。其公式如下 :
电感电流出现最大峰值时的占空比为
D = Udc - U in (m in) = 500 - 2 ×198 = 0. 44
U dc
500
计算所需要的升压电感值为
L1
=
U in m in D
fSΔIL
=
2 20
×198 ×103
×0. ×4.
44≈ 76
1.
3 mH
取 L1 = 1. 3 mH。 2. 5 功率因数校正开关管的选择
2 电路设计
2. 1 EM I滤波器 EM I滤波器基本结构如图 2所示 ,它由 C1 ～
C4 和 L组 成 。其 中 L表 示 绕 在 同 一 铁 芯 上 的 共
图 1 总体结构框图
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采用 EE65 铁氧体磁芯 ,原边 21 匝 , 副边 1
匝 ,用多根直径 0. 45 mm 高强度漆包线并绕 (原
大功率高频开关电源的设计要点
大功率高频开关电源的设计要点摘要开关电源设计需要综合分析电力电子、电磁学、微电子技术、热力学等多门学科，具有较强的综合性。
同时电源为电力设备正常运行的核心，尤其是现在资源需求与环保节能理念下，需要在原有基础上，对开关电源设计方法进行更为深入的研究。
本文重点分析了大功率高频开关电源设计要点。
【关键词】大功率高频开关电源系统设计开关电源即交互式电源，为高频化电能转换装置，可以利用不同形似架构，将一个准电压转换成用户端需要的电压或电流。
大功率高频开关电源现在已经被广泛的应用到军工设备、LED照明、通讯设备、科研设备、电力设备等领域，具有功耗小、效率高的优点。
在对其进行设计时，需要结合其运行原理，确定系统各环节设计要点，对各节点功能进行优化。
1 大功率高频开关电源1.1 开关电源特点电气设备容量持续增大，为满足实际应用需求，市场上逐渐出现更多的大功率高频开关电源，同时与传统开关电源相比，还可以有效降低对电网的影响，更符合节能环保发展理念。
另外，开关电源的高频化设计，可以进一步减小其体积大小，并可根据实际需求来灵活控制电容、电感容量，将生产成本控制到最低。
因此，在对大功率高频开关电源进行设计时，需要充分发挥出其所具有的优点，便于更好的满足实际发展需求。
1.2 开关电源原理基于线性开关，开关电源开关管工作处于开关状态，将基础降压电路作为例子进行分析，确定开关电源工作过程与所处状态。
如图1所示，当开关处于闭合状态时，持续电压将会对电感LO两端产生作用，电感电流将呈直线上升趋势，可用公式表达：iL（on）=（Vin-V out）ton/L。
当开关处于开通状态时，电能将被存储在电感中，来满足关断时间内对负载的输出需求，其中存储能量可用公式表示：Estored=1/2Lo （I2pk-I2min）。
开关断开后，电感Lo输入端电压会降为零，电感上能量需要通过续流二极管D维持负载，整个区间内电感电流可以用公式描述：iL（off）=（V out-VD）toff/L。
高频大功率开关电源结构的热设计
高频大功率开关电源结构的热设计摘要：随着大功率开关电源功率密度的不断提高，合理的热设计是保证电源可靠工作的前提条件。
目前，开关电源的热设计主要根据设计者的实际经验，部分经验公式也只是适用于某些特定情况，不具有普遍性。
因此，如果没有准确把握电源结构的热设计原则，仅以热电偶、红外测温等热控手段进行保护，难免存在电源局部过热的故障隐患。
通过电源结构热设计方法，给出风机和散热片的详细设计方案，通过热场模拟分析进行电源结构的设计。
关键词：开关；电源；热设计随着电力电子设备的小型化发展趋势，开关电源的功率密度不断提高，电源的可靠性面临着严峻的挑战。
如果电源结构设计不当的话，运行时有可能因为温度过高、机械振动、电磁干扰等造成故障。
因此，电源结构设计的好坏直接影响到电源系统能否长时间稳定工作。
由于开关电源的大部分损耗都转化为热量，电源的散热效果与电源的结构设计密切相关。
如果电源结构设计不当，那么开关器件所产生的热量将不能及时排出，开关器件的失效率将随着温度升高而大幅增大，严重时还会因温度过高而烧毁开关器件，直接影响到电源的寿命和可靠性。
一、高频开关电源的热设计1、损耗分析。
大功率高频开关电源交流输入为三相380V，直流输出为15V/2kA，主电路包括输入整流、高频逆变以及输出整流三个部分。
其中输入整流采用三相整流桥；高频逆变采用移相全桥逆变电路，且选用大电流、低饱和压降的IGBT；输出整流采用全波不可控整流电路，且输出整流二极管选用反向恢复时间短、功耗低的肖特基二极管。
由于输出电流比较大，且为了提高功率密度，高频变压器和输出整流器采用并联的设计方案，如图。
（1）输入整流器损耗。
由于电源的输入电压为交流380V，整流滤波后的输出电压最大值约为540V，故输入端三相整流桥可选用6RI100G-160，其损耗PR可以根据该型号器件手册上的功耗-电流曲线图读出，结果为PR=250W。
（2）逆变电路损耗。
逆变电路的功率开关器件实际是由IGBT和续流二极管组成。
高频电源的高频产生原理,高频开关电源设计
高频电源的高频产生原理,高频开关电源设计 高频对电路的影响： 高频对电路的影响主要体现在电容和三极管元件上。
1、对于电容元件：电容对于直流不导通，容抗x=1/2πfc，所以对于高频交流信号容抗很小，电容对于高频信号就会导通。
2、对于三极管元件：三极管对于直流信号没有放大作用。
对于高频交流信号就会产生很大的放大作用，从而形成了这形形色色的电子元件。
高频是频率在330MHz的信号频率，这只是对高频的狭隘理解。
而高频是包括3MHz到X00GHz的频率范围都可以称为高频。
电视机在接收受到某一频道的高频信号后，要把全电视信号从高频信号中解调出来，才能在屏幕上重现视频图像。
高频电源中的高频 开关电源、UPS电源这些高频电源的高频，是由控制主板电子振荡电路产生的，并输出高频信号，控制功率输出部分输出所要求的电压电流。
振荡的时间常数根据输出的要求，有的是固定的，有的是可调的。
采用固定频率的电路中，为了使电路工作稳定，常用晶体来保障振荡频率精度。
可调的电路一般是频率固定脉宽（占空比）可调。
通常采用专门的电源控制集成电路来实现。
一般振荡频率在100千赫芝以内。
开关电源常用的TL494集成电路，就是开关电源专用的芯片之一。
它的5、6脚外接的C、R是定时元件，决定锯齿波振荡器振荡频率：F=1.1/RC，根据电阻、电容的取值，一般工作在25千赫芝或50千赫芝。
高频电源的高频就是这样产生的。
高频开关电路各部分设计 一、主电路 从交流电网输入、直流输出的全过程，包括： 1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。
