全桥移相开关电源设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文开关电源是一种高效率、小体积、轻质化的电源，随着现代电子设备的发展，应用越来越广泛。
开关电源的设计是电子工程专业毕业设计中的一个热门方向，本文将介绍开关电源的基本工作原理及设计方法，并以一个实际开关电源的设计为例，进行详细说明。
一、开关电源的基本工作原理开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为直流电源，其核心部分是开关管。
开关管工作时，会在电路中产生一个高频矩形波形。
再经过滤波电路、输出稳压电路等处理后，最终输出所需要的稳定直流电源。
在开关电源中，开关管的切换是关键，它的导通和截止决定程序的整个运行。
开关管的导通与截止又是由控制器控制的，所以控制器设计是非常重要的。
二、开关电源的设计方法1.功率计算开关电源的功率计算是设计的第一步。
功率 = 电流×电压，在设计前应要明确设备所需的电流和电压值并通过功率计算公式计算得出所需的功率。
2.电路设计电路设计是开关电源设计中较为复杂的一步。
主要包括直流输入电路、开关管、反馈电路、滤波电容、输出稳压电路等部分。
这些部分需要合理的组合和设计，并应通过电路仿真进行验证。
3.控制器设计在控制器设计中，主要有PWM控制器和开环控制器。
PWM控制器通常采用电流反馈控制方式，能够减少在输出处的纹波电压，提高稳定性。
开环控制器的设计要更为复杂，但是更容易实现。
4.保护电路设计保护电路是开关电源中非常重要的一部分，保护电路通常包括电流限制保护、过压保护、过载保护，以及温度保护等。
这些保护电路能够提高开关电源的使用寿命，避免因电路故障引起的安全事故。
三、开关电源设计实例以12V60W的开关电源设计为实例。
1.功率计算P = U × I = 12V × 5A = 60W。
2.电路设计直流输入电路：直流输入电路主要包括整流桥、电容滤波器和保险丝等。
整流桥需要选择合适的电流、电压值，电容滤波器应该选择合适的容量，保险丝则是起到安全保障作用。
毕业论文 开关电源设计
摘要开关电源因其具有稳压输入范围宽、效率高、功耗低、体积小、重量轻等显著特点而得到了越来越广泛的应用，从家用电器设备到通信设施、数据处理设备、交通设施、仪器仪表以及工业设备等都有较多应用，尤其是作为便携式产品的电池提供高性能电源输出，比其他结构具有不可超越的优势.开关电源的稳定性直接影响着电子产品的工作性能,误差放大器是直流开关电源系统中电压控制环路的核心部分，其性能优劣直接影响着整个直流开关电源系统的稳定性，因而对高性能误差放大器的分析是本论文的主要研究目标。
本文误差放大器的分析基于Buck型DC-DC转换器,从系统稳定性、负载调整率及响应速度要求的角度出发，首先对该款Buck型DC-DC转换器的系统电压控制环路进行小信号分析，并对控制环路进行了零极点分布分析，确定环路补偿策略。
最后基于系统级来分析误差放大器.关键词：开关电源；Buck型DC—DC转换器；误差放大器。
AbstractDue to their merits of wide input range，high efficiency, small in size and light in weight ect, switching power supplies are gaining more and more application areas in today’s modern world，ranging from domestic equipments to sophisticated communication and data handling systems，especially in portable devices, they have unsurpassable advantages。
The rapid development of products in corresponding application areas requires the power supplies to have better performances. The robustness of switch—mode power supplies directly affect the performance of electronic devices。
移相全桥大功率软开关电源的设计
移相全桥大功率软开关电源的设计移相全桥大功率软开关电源的设计1 引言在电镀行业里，一般要求工作电源的输出电压较低，而电流很大。
电源的功率要求也比较高，一般都是几千瓦到几十千瓦。
目前，如此大功率的电镀电源一般都采用晶闸管相控整流方式。
其缺点是体积大、效率低、噪音高、功率因数低、输出纹波大、动态响应慢、稳定性差等。
本文介绍的电镀用开关电源，输出电压从0~12V、电流从0~5000A 连续可调，满载输出功率为60kW.由于采用了ZVT软开关等技术，同时采用了较好的散热结构，该电源的各项指标都满足了用户的要求，现已小批量投入生产。
2 主电路的拓扑结构鉴于如此大功率的输出，高频逆变部分采用以IGBT为功率开关器件的全桥拓扑结构，整个主电路如图1 所示，包括：工频三相交流电输入、二极管整流桥、EMI 滤波器、滤波电感电容、高频全桥逆变器、高频变压器、输出整流环节、输出LC 滤波器等。
隔直电容Cb 是用来平衡变压器伏秒值，防止偏磁的。
考虑到效率的问题，谐振电感LS 只利用了变压器本身的漏感。
因为如果该电感太大，将会导致过高的关断电压尖峰，这对开关管极为不利，同时也会增大关断损耗。
另一方面，还会造成严重的占空比丢失，引起开关器件的电流峰值增高，使得系统的性能降低。
图1 主电路原理图3 零电压软开关高频全桥逆变器的控制方式为移相FB2ZVS 控制方式，控制芯片采用Unitrode 公司生产的UC3875N。
超前桥臂在全负载范围内实现了零电压软开关，滞后桥臂在75 %以上负载范围内实现了零电压软开关。
图2 为滞后桥臂IGBT 的驱动电压和集射极电压波形，可以看出实现了零电压开通。
开关频率选择20kHz ,这样设计一方面可以减小IGBT的关断损耗，另一方面又可以兼顾高频化，使功率变压器及输出滤波环节的体积减小。
图2 IGBT驱动电压和集射极电压波形图4 容性功率母排在最初的实验样机中，滤波电容C5 与IGBT 模块之间的连接母排为普通的功率母排。
学士学位毕业设计基于uc3875控制的移相全桥软开关电源的设计
学士学位毕业设计基于uc3875控制的移相全桥软开关电源的设计移相全桥软开关电源是一种常见的电源设计，通过使用uc3875控制器来实现对电源的控制和调节。
设计步骤如下：
1. 确定电源的输出需求：包括输出电压和电流要求。
根据实际应用需求确定。
2. 选择开关元件：根据输出电压和电流要求，选择合适的开关元件。
常用的开关元件包括IGBT和MOSFET等。
3. 选择变压器：根据输入电压和输出电压要求，选择合适的变压器。
变压器应具有足够的功率容量和高效率。
4. 设计控制电路：使用uc3875控制器来实现对开关元件的控制和调节。
uc3875是一种常用的PWM控制器，具有多种保护功能和调节特性。
5. 设计反馈电路：为了实现稳定的输出电压，需要设计合适的反馈电路。
反馈电路通常包括误差放大器和比较器等。
6. 进行仿真和优化：使用电路仿真软件进行电路仿真，并根据仿真结果对电路进行优化。
7. 制作电路原型：根据设计结果，制作电路原型进行测试和验证。
8. 进行性能测试：通过对电路原型进行性能测试，验证电源的输出性能和稳定性。
9. 进行安全测试：进行安全测试，确保电源符合相关的安全标
准和规定。
10. 进行系统集成：将电源集成到目标系统中，并进行系统测试和调试。
以上是基于uc3875控制的移相全桥软开关电源的设计步骤。
具体的设计过程中，还需要根据实际情况进行一些细节调整和优化。
移相全桥软开关DCDC变换器的研究
