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1、PWM型半桥开关电源设计 摘要开关电源是现代电力电子设备不可或缺的组成部分，其质量的优劣直接影响子设备性能，其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路，研制了150W(15V、10A)板桥开关电源。整个系统包括主电路、控制电路和驱动电路三部分内容。系统主电路包括单相输入整流、半桥式逆变、高频交流输出，输出整流、输出滤波几部分。控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计及实验过程，包括元器件的选取以及参数计算。本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525A、光电耦合芯片P
2、G817和半桥驱动芯片IR2110。设计过程中充分利用了SG3525A的控制性能，具有宽的可调工作频率，死区时间可调，具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。介绍了开关电源的相关知识，从开关电源的工作原理，组成，特点等方面进行阐述，把开关电源的分类，主要技术指标，典型结构，技术要点及其开关器件进行了系统的说明，同时在基于PWM技术的基础上。围绕高频变压器、PWM控制及驱动电路等模块，设计了一台功率为150W、输出电压为+15V的半桥式开关稳压电源，并给出了具体设计步骤。关键词开关电源；半桥；SG3525A；高频变压器；MOSFETDesign of half Bridge Switching M
3、ode Power Supply Based on PWM technologyLI Qianguang(Grade 08,Class 2,Major Electric engineering, Electric engineering and automation Dept, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,Shannxi)Tutor: Yan Qunmin【Abstract】Switching mode power supply (SMPS) is a significant part of the power elect
4、ronics, which effects the performance and volume of the electronic equipment. The scheme has made a plan of designs based on the task of design, designed corresponding hardware circuit and developed 150W(15V、10A) half-bridge Switch power supply, it also can display voltage.The system included three
5、parts: the main circuit part, the control circuit part and driving circuit. And the main circuit part consisted of one-phase input rectification. The control circuit involved two parts: One is the circuit brings the pulse controls the switches in main circuit, and the other is the protect circuit. A
6、nd then detailedly recommended the designs of main circuit, control circuit and driving circuit, including selected components and calculated parameter. The CMOS chip that is applied in the design is PWM Controller SG3525、optical coupler Circuit PC817、half bridge drive chipIR2110. The controlled fea
7、ture of PWM Controller SG3525A is fully utilized in the process of design, which has wide adjustable operating frequency and dead time, input under voltage lock function and twin channel output current. A half bridge switching modepower supply (SMPW)technology is introduced The detailed design metho
8、d of high frequency transformer.PWM control and dirce circuit is procided A 150W half birdgs SMPS using this method is design .At last,the experimental waveforms are presented.【Key words】 SMPS half birdge;SG3525A;high frequency transformer;MosfetII陕西理工学院毕业设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论
9、文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；
10、在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部
11、分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日目 录绪论5第一章概述61.1 开关电源概述61.1.1 开关电源的工作原理61.1.2 开关电源的组成71.1.3 开关电源的特点71.2 开关电源的分类81.3 开关电源的主要技术指标10第二章 开关电源的拓扑结构及比较122.1 开关电源典型结构122.1.1 串联电源典型结构122.1.2 并联开关电源结构122.1.3 正激电源开关结构132.1.4 反激开关电源结构142.1.5 半桥开关源结构142.1.6 全桥开
12、关电源结构152.2 开关电源技术要点162.2.1 电源电路的组成及主要特点162.2.2 倍压/桥式整流自动切换17第三章 开关电源的控制及PWM技术183.1 开关器件183.1.1 开关器件的特征183.1.2 开关器件的组成183.1.3 开关器件的分类183.1.4 电力场效应晶体管MOSFET193.2 PWM调制技术213.2.1 PWM逆变电路及其控制方法213.2.2 PWM 跟踪控制技术233.2.3 PWM整流电路及其控制方法24第四章 PWM半桥式开关电源的设计284.1主电路结构及其工作原理294.2 电源系统框图及部分介绍294.3 高频变压器设计304.4 PW
13、M控制电路324.5 隔离驱动线路324.6 结论33PWM型半桥式开关电源总体电路图34致 谢35参考文献36英文文献37中文翻译40绪论随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用，人们对其需求量日益增长，并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。为了适应市场需求，全球各开关电源制造厂商不断推出各种性价比很高的产品或模块。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。PWM半桥式开关电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有深远的意义。从另一方面来说，PWM半桥式开关电源的技术追求也日趋高涨和发展趋
14、势亦渐广泛，而且派生出了很多特殊的应用领域研制和开发的难度变得更大了，这就更有很多的研究价值和技术发展的空间了。开关电源的高频变换电路形式很多，常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。其中，在半桥式变换器电路中，变压器初级在整个周期中都有电流流过，磁芯利用更加充分。它克服了推挽式电路的缺点，所使用的功率晶体管耐压要求较低；其次，晶体管的饱和压降也减少到最小；再者，对输入滤波电容电压要求也比较低。由于以上诸多因素，半桥式变换器在高频开关电源设计中得到广泛的应用。本次设计从两个部分进行，第一部分介绍了开关电源基础知识和理论，第二部分具体介绍开关电源的设计步骤和具体电路及元件的设
15、计计算。开关电源理论部分在第一节分别讲述了开关电源的 开关电源的工作原理、开关电源的特点；第二节介绍了开关电源的分类第三节介绍了开关电源的主要技术指标；第四节介绍了开关电源典型结构、串联电源典型结构、并联开关电源结构、正激电源开关结构、反激开关电源结构、半桥开关源结构、全桥开关电源结构；第五节介绍了开关电源技术要点、电源电路的组成及主要特点、倍压/桥式整流自动切换；第六节介绍了开关器件、开关器件的特征、开关器件的组成、开关器件的分类；第七节介绍了PWM调制技术详细说明了PWM逆变电路及其控制方法、PWM跟踪控制技术及PWM整流电路及其控制方法。设计部分从电源的主电路图，模块框图，高频变压器的设计，PWM控制及驱动电路等进行了详细的说明。第一章 概述 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成
