推挽式电源的设计..
推挽式DC-DC开关恒压源的设计)
闽江学院本科毕业论文（设计）题目推挽式DC-DC开关恒压源的设计学生姓名学号120061007081系别物理学与电子信息工程系专业电子信息工程（2）班指导老师职称讲师完成日期2010年4月闽江学院毕业论文（设计）诚信声明书本人郑重声明：兹提交的毕业论文（设计）《推挽式DC-DC开关恒压源的设计》，是本人在指导老师沈耀国的指导下独立研究、撰写的成果；论文（设计）未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，论文（设计）中所引用的文字、研究成果均已在论文（设计）中以明确的方式标明；在毕业论文（设计）工作过程中，本人恪守学术规范，遵守学校有关规定，依法享有和承担由此论文（设计）产生的权利和责任。
声明人（签名）：年月日摘要开关电源作为一种新式的电源，具有体积小、质量轻和节约能源等特点，逐渐在计算机，通信等方面得到广泛的应用。
本文中介绍了开关电源的组成、分类和控制等方面，随着电力电子技术的发展，特别是大功率器件的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。
在本设计中，开关电源是一种采用推挽式的高频电源变换电路，主要组成有： PWM电路，这部分电路采用KA3525芯片，并通过输出电压的采样电压加在误差放大器的反相输入端桑实现稳压；推挽式变换器，实现DC-DC变换；整流滤波电路，通过整流滤波得到最终的稳定无干扰的电压；反馈补偿电路，通过反馈电压，以改变KA3525的输出，从而使输出电压保持稳定。
关键词：推挽式；PWM；电源AbstractAs a new power source ,the switching power supply ,taking on such features as small volume、light weigh and economical energy, is used gradually and widely in computer and communication ,etc. The paper introduces the consistence, the classification and the control of the switching power supply ,with the development of power electronic technology, especially the rapid development of the high power compoments , the operating frequency of the switching power supply is enhanced to a realitive high level, owning such features as high stability and high performance-to-price.In this design, the switching power supply is one kind of push-pull the high frequency power source transfer network, the main composition includes: The PWM electric circuit, this part of electric circuits use the KA3525 chip, and adds through output voltage's sampling voltage in the erroneous amplifier's opposition input end mulberry realizes the constant voltage; The push-pull converter, realizes the DC-DC transformation; The rectification filter circuit, obtains the final stable non-disturbance voltage through the rectification filter; Feedback compensation circuit. Changing the output KA3525 through to feedback voltage , thus output voltage is stability.Key words:push-pull; pulse width modulation; power supply目录1 绪论 (1)1.1 