以牺牲变压器副边一定量的占空比为代价的，它无法消除只能尽量减小。在低压 大电流输入的情况下，副边占空比的丢失尤为严重，导致变换器的效率低下，使 得实现ＺＶＳ变得没有意义。论文通过在传统移相全桥ＤＣ／ＤＣ变换器的变压器原 边串入可饱和电感，大大减小了副边占空比的丢失，同时在滞后桥臂并联辅助谐 振网络，使得滞后桥臂开关管在轻载时也能实现ＺＶＳ，并迸一步减小了副边占 空比的丢失。可饱和电感和辅助谐振网络的引入解决了低压大电流输入情况下宽 负载范围内实现ＺＶＳ和副边占空比丢失严重的矛盾，在实现ＺＶＳ的同时将副边 占空比丢失减小到几乎为零，使得移相全桥ＺＶＳ技术能够很好地应用于这类
ａｄｏｐｔｓ Ｐｈａｓｅ—Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｆｕｌｌ—Ｂｒｉｄｇｅ ｚｅｒｏ—ｖｏｌｔａｇｅ—ｓｗｉｔｃｈｅｄ（ＰＳ ＦＢ ＺＶＳ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｉｎｓｔｅａｄ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｈａｒｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｗａｓｔａｇｅ．Ｉｔ ｇｅｔｓ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ．
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．
±里！！兰堕皇三！壅堕堡：！兰垡堕苎
鳖塑全堡墼墅茎里璺竺￡奎垫墨！！！！里
Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｃｏｎｔｒｏｌ
ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｃｌｏｓｅｄ—ｌｏｏｐ ｐａｒｔ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｓｏｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ
具有功率因数校正的全桥移相软开关电源设计
具有功率因数校正的全桥移相软开关电源设计付贤松;张远;牛萍娟【摘要】Traditional switching power supply has low efficiency and pollution on the grid, power factor correction (PFC) technology and soft switching technology is used to achieve high efficiency and low pollution. The main circuit and control circuit were theoretically designed and their parameters were estimated. The switching power proto-type with 2 kW is designed, and the power factor of the prototype and experimental waveforms of phase-shifted full-bridge ZVS were gived. The result shows that this design is practicable and its performance can meet the de-sign requirements.%传统高频电源效率较低且对电网造成了污染，运用功率因数校正技术和软开关技术可实现高效率和低污染。
对功率因数电路和全桥电路进行了理论设计和参数估算，设计出了一款2 kW的电源样机，并给出了样机的功率因数和移相全桥ZVS的实验波形。
结果显示设计可行，样机性能指标基本满足设计要求。
【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P63-67)【关键词】功率因数校正;零电压开关;移相控制【作者】付贤松;张远;牛萍娟【作者单位】天津工业大学大功率半导体照明应用系统教育部工程研发中心，天津300387;天津工业大学大功率半导体照明应用系统教育部工程研发中心，天津300387; 天津工业大学电子与信息工程学院，天津 300387;天津工业大学大功率半导体照明应用系统教育部工程研发中心，天津 300387【正文语种】中文【中图分类】TN86近年来，高频开关电源技术在理论研究和生产应用方面都取得了相当多的成果，其研究涉及电力电子、自动控制等众多技术领域[1].功率因数校正、软开关、电磁兼容性都是开关电源的研究方向[2].目前市场上普通的大功率高频开关电源噪音大、功率因数低、稳定性差[3]，并且会产生大量谐波，进而污染电网.高频开关电源内部应用了软开关技术和功率因数校正（PFC）技术，具有体积小、效率高、绿色节能、稳定性好等优点[4]，是当前通信电源行业研究发展的主流方向.本文运用功率因数校正技术和全桥移相软开关技术，研制了一款大功率、低功耗、低噪音的高性能开关电源，并对样机进行了实验分析.本文根据设计指标研制了一款大功率高性能开关电源.该电源分为前级和后级，前级为采用BOOST结构的有源功率因数校正电路，控制芯片选取TI公司的UC3854；后级为采用移相控制软开关技术的全桥变换器，控制芯片选取TI公司的UCC3895.主电路主要包括单相交流输入电源、整流滤波电路、功率因数电路、移相全桥变换电路、高频变压器、输出整流滤波电路[5]，系统框图如图1所示. 设计指标如下:交流输入电压Vin为180～264 V；输入频率为47～63 Hz；输出额定功率为2 kW；开关频率为100 kHz；直流输出额定电压为10 V；输出电流调节范围为0～200 A；整机效率η≥85%；满载时功率因数PF＞0.95.因其他技术均很成熟，所以本文只讨论功率因数校正技术和全桥移相技术.传统的开关电源整流桥后直接放大电容滤波，导致了大量的谐波，这不仅对电网造成了污染，也降低了功率因数.本文功率因数部分采用UC3854控制，主要由开关管V1、电感L、二极管VDD和输出电容Cout组成.典型电路图如图2所示.2.1 Boost电感器的选择电感器决定了输入端的高频纹波电流总量，可按给出的纹波电流值来选择电感值.电感器的选择始于输入正弦电流的峰值，最大峰值电流出现在最小电网电压的峰值处[6]:式中:VInmin为输入电压最小值；P为输入功率.电感器中的峰-峰值纹波电流通常选择在最大峰值电网电流的20%左右.电感值根据低输入电压时半个正弦波顶部的峰点电流来选择，或根据此处输入电压和开关频率的占空因数选择.需要给出如下2个方程式:式中:占空比D取0.7；VO为输出电压；fs取100 kHz；ΔI为峰-峰值纹波电流；电感值L取整数1 mH.2.2 输出电容器设计两个因数共同决定了电容值，分别是维持时间Δt和输出电压纹波的大小.输出电容如下式所述:式中:CO为输出电容；PO为负载功率；Δt为维持时间（一般取3 μs）；VOmin为维持负载工作的最小电压.实际应用时取4个470μF/450V的电解电容并联，可降低电容的等效电阻（ESR）和等效电感（ESL）[7].2.3 开关管选取开关管导通时流过的电流为15.71 A.功率管采用优质APT5010LFLT，耐压500 V，最大通态电流40 A.续流二极管选用UHVP806超快恢复二极管，耐压600 V，正向额定电流70 A，反向恢复时间约为70 ns.2.4 电流感测电阻RS的计算感测电阻的电压峰值为1 V左右是很好的选择，该电阻值产生的信号强，因此可以不受噪声的干扰. RS值如下式:式中:VRS为感测电阻的电压；Ipk为峰值电流.2.5 峰值电流限制芯片2脚的峰值限制比较器、电阻R1X1、R1X2（如图2）组成峰值电流限制电路.