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。
推挽式开关电源设计
推挽式开关电源设计推挽式开关电源是一种常见的DC-DC转换电路，其特点是高效、高稳定性和小体积。
本篇文章将详细介绍推挽式开关电源的设计过程和要点。
一、推挽式开关电源的基本原理推挽式开关电源是一种通过不断开关开关管来实现电能转化的电源。
它采用一个开关管和一个二极管构成半桥结构，通过不断地开关来控制输出电压和电流。
其中，开关管的工作周期由控制信号调节。
当控制信号为低电平时，开关管闭合，电流通过二极管流向负载；当控制信号为高电平时，开关管打开，电流流向负载。
推挽式开关电源的工作原理如下：1.当控制信号为低电平时，开关管闭合，电流通过二极管从输入端供电到负载。
2.当控制信号为高电平时，开关管打开，电流从输入端供电到输出端。
3.通过不断地改变开关管的状态，可以实现电能的转换和输出。
二、推挽式开关电源的设计要点1.输入电压范围选择：根据实际需求和使用场景，选择合适的输入电压范围。
2.输出电压和电流选择：根据负载需求，选择合适的输出电压和电流。
3.开关管和二极管选择：根据输入和输出电压范围选择合适的开关管和二极管。
4.控制电路设计：设计合适的控制电路，以实现对开关管的控制。
5.过压和过流保护：添加过压和过流保护电路，以保护开关管和负载。
6.PCB布局和散热设计：合理设计PCB布局，提高散热效果。
三、推挽式开关电源的步骤和流程1.确定输入输出需求：确定输入电压和输出电压、电流的需求。
2.选择开关管和二极管：根据输入输出需求选择合适的开关管和二极管。
3.设计控制电路：设计合适的控制电路，实现对开关管的控制。
4.添加保护电路：添加过压和过流保护电路。
5.PCB布局和散热设计：设计合理的PCB布局，提高散热效果。
6.原理图设计和PCB设计：根据前面的设计要求，完成原理图设计和PCB设计。
7.检查和调试：完成PCB制作后，对电源进行检查和调试。
8.试验和验证：进行电源的试验和验证。
在设计推挽式开关电源时，需要考虑输入输出需求、选择合适的开关管和二极管、设计控制电路、添加保护电路、进行PCB布局和散热设计等多个方面。
推挽式电源的设计
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， 推挽电路工作时，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
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。
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 ，
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
单，成本低， 可靠性高，驱动电路 简单
电路非常简单，成本 很低，可靠性高，驱 动电路简单
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
几百 W~几kW 几 W~几十 W
全桥
变压器双向励磁， 容易达到大功率
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．
宽范围全闭环推挽式电源的设计
宽范围全闭环推挽式电源的设计发表时间：2016-06-22T14:25:13.390Z 来源：《科技中国》2016年4期作者：李凤军[导读] 研究如何提高前级电路的转换效率是非常重要的。
（航天长峰朝阳电源有限公司辽宁朝阳 122000）摘要：研制高效率、宽范围输入的电源产品是当前电源技术的主要发展方向，该技术主要应用于太阳能电池板、铅酸蓄电池、锂离子电池等供电的逆变电源系统，对提高系统的可靠性具有重要的意义。
本文基于全闭环推挽式电源的设计要点、功能和原理进行了分析，实际应用表明，全闭环推挽式电源效率高、输入范围宽、性能稳定、可靠，应用广泛。
关键词：高效率、宽范围输入；设计要点；功能和原理；应用。
近年来，随着科技的发展，各行业对太阳能电池、铅酸蓄电池、锂离子电池等的应用越来越广泛，对其供电系统也有了更高的要求，从输入供电范围，电源产品的效率以及电源的环境适应性等方面都提出了具体要求。
而传统的电源产品设计通常采用硬开关式推挽电路，两级式串联结构，前级的隔离升压电路由电池供电，工作在低压大电流状态，效率较低，因此，研究如何提高前级电路的转换效率是非常重要的。
1 全闭环推挽式电源的设计要点本文介绍了一款高效率、宽范围输入电源，其中主变换电路采用一种宽范围全闭环高效推挽升压电路形式，该电路可实现较宽的输入电压范围内全闭环输出稳压，并实现开关管的软开关。
该电路的特点是：谐振电感与谐振电容组成第二谐振网络，使开关管零电流关闭，能将低压直流电高效转换为高精度的高压直流电。
2电源电路组成、功能及原理分析2.1功率电路2.1.1功率电路组成功率电路由输入电容、输入电感、开关管、谐振电容、谐振电感、升压变压器、整流桥和输出电容组成。
2.1.2功率电路各组成部分功能1）输入电容：对输入的直流电压进行滤波并储能；2）输入电感：一是对输入浪涌电流进行抑制；二是与开关管漏源极结电容组成第一谐振网络，使开关管实现零电流关闭； 3）谐振电感与谐振电容：组成第二谐振网络，使开关管零电流关闭，开关管采用两只高速MOS管以降低关断损耗； 4）升压变压器：为高频铁氧体功率变压器，实现交流电压的生压转换。
