10kW直流开关电源的设计.doc

摘要 开关电源具有高效率、低容量和低重量。它目前在世界范围内广泛使用，特别是高频开关电源的研究和开发，具有强大的功率，成为动力电子学研究的主要领域，产生了许多新的研究方向。 本文的主题是建立一个10千瓦的直流开关电源。直流开关电源的工作原理:通过整流器和滤波器电路将交流电转换为直流电，通过高频逆变器电路将交流电转换为直流电。高频交流电通过高频变压器转化，然后通过单相桥整流器和过滤电路将高频交流电转化为直流电。电流脉冲源的工作原理确定了一个计算电路，选择了一个不受控制的整流器的三相桥接作为主电路的输入电路。通过分析和比较不同变换器的优点和缺点，选择了全桥移相器，构建了高频变压器，选择了单相桥整流器电路作为主链输出电路。详细分析了uc3825上的PWM控制模式。根据需要，完成了IGBT驱动电路、反馈电路、保护电路、辅助电源电路和电流分配电路的设计。 关键词：变换器；开关电源；高频变压器；PWM控制 第1章 绪论 1.1选题背景与意义 目前，能源和环境问题越来越明显，电子设备需要更有效、更可靠的食物来源。第一个电源通常是功率整流器的线性电源，最大容量为30-40%。只有少数情况下使用这种低脉冲线性电源，但工程应用程序通常使用高性能开关电源。随着功率交换技术的发展，电力电子设备的性能会提高，转换效率和交换能力的可靠性也会越来越高。越来越成熟的管理系统使它越来越广泛地使用。为了满足工业实践中电力系统的小型化和智能需求，开关电源的研究和开发往往是模块化的和渐进式的数字，这对电网的设计和功能要求更高。因此，在设计可转换食物系统时，减少开发周期、产品参数的灵活性、降低开发成本、小型化和功率可靠性、出口电压控制、电磁兼容性(ems)的要求越来越高。通过优化开关电路和先进的生产技术，模块化的电源使大型电力系统简化为小型电源模块，数字控制模块提高了电源管理效率，并广泛使用了出色的管理。生产力和智力控制模式。 随着脉冲动力技术的快速发展，磁元件结构的优化变得越来越重要，磁元件是变压器和感应器的重要组成部分。在实际应用磁元件时，不可能得到电磁场的精确解。因此，在实际工程中，一个简化模型通常是根据特定需求创建的，然后通过适当的工作条件和数学分析计算出特定情况的数值解决方案。在分析和设计高频变压器时，有限元素方法是分析电磁场的有效方法。由于工业中大量使用高频开关电源，由强大的高频变压器引起的问题引起了广泛关注。随着线圈中产生的涡流变压器功率的增加，它的磁场散射相应增加。由此造成的功率损失使得变压器的温度上升，变压器的体积越来越小。变压器散热的问题成为变压器结构的关键问题。与此同时，变压器温度的分布是由有限元素的软件模拟的，这对选择绝缘级别和变压器的热源至关重要。。 1.2国内外研究现状 上世纪90年代中期，美国能源整合公司开发了一种带有三个绝缘插头的数字控制技术，首先将其集成到开关电源模块中，然后连贯地推出一系列产品，包括中小型电源集成模块，使模块化开关电源广泛使用。目前，数字控制的模块化开关电源单元由几十个系列和数百个产品组成。随着知识管理技术的应用，它的发展前景逐渐成熟，吸引了国内外电力行业的注意。与外国相比，国内对开关电源技术的研究开始晚了，直到20世纪80年代中期才进入最初的开发阶段。由于技术相对落后，只有积极引进外国技术才能研究它。然而,由于缺乏投资和封锁外国技术动力电子设备先进领域远远落后,国内大多数所需的关键设备从发达国家进口满足需求,导致国产开关电源市场早已忙外国品牌,国产品牌只占据一半脉冲功率电源中小市场。随着对脉冲能源的国内需求的增加和生产规模的逐步扩大，相关的技术研究和开发得到了快速发展。中小型和小型进口开关电源市场充斥着国内品牌。目前有数百家国内生产商能够独立研究和开发开关电源，其中近100家已经形成了规模。一些大公司，如Chaoyang power供应、Mao Shuo power供应、Huayao电子和其他一系列自己开发的食品，得到了广泛的认可，在电力竞争中有一定的优势，可以出口到国外。 第2章 系统分析和设计方案确定 2.1系统整体概述 根据每个部分的功能，开关电源可以分为两个部分:主电路和控制电路。主电源电路负责能量转换的一部分，通过适当的控制电路可以转换成所需的直流输出电压。控制电路产生控制脉冲，并根据实际需要提供不同的保护功能。开关电源的结构流程图2.1显示。 EMI滤波器 EMI滤波器 整流滤波 高频变换器高频变压器 高频整流滤波输出 辅助电源 PWM调节器 误差比较放大器 电压电流取样电路 基准电压 保护电路 控制电路 AC DC 图2.1 开关电源的结构框图 从图片中你可以看到这些部分是互补和统一的。在研究和开发能源的过程中，必须仔细分析和分析每一部分，以确保开关电源符合设计需求。 主电源电路通过过滤输入整流