半桥型开关稳压电源设计
半桥型开关稳压电源设计之令狐采学创编之欧阳家百创编
电力电子技术课程设计（论文）欧阳家百（2021.03.07）题目：240W半桥型开关稳压电路设计摘要本次设计的是240W半桥型开关稳压电源，为负载供电。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流24V恒定，最大电流10A。
设计内容包括主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真与波形分析等方面。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源。
目录第1章绪论11.1电力电子技术概况11.2本文设计内容2第2章电路设计32.1稳压电源总体设计方案32.2具体电路设计42.2.1 主电路设计42.2.2 控制电路设计52.2.3驱动电路设计62.2.4保护电路设计72.2.5 整体电路设计82.3元器件型号选择9第3章课程设计总结13参考文献14第1章绪论1.1电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
半桥型开关稳压电源设计概要
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：半桥型开关稳压电源设计院（系）：电子与信息工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.16-2013.12.27课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程Array注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要本次设计主要是为实验室电子设备提供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。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
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。
并对开关电源提出了小型轻量要求，此外要求开关电源效率要更高、性能更好、可靠性更高等。
当前，各国正在努力开新器件、新材料以及改进装连方法，进一步提高效率，缩小体积，降低价格，以解决开关电源面临的课题。
随着电力电子技术的不断创新，开关电源产业会有更广阔的发展前景本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流24V恒定，最大功率250W。
从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定等方面的研究。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源目录第1章绪论 (1)1.1开关稳压电源概况 (1)1.2开关电源研究内容 (1)第2章电路设计 (3)2.1稳压电源总体设计方案 (3)2.2具体电路设计 (4)2.2.1 主电路设计 (4)2.2.2 控制电路设计 (5)2.2.3 保护电路设计 (6)2.2.4 整体电路设计 (7)2.3元器件型号选择 (8)第3章课程设计总结 (11)参考文献 (12)第1章绪论1.1开关稳压电源概况电是工业的动力，是人类生活的源泉。
半桥型开关稳压电源设计
电力电子技术课程设计（论文）题目：半桥型开关稳压电源设计院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：注：平时：20% 论文质量60% 答辩20%以百分制计算摘要开关电源是现代电力电子设备不可或缺的组成部分，其质量的优劣直接影响子设备性能，其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。
本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路，研制了250我半桥开关电源。
整个系统包括主电路、控制电路和驱动电路三部分内容。
系统主电路包括单相输入整流、半桥式逆变、高频交流输出、输出整流、输出滤波几部分。
控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。