26421436_基于推挽电路的大功率直流电源设计
电气传动2016年第46卷第5期基于推挽电路的大功率直流电源设计姜艳姝，郭东，徐兴（哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150080）摘要：基于PWM 控制的推挽式DC-DC 直流升压电路的系统结构，设计了一款2kW 大功率直流升压变换器。
该推挽拓扑结构采用2组高频变压器并联的升压方式，用1组驱动信号同时驱动2个开关管，转换效率高，对器件的参数要求不高。
最后研制出了额定直流48V 输入，直流310V 输出，2kW 功率的DC/DC 变换器。
通过实验证明该变换器具有较高的效率与实用价值。
关键词：PWM 控制；高频变压器；开关管；DC/DC 中图分类号：TM433文献标识码：ADesign a DC Power Supply Based on Two Series Transformer of Push⁃pull CircuitJIANG Yanshu ，GUO Dong ，XU Xing（Automation Institute ，Harbin University of Science and Technology ，Harbin 150080，Heilongjiang ，China ）Abstract:Based on PWM control of push⁃pull DC-DC booster circuit system structure ，a 2000W DC boostconverter was designed.The push ⁃pull topology adopted two sets of high frequency transformer in parallel way ofbooster ，with a set of driving signal to drive both switch tube ，high conversion efficiency ，and the parameters of the request was not too high to the device.Finally 2000W DC/DC converter was developed with DC 48V input ，DC310V output.Experiments show that the converter has more efficiency and practical value.Key words:PWM controller ；high⁃frequency transformer ；switching tube ；DC-DC作者简介：姜艳姝（1971-），女，博士，教授，Email ：*********************.cn开关型DC/DC 变换器采用功率半导体器件作为开关，其功耗小，效率高，转换效率可达70%~95%。
(UC1846)推挽式开关电源设计
基于UC1846的推挽式开关电源的设计王先永，尹斌，吴海新，顾元强河海大学，南京，(210098）E-mail: Hongxian1682002@摘 要：本文为压力传感器设计了一款供电开关电源。
该电源选用推挽作为DC/DC 变换拓扑，采用电流模式PWM 控制器UC1846来实现控制电路的设计。
文章内容主要包括芯片UC1846的特点、主电路、变压器的详细设计过程、控制回路电路和保护电路，并且给出试验波形。
关键词：UC1846，推挽变换器，开关电源1.引言推挽变换器是最早的拓扑之一，可有多个输出，输出端与输入端不共地，输出电压可高于或低于直流输入电压，因而一直被广泛用应且在大多数的情况下远行良好。
然而，当输出功率大幅度增加或两个双晶体管因温度升高而存储时间不同、导通时间不相等时，高频变压器将出现磁通不平衡现象，最终导致变压器磁心饱和，开关管损坏。
虽然文献【1】提出解决磁通不平衡的方法：磁心加气隙、增加初级绕组电阻、使用MOSFET 功率开关管，但是，推挽变换器仍然失去了优势。
大约8年前，一种电压和电流同时被检测的新型控制模式，特别是专为该模式设计的新型PWM 芯片－UC1846出现，解决了推挽磁通不平衡问题]1[，使得推挽变换器在输入低电压、输出大电流用应场合重新获得了生机。
本文基于UC1846电流模式控制芯片，采用推挽变换器拓扑开发一款DC27V/DC12V ，输出8A 的直流电源，内容涉及UC1846的功能特点，变压器的详细设计过程，主控制回路电路，保护电路，及主要试验波形。
2.芯片介绍UC1846是Intorde 公司推出的电流脉宽调制芯片，该芯片双端输出，能直接驱动双极型功率管或场效应管。
芯片内部结构方块图如图1所示，封装引脚如图2所示。
该芯片主要优点是功能齐全，良好的线性调整率，自动前馈补偿，强大的带载响应特性，欠压保护，软启动，终端锁机保护]3[。
UC1846采用精度为±1％的5.1V 基准电源，能提供30mA 的电流，可以作为电路中电压和电流的给定基准。
推挽式电源的设计
推挽式电源的设计一、设计原理1.工作原理推挽式电源的工作原理是利用两个互相导通的晶体管，一个工作在负半周，一个工作在正半周，通过交替导通来提供连续的电源输出。