开关电源的概况 (1)1.2 开关电源的组成 (1)1.3 开关电源设计中存在的问题 (3)1.4 开关电源的发展趋势 (4)2 系统方案设计与选择 (5)2.1 自激型推挽式变换器 (5)2.2 它激型推挽式变换器 (7)2.3 方案分析 (9)3 电路理论分析与设计 (10)3.1 基本原理框图 (10)3.2 推挽式变换器 (10)3.3 它激型推挽式直流变换器中的PWM电路 (11)3.4 整流滤波电路 (12)3.5 反馈补偿电路 (12)4 参数计算 (14)4.1 功率因数 (14)4.2 变压器的设计 (14)4.3 整流二极管的型号和滤波电容，电感的计算 (15)4.4 输出电压的计算 (16)4.5 实验数据 (16)5 结语 (17)参考文献 (18)附录 (19)致谢 (20)推挽式DC-DC开关恒压源的设计1 绪论为了推动社会节约能源，提高能源利用效率，保护和改善环境，促进经济社会全面协调可持续发展，经济节能的电源越来越得到重视，同时也在飞跃的发展。
推挽式DCDC开关电源的设计与校正
第23卷第6期合肥工业大学学报(自然科学版)V o l.23N o.6 2000年12月JOU RNAL O F H EFE I U N I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY D ec.2000推挽式DC DC开关电源的设计与校正张 兴, 马先奎, 张崇巍(合肥工业大学电气工程学院,安徽合肥 230009)摘 要:文章给出了应用状态空间平均法所建立的推挽式DC DC变换器的动态小信号数学模型,得出了闭环系统框图和传递函数。
并在此基础上应用自动控制理论设计和校正了一系统。
分析了比例校正方式对系统性能的影响,并展望了对系统性能更好的校正方式。
仿真结果表明了小信号数学模型的正确性和实用性。
关键词:状态空间平均法;开关电源;小信号数学模型;校正中图分类号:TM401.1 文献标识码:A 文章编号:100325060(2000)0620957205D esign and correction of push-pull DC DC sw itch i ng power supplyZHAN G X ing, M A X ian2ku i, ZHAN G Chong2w ei(Schoo l of E lectrical Engineering,H efei U niversity of T echno logy,H efei230009,Ch ina)Abstract:T he s m all signal m athem atical m odel of p u sh2p u ll DC DC converter is con structed by app lying the state2sp ace m ethod,and the clo sed2loop system b lock diagram and tran sfer functi on are p ropo sed.T hen a system is designed and co rrected w ith au tom atic con tro l theo ry.T he effect of P I co rrecti on on the system p rop erty is discu ssed,and P I co rrecti on is com p ared w ith o ther co rrecti on m ethods.T he si m u lati on resu lts indicate that the s m all signal m odel is co rrect and feasib le.Key words:state2sp ace m ethod;s w itch ing pow er supp ly;s m all signal m athem atical m odel;co rrecti on0 引 言开关电源(Sw itch ing Pow er Supp ly)与传统的线性电源相比较,具有效率高、重量轻、体积小等优点,近年来得到广泛的应用和发展。
推挽式电源的设计
S1和S2同时导通，相当于变压器一次侧绕组短 路，因此应避相差180度的正激式变换器的组合。
03
输入输出电压的关系
01
当滤波电感L的电流连续时：
02
Ton为两个开关管导通时间之和
当电感电流不连续时：如果输出电感电流不连续，输出电压U0将高于连续模式的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下，