论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计及实验过程，包括元器件的选取以及参数计算本文介绍一种半桥电路的开关电源，是输入为单相交流170~260v，输入频率45~65HZ，输出直流电压24v，输出直流电流10A ，最大功率250w。
重点介绍该电源的构思、理论、工作原理及特点。
关键词：开关稳压电源；半桥；高频变压器目录第1章绪论11.1电力电子发展史11.2半桥型开关稳压电源概括21.2.1开关电源的概念21.2.2开关电源的分类21.3本文设计内容2第2章半桥稳压电源设计32.1总体设计方案32.2电路设计42.2.1 输入整流滤波电路设计42.2.2逆变回路设计41.高频开关变换器的基本原理42.逆变回路的基本原理52.2.3输出整流滤波设计62.2.4主电路设计62.2.5保护电路72.2.6 控制电路82.2.7总体电路图9第3章数据分析计算103.1器件的选择103.1.1输入整流器件103.1.2输出整流器件113．1.3元件选择113.1.4保护电路器件选择12 3.2具体参数设计123.4MATLAB电路仿真123.4.1MATLAB简介123.4.2仿真电路图13第4章设计总结14第4章设计总结14参考文献14第1章绪论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。
实验二半桥型开关稳压电源的性能研究V10版
实验二半桥型开关稳压电源的性能研究V10版引言：随着电子设备在日常生活中的广泛应用，对电源的要求也越来越高。
开关稳压电源由于其高效率、体积小、稳定性好的特点，在各种电子设备中得到了广泛应用。
本实验将研究半桥型开关稳压电源的性能，通过实验来验证其特性。
一、实验目的：1.了解半桥型开关稳压电源的工作原理。
2.掌握半桥型开关稳压电源的基本电路配置。
3.研究半桥型开关稳压电源的默认特性，包括输出电压波动、负载能力等。
4.通过实验对比，分析半桥型开关稳压电源的优缺点。
二、实验原理：半桥型开关稳压电源是一种常用的开关稳压电源形式，其工作原理与其他开关稳压电源基本相同。
其基本电路配置包括输入滤波电路、脉宽调制电路、开关功率器件、输出滤波电路等。
其中，关键部分包括开关功率器件和脉宽调制电路。
通过脉宽调制技术，根据对输出电压的调节需求，调节开关功率器件的导通时间，控制开关器件开关频率的变化，从而实现对输出电压的稳定控制。
当输出负载发生变化时，脉宽调制电路会相应地调整开关功率器件的导通时间，使得输出电压保持稳定。
三、实验设备与器件：1.半桥型开关稳压电源实验箱2.示波器3.多用表4.直流电压负载电阻5.电容、电感等被测元件四、实验内容与步骤：1.搭建半桥型开关稳压电源的基本电路，包括输入滤波电路、脉宽调制电路、开关功率器件、输出滤波电路等。
2.设置合适的控制信号，调节电源的输出电压和负载电流，观察电源的波动情况。
3.测量并记录不同负载情况下的输出电压和负载电流。
4.使用示波器观察输出电压波形，分析其稳态和动态特性。
5.在实验过程中记录实验数据，并进行分析和讨论。
五、实验结果与数据分析：1.根据实验记录的不同负载情况下的输出电压和负载电流数据，可绘制出半桥型开关稳压电源的输出特性曲线，分析其稳压性能。
2.通过示波器观察输出电压的波形，分析其波动情况，评估电源的质量。
3.分析半桥型开关稳压电源的优缺点，并通过实验数据分析其优化方向。
实验五-半桥型开关稳压电源
实验五-半桥型开关稳压电源概述实验五主要是通过实现半桥型开关稳压电源来深入理解开关电源的工作原理和实现方式。
半桥型开关稳压电源具有稳压性好、效率高等特点，是一种常用的开关稳压电源方案。
在本次实验中，我们将学习如何设计和实现半桥型开关稳压电源，包括电路原理、电路分析、元器件选型、电路布局等方面。
实验原理半桥型开关稳压电源通过半桥型开关电路来实现高效率、低数据损失的稳压电源。
半桥型开关电路是由电容、电感和开关管组成的，并且在电源稳压模式下，使用反馈电路来监测输出电压并控制开关管的导通和截止，以达到稳压的目的。
开关稳压电源的优点是效率高，经济性好，可靠性强，使用寿命长，并且适应性强，可以适应各种工作环境。
因此，开关稳压电源在电力系统、通讯设备、军事设备、机械工业等领域都有广泛的应用。
实验步骤元器件选型在设计半桥型开关稳压电源时，需要选择合适的元器件。
以下是一些常用的半桥型开关稳压电源的元器件：•电容：0.1uf 至 0.33uf，电容电压≥VDCmax•电感：至少选3.3uH的电感，电感电流≥2.5A•开关管：选用高亮度MOS管或IGBT管•反馈电路：可以选择非隔离型反馈电路或隔离型反馈电路电路设计根据实验要求，我们可以设计如下半桥型开关稳压电源电路：半桥型开关稳压电源电路图半桥型开关稳压电源电路图电路调试在实验电路得到组装和焊接之后，我们需要进行调试。