电阻R1X1、R1X2由9脚的7.5 V基准电压供电，提供上拉电位，以使2脚电位降到地电位，这时就限制峰值电流为IP1，也就是但当2脚电位为地电位时那么，当R1X2=10 kΩ且时当PO=2 000 W时，由前面的计算可知IP=15.71 A，那么当峰值电流限制为21 A时，R1X2=21×0.055/ 0.000 75=1.54 kΩ.2.6 芯片外围具体电路图综合上述计算结果并结合UC3854芯片手册，所设计的功率因数电路图如图3所示.为减小开关管的损耗，选取UCC3895控制芯片进行移相控制，它可使开关管在导通或关断时实现软开关，极大地减小了开关损耗，提高了效率[8].移相全桥典型电路图如图4所示.图中，T1为高频变压器，G1—G4为主开关管，L1为谐振电感.设定开关管G1、G2为超前臂，G3、G4为滞后臂.3.1 高频变压器的设计首先根据功率容量AP乘积公式来进行估算，为了多留些余地，可减小主功率变压器的最大工作磁通密度Bm=1 000 Gs，可计算得:式中:PT为变压器功率；η为效率；fs为开关频率；σ、Km、Kc为常数.厚型EE70的磁芯有效截面积Ae=6.6 cm2，窗口面积AQ=5.85 cm2，因此厚型EE70的功率容量AP= 38.7，可见它的功率容量足够大[9].再来计算原边绕组的匝数值:原副边匝数比为:副边绕组匝数经计算有Ns=Np/n=2.5，实际取3匝，原边实际取60匝.3.2 主开关管的选用本设计开关频率较高，故主开关管选用MOSFET.已知输入直流母线电压最大为370 V，考虑一定余量，额定电压选为600 V.由式（1）可知，流过开关管的最大电流大约为 21 A.最终选用美国仙童公司的FCH47N60F，耐压值为600 V，耐流值47 A.3.3 谐振电感参数设计由已选MOSFET型号可知，集电极到发射极间的输出电容容量为Coes=530 pF，忽略变压器原边绕组电容Car，则由滞后桥臂实现零电压开通（ZVS）的条件为[10]:流过谐振电感的最大电流为:同时，为了防止在满载或大电流情况下占空比严重丢失，谐振电感量取10 μH，最大电流为15 A.3.4 芯片外围设计UCC3895内部振荡器的振荡频率是开关频率的两倍，因此，开关频率的设计取决于芯片内部振荡频率的选取[11].芯片内的振荡器由可调电流对CT充电，CT上的锯齿波峰值电压为2.35 V，由下式可计算振荡周期:式中:CT的取值范围为100～800 pF，实际取值800 pF；RT为振荡器定时电阻，取6 kΩ.则振荡器频率约200 kHz，PWM脉冲信号频率为100 kHz.对两个半桥电路提供各自的延迟，以适应不同谐振电容器的充电电流[12].每级的延迟时间可按下式来设置:式中:RDEL为延迟电阻.通过设置不同的延迟电阻阻值，利用电流传感器反馈的电流采样电压和延迟设置端的偏置电压，可以实现延迟时间的自适应调节.ADS脚可以改变延迟脚DELAB和DELCD上的输出电压，ADS脚的电压应该在0～2.5 V之间，并且它必须小于或者等于CS脚的电压.DELAB和DELCD也将被钳位在最小值0.5 V.3.5 移相全桥电路综合以上设计并结合UCC3895芯片手册，移相全桥电路的电路图如图5所示. 为了验证总体结构和控制方法的正确性，本文对样机的功率因数、全桥ZVS和效率进行了测试.4.1 功率因数和频谱图样机在额定电压和额定负载时，用杭州远方的PF9811数字功率计测得的波形如图6所示.图6（a）的波形表示了电压和电流的跟随情况.图6（b）和图6（c）是电压和电流频谱图，横坐标表示谐波次数，纵坐标表示各次谐波占基波的百分比.对于各次谐波值，应当以电流谐波值（百分数）为主、以电压谐波值为辅；特别是当电源的负载功率减轻时，其电流谐波百分比明显增大，主要表现在奇次谐波值的敏感性变大；而电压或电流的偶次谐波数值变化都很小，绝大多数偶次谐波电压值为零.由图6可知，电源稳定运行时，样机的功率因数高达0.97，谐波符合IEC要求，电能质量水平得到了明显改善.4.2 软开关（ZVS）波形软开关波形由Tektronix TDS2024B型示波器采集，超前臂G1和滞后臂G4的ZVS波形如图7所示.图7（a）和图7（b）中，通道1为开关管漏源两端的电压波形，纵坐标250 V/格，横坐标500 ns/格；通道2为驱动波形，纵坐标10 V/格，横坐标500 ns/格.由图7可知，通道1所示超前臂G1开关管的驱动脉冲信号是在开关管两端电压下降到零之后才开始发生变化，即G1开关管实现了零电压关断；同理，滞后臂开关管的PWM驱动脉冲开始上升时，G4开关管DS两端电压早已下降到零，实现了零电压开通.4.3 效率和调整率测试电压调整率表示当输入电压在规定范围内变化时，输出电压的变化率.电流调整率是衡量开关电源在负载电流发生变化时，输出电压保持恒定的一种能力.表1为额定输入电压下，负载条件变化时的效率测试结果，表2为系统线性调整率的测试结果.由表1可以看出，负载变化时，输出电压基本稳定，负载调整率小于1%，效率大于85%，符合设计要求.同时随着负载的增加，系统的效率有所降低，原因主要是当1/3负载后，系统已经完全实现软开关，不存在开关损耗的问题，所以效率的损失主要是由于开关管的导通损耗.故负载越重，电流越大，导通损耗越大，效率越低.从表2中可以看出，当输入母线电压变化时，输出电压几乎不变，线性调整率小于1%，满足设计要求.本文将功率因数校正技术和全桥移相技术结合在一起，设计了一款高频大功率开关电源，工作频率高达100 kHz，输出功率高达2 kW，效率大于85%.功率因数和谐波符合规范，全桥开关管实现了软开关，减小了开关损耗，提高了效率.然而对于电源的应用和推广来说，研制成本至关重要，所以为了实现成本和性能的最优化，有必要进一步优化主电路参数.【相关文献】[1]姚洪平，邢玉秀，郭洋.直流开关电源的软开关技术及发展研究[J].数字技术与应用，2014（2）:90-97．[2]许胜辉，魏岚婕.一种ZVZCS软开关电源的应用[J].电源技术，2013，37（4）:628-631.[3]党存禄，鄢家财，宋文超，等.石油钻SCR系统谐波抑制与无功补偿[J].电力电子技术，2010，44（10）:103-105.[4]林浩.浅析高频开关电源节能技术[J].通信电源技术，2013，30（4）:138-139.[5]石宏伟.基于DSP的3 kW高频开关电源的设计[J].电源技术，2012，36（9）:1394-1396.[6]沙占友，王彦朋，马洪涛.开关电源设计要点[J].电源技术应用，2012，15（12）:60-63.[7]王志隆.具有功率因数校正和软开关技术开关电源设计[D].西安:西安科技大学，2009.[8]石宏伟.3 kW高功率因数高频开关电源的设计[J].低压电器，2008（17）:41-44.[9]范晓敏.移相控制零开关谐振型PWM DC/DC全桥变换器的研究[M].西安:西安科技大学，2012.[10]侯聪玲，吴捷.3 kW移相全桥变换器ZVS的研究[J].电力电子技术，2014，48（5）:65-67.[11]赵文武.移相全桥DC/DC变换器的应用研究 [J].电子设计工程，2013，21（14）:118-120.[12]宋志勇.10 kW移相控制ZVS-PWM全桥变换器的设计[D].武汉:湖北工业大学，2014.。
开关电源设计毕业论文
开关电源设计毕业论文一、内容综述随着科技的飞速发展，开关电源设计已成为现代电子设备不可或缺的一环。
本文将带你走进开关电源设计的世界，一探其奥妙和实用之处。
在这里我们不仅仅是研究技术，更是在寻找实用性和性能之间的平衡。
我们所关心的不仅是理论数据，更是其在现实应用中的表现。
首先我们要了解开关电源设计的基本概念和原理，了解电源在电子设备中的角色和功能后，我们就会知道电源不仅仅是设备运行的能源供应者，更是整个设备稳定性的关键。
开关电源设计就是在这个基础上，通过技术和创新来提升电源的性能和效率。
1. 开关电源的背景和意义开关电源在我们的日常生活中可以说是无处不在，从家庭电器的使用到工业设备的运行，再到数据中心的高效运作，开关电源都是不可或缺的重要角色。
为什么我们会对开关电源的研究这么重视呢？这里面可是有深意的，听我慢慢道来。
2. 开关电源设计的研究现状和发展趋势开关电源设计在现代电子领域可是风头正劲的话题，大家都知道，开关电源是我们生活中电子产品的心脏，它不断地为我们身边的电子设备输送“能量”。
