大功率直流后备电源
大功率直流后备电源
随着电力半导体器件和电子技术的发展，采用大功率晶闸管(SCR)的直流稳压电源也日臻完善，并在国民经济各部门得到愈来愈广泛的应用。这种电源的功率一般从几千到数兆瓦，输出电流从几安到几千安，电流稳定通常为1%~0.01‰。它不仅可以作为大型精密电子设备、计算机、电子物理仪器、等到离子体、超导体以及电化学加工设备的电源，或高精度大电流测量装置的校正电源，还可用作发电厂，变电站的后备电源，并可以在汽车制造业中作为电涂漆的控制电源。
特别是电力部门中，必须要具备较高的后备电源，当发电厂出现故障或定期维修时，要求发电机和电网立即断路。若蓄电当池充电不足，不能提供足够的电流去驱动高压开头，将造成非常严重的恶性事故。而目前我车所用的后备电源水平较低，许多电力部门用的还是五、六十年代的磁饱和充电机，输出的波纹大，效率低，工作不可靠。即使有的以采用了大功率晶闸管，但应用水平还是比较落后。为克服以上的诸多缺点，我设计了以下这种可靠性较高的大功率直流后备电源。
一、方案设计
由于电力行业中的蓄电池充电源是最常用的，所以以它为例。
同其它大功率直流电源一样，为减少对电网的干扰，告别是减少整流装置高次谐波对电网的影响，系统中将采用晶闸管三相全桥式整流电路，输出滤波采用T型滤波器。它的系统框图为：
输入
→
→→输出
二、具体电路设计
1、变压及整流电路设计
三相全控桥式整流电路与三相半波整流电路相比，输出整流电压提高一倍，输出电压脉动较小，变压器的利用率高，且无直流磁化问题。由于三相桥式整流电路控制快速性强，因而在大容量负载供电，电力拖动控制等方面获得广泛应用，因此在本设计中彩了三相全控桥式整流电路。已知系统的稳流输出为30A，稳压输出300V，可根据已知方便地求出各项参数。
变压器的作用主要是变换电压，同时能够抑制电网和主回路之间的相互干扰，由于有续流二极管存在，0°<α<60°时电压波形连续。
次级相电压有效值U?的计算。在电压连续时有
Ud=6/2π
在工程实际中取，U?=(π/3√6)*(K?/εβ)*Udn
K?为安全系数，一般取K?=1~1.2；
Udn为整流相应于额定电流Idn的额定输出电压；
ε为网压波动系数，对一般供电质量可取ε=0.9；
β=COSαmin为最小相控角；
为了在额定负载下，系统仍能进行电压调节，不能按控制角αmin=0°进行计算，一般在实际工程中αmin=15°~30°，
所以U?=(π/3√6)*(1.2/0.9COS20°)*300V=182V
次级相电流有效值I?的计算。根据变压器次级相电流的波形，不难推出
I?=
初级相电流有效值I?的计算。忽略变压器励磁电流，根据磁势平衡原理有
I?=(N?/N?)*I?=(U?/U?)*I?=(182/220)*25A≈20A 变压器容量S的计算。由于已求出U?，I?的值，所以选取变压器的容量为
S=3U?I?=3*182*25KV A≈14KV A
变压器变比K的计算。由于已求出3U?I?和已知U?I?值，所以选取变压器的变比为
K=N?/N?=E?/E?=U?相/U?相=(380/√3)/(182/√3)≈2:1
2、滤波电抗器的设计
滤波电搞器在电路中起着保持电流连续、限制谐波分量和抑制负载短路电流的作用。由于采用三相全控桥，输出基波频率为300HZ，所以与三相半控桥相比，它的平波电抗器的体积可大大减小，下面从两个角度分别计算L的大小。
从限制输出电流脉动的角度计算。可利用以下公式：
L={(K?/2πfd)*[(3√6/π)U?/riId]*103}mH
K?为谐波分量中基波分量的波形系数，K?=2/35；
fd为基波分量的频率，fd=300HZ；
大功率可调稳压电源
大功率可调稳压电源 作者：赵世琪 许多电子装置要求有一个精度较高、电流较大的稳压可调直流电源。本文介绍一种通用型的小功率稳压集成电路uA723，配合适当的大功率管等外围元件，组成的大功率可调直流稳压电源，其输出电流最大可达数十安培。 uA723在电路中主要起调压和稳压作用。其内部结构如图一所示。 图一uA723内部结构图。 图二大功率可调稳压电源电路图。
图二所示为大功率可调稳压电源电路原理图。其工作原理说明如下： uA723本身就是一种串联式的可调稳压器；其特点为可控输出电压Vo=2～37V，输出电流Iom=0.15A；具有输出温漂小，纹波抑制比高，短路限流保护等。与uA723相似的还有LM723、HA17723、CW723、W723等。它们有金属圆壳型Y-10封装和双列直插式C-14封装，不同封装其管脚功能不同，需注意区分。 本电路采用C-14封装的uA723，其8脚Vref端内接一只6.2V的稳压管及分压电阻构成基准电压电路；4脚为反相输人端，又称取样端，改变外接10k电位器的阻值，可改变10脚输出电压值。10脚电压输出值决定uA723外接扩流采样管VT5的V eb电位值及其导通量，从而也控制了4只并联的大功率调整管VT1-VT4输出值。C3是外接消振电容，Rsc 是短路限流保护电阻，可限制uA723的输出电流；限流值I LM=Vse／Rsc（Vse-限流电阻两端电压值）；电容C7、C8是改善交流声的旁路电容，R1是泄放电阻，又起稳定电压的作用。 该电路结构简单、维修方便、稳压效果好，几乎不受供电网交流电压和负载电流波动的影响。只要器件质量有保证，通常不易发生故障。uA723一旦损坏可造成输出电压偏高或无输出电压现象。只要换上一只新的uA723并重新调试输出即可恢复正常。
大功率电源设计
《电力电子技术》课程设计说明书 大功率电源设计 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 专业： 班级： 完成时间：2014年5月29日