调试的主要步骤如下：1.打开电源并确认输出电压为0V。
2.调节偏置电压，使得MOS管和IGBT管的导通断开正常。
3.在调整偏压电源后，我们开始调整反馈电路以使输出电压稳定。
4.最后，检验电路的稳定性和输出电压的波动情况。
实验通过实验，我们可以掌握半桥型开关稳压电源的设计和实现方法，理解开关电源的工作原理、掌握元器件的选型、电路设计和调试等方面的知识。
在实际应用中，半桥型开关稳压电源具有效率高、稳压性好等优点，可以广泛应用于通信设备、医疗设备、机械工业等领域的电源供应。
半桥型开关稳压电源设计
半桥型开关稳压电源设计
首先，输入电压范围是设计半桥型开关稳压电源的重要考虑因素之一、根据实际应用需要，需要确定输入电压范围，以确保系统在合适的输入电
压下能正常工作。
通常情况下，设计师会选择一个适合大多数应用的范围，并在设计上做出必要的限制和保护措施。
其次，输出电压稳定性是半桥型开关稳压电源设计中的重要指标之一、输出电压稳定性指的是在不同负载情况下，输出电压能保持在预定的电压
范围内。
为了实现稳定的输出电压，需要在设计中引入反馈控制回路。
通
过对比实际输出电压和参考电压的差异，调整开关器件的开关频率和占空比，从而实现输出电压的稳定。
此外，效率是设计半桥型开关稳压电源需要考虑的重要因素之一、设
计时，需要选择适当的电源变换方案，使得能量的转换效率能尽可能高。
同时，还需要选取合适的开关器件和磁性元件，以降低开关损耗和磁性元
件损耗，提高整体效率。
最后，保护功能是半桥型开关稳压电源设计中不可忽视的一部分。
常
见的保护功能包括过压保护、过流保护和过温保护等。
在设计中，需要选
择合适的保护元件，如电容器、保险丝、热敏电阻等，以实现对电源和负
载的有效保护。
综上所述，设计半桥型开关稳压电源需要考虑输入电压范围、输出电
压稳定性、效率和保护功能等因素。
通过合理的电源变换方案选择、反馈
控制回路设计、选取合适的开关器件和磁性元件以及引入合适的保护功能，可以设计出具有稳定性、高效率和安全可靠的半桥型开关稳压电源。
当然，具体设计的详细细节还需要根据具体应用需求做出相应的调整和优化。
600W半桥型开关稳压电源设计
600W半桥型开关稳压电源设计600W半桥型开关稳压电源设计摘要本次设计主要是设计一个600W半桥型开关稳压电源，从而为负载供电。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流12V恒定，最大电流50A。
从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真图形的绘制与波形分析等方面的研究。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源；第1章绪论1.1 电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
为了解决发热和效率问题，对于大功率的电子电路，器件的运行都采用开关方式。
这种开关运行方式就是电力电子器件运行的特点。
电力电子学这一名词是20世纪60年代出现的，“电力电子学”和“电力电子技术”在内容上并没有很大的不同，只是分别从学术和工程技术这2个不同角度来称呼。
半桥型开关稳压电源设计之欧阳音创编
电力电子技术课程设计（论文）题目：240W半桥型开关稳压电路设计摘要本次设计的是240W半桥型开关稳压电源，为负载供电。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流24V恒定，最大电流10A。
设计内容包括主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真与波形分析等方面。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源。
目录第1章绪论11.1电力电子技术概况11.2本文设计内容2第2章电路设计32.1稳压电源总体设计方案32.2具体电路设计42.2.1 主电路设计42.2.2 控制电路设计52.2.3驱动电路设计62.2.4保护电路设计72.2.5 整体电路设计82.3元器件型号选择9第3章课程设计总结13参考文献14第1章绪论1.1电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
半桥型开关稳压电源的设计.