那么现在开关电源设计的研究现状是怎样的呢？随着科技的飞速发展，开关电源设计技术也在不断进步。
虽然传统的开关电源设计已经能满足一些基本需求，但随着人们对电子设备性能要求的提高，新的技术和方法也在不断涌现。
例如智能化、小型化、高效化已成为当下开关电源设计的重要方向。
3. 论文研究的目的、内容和方法首先写这篇论文的目的，就是想通过研究和设计开关电源，解决现实中遇到的一些问题，比如电源效率不高、稳定性不好等等。
毕竟开关电源在我们的日常生活中应用广泛，涉及到很多领域，比如计算机、通信、家电等等。
所以研究开关电源设计，不仅具有理论价值，还有很大的实际意义。
那么我们研究的内容是什么呢？简单来说就是分析开关电源的工作原理，研究其设计过程，然后设计出一个既实用又高效的开关电源。
在这个过程中，我们还要研究不同材料的选用、电路设计、散热方案等等。
一种新型电流型移相全桥软开关变换器的设计
一种新型电流型移相全桥软开关变换器的设计
0 引言
开关电源的发展趋势是高频、高功率密度、高效率、模块化以及低的电磁干扰(EMI)等，但传统的硬开关变换器不仅存在严重的电磁干扰(EMI)，而且功率管的开关损耗限制了开关频率的提高，软开关应运而生。
目前实现软开关主要有两种方法：一为零电压(ZVS)开关，另一种为零电流(ZCS)开关。
全桥DC／DC 变换器广泛应用于中大功率的场合。
根据其输入端为电容或者是电感，全桥变换器可分为电流型和电压型两种。
过去的数十年问，电压型全桥变换器的软开关技术得到深入研究。
而电流型却没有得到足够的重视。
事实上，电流型变换器具有很多的优点。
最显著的优点之一是在多路输出的应用场合中，它相当于将滤波电感放置于变压器的原边，因而整个电路仅需要这一个电感。
本文提出了一个采用移相控制的新型电流型全桥变换器，引入辅助电路来帮助两个上管实现零电压工作，利用变换器的寄生参数(变压器的漏感)来实现两个下管零电流工作。
分析了它的工作原理以及实现软开关的条件，并最终在Pspice 仿真中验证了理论的正确性。
1 工作原理
图l 所示为本人所提出的电流型移相控制PWM DC／DC 全桥变换器。
Lin 为输入电感，Llk 为变压器的漏感，CS1、CS2 是和两个上管VT1、VT2 并联的电容，VTa1、VTa2 是辅助开关，Lrl、Lr2 是谐振电感。
开关电源的设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文开关电源的设计一、引言开关电源是现代电子设备中常用的电源供应方式之一，其具有高效率、小体积和稳定性好等优点，在各个领域得到广泛应用。
本文将探讨开关电源的设计方法和关键技术，以及其在毕业论文中的应用。
二、开关电源的基本原理开关电源的基本原理是利用开关管（MOSFET）的开关特性，通过周期性开关和关闭来调整输入电压，从而实现对输出电压的稳定控制。
其主要由输入滤波电路、整流电路、功率变换电路、输出滤波电路和控制电路等组成。
三、开关电源设计的关键技术1. 开关管的选型开关管是开关电源中最关键的元件之一，其性能直接影响到整个电源的效率和稳定性。
在选型时需要考虑开关管的导通电阻、开关速度和耐压能力等因素，以满足设计要求。
2. 控制电路的设计控制电路是开关电源中的核心部分，其主要功能是对开关管的开关频率和占空比进行控制。
常用的控制方法有脉宽调制（PWM）和频率调制（FM）等。
在设计过程中需要考虑控制电路的稳定性和抗干扰能力。
3. 输出滤波电路的设计输出滤波电路主要用于滤除开关电源输出端的高频噪声和纹波，以保证输出电压的稳定性和纹波系数的要求。
常用的滤波电路包括LC滤波电路和Pi型滤波电路等，设计时需要根据具体应用场景选择合适的滤波电路结构。
四、开关电源在毕业论文中的应用开关电源在毕业论文中的应用非常广泛，可以用于各种电子设备的电源供应，如无线通信设备、嵌入式系统和工业自动化设备等。
在毕业论文中，可以通过对开关电源的设计和优化，提高电源的效率和稳定性，从而为论文的研究成果提供可靠的电源支持。
五、开关电源设计的挑战和发展趋势开关电源设计面临着一些挑战，如电磁干扰、温升和成本等问题。
为了应对这些挑战，研究人员正在不断提出新的设计方法和技术，如谐振开关电源、多电平开关电源和混合开关电源等。
未来，开关电源设计将更加注重节能、高效和可靠性，以满足不断发展的电子设备需求。
六、结论开关电源是一种高效、小体积和稳定性好的电源供应方式，在毕业论文中具有重要的应用价值。
开关电源设计毕业论文
开关电源设计毕业论文开关电源设计毕业论文开关电源是一种常见的电源转换装置，其具有高效率、小体积、轻重量等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
本篇文章将从开关电源的基本原理、设计流程和优化方法等方面，探讨开关电源设计的关键要点。
一、开关电源的基本原理开关电源的基本原理是通过开关器件（如MOSFET、IGBT等）的开关操作，将输入电源的直流电压转换为需要的输出电压。
其核心是开关元件的开关频率和占空比控制。
二、开关电源的设计流程1. 确定设计需求：根据实际应用需求，确定输出电压、电流、稳定性等参数。
2. 选择开关元件：根据设计需求和预算，选择合适的开关元件，考虑其导通电阻、开关速度等指标。
3. 控制电路设计：设计反馈回路和控制电路，实现对开关元件的开关频率和占空比的精确控制。
4. 输入输出滤波电路设计：设计输入和输出滤波电路，提高开关电源的稳定性和抗干扰能力。
5. 保护电路设计：设计过压、过流、过温等保护电路，保证开关电源的安全可靠性。
6. PCB设计：将以上设计内容转化为实际的PCB布局和线路连接，注意电路的分布和布线的合理性。
7. 调试和优化：根据实际情况，对开关电源进行调试和优化，提高其性能和效率。
三、开关电源设计的优化方法1. 提高开关元件的效率：选择低导通电阻、低开关损耗的开关元件，如采用硅碳化物（SiC）材料的MOSFET。
2. 优化控制电路：采用先进的控制算法，如PID控制算法，提高开关电源的稳定性和响应速度。
3. 降低开关电源的噪声和干扰：合理设计输入输出滤波电路，加入滤波电容和电感等元件，减少电源的纹波和噪声。
4. 优化保护电路：设计精确的保护电路，确保开关电源在故障情况下能够及时切断输出，避免对设备和用户的损害。
5. 优化PCB布局和线路连接：合理布置电路元件，减少线路的长度和阻抗，提高开关电源的工作效率和稳定性。
总结：开关电源设计是电子工程师在实际工作中常常遇到的问题之一。
本文从开关电源的基本原理、设计流程和优化方法等方面进行了探讨。
移相全桥开关电源的研制与软开关软件控制实现
北京邮电大学硕士学位论文移相全桥开关电源的研制与软开关软件控制实现姓名：王浛申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：谢沅清19990401文章摘要本文介绍了墅羞鱼塑中一些基本概念和热门的。
！！丛这。
盘并对开关电源中常用器件作了简要介绍。
然后对软开关技术和负载均流技术，进行了较详细的分析，并给出本人设计的两种主动均流方式的改进方案。
进而详细说明了２５００Ⅵ／（５０Ｖ／５０Ａ）开关电源样机的设计过程，本机采用移相控制软开关技术，主电路为全桥结构，主控芯片使用ＵＣ３８７５，ＵＣ３９０７为负载均流控制芯片，实现电压电流双环反馈。
并进一步从理论和实践探讨了ＦＢ－ＺＶＳ—ＰＶ／Ｍ在轻载条件下软开关技术的实现，分别采用磁饱和技术和附加辅助电路方法，在软开关控制方面做出了有益的尝试。
最后给出了软开关部分计算机仿真结果。
ＡｂＳｔｒａｃｔＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｓｉｇｎａ２．５ｋｗｐｏｗｅｒ８ｕｐｐｌｙｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＺＶＴ—ＰＷＭｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉＳｄｉＳＣＵＳｓｅｄ．Ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｓｅｃｔｉ。
