本科生课程设计（论文）

设输入交流电压为：

u?220i2sinwt则经过桥式整流后的平均电压为：

二极管两端承受的最大反相电压为：

所以根据实际情

UN?(2~3)*155.54?311.08V~466.62Vud?1???02202sinwtd(wt)?4402??198V1*2202?155.54V2况即可选择整流二

极管：IN4005 600V/1A

2.变压器的设计 （1）变比KT

选最大占空比为0.85，电路中压降ΔU=2V，半桥式电路变压器原边绕组所加电压等于输入电压的一半即Ui（min）=98V

则根据公式:

（2）铁心的选择

Ae为铁心磁路截面积；Aw为铁心窗口面积；PT为变压器传输的功率；fs为开关频率；ΔB为铁心材料所允许的最大磁通密度的变化范围；dc为变压器绕组导体的电流密度；kc为绕组在铁心窗口中的填充因数。若铁心材料为铁氧体则ΔB=0.2T，dc=4A/mm2，kc=0.5。根据SG3525的控制选择开关频率为100HZ。根据公式:

根据具体情况可选择型号为DE25的铁心则Ae=40.00mm2，Aw=78.2mm2，Ae *Aw=3128mm4可以满足要求。

（3）变压器的绕组结构设计：由于铁磁材料的相对磁导率μr很大，因此励磁电感通常也较大。如果铁心未夹紧，磁路中有气隙，则励磁电感会急剧下降，

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KT?Ui(min)DmaxU0max??U?6PTAeAw?fs?Bdckc120100*0.2*4*106*0.5?3000mm2?

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励磁电流成倍增加，导致变压器性能严重劣化。变压器的漏感同一次、二次绕组互相耦合的紧密程度密切相关，耦合不够紧，则漏感会增加。漏感对电路工作带来的影响主要是负面的，给开关器件造成过电压、形成较大的损耗，过大的漏感还会造成占空比的损失。因此变压器的设计应尽量减小漏感。减小漏感的办法主要是提高一次、二次绕组耦合的紧密程度，如采用间隔绕组等。

3.输出滤波电感的设计

ΔI为允许的电感电流最大纹波峰峰值，取最大输出电流的20%即2A。根据公式电感量为

L??Uin(max)4KTfs?I368V4*6*100000*2?77?H选定电感铁心：I1=10+10*20%*0.5=11A

AeAw?LImaxI1Bmaxkcdc77*10?6*10*11?0.3*0.5*4*106?14000mm44.输出滤波电容的设计

根据标准，输出电压的峰峰值ΔVopp<200mV，考虑到功率开关管开关和输出整流二极管开关时造成的电压尖峰以及直流电压残留的100HZ纹波，可令输出电压的交流纹波为ΔVopp=50mV，ΔU=2V，根据公式

Cf?UominUomin[1?]2U8Lf(2fs)?UOPPimax??UkT1212[1?]?632?33688*77*10*(200*10)*50*10?26?7.8?F?根据具体情况可以选择两个4.7μF/25V铝电解电容并联使用。

5.功率管的选择 额定电压

考虑到功率器件的开关速度和驱动电路的简洁，本电源拟选用MOSFET作为功

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率开关管来构成半桥电路。

整流滤波后的最大电压值为368V，功率开关管的额定电压一般要求高于直流电压的两倍，则功率开关管的额定电压选为800V。 额定电流

输出滤波电感电流的最大值为11A，那么变压器原边电流最大值为11A/6=1.8A，这也是功率开关管中流过的最大电流。考虑到2倍余量2*1.8A=3.6A。

根据实际情况选择IRFBE30，其参数为800V/4.1A。 6.变压器二次侧整流二极管的设计 （1）额定电压

变压器副边是双半波整流电路，加在整流二极管上的反相电压为

UD?2Vinmax2*368??123VkT6在整流管开关时，有一定的电压震荡，因此要考虑2倍余量，可以选用2*123V=246V的整流管。 （2）额定电流

在双半波整流电路中，在一个开关周期内，整流管的开关情况是：当变压器副边有电压时，只有一个整流管导通；当变压器副边电压为零时，两个整流管同时导通，可近似认为它们流过的电流相等，即为平均负载电流的一半，可近似计算整流管的电流为：

整流管中流过的最大电流：

1?If2?10?0.5*2?11AIDMAX?IOMAX?ID?12I0Dmax?(I0)2(1?Dmax)?22?2100*0.85*(0.5*10)2(1?0.85)*2?2?6.8A12

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第3章 课程设计总结

直流稳压电源是工农业设备、仪器仪表、实验室广泛应用的一种电源，研制高效率、稳定性好的稳压电源是人们一直追求的目标。近年来由于全控型、高频电力电子半导体器件和PWM 控制技术已发展到非常高水平, 从而实现开关稳压电源小型化、轻量化、高效率、高精度等优势, 并在很多方面取代传统的调整式直流稳压电源。高频开关稳压电源的变换电路形式有单端正激、单端反激、全桥和半桥等形式。变压器初级在整个周期中都流过电流, 磁芯利用得更充分，它克服了推挽式电路的缺点, 所使用的功率半导体器件耐压要求低、功率半导体器件饱和压降减少到最小、对输入滤波电容使用电压要求也较低。

若能在变压器原边串入耦合电容能有效改善直流偏磁现象,可在100～ 500W 的中功率领域进行广泛应用。

本文所做的研究只是开关电源中的一小部分，在本文研究基础上，可继续研究。

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参考文献

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电力电子技术题例与电路设计指导 北京：机械工业出版社,1999 现代高频开关电源实用技术 电子工业出版社 2001.9 电力电子技术 化学工业出版社 2002.1 开关电源实用技术 人民邮电出版社 2004.1 电力电子技术 重庆大学出版社 2004.3

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