摘要 主要介绍36kW 大功率高频开关电源的研制。阐述国内外开关电源的现状．分析全桥移相变换器的工作原理和软开关技术的实现。软开关能降低开关损耗，提高电路效率。给出电源系统的整体设计及主要器件的选择。试验结果表明，该装置完全满足设计要求，并成功应用于电镀生产线。 关键词：高频开关电源；全桥移相；零电压开关；软开关技术
ABSTRACT The analysis and design of 36 kW high frequency switching power supply are presented．The present state of switching power supply is explained．The operating principle of full bridge phase—shifted converter and realization of soft switching techniques are analysed．Soft switching can reduce switching loss and increase circuit s efficiency．Integer designing of power supply system and selection of main device parameters are also proposed．The experiment results demonstrate the power supply device satisfies design requirements completely．It has been applied in electric plating production line success—fully． Keywords：high frequency switching power supply；full bridge phase—shifted；zero voltage switching；soft switching tech— nlques
详解大功率可调稳压电源电路图
详解大功率可调稳压电源电路图 无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源，下面介绍一款直流电压从 3V到15V连续可调的稳压电源，最大电流可达10A，该电路用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电压源集成电路TL431，使稳压精度更高，如果没有特殊要求，基本能满足正常维修使用，电路见下图。 如图1所示大功率可调稳压电源电路图 大功率可调稳压电源电路图 图1 大功率可调稳压电源电路图 其工作原理分两部分，第一部分是一路固定的5V1.5A稳压电源电路。第二部分是另一路由3至15V连续可调的高精度大电流稳压电路。第一路的电路非常简单，由变压器次级8V交流电压通过硅桥QL1整流后的直流电压经C1电解电容滤波后，再由5V三端稳压块LM7805不用作任何调整就可在输出端产生固定的 5V1A稳压电源，这个电源在检修电脑板时完全可以当作内部电源使用。第二部分与普通串联型稳压电源基本相同，所不同的是使用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电压源集成电路TL431，所以使电路简化，成本降低，而稳压性能却很高。图中电阻R4，稳压管TL431，电位器R3组成一个连续可调得恒压源，为BG2基极提供基准电压，稳压管TL431的稳压值连续可调，这个稳压值决定了稳压电源的最大输出电压，如果你想把可调电压范围扩大，可以改变R4和R3的电阻值，当然变压器的次级电压也要提高。变压器的功率可根据输出电流灵活掌握，次级电压15V左右。桥式整流用的整流管QL用15－20A硅桥，结构紧凑，中间有固定螺丝，可以直接固定在机壳的铝板上，有利散热。调整管用的是大电流
NPN型金属壳硅管，由于它的发热量很大，如果机箱允许，尽量购买大的散热片，扩大散热面积，如果不需要大电流，也可以换用功率小一点的硅管，这样可以做的体积小一些。滤波用50V4700uF电解电容C5和C7分别用三只并联，使大电流输出更稳定，另外这个电容要买体积相对大一点的，那些体积较小的同样标注50V4700uF尽量不用，当遇到电压波动频繁，或长时间不用，容易失效。最后再说一下电源变压器，如果没有能力自己绕制，有买不到现成的，可以买一块现成的200W以上的开关电源代替变压器，这样稳压性能还可进一步提高，制作成本却差不太多，其它电子元件无特殊要求，安装完成后不用太大调整就可正常工作。
大功率直流稳压电源
目录 绪论 (2) 第一章小功率整流滤波电路 (3) 1.1 单相整流电路 (3) 1.2 滤波电路 (5) 1.3 稳压电路 (10) 第2章直流稳压电源的技术指标 (11) 2.1、直流稳压电源的特性指标 (11) 2.2 稳压电源质量指标 (11) 2.3稳压电路的种类 (12) 第3章稳压电路保护 (13) 第4章直流稳压电源的分类 (14) 4.1 电路拓扑结构选择 (14) 4.2控制方式的选择 (14) 第5章电源的主电路 (15) 第6章纹波的抑制 (16) 6.1.电源纹波产生途径： (16) 6.2、本文采取的措施 (16) 结束语 (17) 致谢词 (18) 参考文献 (19)
绪论 当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。 一般直流稳压电源由如下部分组成: 整流电路是将工频交流电转换为脉动直流电。 滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。 稳压电路采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。 直流稳压电源的方框图如图1.1所示。 图1-1 整流滤波方框图
MOS管大功率可调稳压电源制作..