ｎ，ｉｎｃｌｕｄｅｓ１，２ａｎｄ３ｃｈａｐｔｅｒ．ｉｎｔｒｏｄｕｃｅＳｏｍｅｂａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎｏｆｓｗｉｔｅｈｉｎｇｐｏｗｅｒ鲫ｐｐｌｉｅｓｉｎｂｒｉｅｆ．ＴｈｅｎａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅＺＶＳ／ＺＣＳ—ＰＷＭａｎｄｔｈｅｌｏａｄｓｈａｒｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｉｓｓｅｃｔ１０ｎ，９１Ｖｅｓｔｗｏｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｉｏａｄｓｈａｒｅｂｙｔｈｅ１ａｒｇｅＳｔＣｕｒｒｅｎｔ．Ｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｓｅｃｔｉｅｎ，ｉｎｃｌｕｄｅｓ４ａｎｄ５ｃｈａｐｔｅｒ，ｔｈｉｓｔｅｘｔｅｌａｂｏｒａｔｅ０ｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｓｉｇｎａ２．５ｋｗｐｏｗｅｒｓｕＰｐｌｙａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＺＶＳ－ＰＷＭｍｏｄｅ．Ｉｎｔｈｅｒｅ．ｐｒｏＶｉｄｅｓｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｏｆＵＳｉｎｇｓａｔｕｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｔｏｒａｎｄａｄｄｉｎｇａｃｅｅｓｓｏｒｉａｌｃｉｒＣＵｉｔ，ｅｘｐａｔｉａｔｅｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｓｅａｎｄｔｈｅｒｅＳＵｌｔｉｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔ．Ａｔｔｈｅｅｎｄ，ｅｍｌｕａｔｏｒｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅＺＶＳ—ＰＷＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｒｅｇｉｖｅｎ．北京邮电大学硕士研究生毕业论文第一章开关电源第１节开关电源综述（主要参考文献ｆ４】【１７】）电源是电子设备的动力能源，是一切电子设备不可或缺的组成部分。
毕业论文移相全桥软开关变换器的设计说明
移相全桥软件开关变换器的设计电气工程与其自动化跃 089064117 指导教师：胡雪峰副教授摘要软开关技术和数字控制是电力电子领域的重要课题。
本文就是对两者进行有机结合所做的简单尝试。
软开关的形式诸多，其中移相全桥零电压软开关变换器（Phase-Shift Full-Bridge Zero-Voltage Switching Converter，简称PSFB-ZVS 变换器）由于结构简单，控制方便在功率电源中获得了广泛的应用。
本文针对经典的PSFB-ZVS变换器拓扑进行了细致的分析，推导出电路工作的相关状态方程。
并用MATLAB软件对主电路进行了仿真，仿真结果证明了理论分析的正确性。
在此基础上，根据既有实验条件，设计了一台小功率的样机，对主电路和测控电路的参数进行了计算和选取，并以ARM STM32F407VG控制器为核心，结合数字PID控制理论实现了对变换器的电压电流双闭环控制。
利用ARM强大的事务管理机制，设计了友好的的人机界面，提高了装置的易操作性和灵活性。
关键字：移相全桥，软开关，ARM，数字控制ABSTRACTSoft-switching technique along with digital control scheme plays very important role in the subject of power electronics.This paper gives a simple try to combine the two techniques.Among so many constructions of soft switch,Phase-Shift Full Bridge ZVS converter has been widely used for medium-high power DC powersupply due to it's good performance with simple topology and simple control.Based on detailed analysis of the classical PSFB-ZVS converter,parameter calculation equations are derived in this paper.The main circuit is simulated by MATLAB to prove the validity of the theoretical analysis.Restricted by the resources in the laboratory,a low power prototype is made to observe operating mode of the circuit.Both parameter and structure of the main circuit and auxiliary circuit are designed.Based on the lasted ARM STM32F407VG mcu,combined with digital PID control scheme,the converter is operated under the control of voltage-current dual loop. Thanks to the powerful task-managing ability of ARM,a friendly HMI is built which makes the apparatus easy to manipulate and much more flexible.Keywords: Phase-ShiftFullBridge, Soft-Switching, ARM, Digital Control第一章 绪论1.1 课题背景电源是一切电气设备的心脏，其重要性不言而喻。
基于全桥移相的双极性输出DC-DC变换器的研究毕业设计
摘要摘要移相全桥软开关电路由于把PWM控制技术与软开关技术结合在一起，在中大功率变换器中应用非常广泛。
本文研究了以全桥变换器作为主电路拓扑、以芯片UC3875作为主控芯片、以移相全桥方式作为控制方案的移相全桥软开关DC/DC变换器。
该变换器输入电压为200~300VDC，输出电压为±425VDC.本文从电路拓扑选择，控制方案入手，通过理论分析和仿真计算，设计了该变换器。
为了使变换器具有良好的动态和静态特性，变换器必须实现闭环控制。
本文采用电压反馈的闭环控制，提高了变换器的动态性能和稳态性能。
本文在理论分析的基础上对该变换器进行了仿真研究，建立了该变换器的小信号模型，设计了该变换器主电路、控制电路和闭环反馈环节等各项参数。
本文基本上达到了任务书要求。