半桥型开关稳压电源的设计一、开关稳压电源概况电是工业的动力，是人类生活的源泉。
电源是生产电的装置，表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率等；在同一参数的要求下，又有重量、体积、效率和可靠性等指标。
我们用的电，一般都需要经过转换才能适合使用的要求，例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率转换成小功率等。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
为了解决发热和效率问题，对于大功率的电子电路，器件的运行都采用开关方式。
这种开关运行方式就是电力电子器件运行的特点。
电力电子学这一名词是20世纪60年代出现的，“电力电子学”和“电力电子技术”在内容上并没有很大的不同，只是分别从学术和工程技术这2个不同角度来称呼。
电力电子学可以用图1的倒三角形来描述，可以认为电力电子学由电力学、电子学和控制理论这3个学科交叉而形成的。
这一观点被全世界普遍接受。
电力电子技术与电子学的关系是显而易见的。
电子学可分为电子器件和电子电路两大部分，它们分别与电力电子器件和电力电子电路相对应。
从电子和电力电子的器件制造技术上进两者同根同源，从两种电路的分析方法上讲也是一致的，只是两者应用的目的不同，前者用于电力变换，后者用于信息处理。
按照电子理论，所谓AD/DC就是交流转换为直流；AC/AC称之为交流变交流，即为改变频率；DC/AC称为逆变；DC/DC为直流变交流后再变直流。
为了达到转换目的，电源变换的方法是多样的。
自上世纪六十年代，人们研发出了二极管、三极管半导体器件后，就用半导体器件进行转换。
所以，凡是用半导体功率器件作开关，将一种电源形态转换成另一种形态的电路，叫做开关变换电路。
在转换时，以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源。
二、开关电源研究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。
半桥型开关稳压电源设计概要
半桥型开关稳压电源设计概要半桥型开关稳压电源（Half-Bridge Switching Regulated Power Supply）是一种常用的稳压电源设计方案。
它通过使用半桥拓扑结构和开关管进行高效的电压变换和稳压功能。
本文将详细介绍半桥型开关稳压电源的设计概要，包括其工作原理、主要组成部分以及设计要点。
希望能给读者提供有价值的信息和指导。
第一部分：工作原理半桥型开关稳压电源的基本工作原理是将输入电压经过整流滤波后，进入半桥拓扑结构中。
在半桥拓扑中，通过控制开关管的开关动作，可以实现对输出电压的调节和稳定。
开关管的开关动作产生高频脉冲信号，在同步整流器的作用下，经过滤波电容产生平滑的直流输出电压。
第二部分：主要组成部分1.输入滤波电路：主要由电源线滤波器和整流桥组成，用于对输入电压进行滤波和整流，减少电源的高频噪声。
2.半桥拓扑结构：由两个开关管和两个反极性二极管组成，其中一个开关管控制正极性瞬时输出，另一个开关管控制负极性瞬时输出。
通过控制两个开关管的开关动作，可以实现对输出电压的调节和稳定。
3.控制电路：主要由斩波器、驱动电路和反馈电路组成。
斩波器负责对两个开关管的触发信号进行脉冲宽度调制，驱动电路负责将斩波器生成的信号转化为开关管的驱动信号，反馈电路负责对输出电压进行反馈调节，保持输出电压的稳定性。
4.输出滤波电路：由电感和滤波电容组成，用于平滑输出电压，减少输出电压的纹波。
第三部分：设计要点设计半桥型开关稳压电源时需要注意以下要点：1.输入电压范围：根据实际需求选择适当的输入电压范围。
通常可以选择宽电压范围的开关电源模块，也可以通过选用不同的电源变压器进行调节。
2.输出电压和电流：根据实际需求确定输出电压和电流的大小。
可以通过选择不同的电感和电容参数进行调节。
3.开关管和反极性二极管：选择低导通压降和低反向恢复时间的开关管和反极性二极管，以提高电源的效率和稳定性。
4.控制电路设计：合理设计斩波器、驱动电路和反馈电路，确保开关管和反极性二极管的工作正常，以及输出电压的稳定性。
24V20A半桥式开关电源设计计算
24V20A半桥式开关电源设计计算变压器T2和滤波电感T1的参数是输出电压Vout为24V，电流Iout为20A，Pout为480W。
根据公式Rt=6.8K，Ct=1NF，震荡频率F=Rt*Ct=147KHZ。
输出频率为震荡频率的一半，即73.5KHZ，周期为13.61uS。
初级圈数为Np，次级圈数为Nm。
AC输入电压为220V±15%，即在200V-400V之间（算上50V纹波）。
每个开关管的最大占空比为0.4，一个周期内两个开关管的最大占空比之和为0.8.T2不开气隙，L1要开气隙。
首先，计算初级和充电部分线圈匝数（初级有一个线圈，次级和充电部分都有两个线圈）。
选用EER42/15磁芯架构，PC40材质，100度时饱和磁通密度Bsat为3900*10^(-4)T，剩余磁通Bres为0.095T。
为保证磁芯工作在磁滞回线的线性部分，取Bmax为2250*10^(-4)T=0.195T。
磁芯截面积Ae为1.94cm2，则单端磁通Δb为0.1T=1000G，半桥电源的磁通范围在第一和第三象限，则ΔB=2*Δb=0.2T=2000G。