河南机电高等专科学校综合实训报告 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 2012年05月
实训任务书 1．时间：2012年5月2日～2012年5月25日 2. 实训单位：河南机电高等专科学校 3. 实训目的：熟悉电路板及电子产品的制作全过程 4. 实训任务： ①了解电路板图得来的方法，掌握电路板图的打印技巧； ②会使用热转印机将电路图转印到覆铜板上； ③掌握电路板的腐蚀过程及注意事项； ④会使用高速钻床给电路板打孔； ⑤认识电子元器件，熟悉常用元器件的特性； ⑥熟练掌握焊接方法和技巧，完成电路板的焊接； ⑦掌握电子产品通电调试的注意事项，会检修电子产品； ⑧作好实训笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决； ⑨联系自己专业知识，体会电子产品制作过程，总结自己的心得体会； ○10参考相关的书籍、资料，认真完成实训报告。
综合实训报告 前言 当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都离不开一个共同的电路——电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算机，所有电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。在电子电路中，都需要压稳定的直流电源供电，小功率稳压他是由电源变压器,整流,滤波和稳压电路等四部分组成。电源变压器是将交流电网 220v 的电压变为所需要的电压值,然后通过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压，由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波,必须通过滤波电路加以滤除,从而得到平滑的直流电压，但这样的电压还随电网电压波动,负载和温度的变化而变化。因而在整流,滤波电路之后还需接稳压电路，稳压电路的作用是当电网电压波动,负载和温度变化时,维持输出直流电压稳定。当负载要求功率较大,效率高时,常采用开关稳压电源。 实训报告: 一、实验名称 MOS大功率可调稳压电源 二、实验要求 1、利用TL431（精密电压基准）和IRF640（MOS管）设计一个大功率可调线 性稳压电源。 2、输入采用24V变压器，前级线圈接市电220V。 3、输出电压在DC2.5～24V之间可调，（最大电流6A，与变压器功率也有关 系。 4、对电路进行分析测试，完善电路的不足之处。 三、实验器材 1、实验仪器和工具 万用表、电烙铁、松香、焊锡、细纱布、锜子、剪刀、剥线钳。
直流稳压电源一般有哪几部分组成-主要技术指标有哪些-
直流稳压电源一般有哪几部分组成?主要技术指标有哪些? 直流稳压电源的组成直流稳压电源主要由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。 1.电源变压器 电源变压器是一种软磁电磁元件，功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。 2.整流电路 整流电路（recTIfying circuit）是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。 整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。 3.滤波电路 滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。 4.稳压电路 稳压电路是指在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流电源，广为各种电子设备所采用。 直流稳压电源主要技术指标直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；
大功率可调直流电源
第1章前言 1.1电力电子技术发展史 现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学, 向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFE和IGBT为代表的，集高频、高压和大电流于一身的功率半 导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1、整流器时代 大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约20%勺电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解（有色金属和化工原料需要直流电解）、牵引（电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等）和直流传动（轧钢、造纸等）三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了一股各地大办硅整流器厂的热潮，目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 2、逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0?100Hz的交流电。在七十年代到八十 年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GT0）成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。 3、变频器时代 进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合, 出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFETI勺问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，又为大中型功率电源向高频