关键词移相全桥；软开关;闭环控制燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractPhase-shifted full-bridge soft-switching circuit which combined PWM control technology and the soft-switching technology, was widely used in thepower converters. The paper focuses on a 200~300VDC/ 425VDC，Phase-Shifted Full-Bridge soft switched DC/DC converter with UC3875 as its kernel controller．To achieve the goal，a converter is designed based on the selection of the main circuit topology and the control method through theoretic analyzing and simulation．To achieve a good performance both statically and dynamically, closed loop control method has to be applied．The paper takes advantage of a voltageclosed-loop control mode and improves the static and dynamic performance of the converter. Based on the analyzing of the theory ,small signal converter model are built and the parameters of main circuit，control circuit and closed-loop part are designed through simulation．Some performances of the converter are also analyzed in the simulation．Therefore，the paper basically commitments to the requirements.Keywords Shift-phase full-bridge ; Soft-switching ;closed loop control method目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论. (1)1.1课题背景 (1)1.2开关变换器的分类 (1)1.3常见开关变换器的比较 (2)1.4软开关直流变换器的发展 (3)1.5本次研究的主要内容 (5)第2章移相全桥DC-DC变换器的工作原理 (6)2.1移相全桥变换器的基本结构和主要电量 (6)2.2全桥DC-DC变换器的控制策略 (7)2.3移相全桥软开关DC/DC变换器的基本工作原理 (10)2.4移相全桥变换器小信号模型的建立 (18)2.5本章小结 (21)第3章移相全桥DC-DC变换器的主电路设计与开环仿真 (22)3.1主电路拓扑选择 (22)3.2主电路参数设计 (23)3.3主电路仿真分析 (24)3.3.1MATLAB简介 (24)3.3.2开环仿真电路的建立 (24)3.3.3开环仿真波形 (25)3.4本章小结 (27)第4章移相全桥DC-DC变换器控制电路设计与闭环仿真 (28)4.1控制电路的设计 (28)4.2主要芯片介绍 (28)4.2.1UC3875芯片的引脚简介和功能简介 (28)4.2.2IR2110芯片的简介 (34)4.3控制电路及驱动电路 (38)4.4闭环仿真 (40)4.5本章小结 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)附录1 (46)附录2 (52)附录3 (56)附录4 (66)附录5 (72)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景电力电子技术是20世纪后半叶诞生和发展的一门崭新的技术。
开关电源毕业论文
开关电源毕业论文开关电源毕业论文开关电源是一种常见的电源供应设备，其主要作用是将交流电转换为直流电，以供给各种电子设备使用。
在现代电子技术领域中，开关电源已经成为一种不可或缺的电源设备。
本篇论文将从开关电源的原理、应用领域和未来发展趋势等方面进行探讨。
一、开关电源的原理开关电源的工作原理是利用开关管的导通和截止来实现电源的开关动作。
其基本原理是通过控制开关管的导通时间和截止时间，使得输入电源的电能以一定的方式传递给输出负载。
开关电源的核心部件是开关管和控制电路，其中开关管负责控制电源的开关状态，控制电路负责控制开关管的导通和截止。
二、开关电源的应用领域开关电源广泛应用于各种电子设备中，包括计算机、通信设备、工业自动化设备等。
在计算机领域，开关电源能够为主机、显示器和外部设备等提供稳定的电源供应，保证设备的正常运行。
在通信设备领域，开关电源可为基站、无线电台等提供稳定的电源，确保通信系统的正常运行。
在工业自动化设备领域，开关电源可为各种传感器、执行器等提供所需的电源，实现自动化控制。
三、开关电源的优势和挑战相比传统的线性电源，开关电源具有多种优势。
首先，开关电源具有高效率和小体积的特点，能够更好地适应现代电子设备的需求。
其次，开关电源具有稳定的输出电压和电流，能够有效保护电子设备的稳定性和安全性。
此外，开关电源还具有可调节的输出电压和电流，能够满足不同设备的需求。
然而，开关电源也面临着一些挑战。
首先，开关电源的设计和制造需要一定的专业知识和技术，对于一些小型企业来说，可能存在一定的难度。
其次，开关电源的工作频率较高，可能会产生一些电磁干扰，对其他电子设备造成影响。
此外，开关电源的可靠性和稳定性也需要不断提高。
四、开关电源的未来发展趋势随着科技的不断进步，开关电源在未来将面临更多的发展机遇和挑战。
首先，随着新能源技术的发展，开关电源将更好地适应可再生能源的利用，为新能源设备提供稳定的电源供应。
其次，随着物联网技术的普及，开关电源将更好地适应智能家居、智能城市等领域的需求，为各种智能设备提供可靠的电源保障。
【完整版】移相全桥零电压开关pwm设计实现_毕业论文设计
移相全桥零电压开关PWM设计实现摘要移相全桥电路具有结构简单、易于恒频控制和高频化,通过变压器的漏感和功率开关器件的寄生电容构成谐振电路,使开关器件的应力减小、开关损耗减小等优点,被广泛应用于中大功率场合。
近年来随着微处理器技术的发展，各种微控制器和数字信号处理器性能价格比的不断提高，采用数字控制已经成为大中功率开关电源的发展趋势。
相对于用实现的模拟控制，数字控制有许多的优点。
本文的设计采用TI公司的高速数字信号处理器TMS320F28027系列的DSP作为控制器。
该模块通过采样移相全桥零电压DC-DC变换器的输出电压、输入电压及输出电流，通过实时计算得出移相PWM信号，然后经过驱动电路驱动移相全桥零电压DC-DC变换器的四个开关管来达到控制目的。
实验表明这种控制策略是可行的，且控制模块可以很好的实现提出的控制策略。
关键词：移相全桥；零电压；DSPPhase-shifted Full-bridge Zero-voltage Switching PWM Design andImplementationABSTRACTPhase-shifted full-bridge circuit . In recent years, with the development of microprocessor technology, a variety of microcontrollers and digital signal processor cost performance continues to improve, the use of digital control uses DSP ,the TI company TMS320F28027 series of of phase-shifted PWM signal phase-shifted full-bridge zero-voltage DC-DC conversion, and then after the drive circuit the four switch control