理论上的正，负对称。由于正，负半周的电压波形对称，磁通在正负两个方向变化，在一个管道通时有正的增量，另一个管导通时有负的增量，理论上无直流磁化分量，故磁通正负对称，励磁电流也正负对称。但是在实际中导致变压器偏磁的原因主要有以下几种：
01
功率管中器件通态压降存在差异。如图 1 中开关管M1、M2 的压降不等。这将导致加在变压器原边绕组上的电压波形正、负幅值不等。
功率器件的选择
1
开关管的选择，尽量选择同一批次的功率管。要留有足够的电流裕量，防止电流过大。由于 MOSFET 为正温度系数，有一定的自动均流能力.
2
电压型控制芯片。其优点是只有电压环，单环控制容易设计和分析；波形振幅坡度大，因而噪声小，工作稳定；多模块输出时，低阻抗输出能提供很好的交互控制。缺点是扰动必须转化为输出扰动，才能被电压环反馈，因此系统响应慢。如 SG3525、TL494等
各种工业用电源，计算机电源等
推挽
有偏磁问题
几百W~几kW
低输入电压的电源
表 8-1 各种不同的间接直流变流电路的比较
a）全波整流电路
b）全桥整流电路
2）全桥电路的特点 优点：二极管在断态承受的电压仅为交流电压幅值，变压器的绕组简单。 缺点：电感L的电流回路中存在两个二极管压降，损耗较大，而且电路中需要4个二极管，元件数较多。 适用场合：高压输出的情况下。
推挽电路的设计
电力电子应用课程设计班级电气1123 学号姓名专业电气工程与其自动化系别电子与电气工程学院指导教师陈万淮阴工学院电气工程系2015年5月开关电源是在电子、通信、电气、能源、航空航天、军事以与家电等领域应用非常广泛的一种电力电子装置。
它具有电能转换效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等优点，推挽变换器和正激变换器是两种常用的 DC/DC变换器。
推挽电路就是两个不同极性晶体管连接的输出电路。
推挽电路采用两个参数相同的功率BJT 管或MOSFET 管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小效率高。
推挽输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。
推挽电路适用于低电压大电流的场合，广泛应用于功放电路和开关电源中。
关键词：双端电路推挽变换器一、设计思想与设计原理 01.1 推挽变换器 01.1.1设计目的 01.1.2 工作原理 01.1.3 基本关系 (2)1.2 推挽变换器的参数设计 (2)1.2.1 主功率变压器的设计 (3)1.2.2 开关管的选取 (4)1.2.3 副边整流管的选取 (4)1.2.4 滤波电感的设计 (5)1.2.5 滤波电容的设计 (6)1.2.6 控制电路关键参数设计 (6)二、PWM控制芯片选取与介绍 (7)2.1 PWM控制芯片选取 (7)2.2 KA3525引脚介绍 (7)三、设计调试 (9)四、设计总结： (13)4.1 电路总结 (13)4.2 心得体会 (13)参考文献 (14)一、设计思想与设计原理1.1 推挽变换器1.1.1设计目的通过本课题的分析设计，可以加深学生对间接的直流变流电路基本环节的认识和理解，并且对隔离的DC/DC电路的优缺点有一定的认识。
要求学生掌握推挽变换器的脉冲变压器工作特性，并学会分析该电路的各种工作模态，与开关管、整流二极管的电压电流参数设计和选取，掌握脉冲变压器的设计和基本的绕制方法，熟悉变换器中直流滤波电感的计算和绕制，建立硬件电路并进行开关调试。
设计推挽式变压器步序
设计推挽式变压器步序推挽式变压器是一种常见的变压器连接方式，通常用于互感器、电力系统、通信系统等场合。
推挽式变压器可以有效提高变压器的效率和稳定性。
下面将对推挽式变压器的步骤进行详细设计。
步骤一：确定变压器参数首先，需要确定推挽式变压器的参数，包括变压器的额定电压、额定功率、额定频率等。
这些参数将直接影响到变压器的设计及后续的操作。
步骤二：设计铁芯根据变压器的参数，设计合适的铁芯，铁芯的设计包括铁芯截面积、铁芯材料选择等。
铁芯的设计要考虑到变压器的负载情况和工作条件。
步骤三：设计绕组根据变压器的参数和铁芯设计，设计合适的绕组。
绕组的设计包括主绕组和副绕组两个部分。
主绕组一般使用导线绕制，绝缘材料的选择需要考虑到绕制方式和变压器额定电压的要求。
步骤四：绕制绕组根据绕组的设计，开始进行绕制工作。
绕制绕组需要使用绝缘绳将导线固定在铁芯上，过程中要为绕组增加合适的绝缘材料。
绕制完成后，进行合适的接线，将主绕组和副绕组与电源和负载连接。
步骤五：进行包装和测试绕制完成后，将变压器进行包装，主要是进行绝缘处理。
绝缘处理包括使用绝缘胶带、绝缘油等材料将变压器的绕组进行保护，防止短路或漏电。
步骤六：进行测试在包装完成后，对变压器进行一系列测试，包括电阻测试、绝缘测试、负载测试等。