大功率直流开关电源设计
大功率直流开关电源设计 前言 开关电源的发展及国外现状 随着通信用开关电源技术的广泛应用和不断深入，实际工作中人们对开关电源提出了更高的要求，提出了应用技术的高频化、硬件结构的模块化、软件控制的数字化、产品性能的绿色化、新一代电源的技术含量大大提高，使之更加可靠、稳定、高效、小型、安全。在高频化方面，为提高开关频率并克服一般的PWM和准谐振、多谐振变换器的缺点，又开发了相移脉宽调制零电压开关谐振变换器，这种电路克服了PWM方式硬开关造成的较大的开关损耗的缺点，又实现了恒频工作，克服了准谐振和多谐振变换器工作频率变化及电压、电流幅度大的缺点。采用这种工作原理，大大减小了开关管的损耗，不但提高了效率也提高了工作频率，减小了体积，更重要的是降低了变换电路对分布参数的敏感性，拓宽了开关器件的安全工作区，在一定程度上降低了对器件的要求，从而显著提高了开关电源的可靠性。 1. 开关电源主电路的设计 开关电源最重要的两部分就是主电路和控制电路。本章将根据大功率直流开关电源的要求对主电路各部分进行性能分析并计算各项参数，根据计算所得的数据结果选择各元器件，设计出各个独立模块，最后组装成开关电源的主电路。 1.1 开关电源的设计要求 在本课题研究的过程中，主要对大功率开关直流电源的工作原理、电路的拓扑结构和运行模式进行了深入研究，并结合系统的技术参数，确定系统主电路的拓扑，设计出主电路，即分别设计出滤波、整流、DC-DC变换器、软启动和保护控制等部分。下面就对电源主电路的设计进行详细说明。
1.2 主电路组成框图 根据需要设计大功率开关电源的技术要求，本文进行了方案的验证与比较，设计如图2-1所示的软开关直流开关电源的主电路框图。虚线以上是主电路，主电路主要分为输入整流滤波、逆变开关电路、逆变变压器和输出整流滤波；虚线以下为控制回路，控制回路主要包括信息检测电路、控制和保护单元、监控单元和辅助电源。 本电源采用ZVZCS- PWM 拓扑，原边加箝位二极管，三相交流输入整流后，加LC 滤波，以提高输入功率因数，主功率管选用IGBT ，控制电路采用UC3875移相控制专用集成芯片，电流电压双闭环控制。具体设计主电路如图2-2所示，包括三个部分:(1) 输入整流滤波电路；(2) 单相逆变桥；(3) 输出整流滤波电路. EMI 全桥整流滤波 高频逆变 整流滤波 辅助电源 控制和保护单元 反馈 监控单元 交流输入 集中监控单元 直流输出 图2-1 直流开关电源的主电路框图 1.2.1 输入整流滤波电路 三相交流电经电源内部EMI 滤波后，加到整流滤波模块。EMI 滤波器的作用是滤除功率管开关产生的电压电流尖峰和毛刺，减小电源内部对电网的干扰，同时又能减小其他用电设备通过电网传向电源的干扰。滤波电路采用LC 滤波，电感的作用是拓开电流导通时间，限制电流峰值，可以提高电源的输入功率因数。滤波电容采用四个电解电容，两个串联后并联使用，满足三相整流后的高压要求。电阻R1、R2是平衡串联电容上的电压，高频电容与电解电容并联使用，滤除高频谐波，弥补电解电容高频特性差的缺陷。
直流稳压电源电路设计
模拟电子技术课程设计报告 题目名称：直流稳压电源电路设计姓名： 学号： 班级： 指导教师： 成绩：
目录 1课程设计任务和要求 2 2方案设计 2 3单元电路设计与参数计算 4 4总原理图及元器件清单9 5安装与调试 11 6性能测试与分析12 7结论与心得14 8参考文献 14
课程设计题目： 直流稳压电源电路设计 一、课程设计任务和要求: 1）用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±12V）。 2）输出可调直流电压，范围：1.5∽15V； 3）输出电流:IOm≥1500mA；（要有电流扩展功能） 4）稳压系数Sr≤0.05；具有过流保护功能。 二、方案设计： 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如下图1所示，其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。 图1稳压电源的组成框图 图二整流与稳压过程波形图 电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。
方案一、单相半波整流电路 半波单相整流电路简单，电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高，且输出波形脉动大，其值为：S= =≈1.57，直流成分小，= ≈0.45，变压器利用率低。 图3 单相半波整流电路 图 4 单相半波整流电路电压输出波形图 方案二、单相全波整流电路 使用的整流器件是半波电路的两倍，整流电压脉动较小，是半波的一半，无滤波电路时的输出电压=0.9，变压器的利用率比半波电路的高，整流器件所承受的反向电压要求较高。 方案三、单相桥式整流电路 单相桥式整流电路使用的整流器件较多，但其实现了全波整流电路，它将的负半周也利用起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍，且如果负载也相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍，且其与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。所以综合三种方案的优缺点决定用方案三。