若最低输入电压Vin min为100V，则最大导通时间Ton(max)=5.44uS。
初级线圈数Np=99.以上是变压器和电感部分的参数和计算。
每个开关管最大导通时间为0.8T/2=0.4T。
由于初级线圈为一个线圈，因此初级电流脉冲等效的平顶脉冲峰值为Ipft=Vin_min*Np/(Vd*0.4T)。
代入数值得到Ipft=2.47A。
根据次级线圈为两个线圈，其中一个线圈对应着Q1导通进行半波整流输出，另一个线圈对应着Q2导通进行半波整流输出，可得到次级电流脉冲等效的平顶脉冲峰值为XXX)。
代入数值得到Icft=1.14A。
根据充电电压为28.1V，充电线圈为1圈，可得到充电电流脉冲等效的平顶脉冲峰值为Ichft=Vcharge/(Ncharge*0.4T)。
半桥型开关稳压电源设计实验心得
半桥型开关稳压电源设计实验心得下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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半桥式开关电源设计
开关电源在工业自动化中的应用
工业自动化设备对电源的稳定性和可靠性要求较高
• 半桥式开关电源具有较高的转换效率和稳定性，适用于工业自动化设备
• 可以为工业自动化设备提供稳定的电源，保证设备运行精度和稳定性
开关电源在工业自动化中的应用实例
• 变频器电源系统：为变频器设备提供稳定的直流电源
• 伺服系统电源：为伺服系统设备提供稳定的直流电源
• 主电路的设计直接影响电源的性能和可靠性
作
• 设计合适的滤波电感和电容，保证输出电压的稳定性和
纹波系数
控制电路设计与分析
控制电路是半桥式开关电源的大脑
控制电路的设计要点
• 负责控制开关管的开关状态，实现电压的调节
• 选择合适的控制算法，如PWM控制、PFM控制等
• 控制电路的设计直接影响电源的稳定性和性能
减小输出纹波与噪声的策略
减小输出纹波与噪声是提高半桥式开关电源性能的关键
• 可以保证输出电压的稳定性和可靠性
• 有助于提高设备的运行精度和稳定性
减小输出纹波与噪声的策略
• 优化滤波电感和电容的设计，提高滤波效果
• 采用多级滤波和屏蔽措施，降低电磁干扰
• 提高控制电路的性能，减小误差信号，提高调节精度
• 过电流保护：采用电流限制器或熔断器，防止电源因过电流而损坏
• 短路保护：采用温度保险丝或过流保护器，防止电源因短路而损坏
03
半桥式开关电源的电路设计与分析
主电路设计与分析
主电路是半桥式开关电源的核心部分
主电路的设计要点
• 负责实现电压的斩波和滤波
• 选择合适的开关器件和驱动电路，保证开关管的正常工
滤波电感与电容的设计与应用
滤波电感和电容是半桥式开关电源的重要组成部分
实验五-半桥型开关稳压电源
实验五半桥型开关稳压电源一、实验目的1.掌握典型开关电源电路的结构、工作原理和元器件的使用。
2、主电路的结构和工作原理。
3.掌握半桥型开关稳压电源的性能指标MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。
二、预习内容要点1. 半桥型开关稳压电源的性能指标电阻性负载变化对电路的影响。
2. 根据记录的变压器一次侧和二次侧波形，计算变压器的电压比。
三、实验仿真模型图 1.1 单项有源逆变电路四、实验内容及步骤1.观察半桥型开关稳压电源电路带电阻性负载，阻值改变后对电路的影响。
（1）器件的查找以下器件均是在MATLAB R2017a环境下查找的，其他版本类似。
有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在库下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索查找（2）连接说明有时查找出来的器件属性并不是我们想要的例如：变压器可以双击变压器进入属性后，取消three windings transformer就是单相变压器。
（3）参数设置1.双击交流电源把电压设置为220V,50Hz2.双击脉冲把周期设0.02s，因为此单位用秒来衡量，所以为方便起见，脉冲触发角用表达式：0.02/360*角度表示。
3.占空比为30%。
4.双击负载把电阻设为3Ω和300Ω观察U0的波形。
5.双击示波器把Number of axes设为5，同时把History选项卡下的Limit data points to last前面的对勾去掉；6.晶闸管参数保持默认即可（4）仿真波形及分析1、100Ω2、1000Ω仿真波形图五、实验总结1、变压器一次电压波行为第五组，二次电压为第三组。
2、电压比为；3/0.4=7.53、负载电阻越大，开关性能稳定越好。
4、研制高效率，稳定性好的稳压电源是人们一直追求的目标。
近年来由于全控型，高频电力电子半导体器件和PWM控制技术已发展到非常高的水平，从而实现开关稳压电源小型化，轻型化，高效率，高精度等优势，并在很多方面取代传统的调整式直流稳压电源。
半桥型开关稳压电源
600W半桥型开关稳压电源设计摘要本次设计主要是设计一个600W半桥型开关稳压电源，从而为负载供电。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流12V恒定，最大电流50A。
