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1、基于SG3525的DC/DC开关电源设计 The Design of DC/DC Switching Power Supply Based on SG3525 毕业设计任务书题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、设计内容设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源，给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算。二、基本要求1. 系统工作原理及设计思路。2. 设计开关电源主电路。3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。4. 主要元器件的选择。5. 利用saber进行系统仿真。三、主要技术指标输入电压为DC1035V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定
2、功率为500W。电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。四、应收集的资料及参考文献1 邹怀虚. 电源应用技术M. 北京：科学出版社.19982 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术M. 北京：电子工业出版社，2001五、毕业设计进度计划第12周： 收集资料，完成系统工作原理及设计思路开题报告。第3周： 设计开关电源主电路。第46周： 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。第7周： 中期检查。第811周： 利用saber进行系统仿真。第1213周： 论文审核定稿。第1415周： 答辩。毕业设计开题报告题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、研究背
3、景21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。2、 国内外研究现状1. 国外研究现状自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻
4、为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(P
5、ower Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、
6、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。2. 国内研究现状与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的。高频化的实现，需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件。发展功率MOSFET、IGBT等新型高
7、速器件，开发高频用的低损磁性材料，改进磁元件的结构及设计方法，提高滤波电容的介电常数及降低其等效串联电阻等，对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用。开关电源被誉为高效能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。采用了高频变压器和控制集成电路的开关电源更具有效率高、输出稳定、可靠性高等特性，是今后电源的发展趋势。3、 主要工作1. 分析系统工作原理及设计思路。2. 设计开关电源主电路。3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。4. 根据任务要求选择主要元器件。5. 利用saber进行系统仿真。4、 采用的方法1. 根据设计要求，选用SG3525脉宽调制控制器。 2.
8、 通过调节SG3525第5脚上CT的电容和第6脚RT上的电阻就可以改变输出控制信号PWM的频率。3. 调节第9脚COMP的电压可以改变输出脉宽，可以改善开关电源的动态性能和简化控制电路的设计。五、预期达到的结果利用saber进行系统仿真使设计的开关电源满足输入电压为DC1035V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定功率为500W。电路以SG3525为控制芯片，且电源工作性能稳定，电源效率高。指导教师签字时 间 年 月 日摘要本文主要目的是设计一款基于SG3525的推挽式DC/DC开关电源，首先可以将 DC1035V，转变成DC360V，额定功率达到500W。可应用在低压转高压的设备中，
9、特别是适用于低压输入的车载逆变电源的前级升压等。通过对比研究，设计了基于SG3525的推挽式DC/DC开关电源的主拓扑结构，将前级的低压直流电通过变压器耦合升压，输出经过桥式整流和LC滤波，得到360V直流高压。MOSFET漏源极采用RC吸收电路，对变压器漏感产生的尖峰电压进行吸收。电压的反馈采用TL431和PC817结合的隔离采样方式，实现了前后级的电气隔离。电压反馈信号送入SG3525的比较端，与SG3525的内部三角波进行比较，可以得到占空比变化的PWM波形，实现对输出电压的闭环控制。通过对主电路工作原理分析和参数计算，完成了硬件电路的设计，最后通过电力电子仿真软件SABER对电路进行仿
10、真验证，可以在输入电压全范围内实现稳压输出360V，输出功率达到额定要求，电路性能稳定，响应速度快。关键词：SG3525推挽DC/DC开关电源 SABER仿真AbstractThe main purpose of this paper is based on a push-pull DC/DC SG3525 switching power supply, can be transformed into DC1035V, DC360V, rated power reaches 500W. Can be used in high pressure and low pressure rotor de
11、vice, especially suitable for low voltage inverter power input before voltage etc.Through the comparative study, design the main topology of push-pull DC/DC switching power supply based on SG3525, the low voltage DC power stage through transformer step-up, output filtered bridge rectifier and LC, 36
12、0V DC high voltage. MOSFET drain source using RC snubber circuit, peak voltage of transformer leakage generated by absorption. Isolation by TL431 and PC817 combined with the feedback sampling voltage, electrical isolation between the before and after class. Comparison of terminal voltage feedback si
13、gnal is sent to SG3525, compared with the internal triangular wave SG3525, can get the PWM duty cycle waveform changes, to achieve closed-loop control of output voltage.Through the work of the main circuit principle analysis and parameter calculation, completed the hardware circuit design, the power
14、 electronic simulation software SABER to verify the circuit, the input voltage can achieve the full range output voltage 360V, output power reaches the rated circuit requirements, stable performance, fast response speed.Key words：SG3525 push-pull DC/DC SABER simulation目录第1章绪论11.1课题研究的目的意义11.2国内外研究现状
15、11.3论文研究内容2第2章课题设计要求及方案32.1设计要求32.2设计方案3第3章 系统主要元器件介绍53.1SG3525芯片介绍53.1.1 引脚功能说明63.1.2 SG3525的工作原理73.2 TL431工作原理介绍93.3PC817性能介绍113.4高频变压器12第4章 硬件电路设计144.1 推挽电路原理及设计144.2 SG3525控制电路设计174.3 TL431和PC817反馈电路设计184.4 高频变压器设计19第5章 saber仿真验证225.1 仿真软件介绍225.2 系统仿真电路图235.3 仿真结果23第6章 结论27参考文献28致 谢29附录30附录A外文资料30附录B电路原理图47石家庄铁道大学四方学院毕