当负半周的晶体管导通，电源正极与负极短路，此时电流从电源正极流入晶体管，通过电感储能。
当正半周的晶体管导通，电源正极与地短路，此时电流从电感中流出，通过负载和电源电容供给负载。
通过不断交替导通，实现了电源的稳定输出。
2.基本原理推挽式电源的基本原理就是通过电感、电容和开关管之间的相互作用，实现电源的升压、降压和稳定输出。
其中，电感主要用来存储能量，稳定输出电压；电容则起到滤波作用，减小开关管导通时的开关噪声；开关管则是控制电流流动的关键元件。
二、电路结构1.电源选择器电源选择器是用来选择电源输入的部分，可以是直流电源或者交流电源。
直流电源需要通过整流、滤波等处理，转换成稳定的直流电压供给电路使用。
2.滤波器滤波器用来对电源输入进行滤波处理，去除掉输入信号中的高频噪声和杂波。
常见的滤波器包括电感、电容、滤波电阻等元件构成的LC滤波器，其作用是将高频信号通过电感滤掉，使输出信号变得更加平滑稳定。
3.功率放大器功率放大器是推挽式电源的核心部分，也是实现电压升降的关键。
它由两个互补工作的开关管组成，通过交替导通控制电流的流动。
具体工作原理已在第一部分进行了介绍。
4.输出滤波器输出滤波器用来对输出电流进行滤波处理，去除残余的高频信号和纹波。
常用的输出滤波器包括电容滤波器、LCL滤波器等。
三、性能指标1.输出电压稳定性：推挽式电源的输出电压应该保持稳定，不受输入电压波动和负载变化的影响。
通常采用负反馈控制来实现电压稳定性的要求。
2.效率：推挽式电源的效率应该尽可能高，以减少能量的损耗和热量的产生。
效率通常通过开关管的损耗、电感和电容的损耗等来进行计算和优化。
3.噪声：推挽式电源应该尽可能的降低开关管导通和截止时的开关噪声，以减少对其它电路的干扰。
4.过载和短路保护：推挽式电源应该具有过载和短路保护功能，以保护电源和负载不受损害。
推挽式开关电源设计
推挽式开关电源设计洛阳理工学院毕业设计（论文）题目＿推挽式开关电源的设计2013年5月30 日Design of a push-pull DC switching power supply*****TPower is to achieve power conversion and power transmission major equipment. In the information age, the rapid development of agriculture, energy, transportation, information, national defense, education and other fields, for the power industry made more, higher requirements, such as energy saving, energy saving, material saving, reduced body weight loss, environmental protection, reliable, safety etc.. This has forced the power workers continue to explore in the power development process, to seek a variety of related technology, the power to make the best products, to meet the requirements of all walks of life. Switching power supply is a new type of power supply equipment, compared to traditional linear power supply, high technological content, low energy consumption, easy to use, and has achieved good economic benefit. Switching power supply with low power consumption, high efficiency, wide voltage range, small size, and other advantages, is widely used in communication equipment, numerical control equipment, instrumentation, audio and video equipment, household appliances and other electronic circuits. This paper first introduces the basic principle of switching power supply, then introduce dual output driver UC3524 is widely used in switching power supply, and to drive UC3524 as the foundation, through theprinter power supply