通过测试，可以检查变压器的性能是否符合设计要求，保证变压器的安全和稳定运行。
步骤七：安装和调试将变压器安装在合适的位置，根据实际情况进行接线和调试工作。
调试过程中需要逐步调整变压器的参数，确保变压器的输入输出电压符合设计要求，并且没有异常情况发生。
步骤八：运行和维护完成调试后，推挽式变压器可以投入正常运行。
在运行过程中需要做好维护工作，包括定期检查绝缘状况、保持通风良好、定期更换绝缘油等。
同时，根据实际负载情况，调整变压器的输出功率，保证变压器的安全和高效运行。
总结：通过以上的步骤，可以设计和制造出一台可靠的推挽式变压器。
推挽式变压器在电力系统和通信系统中都有广泛的应用，其高效和稳定的特性对于提高设备的性能和减少能源损耗具有重要意义。
基于UCC2808的推挽式升压型开关电源设计
Research and Design
基于 UCC2808 的推挽式升压型开关电源设计
Push-pull Boost Switching-mode Power Supply Based on UCC2808
靳丽 1，戴永军 1，李惺 1，钱耀国 2 1. 中国电子科技集团第三十六研究所（浙江，嘉兴 314001）； 2. 浙江嘉科电子有限公司（浙江，嘉兴 314001） Jin Li1，Dai Yongjun1，Li Xing1，Qian Yaoguo2 1. No. 36 Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation（Jiaxing City, Zhejiang 314001）； 2. ZheJiang JEC Electronic Co.,Ltd （Jiaxing City, Zhejiang 314001）；
I p =1.56 Po =1.3(A) Vimin
(6)
初级绕组电流有效值由式（7）计算。
I r =I p ×
Dmax 2
=0.87(A)
(7)
芯片1脚
取初级绕组导体的电流密度为 8A/mm2，初级绕组所需导 体的截面积为：
Ac1 = Ir =0.1087mm 2 8
(8)
考虑到导线的集肤效应，选双线并绕，则每股所需的导
1 引言
推挽变换器是最早也是应用最广泛的拓扑之一。在低压 输入时，电路中两个对称的功率开关管每次只导通一个，相 对于其他电路，导通损耗更小 。本文基于 UCC2808 电流模 式控制芯片，采用推挽变换器拓扑，设计了一款 DC/DC 升压 型开关电源。电源的直流输入电压范围 18V ～ 32V，直流输 出电压为 200V，输出电流为 75mA。该电源具有极高的电压 调整率和负载调整率、高效率、低纹波，以及良好的电路保 护功能。
基于推挽式变换开关电源设计
设计题目：基于推挽式变换开关电源设计学院：机电工程学院专业年级：电气工程及其自动化 2015级学号：3156108057学生姓名：张耀楠指导教师、职称：郑金辉、讲师2019年 5月19日Switching Power Supply DesignBased on Push-pull ConversionCollege：College of Mechanical and Electronic Engineering Specialty and Grade：Electrical Engineering andAutomation，2015Number：3156108057Name：Zhang YaonanAdvisor：Zheng Jinhui ，Lecturer Submitted time: May 19 ，2019目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 开关电源现状 (1)1.2 开关电源和线性电源 (1)1.3 功率因数校正技术 (1)第二章本设计总体方案及及功率因数校正电路 (2)2.1 推挽式AC-DC开关电源总体方案 (2)2.1.1 设计要求 (2)2.2 EMI低通滤波电路 (3)2.3 单相桥式整流 (4)2.3.1 整流桥的参数计算 (4)2.3.2 电解电容的计算 (5)2.4 Boost升压斩波电路 (6)2.5 基于UC3854控制电路的设计 (8)2.5.1 UC3854各引脚介绍[7-11] (8)2.5.2 UC3854外围电路的设计 (9)2.5.3 电流误差放大器补偿网络的设计 (13)2.5.4 功率因数校正电路基于saber的仿真 (15)第三章 DC-DC变换电路的设计 (17)3.1推挽式DC-DC变换器的设计 (17)3.1.1 推挽电路的控制器的设计 (17)3.1.2推挽主电路的设计 (20)3.1.3 开关管的选择 (20)3.1.4 开关管驱动 (21)3.2 变压器的选择 (21)3.2.1 变压器的设计原则 (21)3.2.2 变压器RCD吸收电路 (21)3.3 输出整流滤波电路 (23)3.4 反馈电路设计 (23)3.5 光耦的选择 (24)3.6 基于saber推挽电路的原理图和仿真 (25)3.7 本章小结 (27)第四章结束语 (28)参考文献 ................................................ 错误！未定义书签。
