W半桥型开关稳压电源设计

辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目： 240W半桥型开关稳压电源设计

院（系）：电气工程学院

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课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院教研室：电气

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘要

应用即社会需求，社会需求是技术发展的原动力，开关电源的发展过程清楚地辨明了这一点。目前，计算机的发展十分迅速，以其为代表的小功率电子产品是开关电源的主要应用领域，而且正是由于在小功率领域的成功应用，似的软开关技术在小功率领域发展得最为成熟。本设计即为为实验室提供的大功率开关电源，主电路采用半桥型整流电路，先整流滤波、后经高频逆变得到高频交流电压，然后由高频变压器降压、再整流滤波的方法，该电源在开环时，它的负载特性较差，只有加入反馈，构成闭环控制后，当外加电源电压或负载变化时，均能自动控制PWM输出信号的占空比，故控制电路以SG3525为核心构成，SG3525为美国Silicon General公司生产的专用PWM控制集成电路。它采用恒频脉宽调制控制方案，它适用于各开关电源、斩波器的控制。用SG3525很好的解决了负载特性差的缺点，得到了想要的输出电压。

关键词：开关电源；PWM控制；整流电路；

目录

第1章绪论 (1)

1.1开关电源概况 (1)

1.2本文设计内容 (1)

第2章 240W半桥型开关稳压电源设计 (3)

2.1240W半桥型开关稳压电源总体设计方案 (3)

2.2具体电路设计 (3)

2.2.1 主电路设计 (3)

2.2.2 控制电路设计 (4)

2.2.3 保护电路设计 (5)

2.2.4 整体电路设计 (6)

2.3元器件型号选择 (7)

2.4系统调试或仿真、数据分析 (11)

第3章课程设计总结 (12)

参考文献 (13)

第1章绪论

1.1开关电源概况

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。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。

随着开关电源在计算机、通信、家用电器等方面的广泛应用，人们对其需求量增长和效率、体积、重量及可靠性等方面要求更高。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。在半桥式变换器电路中,变压器初级在整个周期中都流过电流,磁芯利用得更加充分。它克服了推挽式电路的缺点,所使用的功率晶体管耐压要求较低；晶体管的饱和压降减少到了最小;对输入滤波电容使用电压要求也较低，半桥式变换器在高频开关电源设计中得到广泛的应用。

电源是将各种能源转换成为用电设备所需要的装置，是所有靠电能工作的装置的动力源泉。直流开关电源是一种由占空比控制的开关电路构成的电能变换装置，用于交流→直流或者直流→直流电能变换，通常称其为开关电源。开关电源的核心为电力电子开关电路，根据负载对电源提出的输出稳压或稳流特性的要求，利用反馈控制电路，采用占空比控制方法，对开关电路进行控制。开关电源的这一技术特点使得它具有，效率高、体积小、重量轻、频率高、电感、电容等滤波元件和变压器体积小。

1.2本文设计内容

开关电源在效率、体积和重量等方面都远远优于线性电源，因此已经基本取代了线性电源，成为电子热备供电的主要电源形式，受到人们的青睐。采用先整流滤波、后经高频逆变得到高频交流电压，然后由高频变压器降压、再整流滤波的方法。这种采用高频开关方式进行电能变换的电源称为开关电源。随着电子技术和应用迅速地发展，开关稳压电源的品种和类型也越来越多。本文设计的是为实验室电子设备提供的24V稳压范围宽、大功率直流电源，以取代低效率的线性稳压电源。

其主要技术参数如下：

1、输入电压单相170 ~ 260V。

2、输入交流电频率45~65HZ。

3、输出直流电压24V恒定。

4、输出直流电流10A。

5、最大功率：250W。

6、稳压精度：＜直流输出电压整定值的1％。本文分别从以下几个方面进行了设计：

1.总体电路设计；

2.主电路设计；

3.控制电路设计；

4.保护电路设计；

5.元器件型号的选择；

240W半桥型开关稳压电源设计1.3 240W半桥型开关稳压电源总体设计方案

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。交流输入、直流输出的开关电源将交流电转化为直流电供负载使用。整流电路普遍采用二极管构成的桥式电路，直流侧采用大电容滤波，该电路结构简单、工作可靠、成本低，效率也比较高。

首先，电源流入输入整流滤波回路将交流电通过整流模块变换成含有脉动成分的直流电，然后通过输入滤波电容将脉动直流电变为较平滑的直流电。其次，功率开关桥由控制电路提供触发脉冲把滤波得到的直流电变换为高频的方波电压，通过高频变压器传送到输出侧。最后，输出整流滤波回路将高频方波电压滤波成为所需的直流电压或电流。主电路采用先整流滤波、后经高频逆变得到高频交流电压，然后由高频变压器降压、在整流滤波的方法，该电源在开环时，它的负载特性较差，只有加入反馈，构成闭环控制后，当外加电源电压或负载变化时，均能自动控制 PWM 输出信号的占空比，以维持电源的输出直流电压在一定的范围内保持不变，达到了稳压的效果。其设计方案如图2.1所示。

1.4具体电路设计

1.4.1主电路设计

半桥式开关电源主电路如图2.2.1所示。图中开关管S1, S2选用MO SFET, 因为它是电压驱动全控型器件,具有驱动电路简单、驱动功率小、开关速度快及安全工作区大等优点。半桥式逆变电路一个桥臂由开关管