circuit, on the working principle of push-pull switching power supply.KEY WORDS: transformation of electrical energy, transformation of electrical energy,UC3524, transformation of electrical energy 目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1开关电源的发展历程 (2)1.2开关电源的分类 (3)1.2.1按电路的输出稳压控制方式分类 (3)1.2.2按开关电源的触发方式分类 (3)1.2.3按输入与输出是否隔离分类 (3)1.2.4按功率开关管关断和开通工作条件分类 (4)1.3开关电源的主要技术指标 (4)1.4开关电源电路组成 (5)1.5电源电路的主要特点 (5)1.6开关电源的特点 (6)第2章开关器件 (7)2.1开关器件的特征 (7)2.2开关器件的分类 (7)2.3常见开关器件介绍 (8)第3章开关电源的基本原理 (10)3.1开关电源拓扑结构 (10)3.1.1非隔离式开关电源拓扑结构 (10)3.1.2隔离式电源开关拓扑结构 (12)3.2 推挽式开关变换电路基本原理 (14)3.3各种不同开关变换电路的比较 (16)第4章UC3524介绍 (17)4.1 UC3524介绍 (17)4.2 UC3524的内部结构及其原理 (17)第5章UC3524组成的高压开关电源分析与设计 .........................205.1基于UC3524的高压开关电源原理分析 (20)5.2变压器绕制步骤 (22)5.3开关电源的电磁兼容性问题 (23)5.3.1电磁兼容性 (23)5.3.2电磁兼容问题要素 (23)5.3.3解决开关电源的电磁兼容性 (24)结论 (25)谢辞 (26)前言电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。
推挽式电路是什么推挽式开关电源的优缺点解析
推挽式电路是什么推挽式开关电源的优缺点解析推挽式电路（Push-pull circuit）是一种常见的功率放大电路，主要用于实现信号的放大和驱动。
它由两个互补的晶体管（通常一个是NPN型晶体管，另一个是PNP型晶体管）组成，一个用于信号的正半周放大，另一个用于信号的负半周放大。
推挽式电路在放大信号的同时，还可以实现信号的反相。
推挽式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，它的主要特点是将输入的直流电转换为高频脉冲信号，再通过输出变压器进行变压和整流输出。
推挽式开关电源具有以下几个优点：1.高效率：推挽式开关电源具有较高的转换效率，通常可以达到90%以上。
这是因为它通过开关元件的快速开关来控制输出电压，并且在开关元件导通和关断的瞬间，电流几乎没有能量损失。
2.稳定性好：推挽式开关电源通过反馈控制保持输出电压的稳定性。
当负载发生变化时，开关电源可以迅速调整开关元件的开关频率和占空比，以保持输出电压稳定。
3.多功能性：推挽式开关电源可以适应不同的输入电压和输出电压要求。
它可以用于电子设备、通信设备、汽车电子等领域，并可以实现不同电压的输出。
尽管推挽式开关电源具有许多优点1.复杂性：推挽式开关电源的设计和实现相对复杂，需要考虑开关元件的选型、传输线路的设计和电磁干扰等因素。
因此，对于一些应用而言，可能需要更高的设计和制造成本。
2.噪声问题：由于推挽式开关电源的高频开关操作，可能会产生较大的电磁干扰噪声。
尤其在用于音频放大器时，可能会对音质产生一定的影响。
3.输出波形的失真：由于开关元件等原因，推挽式开关电源的输出波形可能出现一定的失真。
这些失真可能会影响到一些对波形要求较高的应用。
综上所述，推挽式开关电源具有高效率、稳定性好和多功能性等优点，但其设计复杂、可能会产生电磁噪声以及输出波形失真等缺点需要考虑。
在实际应用中，需要根据具体需求综合考虑这些因素，并进行合适的设计和优化。
推挽式开关电源设计(节选)
陶显芳开关电源原理与设计1-8．双激式变压器开关电源所谓双激式变压器开关电源，就是指在一个工作周期之内，变压器的初级线圈分别被直流电压正、反激励两次。
与单激式变压器开关电源不同，双激式变压器开关电源一般在整个工作周期之内，都向负载提供功率输出。
双激式变压器开关电源输出功率一般都很大，因此，双激式变压器开关电源在一些中、大型电子设备中应用很广泛。
这种大功率双激式变压器开关电源最大输出功率可以达300瓦以上，甚至可以超过1000瓦。
推挽式、半桥式、全桥式等变压器开关电源都属于双激式变压器开关电源。
推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈，它们都属于励磁线圈，但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反，因此，推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器；另外，推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应，因此，变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出；推挽式开关电源有多种工作模式，如：交流输出、整流输出、直流稳压输出，等工作模式，各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。