purposes. The experiments show that this control strategy is feasible, and the control module can achieve the proposed control strategy.Key words: phase-shifted full-bridge；zero-voltage；DSP目录1 引言 (1)1.1 移相全桥软开关研究背景及现状 (1)1.2 本文要做的工作 (1)2 移相全桥电路的工作原理 (2)2.1 电路工作状态及特点 (2)2.2 电路的运行模式分析 (3)2.2.1 工作过程分析 (3)2.3 软开关实现的条件 (7)3 DSP结构功能 (9)3.1 DSP适合于数字信号处理的特点 (9)3.2 TMS320系列DSP概况 (9)3.3 TMS320F2802x芯片特点 (10)3.4 CCSv5平台 (12)3.5 利用CCSv5.1导入已有工程 (12)3.6 利用CCSv5.1调试工程 (13)4 系统程序设计实现 (14)4.1 PWM的产生原理 (14)4.2 主程序的流程图 (15)4.3 程序设计 (18)4.4 最终实现的波形图 (18)5 总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1 引言1.1 移相全桥软开关研究背景及现状[1]随着电力电子技术的飞速发展，电子设备与人们的关系越来越密切，可靠的电子设备都离不开可靠的电源。
开关电源设计(模板)毕业论文
网络高等教育本科生毕业论文（设计）题目：开关电源的设计学习中心：陕西新城奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：电气工程及其自动化年级：秋季学号： ************学生：王建军指导教师：**完成日期： 2014年 1月 20日内容摘要开关电源因其高效节能引起社会各方面的重视，现已成为通用开关电源、专用开关电源及特种开关电源优选集成电路。
多年来对开关电源的核心单元—控制电路实现集成化是开关电源的发展方向，因此开关电源研究有很大的研究价值。
本文通过节能型恒流开关电源的工作原理，根据方案设计技术参数，给出了整体电路设计的理论依据；然后根据设计要求提出了整体电路的实现架构，并且阐述了整体电路工作原理和子电路的性能要求。
介绍了输入整流与滤波、变压器、功率开关管、控制器、保护电路、电流电压反馈网络、输出整流续流与滤波、稳压恒流输出模块。
最后，应用Multisim仿真软件对子电路模块和整体电路进行功能仿真验证，仿真结果满足要求，进一步验证理论分析和设计的正确性，也是设计理论与实践相结合的一次有价值的尝试。
关键词：开关电源；整流；仿真目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外电源技术发展概况 (1)1.3 本课题要求及主要研究内容 (2)2 系统的整体方案分析选择 (4)2.1 组合式开关电源的结构 (4)2.2 组合式开关电源的原理分析 (5)2.2.1 斩波器电路 (5)2.2.2 推挽式变换器电路 (6)3电源主电路设计 (7)3.1 buck变换器 (7)3.1.1 buck工作原理 (7)3.1.2 buck变换器的参数计算 (8)3.2 推挽式变换器 (10)3.2.1 主从输出推挽拓扑的原理 (10)3.2.2 推挽式变换器存在的问题及解决方法 (12)3.2.3 功率变压器主要参数设计 (14)3.3输出整流滤波电路设计 (16)4 控制电路和保护电路的设计 (18)4.1控制电路方案比较选择 (18)4.2 控制电路设计 (22)4.2.1 buck控制电路设计 (22)4.2.2 推挽式控制电路设计 (26)4.2驱动电路设计 (29)4.3保护电路设计 (29)4.4缓冲电路设计 (31)4.5 自举电路设计 (32)5.系统的建模与仿真 (35)5.1 MATLAB简介 (35)5.2系统的建模 (35)5.3系统的仿真及结果分析 (37)结论 (44)参考文献 (45)1 绪论1.1 课题的背景及意义电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及日常生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础。
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全桥移相开关电源设计毕业论文目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章引言 (4)1.1开关电源简介 (4)1.2开关电源的发展动向 (4)1.3本设计的主要容 (5)第二章相关电力电子器件介绍 (6)2.1二极管 (6)2.2双极型晶体管 (7)2.3光电三极管 (8)2.4场效应管 (8)第三章 UC3875原理和应用 (10)3.1 UC3875简介 (10)3.1.1 uc3875各个管脚简要说明 (10)3.1.2 uc3875的特点 (12)3.2UC3875的应用 (12)第四章 PWM控制技术 (14)4.1PWM控制 (14)4.1.1 PWM控制的基本原理 (14)4.1.2 PWM控制具体过程 (15)4.1.3 PWM控制的优点 (15)4.1.4 几种PWM控制方法 (16)4.2PWM逆变电路及其控制方法 (18)4.2.1 计算法和调制法 (18)4.2.2 异步调制和同步调制 (21)第五章电力变换电路介绍 (23)5.1整流电路 (23)5.1.1 桥式不可控整流电路 (23)5.1.2 单相桥式全控整流电路 (24)5.2逆变电路 (25)5.2.1逆变电路的基本工作原理 (26)5.2.2电压型逆变电路 (26)第六章 ZVS-PWM全桥移相开关电源设计 (28)6.1电路图设计 (28)6.2电路图原理 (28)总结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)第一章引言1.1开关电源简介开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，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，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
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，使得开关电源技术也在不断地创新，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阔的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、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。
开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。
SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动困难，开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET取代。
开关电源的三个条件1、开关：电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态2、高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频3、直流：开关电源输出的是直流而不是交流人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。
开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。