可调直流稳压电源的工作原理
可调直流稳压电源的工 作原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
可调直流稳压电源设计 摘要 可调直流稳压电源是采用当前国际先进的高频调制技术，其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽，实现了电压和电流的大范围调节，同时扩大了目前直流电源供应器的应用。直流稳压电源的控制芯片是采用目前比较成熟的进口元件，功率部件采用现国际上最新研制的大功率器件，可调直流稳压电源设计方案省去了传统直流电源因工频变压器而体积笨重。与传统电源相比高频直流电源就较具有体积小、重量轻、效率高等优点，同时也为大功率直流电源减小体积创造了条件，此电源又称高频可调式开关电源。可调直流稳压电源保护功能齐全，过压、过流点可连续设置并可预视，输出电压可通过触控开关控制。 关键词：开关稳压电源；开关变压器；高频直流电源 目录
1可调直流稳压电源 可调直流稳压电源的工作原理 参数稳压器在输入交流电压150V-260V时，输出稳压在220V效果效于和高于这个范围，其效率要下降。采用单片微机进行第一步控制，使310V以下和90V以上的输入电压，调整控制在190V—250V范围，再用参数稳压器进行稳压效果很好。 由市电输入的交流电压变化波动很大，经过过压吸收滤波电路将高频脉冲等干扰电压滤去后，送入直流开关稳压电源、交流取样电路和控制执行电路。 直流开关稳压电源的功率小，但能把60-320V的交流电压娈换成+5V，+12V，-12V 的直流电压。+5V电压供给单片微机使用，±12V电压供给控制电路的大功率开关模块使用。 单片微机把取样电路采集到的输入电压数据，分析判断并发出控制信号送到触发电路，控制调节输出电压。 控制执行电路由SSR过零开关大功率模块和带抽头的自耦变压器组成。SSR之间采用RC吸收电路吸收过电压和过电流，使SSR在开关时不会损坏。控制执行电路把 90-310V的输入电压控制在190V-240V范围，再送到参数稳压器进行精确稳压。 参数稳压器由电感和电容组成LC振荡器，振荡频率50HZ。无论市电怎么变化，其振荡频率不会改变，因此输出电压不会变化，稳压精度高。即使输入电压波形失真很大，经参数稳压器振荡输出后却是标准的正弦波，因此稳压电源有强的抗干扰能力和净化能力。
直流电源通常由哪几种部分组成
1．直流电源通常由哪几种部分组成？各部分的作用是什么？ 2．分别列出单相半波、全波和桥式整流电路中以下几种参数的表达式，并进行比较： （1） 输出直流电压O U （2） 脉动系数S （3） 二极管正向平均电流D I （4） 二极管最大反向峰值电压R M U 3．电容和电感为什么能起滤波作用？它们在滤波电路中应如何与L R 连接？ 4．画出半波整流电容滤波的电路图和波形图，说明滤波原理，以及当电容C 和负载电阻L R 变化时对直流输出电压O U 和脉动系数S 有何影响 5．串联型稳压电路主要由哪几种部分组成？它实质上依靠什么原理来稳压？ 6．在串联型直流稳压电路中，为什么要采用辅助电源？为什么要采用差动放大电路或运放作为比较放大电路？ 7．串联型稳压电路为何采用复合管作为调整管，为了提高温度稳定性，组成复合管采取了什么措施？ 8．桥式整流电路如图10－30所示，要求输出直流电压O U 为25V ，输出直流电流为200m A ，试问： （1） 输出电压是正压还是负压？电解电容C 的极性应如何连接？ （2） 变压器次级绕组输出电压2u 的有效值为多大？ （3） 电容C 至少应选多大数值？ （4） 整流管的最大平均整流电流和最高反向电压如何选择？ 9．桥式整流电路如图10－31所示，220u V =（有效值），40L R =Ω，1000C F μ=， 试求： （1） 正常时，直流输出电流O U ？ （2） 如果电路中有一个二极管开路，O U 是否为正常值的一半？ （3） 当测得直流输出电压O U 为下列数值时，可能出了什么故障？ （a ）18O U V = （b ）28O U V = （c ）9O U V = 10． 在稳压管稳压电路中，如果已知负载电阻的变化范围，如何确定限流电
高压直流电源技术的发展现状及应用通用版
安全管理编号：YTO-FS-PD451 高压直流电源技术的发展现状及应用 通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
高压直流电源技术的发展现状及应 用通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 高压直流电源的基本工作原理和应用 高压直流电源是将工频电网电能转变成特种形式的高压电源的一种电子仪器设备，高压直流电源按输出电压极性可分为正极性和负极性两种。高压直流电源已经广泛应用于各行各业，农业领域也有应用，例如农业环境静电除尘，静电喷雾杀虫，农业物料静电喷涂包裹，农产品加工中的静电植绒、农业生物静电效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。随着农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多，对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要，研究和开发适合农业领域要求的多种新型直流高压电源已经成为一种客观需求，而且其社会效益和经济效益都比较显著，市场前景比较光明。