3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。
4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
二、控制电路 一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的资料，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
3kW高功率因数高频开关电源的设计
什么是高频开关电源？高频开关电源由以下几个部分组成：一、主电路从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。
3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越校4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
二、控制电路一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
三、检测电路除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
四、辅助电源提供所有单一电路的不同要求电源。
开关控制稳压原理开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。
可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。
图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。
电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。
在AB间的电压平均值EAB可用下式表示：式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期（即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和）。
由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，AB间电压的平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。
PFC_3kW详细设计
PFC_3kW详细设计1、规格输出功率：3Kw输入电压范围：176—264AC线电压频率范围：47—64Hz输出电压：400VDC2、 频率：68kHz3、 电感的选择A 、 线电流峰值：最大输入功率=最大输出功率，(min)*2in in pk V P I = A I pk 1.24176/3000*2==B 、 纹波电流：pk I I *2.0=∆A I 82.41.24*2.0==∆C 、 确定在线电流峰值pk I 时的占空比D 。
其中，定义)(peak in V 为整流输出线电压最低值。
o peak in o V V V D )(-=378.0400/)176*2400(=-=DD 、 计算电感量。
s f 为开关频率。
I f DV L s peak in ∆=**)(uH L 287)82.4*68000/(378.0*176*2==4、 选择输出电容。
若需考虑维持时间，则按照下述方程式计算，O C 的典型值为每瓦特1uF~2uF 。
如果不需要考虑维持时间时，则使用二次谐波谐波电压与电容总损耗功率来决定电容的最小值。
t ∆是维持时间，单位为秒。
而1V 是输出电容的最小电压。
212*2V V t P C O OUT O -∆=。
=-=)350400/(17*3000*222V V ms W C O 2720uF, 其中，维持时间是按计算机的电源要求（15~50ms ）。
在要求不高的场合可适当减容量，如ZMC22-500-20中，PFC 后级带DC/DC 对输入电压要求不高，故电容容量只取了470*4=1880uF 。
5、 选择电流检测电阻。
若是选择电流互感器时需要考虑匝比以及输出相对于电路的共地点为正电压还是负电压。
要保持采样电阻上的压降rs V 比较低，典型值为1V 。
A 、确定最大电流峰值2(max)I I I pk pk ∆+= A I pk 5.262/82.41.24(max)=+= peakB 、计算采样电阻值。
大功率高频开关电源的设计要点
大功率高频开关电源的设计要点发表时间：2017-11-03T15:16:53.567Z 来源：《基层建设》2017年第19期作者：史川伟1 许伟2[导读] 摘要：大功率高频开关电源，也是交互式电源，其在电力系统中，实现了高频化的电能转换，采用不同类型的架构方式，准确的完成电能的转换，满足用户端的基本需求。
1身份证号码：37082919870618xxxx 山东省济南市 2501012身份证号码：37110219871108xxxx 山东省济南市 250101摘要：大功率高频开关电源，也是交互式电源，其在电力系统中，实现了高频化的电能转换，采用不同类型的架构方式，准确的完成电能的转换，满足用户端的基本需求。
在大功率高频开关电源的设计中，涉及到的因素很多，应该重点考虑电磁学、微电子技术等，明确电源设计的综合性特点，确保电源在电力系统中的有效运行。
另外，在设计大功率的高频开关电源时，也应该注意节能与环保，由此才能满足电力系统及设备的根本需求。
基于此，本文对大功率高频开关电源的设计要点进行了详细的分析与探究。
关键词：大功率；高频开关；电源；设计1、大功率高频开关电源的特点、电路原理及设计原理1.1 开关电源特点随着电气设备容量持续增大，为满足实际应用需求，市场上逐渐出现更多的大功率高频开关电源，同时与传统开关电源相比，还可以有效降低对电网的影响，更符合节能环保发展理念。
另外，开关电源的高频化设计，可以进一步减小其体积大小，并可根据实际需求来灵活控制电容、电感容量，将生产成本控制到最低。
因此，在对大功率高频开关电源进行设计时，需要充分发挥出其所具有的优点，便于更好的满足实际发展需求。
1.2 电路原理电路原理:交流输入电压经过三相桥式普通二极管整流电路滤波后，得到较高直流电压；后经4只IGBT进行“高频逆变”，将高压直流逆变成约18KHz的高频交流；经高频变压器变换到次级，再通过肖特基二极管进行单相全波整流滤波，得到需要的输出电压。
3KW开关变压器设计案例