从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真图形的绘制与波形分析等方面的研究。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源；第1章绪论1.1 电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
为了解决发热和效率问题，对于大功率的电子电路，器件的运行都采用开关方式。
这种开关运行方式就是电力电子器件运行的特点。
电力电子学这一名词是20世纪60年代出现的，“电力电子学”和“电力电子技术”在内容上并没有很大的不同，只是分别从学术和工程技术这2个不同角度来称呼。
电力电子学可以用图1的倒三角形来描述，可以认为电力电子学由电力学、电子学和控制理论这3个学科交叉而形成的。
实用文档之半桥型开关稳压电源设计
实用文档之"电力电子技术课程设计（论文）"题目：240W半桥型开关稳压电路设计摘要本次设计的是240W半桥型开关稳压电源，为负载供电。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流24V恒定，最大电流10A。
设计内容包括主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真与波形分析等方面。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源。
目录第1章绪论 (1)1.1电力电子技术概况 (1)1.2本文设计内容 (2)第2章电路设计 (4)2.1稳压电源总体设计方案 (4)2.2具体电路设计 (5)2.2.1 主电路设计 (5)2.2.2 控制电路设计 (7)2.2.3驱动电路设计 (8)2.2.4保护电路设计 (9)2.2.5 整体电路设计 (10)2.3元器件型号选择 (12)第3章课程设计总结 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
半桥型开关稳压电源设计之令狐采学创编
电力电子技术课程设计（论文）令狐采学题目：240W半桥型开关稳压电路设计摘要本次设计的是240W半桥型开关稳压电源，为负载供电。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流24V恒定，最大电流10A。
设计内容包括主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真与波形分析等方面。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源。
目录第1章绪论11.1电力电子技术概况11.2本文设计内容2第2章电路设计32.1稳压电源总体设计方案32.2具体电路设计42.2.1 主电路设计42.2.2 控制电路设计52.2.3驱动电路设计62.2.4保护电路设计72.2.5 整体电路设计82.3元器件型号选择9第3章课程设计总结13参考文献14第1章绪论1.1电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
半桥式开关稳压电源设计
绪论1．开关电源的发展过程开关电源是利用现代电力电子技术，采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率（占空比），调整输出电压，维持输出稳定的一种电源。
早在20世纪80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机电源换代，进入90年代开关电源已广泛应用在各种电子、电器设备，程控交换机、通讯、电力检测设备电源和控制设备电源之中。
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，两者的成本都随着输出功率的增加而增长，但两者增长速率各异。
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，使的开关电源技术也不断的创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，从而为开关电源提供了广阔的发展空间。
开关电源高频化使其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源更进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高技术产品的小型化、轻便化。
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。
2.开关电源技术的发展趋势开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。
由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各在开关电源制造商都致力同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn-Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs）下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。
SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小薄。
开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。
对联高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。
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电力电子技术课程设计（论文）题目：半桥型开关稳压电源设计院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：注：平时：20% 论文质量60% 答辩20%以百分制计算 学 号090303040 学生姓名 金 戈 专业班级 电气092班 设计题目 半桥型开关稳压电源设计课程设计（论文）任务 课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数实现功能为实验室电子设备提供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。
设计任务于要求1、方案的经济技术论证。
2、整流电路设计。
3、逆变电路设计。
4、确定高频变压器变比及容量；5、通过计算选择器件的具体型号。
6、控制电路设计或选择。
7、绘制相关电路图。
8、在实验室进行模拟调试或matlab 仿真。
9、完成4000字左右说明书。
技术参数1、输入电压单相1870~ 242V 。
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：±1％ 工作计划第1天：集中学习；第2天：收集资料；第3天：方案论证；第4天：输入整流滤波电路设计；第5天：逆变电路设计；第6天：确定高频变压器变比及容量；第7天：输出整流滤波电路设计；第8天：控制电路设计；第9天：总结并撰写说明书；第10天：答辩 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 指导教师签字： 总成绩： 年 月 日摘要开关电源是现代电力电子设备不可或缺的组成部分，其质量的优劣直接影响子设备性能，其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。
本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路，研制了250我半桥开关电源。
整个系统包括主电路、控制电路和驱动电路三部分内容。
系统主电路包括单相输入整流、半桥式逆变、高频交流输出、输出整流、输出滤波几部分。
控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。
论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计及实验过程，包括元器件的选取以及参数计算本文介绍一种半桥电路的开关电源，是输入为单相交流170~260v，输入频率45~65HZ，输出直流电压24v，输出直流电流10A ，最大功率250w。
重点介绍该电源的构思、理论、工作原理及特点。
关键词：开关稳压电源；半桥；高频变压器目录第1章绪论 (1)1.1电力电子发展史 (1)1.2半桥型开关稳压电源概括 (2)1.2.1开关电源的概念 (2)1.2.2开关电源的分类 (2)1.3本文设计内容 (2)第2章半桥稳压电源设计 (4)2.1总体设计方案 (4)2.2电路设计 (4)2.2.1 输入整流滤波电路设计 (4)2.2.2逆变回路设计 (5)1.高频开关变换器的基本原理 (5)2.逆变回路的基本原理 (5)2.2.3输出整流滤波设计 (6)2.2.4主电路设计 (7)2.2.5保护电路 (8)2.2.6 控制电路 (8)2.2.7总体电路图 (10)第3章数据分析计算 (11)3.1器件的选择 (11)3.1.1输入整流器件 (11)3.1.2输出整流器件 (11)3．1.3元件选择 (11)3.1.4保护电路器件选择 (12)3.2具体参数设计 (13)3.4MATLAB电路仿真 (13)3.4.1MATLAB简介 (13)3.4.2仿真电路图 (13)第4章设计总结 (15)第4章设计总结 (15)参考文献 (16)第1章绪论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。
本文将介绍一款半桥式开关电源,所用开关器件为功率MOSFET管, 开关工作频率为45 ~65 Hz,具有体积小、重量轻、成本低等特点。
1.1电力电子发展史最早的开关电源出现在60年代，出现的是串联型开关电源，功率晶体管用于开关状态，后来脉宽调制(PWM)控制技术有了发展，用以控制开关变换器，得到PWM 开关电源，PWM开关电源效率可达65%-70%，1974年研制成了工作频率达到20kHz 的开关电源，在电源技术发展史上誉为20kHZ革命。
1976年，美国硅通用公司首次生产出世界上第一片集成脉宽调制器，使开关电源的控制器得到简化，系统的可靠性也大为增强。
八十年代，国内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，对整机多相指标有良好影响，因此它的应用得到了推广。