MOS管大功率可调稳压电源
制作名称：MOS管大功率可调稳压电源 1、设计要求 1）利用TL431（精密电压基准）和IRF640（MOS管）设计一个大功率可调线性稳压电源。 2）输入采用24V变压器，前级线圈接市电220V。 3）输出电压在DC2.5～24V之间可调，（最大电流6A，与变压器功率也有关系）。 3、原理简介 交流220V经过变压器T1、整流桥BR、滤波电容C3进行降压、整流、滤波；C1、C2、D1、D2、R1构成倍压电路，为TL431（精密电压基准）提供工作电压；场效应管IRF640作调整管；TL431、C4构成基准电压电路；三极管9013、R2构成限流保护电路；R4、RP1、R3构成分压采样电路；C5是后级滤波电容。 稳压过程如下：当输出电压升高时，U O↑→U R(TL431)↑→U k(TL431)↓→R2-3(IRF640)↑→U2-3(IRF640)↑→U O↓; 限流保护过程如下：当电流大于6A时，U R2≥0.6V，此时9013导通，导致调整管IRF640 漏极-源极短路，停止输出电压，从而起到限流保护的作用。 4、元器件参数简介
⑴ IRF640: N-MOS、200V、18A、125W、0.18?、G-D-S ⑵ TL431: 分流式可调精密电压基准源（内部含有一个 2.5V的基准电压源），输出电压 2.5V～36V连续可调，工作电流范围宽达100mA，动态电阻典型值为0．22欧。 下图中，输出电压V o =2．5(R2十R3)V／R3 。注意：1mA<(V IN -V OUT )/R1<500mA 5、参考电路板图（PCB图大小：7cm×12cm ，采用10cm×12cm覆铜板） 6、元件清单（220V AC电源线及插头，选配） 代号名称规格型号数量备注 R12W电阻2KΩ/2W1 R26W电阻0.1Ω/6W1 R31/8W电阻510Ω1
XL4013降压型直流电源变换器芯片(大功率型)
n LCD Monitor and LCD TV n Portable instrument power supply n Telecom / Networking Equipment component count. Figure1. Package Type of XL4013
Pin Configurations Figure2. Pin Configuration of XL4013 (Top View) Table 1 Pin Description Pin Number Pin Name Description 1 GND Ground Pin. Care must be taken in layout. This pin should be placed outside of the Schottky Diode to output capacitor ground path to prevent switching current spikes from inducing voltage noise into XL4013. 2 FB Feedback Pin (FB). Through an external resistor divider network, FB senses the output voltage and regulates it. The feedback threshold voltage is 1.25V . 3 SW Power Switch Output Pin (SW). SW is the switch node that supplies power to the output. 4 VC Internal V oltage Regulator Bypass Capacity. In typical system application, The VC pin connect a 1uf capacity to VIN. 5 VIN Supply V oltage Input Pin. XL4013 operates from a 8V to 36V DC voltage. Bypass Vin to GND with a suitably large capacitor to eliminate noise on the input.
大功率直流稳压电源(整流-逆变(IGBT)-(单片机控制PWM)整流)
南京信息职业技术学院 毕业论文 作者学号10714D20 系部电子信息工程系 专业电子信息工程技术 题目大功率直流稳压电源的设计指导教师 评阅教师 完成时间：2010 年05 月10 日
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目录 1引言 (5) 2概述 (5) 2.1电源稳定问题的提出 (5) 2.2电压不稳定的因素 (6) 2.3稳压电源的分类 (6) 2.4本文主要工作 (7) 3电源硬件系统设计 (7) 3.1单片机控制的直流稳压电源的总体设计 (7) 3.1.1电源的主电路 (8) 3.1.2驱动电路 (9) 3.1.3输出电路 (9) 3.1.4直流电源设计 (10) 3.2元件选择 (13) 3.2.1逆变电路的拓扑结构选择 (13) 3.2.2逆变频率的确定 (13) 3.2.3开关元件的选择 (14) 3.2.4逆变控制方式的选择 (15) 4参数计算 (15) 4.1输入电路参数计算 (15) 4.2逆变电路参数计算 (16) 4.3输出电路计算 (18) 4.4纹波的抑制 (18) 5辅助电路 (20) 5.1电压驱动型脉宽调制器 (20) 5.2电流检测电路 (20) 5.3电压检测电路 (22) 6单片机控制系统的设计 (22) 6.1单片机最小系统设计 (22) 6.2数模转换电路 (23) 结论 (26) 致谢 (27) 参考文献 (27)