3KW 开关变压器设计实例：全桥，中心抽头整流电路，τmax =0.4(2×τmax =0.8) f=100KHzInput=480-670V , Output=120V/25A △U=1.3V变压器磁芯，选择计算过程如下：（参照 data-book 2000 P145-P147）(1) 取最高环境温度45℃，温升 △T ≦120℃-45℃=75K取 △T =65K(2) 各参数确定：输入电压滤形因素ρcu=1.786×10-6×(1+3.93×10-3×65)=2.24×10-6Ωcm(3) 初选磁芯,选W434最佳工作磁密变换△Bopt18.110010001.16.111.112.10)(12.18.0121= === ==×=y fo f X F F F 方波τ圈41587.08.010*******.010min ,max =××××=∆××××=Bopt A f U Fe e τ 最佳电流密度 ()()2464/73.2105.33.101024.25.5208.26508.2102.mmA Acu lcu cu Rth Z T Z opt Seff =××××××+×=×××××+∆×=−ρW434磁芯的最大功率容量Pmax = k ×f ×A Fe ×Acu ×△Bopt ×Seff,opt ×10= 0.94×100×0.8×3.5×0.587×2.73×10= 4217.8W故W434磁芯可用于此方案(4) 计算绕线圈数原级 Nprim圈次级134124804.03.11202min ,sec max =×××+=×××∆+=Nprim Ue U Ua N τ 故此变压器绕线匝比为41：13×2(5) 测试，调整（在允许条件下，可通过适当增加绕线圈数来降低温升，变比保持不变） 如选W827磁芯，可取△Bopt=0.6T该文档是用V AC 磁环设计变压器的计算过程，其它磁芯可参考。
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什么是高频开关电源？
高频开关电源由以下几个部分组成：
一、主电路从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：
1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。
3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越校
4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
二、控制电路一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
三、检测电路除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
四、辅助电源提供所有单一电路的不同要求电源。
开关控制稳压原理开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。
可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。
图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。
电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。
在AB间的电压平均值EAB可用下式表示：式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期（即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和）。
由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，AB间电压的平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。
改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比，这种方法称为“时间比率控制”（TimeRatioControl,缩写为TRC）。
按TRC控制原理，有三种方式：
一、脉冲宽度调制（PulseWidthModulation,缩写为PWM）开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。
二、脉冲频率调制（PulseFrequencyModulation,缩写为PFM）导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。
三、混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。
开关电源的发展和趋势
1955年美国罗耶（GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛（JenSen)发明了自激式推挽双变压器，１９６４年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。
到了１９６９年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了２５千赫的开关电源。
目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的１００kHz、用ＭＯＳ－ＦＥＴ制成的５００kHz电源，虽已
实用化，但其频率有待进一步提高。
要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。
然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。
这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。
其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用R-C或L-C缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。
不过，对1MHz 以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。
这种开关方式称为谐振式开关。
目前对这种开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。
当前，世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。