120W推挽电路的设计解析
120W推挽电路的设计解析推挽电路是一种常用的功率放大电路，适用于对功率要求较高的应用，如音频放大器、马达驱动器等。
该电路由两个互补的功率晶体管构成，能够实现对输入信号的放大和反向放大。
本文将从设计要点、工作原理、电路分析和设计步骤等方面对120W推挽电路进行详细解析。
首先是推挽电路的设计要点。
在设计120W推挽电路时，需要考虑以下几个关键因素：1.功率晶体管的选择：功率晶体管应具备较高的功率放大系数和电流放大系数，以确保输出功率的放大和传输。
2.散热设计：在大功率应用中，功率晶体管会产生较大的热量，需要合理的散热设计来确保电路的稳定运行。
3.输入和输出匹配：输入和输出电路应进行匹配设计，以实现最佳传输功率和频率响应。
4.保护电路：为了防止功率晶体管因电流过大或过热而受到损坏，需要加入适当的保护电路来保护电路的可靠性和稳定性。
接下来是推挽电路的工作原理。
推挽电路基本上由两个互补的晶体管构成，一个为NPN型晶体管，另一个为PNP型晶体管。
当输入信号经过电阻分压后，分别作用于NPN型和PNP型晶体管的基极，控制晶体管的导通和截止。
当输入信号为低电平（0V）时，NPN晶体管导通，PNP晶体管截止，输出电路为高电平；当输入信号为高电平（5V）时，NPN晶体管截止，PNP晶体管导通，输出电路为低电平。
在推挽电路的电路分析中，可以通过下面的步骤来计算推挽电路的参数和特性：1.确定输入信号和电源电压：根据应用需求确定输入信号的幅值和频率，以及电源的电压。
2.计算电路的直流工作点：根据晶体管的参数和电路的需求，计算并设置电路的偏置点，以确保晶体管处于正常工作状态。
3.计算输出功率和负载：根据电源电压和输出功率要求，计算输出电流和负载的特性。
4.选择和计算功率晶体管：根据电路要求和电源的特性，选择适当的功率晶体管，并计算功率晶体管的输入和输出电阻。
5.设计输入和输出匹配电路：根据选择的功率晶体管和输出负载的特性，设计输入和输出匹配电路，以实现最佳传输功率和频率响应。
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推挽电路适用于低电压大电流的中小功率场
合，广泛应用于功放电路和开关电源中。 它的优点是： 结构简单，开关变压器磁芯利用率高，推Байду номын сангаас 电路工作时，两只对称的功率开关管每次只 有一个导通，所以导通损耗小。
。
缺点是：
变压器带有中心抽头，而且开关管的承受电 压较高；由于变压器原边漏感的存在，功率 开关管关断的瞬间，漏源极会产生较大的电 压尖峰，另外输入电流的纹波较大，因而输 入滤波器的体积较大，存在变压器的偏磁现 象。偏磁严重时会导致变压器磁心单向饱和， 致使原边绕组瞬时过流，损毁功率器
(1)
由滤波电感的滤波作用使两个二次侧绕组 电流最大值差别较小，每个二次绕组与相应 一次绕组的磁动势受到牵制。（每个二次绕 组磁动势接近于两个一次绕组磁动势的平均 值）。 4) 推挽电路的全部时间都被强制箝位，没有 像单端电路那样的负电压面积自动和正电压 面积相平衡的时间上和电压上的自由度。
结构复杂，成本高，有直 通问题，可靠性低，需要 几百W~几百kW 复杂的多组隔离驱动电路 有直通问题，可靠性 低，需要复杂的隔离 驱动电路
几百W~几kW
有偏磁问题
几百W~几kW
低输入电压的电 源
全波整流和全桥整流
2）全桥电路的特点 优点：二极管在断态承受 的电压仅为交流电压幅值， 变压器的绕组简单。 缺点：电感L的电流回路 中存在两个二极管压降， 损耗较大，而且电路中需 要4个二极管，元件数较多。 适用场合：高压输出的情 况下。
推挽电路的工作波形
输入输出电压的关系
当滤波电感L的电流连续时：
Uo Ns Ton Ui Np T
Ton为两个开关管导通时间之和
当电感电流不连续时：如果输出电感电流不连 续，输出电压U0将高于连续模式的计算值，并 随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下，
Ns Ui Uo Np 2
功率器件的选择
开关管的选择，尽量选择同一批次的功率管。
要留有足够的电流裕量，防止电流过大。由 于 MOSFET 为正温度系数，有一定的自动均 流能力.