附录A 电路图 (28) 1引言 自70年代末以来，国外迅速发展功率场效应晶闸管（Power MOSFET）,绝缘门级双级性晶闸管（IGBT）和MOS栅控晶闸管（MCT）等新型功率开关器件，由于这些新型器件具有开关频率高，器件自身的功率损耗小，因而转换效率高，电路结构简单等优点，在加热电源领域中，正在得到广泛的应用。其中IGBT器件，其输出管压降低，一般在3V以下，器件本身的功耗小，具有晶闸管的优点，适合于大电流工作，其控制端采用了场效应管的技术，驱动非常小，适应于高速开关，且没有二次击穿的问题，工作比较安全，因此属于目前国际上有限发展的大功率开关器件。国外器件制造厂商推出了一系列大功率IGBT模块，其最大单管电流已达到1000A以上，耐压可达到1200V（有的可达到1400V），开关时间在600ns以下。其实际工作频率可达到50KHz，功率较小时可达到100KHz，因此是极有前途的功率开关器件。 但是，上述这些新型功率开关器件也存在一些弱点，如电压与电流的过载能力弱，当工作参数超过其安全范围是，非常容易损坏。因此给电路结构的设计与制造提出了新的要求，并且需要快速而有效的保护措施。 由于IGBT逆变器的逆变频率高，节能效果好，在各种电源中均有重要的应用。但到目前为止，我国在应用大功率IGBT模块制造大功率直流稳压电源还是比较少，大功率直流稳压电源主要应用与我国的军事和航天事业当中，如适用于大功率冲击负载和飞机、自行火炮、坦克、导弹等武器装备的起动电源。应用在我国的重型工业中。 2概述 2.1电源稳定问题的提出 许多电子设备都需要良好稳定的直流供电电源，而外部提供的能源大多为交流电网电源，通常是通过火力发电、水利发电、核子发电及风力发电获得的。直流电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流电源的任务。
大功率DC电源要点
大功率DC电源 大功率DC电源 类别：电源技术 几十千瓦功率的开关电源在过去的几十年正在慢慢地替代可控硅整流器（scr）基拓朴，其优缺点是显而易见的。开关电源的高频工作使得磁元件的尺寸和重量减小并对线路和负载干扰有较快的响应时间。在低侧，大功率开关电源对开关器件可靠性的要求比scr基所对应的部件要小。现在，大功率开关电源系用很多功率电路拓朴。最常用的配置包括如下3种功率转换级：?ac-dc 转换器—把3相输入电源转换为一个dc电压。?dc-ac转换器蜒把dc总线上的电压转换为一个高频ac电压。?次级ac-dc转换器—把高频ac电压转换为dc 电压。两个ac-dc转换器除工作频率外其他功能是很相似的。转换器主要的组成部分是：整流器、低通滤波器和缓冲器。缓冲器限制开关瞬态电压和存储在寄生元件中的吸附能量。第2级的dc-ac转换器产生一个高频电压（20khz或更高），通常用于驱动一个变压器。变压器用于电阻隔离和产生由变压器匝数比决定的输出电压。dc-ac转换器是最复杂的一级，而在产品中有很多的功率处理拓扑。大多数大功率dc-ac转换器为了激励高频变压器都采用h桥配置（4个功率器件）。由脉宽调制（pwm）或其他调制方法控制h桥来产生限脉宽或限幅电压。h桥调制产生一个可控输出电压。da-ac转换器拓扑分为三种：硬开关、软开关和谐振。这三种拓扑的主要差别是在转换期间（开关转换）开关器件的负载线路。在转换期间，功率器件消耗大部分的功率。硬开关转换器可使功率器件和缓冲器吸收转换能量。软开关转换器有另外的无源电路来整形功率波形以降低转换期间的损耗。谐振功率转换器具有调谐储能电路，能使器件电压或电流达到正弦。硬开关，软开关和谐振转换器设计成由dc电压启动，通常称之为电压馈电转换器。电压馈电转换器，其特性易于出现快速直通问题，在其他串联器件导通前未能关闭时可能会出现这样的问题。可设计保护电路使灾难性问题最小，通常这样的保护电路在1~2祍内必须有效地检测快速直通问题。器件参量的变化和电压馈电转换器的不规则调制可导致半周期电压不相等，引起变压器磁芯饱和，保护电路也必须具有快速响应，以便在功率半导体器损坏能检测这些条件。电压馈电转换器的电孪生转换器是电流馈电功率转换器。电流馈电转换器比电压馈电转换器优越的地方是快速直通和半周期不对称不可能导致器件失效或磁芯饱和。这是scr基转换器的特性和电流馈电为什么更耐用的一个主要原因。电流馈电转换器的主要缺点是需要一个第4功率转换级把dc总线电压转换为dc电流。增加级数会导致附加的复杂性和损耗。由于成本原因，电流馈电转换器拓扑实现起来比电压馈电拓扑更少。电压馈电转换器特性图1示出一个简化的电压馈电转换器。这种转换器包括：h桥，绝缘栅双板晶体管（igbt）q1-q4，电源变压器t1和输出整流二极管d5~d8。输入电压源可以是电池，dc电源或整流的ac总线。图1 电压馈电转换器图2 电流馈电转换器实际上，需要电容器c1来保证在较高频率有一个低阻抗总线。电感器l1和电容器c2构成一个低通滤波器，以去除输出的ac分量。以通常的硬开关
静电除尘的新型高压直流电源的组成及原理
