2000W开关电源答辩.pptx

2000w大功率开关电源设计 天津理工大学中环信息学院 自动化工程系 自动化（数控）刘京龙主要内容一、背景及意义二、高频变换器选择三、开关电源框图四、方案选择五、滤波设计一、背景及意义本设计解决的问题：开关电源的特点开关电源的特点:1:1、效率高、效率高 2 2、稳定性好、稳定性好 3 3、抗干扰、抗干扰 4 4、功率输出高、功率输出高 大功率转换：大功率转换：实现大功率转换是其重要的环节之一实现大功率转换是其重要的环节之一 实现开关电源大功率输出必须选择合适的转换器实现开关电源大功率输出必须选择合适的转换器意义 实现大功率输出、提高效率、提高稳点性实现大功率输出、提高效率、提高稳点性二、高频变换器的分析电路类型传输功率应用环境单端反激式变换器20100W小型仪器、仪表，家用电器等电源，自动化设备中的控制电源单端正激式变换器50200W小型仪器、仪表，家用电器等电源，自动化设备中的控制电源推换式变换器100500控制设备，计算机等电源半桥式变换器1005000W焊机，超声电源，计算机电源等全桥式变换器50030kW焊机、高频感应加热，交换机等 目前，用高频变压器的变换电路按其工作方式可以分为五类，每类都用自己的特点，传输功率也不相同，应用环境也不相同，如下所示：随着电力电子技术的发展，大功率开关晶体管、快恢复二极管及其他元器件的电压得到很大的提高，为发展高频开关电源创造了条件，下图是无工频变压器的开关电源的方框图。图1.开关电源方框图三、电源设计框图四、大功率开关电源方案选择 方案选择：根据第二章中资料分析对五种高频变换器的对比以及本课题高效率大功率开关电源的要求，选择全桥式变换器和驱动模块AS2214来完成本课题的设计，全桥式变换器的特点是输出功率大、工作效率高，并且非常适合于输入电压很高的情况下：驱动模块AS2214在性能、体积、价格方面都有十分突出的优点。具体设计原理图如下图2所示：图2.大功率开关电源设计原理图 该电路以输入电压经过整流滤波进行AC-DC转换，然后通过全桥式高频变换器进行低频到高频的转换，然后输出高频整流滤波。硬开关式全桥式变换器：硬开关PWM电路以结构简单、控制方便得到广泛应用，其电路结构.在硬开关PWM电路中，开关管工作在硬开关状态，开关器件在高电压下导通，大电流下关断，因此，在开关瞬间必然有大量损耗。因此，常常加入缓冲电路，如Rc吸收网络。它可以限制开通时的du/dt和关断时的di/dt，使功率器件安全正常运行 图3.全桥式变换器工作原理图在设计制作模块需要对变压器绕制的参数进行设定，具体项目如下所示：1 变压器磁芯选择功率铁氧体材料，E-E型。2 工作磁感应强度确定为0.2T。3 变压器的计算功率 式中：Pt为变压器的计算功率，单位为W，Po为变压器的输出功率，单位为W，制作方案设定UO为60V，IO为20A，所以Pt为2700W4 磁芯设计输出能力的确定5 绕组匝数的计算，计算公式为：6 导线线经的计算 五、整流滤波电路设计 输出整流滤波电路是通过快恢复整流二极管的整流和滤波电感及滤波电容将高频变压器输出的高频交变电压或电流编程要求的输出电压或电流。因为输出电压比较高，所以高频变压器的副边选用桥式整流，以提高安全可靠性。图4.全波整流电路致谢大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的指导老师裴胜利老师和王凤云老师，感谢各系老师的帮助和关怀。感谢学院领导给了我这次实习的机会，在实习中我学会了很多课堂上没有的东西，这会在以后的工作中对我又很大帮助，在此，我真心的感谢学院的各位领导以及七六四的各位领导。