学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

宽电压输入反激式开关电源的研究

作　者: 闫福军
导　师: 梁永春
学　校: 电子科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 宽电压输入 DC-DC变换器双管反激式拓扑变频控制高频变压器
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 509次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在小功率电源系统中,特别是多路输出的电源系统中,反激式的变换拓扑应用是最普遍的,这主要是由于反激式变换拓扑的结构简单、所需的元器件比较少、调试方便等优点。传统的反激式变换拓扑应用中,输入电压的范围一般都在90～130VAC或200～270VAC,但是在一些特殊的应用场合里,需要电源系统在很宽的输入电压范围内都能正常工作,这就需要研究宽电压输入的开关电源。本课题所设计的光伏发电系统的辅助电源是利用太阳能电池供电,给太阳能发电的主控系统、驱动系统以及各种采样电路等供电。由于光伏电池输出超宽电压,其电压范围为120VDC～850VDC,采用一般的反激变换拓扑很难实现稳定输出,本文就是对这一实际应用中存在的问题设计了一种新的控制方法,在不同的输入电压下,通过自动改变电源的工作频率来解决这种问题,使反激式开关电源能够在宽输入电压下也能正常的工作。本文首先介绍了DC/DC变换技术的概况和常用的DC/DC拓扑结构,结合应用实际,选择了双管反激式变换拓扑。变频电路是通过对输入电压的检测,利用三极管配合光耦来控制主芯片定时电阻的阻值,适时地改变主控制芯片的频率来实现的。电源系统采用了专用控制芯片UC3844实现了电压电流双闭环控制,利用三端稳压器TL431配合UC3844实现了对电源电压的控制和稳压输出,并且采用光电耦合器件PC817实现了输入/输出的隔离和反馈。本课题设计的电源输入电压范围为120V～850DCV,输出电压有三路,分别为+5V和±15V。输出电压为光伏发电系统中的逆变控制系统等可靠提供了相应的供电电压。实验测试结果表明:所设计的电源具有较好优良的稳压性能,以及电压纹波小、负载调整率和电压调整率低的特点。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-15
  1.1 开关电源概述  10-12
    1.1.1 开关电源的优点及其应用  10-11
    1.1.2 开关电源的发展总趋势  11-12
  1.2 本课题的来源及研究的现实意义  12-13
    1.2.1 本课题的来源  12
    1.2.2 本课题研究的现实意义  12-13
  1.3 本课题研究的主要内容和论文的章节安排  13-15
第二章 DC-DC 变换器的基本手段和分类  15-29
  2.1 不带变压隔离器的基本 DC-DC 变换电路拓扑概述  15-17
  2.2 带变压隔离器的 DC-DC 变换电路拓扑概述  17-22
    2.2.1 带变压隔离器的单端正激变换器  17-18
    2.2.2 带变压隔离器的单端反激变换器  18-19
    2.2.3 带变压隔离器的推挽变换器  19-20
    2.2.4 带变压隔离器的半桥变换器  20-21
    2.2.5 带变压隔离器的全桥变换器  21-22
  2.3 宽输入电压范围的拓扑选择标准  22-23
  2.4 本课题采用的主变换电路拓扑—双管反激变换电路的工作原理及分析  23-28
    2.4.1 概述  23-24
    2.4.2 双管反激变换电路的拓扑结构  24-25
    2.4.3 双管反激变换电路的工作原理  25-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章变频式反激拓扑与控制  29-46
  3.1 开关电源的三种调制方式  29-30
  3.2 开关电源的控制方式  30-34
    3.2.1 电压控制型开关电源的工作原理和特点  30-32
    3.2.2 电流控制型开关电源的工作原理和特点  32-34
  3.3 隔离型双管反激变换器的峰值电流型控制工作原理和特点  34-36
  3.4 UC3844 电流控制型脉宽调制器  36-42
    3.4.1 UC3844 的内部结构和工作原理  36-38
    3.4.2 UC3844 的功能介绍  38-42
  3.5 变频式隔离型双管反激变换的设计与分析  42-44
  3.6 本章小结  44-46
第四章宽电压输入双管反激式开关电源的设计与硬件实现  46-74
  4.1 概述  46
  4.2 输入电路设计  46-48
  4.3 双管反激式开关电源功率开关管的选择及驱动电路设计  48-51
    4.3.1 功率开关管的选择  48-49
    4.3.2 双管反激变换器钳位二极管的选择  49-50
    4.3.3 开关管驱动电路的设计  50-51
  4.4 高频变压器的设计和计算  51-58
    4.4.1 开关电源中磁性元件磁芯工作状态的分类  51-53
    4.4.2 磁芯材料和磁芯结构的选取  53
    4.4.3 开关电源高频变压器主要参数的确定  53-57
    4.4.4 设计制作高频反激式变压器的注意事项  57-58
  4.5 输出电路设计  58-60
    4.5.1 输出整流二极管的选择  59
    4.5.2 输出滤波电容器的选择  59-60
  4.6 控制电路的设计与计算  60-70
    4.6.1 电流取样电路设计  60-61
    4.6.2 电压反馈取样电路设计  61-65
    4.6.3 电压反馈回路补偿设计  65-70
  4.7 启动电路的设计与计算  70-71
  4.8 开关电源保护电路设计  71-72
  4.9 本章小结  72-74
第五章系统仿真与实验结果分析  74-81
  5.1 宽电压输入双管反激电源仿真波形  74-78
  5.2 宽电压输入双管反激电源实验波形  78-80
  5.3 本章小结  80-81
第六章总结和展望  81-84
  6.1 总结  81-82
  6.2 展望  82-84
致谢  84-85
参考文献  85-88
附录一宽电压输入双管反激式开关电源试验样机  88-89
附录二宽电压输入双管反激式开关电源系统电路原理图  89-91
攻读硕士期间取得的成果  91-92

宽电压输入反激式开关电源的研究

内容摘要

全文目录

相似论文