静电除尘的新型高压直流电源的组成及原理 电源由直流发生器(额定输出100 kV) 和脉冲电压发生器(20 kHz < f < 40 kHz ,输出峰值为10 kV) 组成。脉冲电压发生器的输出电压经隔直电容后和直流发生器的直流输出电压相叠加,使输出电压运行在闪烁包络线以下,同时输出电压平均值较高,保证了除尘效果。系统组成框图如图1 所示。 输入滤波电路将电网存在的杂波过滤掉,同时也阻碍电源产生的杂波反馈到公共电网。市电经全桥整流并滤波后变为较平滑的直流电,再经逆变器变为高频交流电,这是该电源的核心部分,频率越高,电源体积、重量与输出功率之比越小,但由于回路参数、元器件、成本、干扰、功耗等多种因素的影响,当功率较大时,频率一般选择在20～40 kHz ,电源工作频率约为37 kHz。采用集成电路CA3525 ,提供可控的驱动信号,使输出电压、电流值变为可控。高频变压器的设计是电源的难点,由于频率的升高,分布容抗变得很小,所以必须考虑足够的绝缘距离,同时原、副边匝数、回路参数与频率也必须调节到最优运行点,才能保证高频变压器工作在B - H 的线性区,保证变压器原、副边的波形。
通过调节设定电压值和电流值,可以调节直流发生器的输出电压,使它低于闪烁电压,调节脉冲电压发生器的输出电流,使它稍小于闪烁时的电流。因此系统通过反馈电压来使直流输出电压恒定,通过比较设定电流值与反馈电流值来调节输出电流。用户可根据不同情况设定,扩大电源的使用范围。 图2 中选用2 个IGBT模块作为开关型全桥直-交变逆变器,每个IGBT 模块中的2 个功率管分别由输出的2 个相位差180°的驱动信号,经光电隔离后进 行门极驱动。逆变电路工作在PWM控制方式。当G信号变为高电平时,高频变压器的两端直接接到直流电压两端,当H信号为高电平时,高频变压器的两端反相接到直流电压两端,因此,改变驱动信号的占空比将改变输出交流电压的脉冲宽度及有效值。当驱动信号占空比为0. 5 时,输出电压中的基波分量最大,幅值为U01 = 4Ud/π(Ud 为直流电压峰值) 。 脉宽可调的控制方式的主要优点为逆变器通过脉宽调制即可调节输出功率,并且逆变器工作在较高频率时,其产生的开关损耗较小,这在功率大的应用场合是很重要的。当输出电流大于设定值时,驱动脉冲信号变窄,从而使输出功率变小,输出电压、电流随之减小,通过调节脉冲宽度控制直流高压发生器的输出电压值,达到使之小于闪烁电压的目的。 电源采用CW3525A 产生逆变所需的驱动信号,CW3525A 增加了欠压锁定、软启动等电路,其输出采用图腾柱输出结构,可以更快的关断。 脉冲电压发生器工作在恒流工作方式,电流反馈端(电流已转换为电压信号) 输入到误差比较放大器的反相端IN- 与误差比较放大器的同相端IN+ 的设定电压值作比较, IN+ 和IN- 电压经CW3525A 内的误差放大器比较放大后输出小于6 V 的电压,这时将该电压和峰值为6 V 的三角波进行比较,就可以根据IN- 的反馈电流幅值输出不同占空比的驱动信号,对不同的尘埃情况都能工作在恒流方式下。当发生火花放电时,直流高压发生器通过测量电源输出电流值,利用微处理器调节电压设定值,降低直流高压发生器的输出电压,使火花放电消失,当除尘实际电流值小于设定电流值时,微处理器增加电压设定值,使直流高压发生器的输出电压增加。 3 实验结果 当直流高压发生器的高频电源变压器输出电压为15 kV 时,变压器副边输出电压如图3 所示。实际电压幅值约为50 V 乘以分压比,脉冲周期恒定为27μs ,脉宽可调。提高占空比,输出功率增加,输出电压增加。波形顶部的振荡是由变压器的分布参数所致。脉冲高压发生器的高频电源变压器输出电压 幅值为10 kV ,其脉宽可调,波形与上述波形相似。除尘电源输出电压波形如图4 所示,它是直流高压叠加脉宽变化的高频脉冲电压,直流高压由用户根据除尘要求设定为低于最低闪烁电压以下,直流高压根据除尘环境变化输出电压,设定值由微处理器控制调整变化。而脉冲电压发生器由用户设定跟踪除尘电流,以使两电压叠加后,接近闪烁电压运行。
大功率直流稳压电源的设计
送。联系QQ号；1620812008. 毕业设计课程设计有相应的资料和CAD图纸，充值下载或购买者将免费赠送。联系QQ号；1620812008. 毕业设计(论文) 题目名称：大功率直流稳压电源的设计 学院：九江职业技术学院 专业年级：通信技术06级 学生姓名：张巧云 班级学号：20062443 指导教师：黄印君
送。联系QQ号；1620812008. 摘要 本文针对目前国内用于电源是晶闸管静态逆变器。其逆变频率限制在8KHz以下，实际产品一般仅为1KHz左右。晶闸管静态逆变器的频率范围窄，如感应器改变时，不能进行频率调节。本文通过应用IGBT逆变器以设计大功率的直流稳压电源。 本文首先介绍了所设计的大功率直流稳压电源的组成结构和控制原理，并就电源主电路、控制电路、保护电路以及控制系统软件的设计做了详细地分析。 主电路系统由输入滤波整流电路、逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路组成。逆变电路采用输出功率较大的IGBT全桥式逆变结构，绝缘栅双极晶体管（IGBT）具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大等优点。根据大功率直流稳压电源的外特性的要求，设计中使用电压、电流双闭环反馈系统来控制电源外特性，得到的电源特性既有较好的功率特性，又有外拖特性，故系统有很好的外特性。 文中详细讨论了上述电路的设计要点及参数确定，以16位单片机80C196KC为控制核心，组成大功率直流稳压电源的控制系统。单片机通过采样电路中的电压、电流值，与给定值比较后可自动调节，同时还可显示电路中的电压、电流值，具有监控功能。所以此系统不仅具有较高的可靠性，还具有良好的工艺性能。由于使用了高频器件，整个系统具有小型化、轻量化、高效率等优点，符合现代大功率直流稳压电源的发展潮流。故本系统具有较好的发展前景。