近年来越来越多领域应用开关电源，取得显著效益。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。
现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。
它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。
例如，将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能；将工频电源变换为设备所需频率的电源；在正常交流电源中断时，用逆变器（见电力变流器）将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。
应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。
例如，利用太阳电池将太阳辐射能转换成电能。
与电子技术不同，电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。
因此人们关注的是所能转换的电功率。
1.2半桥型开关稳压电源概括1.2.1开关电源的概念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。
1.2.2开关电源的分类开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波斩波器的工作方式有两种：一、脉宽调制方式Ts不变，改变ton（通用）。
二、频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。
其具体的电路由以下几类：（1）Buck电路——降压斩波器。
（2）Boost电路——升压斩波器。
（3）Buck-Boost电路——降压或升压斩波器。
（4）Cuk电路——降压或升压斩波器。
AC/DC变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
AC/DC 变换按电路的接线方式可分为，半波电路、全波电路。
按电源相数可分为单项、三相、多相。
按电路工作象限可分为一象限、二象限、三象限、四象限。
1.3本文设计内容随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中的需要。
需要提供不同的稳压电源。
本文为实验室电子设备提供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。
首先进行总体方案的分析，整流电路的设计，逆变电路的设计，主电路和输出整流回路的设计。
由工频交流经桥式整流电路得到直流电流，再由半桥开关逆变得到高频交流电，经整流滤波后得到所需直流电。
可供电子设备使用。
其中桥式整流采用四个二极管，逆变电路由两个串联的电容和两个串联的MOS管构成，输出回路由电容电感和二极管构成。
为确保电路的可靠运行本文增加保护电路设计。
过压保护采用电阻电感串联吸收网络。
过流保护采用快速熔断器保护。
其次是参数计算，分析各性能指标，选择器件，通过仿真分析波形。
确定最终结论。
上述过程可为实验设备提供24V范围的电压，可以取代线性的不稳定电压，为实验的可靠进行提供确实保障。
第2章半桥稳压电源设计2.1总体设计方案整个课题的设计，分为三部分。
一、主电路的设计，包括整流输入滤波、半桥式逆变电路、输出整流、输出滤波。
二、开关管的驱动电路。
三、控制电路的设计，包括控制逆变电路开关管工作的脉冲输出、软启动、调占空比以及保护电路。
半桥型开关稳压电源设计方案遵循开关电源的变换框图。
如2.1图所示：图2.1开关电源变换由工频交流经桥式整流电路得到直流电流，再由半桥开开关逆变得到高频交流电，经整流滤波后得到所需直流电。
可供电子设备使用。
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。
2．2电路设计2.2.1 输入整流滤波电路设计整流滤波回路是开关电源的重要组成部分，它可以提高电压、电流的稳定度，减小干扰。
按其所在的位置不同，分为输入和输出整流滤波回路。
本文研究的电源额定工作状态的技术要求为:输出电压24V,输出电流10A ，输出功率约240w ，为了减小电源的输入滤波电容等原因，本文实验用电源电路采用单相桥式整流。
由工频170~260V ，45~65HZ 交流电， 如图2.2所示。
输入整流电路 输入滤波电路 半桥逆变电路 输出整流滤波图2.2输入整流滤波电路图输入整流滤波电路，主要有两部分组成，（1）整流桥；（2）输入滤波电路。
2.2.2逆变回路设计1.高频开关变换器的基本原理用一个半导体功率器件作为开关，使带有滤波器(L或/和C)的负载线路与直流电压一会相接，一会断开，则负载上也得到另一个直流电压。
这就使DC-DC的基本手段。
一个周期T s内，电子开关接通时间t on所占整个周期T s的比例，称作接通占空比D。
很明显，接通占空比越大，负载上电压越大; 1∕TS=fs称作开关频率，fs越高，负载上电压也越高。
这中DC-DC变换器中的开关都在某一固定的频率下工作，这种保持开关频率恒定但改变接通时间长短(即脉冲的宽度)，使负载变化时，负载上电压变化不大的方法，称脉宽调制法〔Pulse Width Modulation)。