1-8-1．推挽式变压器开关电源的工作原理在双激式变压器开关电源中，推挽式变压器开关电源是最常用的开关电源。
由于推挽式变压器开关电源中的两个控制开关K1和K2轮流交替工作，其输出电压波形非常对称，并且开关电源在整个工作周期之内都向负载提供功率输出，因此，其输出电流瞬间响应速度很高，电压输出特性也很好。
推挽式变压器开关电源是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源，它在输入电压很低的情况下，仍能维持很大的功率输出，所以推挽式变压器开关电源被广泛应用于DC/AC逆变器，或DC/DC转换器电路中。
1-8-1-1．交流输出推挽式变压器开关电源一般的DC/AC逆变器，如交流不间断电源(简称UPS），大多数都是采用推挽式变压器开关电源电路。
这种DC/AC逆变器工作频率很高，所以体积可以做得非常小；由于这个特点，推挽式变压器开关电源也经常用于AC/AC转换电路中，以减小电源变压器的体积。
开关电源原理与设计整流输出推挽式变压器开关电源1
开关电源原理与设计整流输出推挽式变压器开关电源1开关电源原理与设计整流输出推挽式变压器开关电源1一、开关电源原理与设计开关电源是一种通过开关器件（如晶体管、MOSFET、IGBT等）对直流电压进行开关切换的电源。
其工作原理是通过将交流电源转换为高频脉冲信号，再经过整流和滤波电路获得所需的直流输出电压。
相比传统的线性电源，开关电源具有体积小、效率高和稳定性好等优点，因而得到了广泛应用。
开关电源主要由输入电路、开关控制电路和输出电路三部分组成。
输入电路主要用于将交流电源转换为直流电源，开关控制电路用于控制开关器件的开关状态，输出电路则用于将开关器件输出的高频脉冲信号转换为所需的直流输出电压。
二、推挽式变压器开关电源推挽式变压器开关电源是一种常用的开关电源结构，其主要特点是采用推挽式变压器来实现输入电流的隔离和输出电压的变换。
1.输入电路推挽式变压器开关电源的输入电路一般包括输入滤波电路、整流电路和功率因数校正电路。
（1）输入滤波电路：输入滤波电路主要用于对输入电压进行滤波，以消除输入电压的高频噪声和干扰，提供稳定的直流电压给整流电路使用。
（2）整流电路：整流电路一般采用全波整流或桥式整流电路来将交流电源转换为直流电源。
全波整流电路通过二极管桥将输入交流电压转换为脉冲电压，而桥式整流电路则可以实现更高的整流效率。
（3）功率因数校正电路：功率因数校正电路主要用于改善开关电源的功率因数，以降低对电网的污染。
常用的功率因数校正技术有桥式整流功率因数校正和直流并联功率因数校正。
2.开关控制电路开关控制电路主要用于控制开关器件的开关状态，以实现开关电源的输出调节和保护功能。
（1）PWM控制技术：PWM控制技术通过调节开关器件的导通时间和截止时间来实现对输出电压的调节，以达到恒定输出电压的目的。
常用的PWM控制技术有固定频率PWM控制和可变频率PWM控制。
（2）反馈控制技术：反馈控制技术通过将输出电压与参考电压进行比较，产生误差信号并经过PID控制后调节PWM信号的占空比，以实现对输出电压的精确调节。
推挽式开关电源的实际电路解读
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3.2他激型推挽式开关电源电路
3.2.4他激型推挽式开关电源电路中的PWM/PFM电路
UC3525A/UC3527A应用电路3 光耦合推挽隔离式开关稳压电源(GTR)(P.210)
3.2他激型推挽式开关电源电路
NP
(U i
Uces ) 108 4 fBS SC
Ui 4 fBS SC
108
2.基极绕组匝数的计算
Nb
NP
• Ube
Ib Rb Ui
UR2
3.次级绕组匝数的计算
ห้องสมุดไป่ตู้
Ns
NP
UO Ui
4.功率变压器磁芯材料的选择
3.1自激型推挽式开关电源电路 3.1.3自激型推挽式开关电源中功率开关管的选择(P.185)
3.2他激型推挽式开关电源电路(P.193)
3.2.3他激型推挽式开关电源电路中的双管共态导通问题
1.采用RC电路延迟导通来避免双管共态导通现象 (1).缩短关断功率开关管的存储时间(P.197)
3.2他激型推挽式开关电源电路
3.2.3他激型推挽式开关电源电路中的双管共态导通问题
1.采用RC电路延迟导通来避免双管共态导通现象 (2).延迟功率开关管导通(P.197-198)
1.最大集-射极电压Uce的确定 2.最大集极电流Icm的确定 3.最小电流放大倍数和输入驱动电流的计算
4.功率开关管的损耗和结点温度计算 5.开关速度的确定 6.功率开关管二次击穿额定值的确定
3.1自激型推挽式开关电源电路 3.1.4自激型推挽式双变压器开关电源电路(P.189)
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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