主控芯片的选择
电压型控制芯片。其优点是只有电压环，单
环控制容易设计和分析；波形振幅坡度大， 因而噪声小，工作稳定；多模块输出时，低 阻抗输出能提供很好的交互控制。缺点是扰 动必须转化为输出扰动，才能被电压环反馈， 因此系统响应慢。如 SG3525、TL494等
推挽电路中变压器偏磁的抑制方法
变压器偏磁抑制方法，可从主电路和控制电
路两方面着手。 (1) 过去常用的办法是挑选两个开关管特性较 一致的“配对”，并适当增加变压器磁路中 的气隙，使之在电路不平衡的状态下，磁通 不至于饱和。工作磁密不宜取得过大，保守 的取 Bm的１／３．
(2)
从控制电路上采用电流型控制芯片，利用 其自动平衡伏秒积的特点。注意在PCB的布 线过程中尽可能的保证驱动的对称性
(3)
以上四种原因导致在原边绕组正、反两个方
向激励时，相应的伏秒面积不相等，此时变 压器处于不平衡运行状态，磁心的工作磁化 曲线不再对于原点对称。即所谓变压器磁心 出现了偏磁现象。当偏磁严重到一定程度， 磁心工作将进入单向饱和区，此时磁心的导 磁率将急剧下降，变压器原边等效电感迅速 减少，回路电流瞬间上升，最终导致功率管 烧毁
各种结构的比较
表 8-1 各种不同的间接直流变流电路的比较 电路 正激 反激 优点
电路较简单，成本低， 可靠性高，驱动电路 简单
缺点
变压器单向激磁， 利用率低
难以达到较大的功率， 变压器单向激磁，利 用率低
功率范围
几百W~几kW
应用领域
各种中、小功 率电源
小功率电子设备、 计算机设备、消 费电子设备电源。
a）全波整流电路
b）全桥整流电路
图 8-27 全波整流电路和 全桥整流电路原理图
全波整流和全桥整流
3）同步整流电路：
当电路的输出电压非常
低时，可以采用同步整 流电路，利用低电压 MOSFET 具 有 非 常 小 的 导通电阻的特性降低整 流电路的导通损耗，进 一步提高效率。
大功率工业用电 源、焊接电源、 电解电源等 各种工业用电源， 计算机电源等
电路非常简单，成本 很低，可靠性高，驱 动电路简单
几W~几十W
全桥 半桥
推挽
变压器双向励磁， 容易达到大功率
变压器双向励磁，没 有变压器偏磁问题， 开关较少，成本低 变压器双向励磁，变压 器一次侧电流回路中只 有一个开关，通态损耗 较小，驱动简单
变压器偏磁的原因
理论上的正，负对称。由于正，负半周的电
压波形对称，磁通在正负两个方向变化，在 一个管道通时有正的增量，另一个管导通时 有负的增量，理论上无直流磁化分量，故磁 通正负对称，励磁电流也正负对称。但是在 实际中导致变压器偏磁的原因主要有以下几 种：
功率管中器件通态压降存在差异。如图 1 中开关管M1、M2 的压降不等。这将导致加 在变压器原边绕组上的电压波形正、负幅值 不等。 (2) 两路驱动信号传输过程中的延迟不同，功 率器件自身开关速度上存在差异。这将导致 变压器绕组上的电压波形正、负脉宽不等。
推挽式电源电路框图
推挽电路的工作原理
推挽电路中两个开关S1和S2交替导通，在绕组N1 和N1’两端分别形成相位相反的交流电压。 1、S1导通时，二极管VD1处于通态，电感L的电流 逐渐上升。 2、S2导通时，二极管VD2处于通态，电感L电流也 逐渐上升。
3、当两个开关都关断时，VD1和VD2都处于通态， 各分担一半的电流。S1和S2断态时承受的峰值 电压均为2倍Ui。 S1和S2同时导通，相当于变压器一次侧绕组短 路，因此应避免两个开关同时导通。 推挽变换器实际上就是两个相位相差180度的正激 式变换器的组合。
电流模式控制的芯片优点是由于内环采用了直接的 电流峰值控制技术，它可以及时、准确的检测输出 或变压器以及开关管中的瞬态电流，自然形成了逐 个电流脉冲检测电路。只要电流脉冲达到了预定的 幅度，电流控制回路就动作，使得脉冲宽度发生改 变，保证输出电压的稳定。因此系统响应快。缺点 是控制调节电路是基于从功率电流取得的信号，因 此功率部分的振荡容易将噪声引入控制电路。如 UC3846等