以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。
1.2开关电源的发展动向开关电源在发展方向是高频、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，因此国外各大开关电源制造商都致力于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，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能，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。
对于高可靠性指标，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。
模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N＋1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。
针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。
电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。
要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。
1.3本设计的主要容利用相移脉宽调制零电压谐振技术和相移脉宽调制谐振控制器UC3875的性能及在其在功率变换中的应用。
采用UC3875 设计全桥零电压软开关功率变换电路,控制电路简单,性能稳定可靠,效率达90%。
本文第二、三、四章介绍了相关电力电子期间，整流、逆变电路基础知识，UC3875的特性以及PWM控制技术。
第五章系统的阐述了本设计的全部容，重点介绍了ZVS逆变电路的各个状态的工作模式，系统的分析了UC3875控制电路设计原理，并对电压检测反馈电路和过电流保护进行了设计和分析，使电路的稳定性和安全性进一步提高。
第二章相关电力电子器件介绍在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路被称为主电路。
电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。
同我们在学习电子技术基础时广泛接触的处理信息的电子器件一样，广义上电力电子器件可分为电真空器件和半导体器件两类。
但是，自20世纪50年代以来，除了在频率很高（如微波）的大功率高频电源中还在使用真空管外，基于半导体材料的电力电子器件已逐步取代了以前的汞弧整流器、闸流管等电真空器件，成为电能变换和控制领域的绝对主力。
因此，电力电子器件目前也往往专指电力半导体器件。
与普通半导体器件一样，目前电力半导体器件所采用的主要材料仍然是硅。
2.1 二极管将PN结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极管，简称二极管。
由P区引出的电极为阳极，由N区引出的电极为阴极。
与PN结一样，二极管具有单向导电性。
但是，由于二极管存在半导体体电阻和引线电阻，所以当外加正向电压时，在电流相同的情况下，二极管的端电压大于PN结上的压降；或者说，在外加正向电压相同的情况下，二极管的正向电流要小于PN结的电流；在大电流情况下，这种情况更为明显。
另外，由于二极管表面漏电流的存在，使外加反向电压时的电流增大。
实测二极管的伏安特性时发现，只有在正向电压足够大时，正向电流才从零隋端电压按指数规律增大。
使二极管开始导通的临界电压称为开启电压U ON。
当二极管所加反向电压的数值足够大时，反向电流为Is。
反向电压太大将使二极管击穿，不同型号二极管的击穿电压差别很大，从几十伏到几千伏。
稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称稳压管。
稳压管在反向击穿时，在一定的电流围（或者说在一定的功率损耗围），端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛用于稳压电源与限幅电路之中。
稳压管有着与普通二极管相似的伏安特性，其正向特性为指数曲线。
当稳压管外加反向电压的数值大到一定程度时则击穿，击穿区的曲线很陡，几乎平行于纵轴，表现出很好的稳压特性。
只要控制流不超过一定值，管子就不会因为过热而损坏。
稳压管的符号如图2.1所示。
图2.1 二极管符号2.2双极型晶体管双极型晶体管（BJT）又称晶体三极管、半导体三极管等，后面简称晶体管。
晶体管分为小功率管，中功率管，大功率管。
根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，并形成两个PN结，就构成晶体管。
采用平面工艺制成的NPN型材料晶体管为于中间的P区称为基区，它很薄且杂质浓度很低；位于上层的N区是发射区，掺杂浓度很高；位于下层的N去是集电区，因而集电结面积很大；晶体管的外特性与三个区域的上述特点紧密相关。
它们所引出的三个电极分别为基极b、发射极e和集电极c。
图2.2(a)所示为NPN型管和PNP型管的符号。
图 2.2(a) 晶体管符号放大是对模拟信号最基本的处理。
在生产实际和科学实验中，从传感器获得的信号都很微弱，只有经过放大后才能作进一步的处理，或者使之具有足够的能量来推动执行机构。
晶体管是放大电路的核心原件，它能够控制能量的转换，将输入的任何微小变化不失真地放大输出，放大的对象是变化量。
图2.2（b）所示为基本的放大电路，△Ui为输入电压信号，它接入基极-发射极回路，称为输入回路；放大后的信号在集电极-发射极回路，称为输出回路。
由于发射极是两个回路的公共端，故称该电路为共射放大电路。
因为晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正向偏置且集电结反向偏置，所以在输入回路应加基极电源V BB；在输出回路应加集电极电源V CC。
V BB和V CC的极性应如图2.2(b)所示，且V CC大于V BB。
晶体管的放大作用表现为小的基极电流可以控制大的集电极电流。
图2.2（b）基本共射放大电路2.3光电三极管光电三极管依据光照的强度来控制集电极电流的大小,其功能可等效为一只光电二极管与一只晶体管相连,并仅引出集电极与发射极。
如图2.3(a)所示,其符号如图(b)所示,常见外形如图(c)所示.图2.3（a）等效电路图 (b) 符号 (c)实物图光电三极管与普通三极管的输出特性曲线想类似，只是将参变量基极电流I B用入射光照度E取代，如图2.3（d）所示。
无光照时的集电流称为暗电流I CEO，他比光电二极管的暗电流约大两倍；而且受温度的影响很大，温度每上升25℃。
I CEO上升约10背。
有光照时的集电极电流称为光电流。
当管压降U CE足够大时,i c几乎仅仅决定于入射光照度E。
对于不同型号的光电三极管，当入射光照度E为1000lx时，光电流从小于1000mA到几毫安不等。
使用光电三极管时，也应特别注意其反向击穿电压、最高工作电压、最大集电极功耗等极限参数。
图2.3（d）光电三极管的输出特性曲线图2.4场效应管场效应管是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。
由于它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极型晶体管。
场效应管不但具备双极型晶体管体积小、重量轻、寿命长等优点，而且输入回路的阻高达107-1012Ω，噪声低，热稳定性好，抗辐射能力强，且比后者耗电省，这些优点使之从60年代诞生起就广泛地应用于各种电力电路之中。
如果在制造MOS管时，在SiQ2绝缘层中掺人大量正离子，那么即使U GS=0，在正离子作用下P型衬底表层也存在反型层，即漏一源之间存在导电沟道，只要在漏一源间加正向电压，就会产生漏极电流，如图2.4(a)所示。