目录
前言
1 背景与目的
2 技术指标
3 研究方案与技术路线
第一章 研究课题的背景
第二章 主电路的原理
1 电流连续工作模式
2 电流断续状态
第三章 开关电源控制系统的原理
1 理想开关模型
2 状态空间平均模型
3 小信号模型.
4 系统传递函数的求解
5 PWM环节
第四章 实例分析
1 主电路设计
2 控制电路的设计
第五章 热设计与电磁兼容性设计
1 热设计
2 电磁兼容性设计
第六章 技术发展及实验分析
1 技术发展
2 实验分析
结论
参考文献
前言
1 背景与目的
开关电源的前身是线性稳压电源。在开关电源出现之前,各种电子装置,许多电器控制设备的工作电源都采用线性稳压电源。由于计算机等电子装置的集成度不断增加,功能变强,体积变小,因此这种体积小,重量轻,效率高,性能好的新型电源-开关电源得以诞生。
由于和线性稳压电源相比,开关电源在绝大多数性能指标上都具有很大的优势,因此,目前除了对直流输出电压的纹波要求极高的场合以外,开关电源已经全面取代了线性稳压电源。计算机,电视机,各种电子仪器的电源几乎都是开关电源的一统天下。
2 技术指标
(1)输入参数
a 输入电压
国内应用的民用交流电源电压三相为380v,单相为220v;出口到国外的电源根据出口国电压标准,当输入电压为直流时,理论上允许使用范围:240-600v,实际变化范围应在满足实际要求的前提下尽量小。
b 输入频率
我国民用和工业用电的频率是50Hz,航空,航天及船舶用的电源采用交流400Hz,输入电压为单相或三相115v。
c 输入电流
通常包括额定输入电流和最大输入电流两项。是输入开关接线端子熔断器和整流桥等元件的设计依据。
d 输入功率因数和谐波
采用单向有源功率因数校正技术,附加成本低,可以很容易的使输入功率因书达到0.99以上。输入谐波电流小于5%,或采用单开关三相PFC技术,功率因数达到0.95左右,或采用无源PFC技术,功率因数达到0.9左右。
e 输入相数
当开关电源的功率为3-5kw时,可以选用单相输入,以降低主电路器件的电压等级,从而降低成本;当功率大于5kw时,应选用三相输入,以避免引起电网三相间的不平衡,同时也可以减小主电路中的电流以减低损耗。
(2)输出参数
a 输出电压
给出额定值和调节范围两项内容,在满足实际要求的前提下,电压上限应尽量靠近额定点,电压下限的限制可宽松。
b 输出电流
通常给出额定值和一定条件下的过载倍数,有稳流要求的电源还会指定调节范围,有的电源不允许空载,此时应指定电源下限。
c 稳压,稳流精度
通常以正负误差的形式给出。有三个项目考核:1输入电压调整率。2负载的调整率。3时效偏差。同精度密切的因素是基准源精度,检测元件精度,控制电路中运算放大器等。
d 电源的输出特性
同应用领域的工艺要求有关,相互之间的差别很大,设计中必须根据输出特性的要求来确定主电路和控制电路的形式。
e 纹波
开关电源的输出电压纹波较为复杂,通常按频率带可以分为三类:一类为高频率即频率远高于开关频率的尖刺纹,一类为开关频率纹波,指开关频率附近的频率成分,另一类为低频纹波,频率低于开关频率的成分。纹波的量化方法:纹波系数,取输出电压中交流成分总有效值与直流成分的比;峰峰电压值;按三种频率成分分别计量幅值,可用示波器直接测量;衡重法,该方法强调纹波对工作在300-3000Hz的声音频带内设备的影响,用于评价通信电源的性能指标。