1、 毕业设计开题报告 设计题目设计题目：8KV/100mA8KV/100mA 的全桥的全桥开关电源开关电源 系系 别别 机机 电电 工工 程程 系系 专专 业业 年年 级级 学生学号学生学号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 二二 00 00 九九 年年 三三 月月 1 设计题目名称设计题目名称 8KV/100mA8KV/100mA 开关电源的设计开关电源的设计 课课 题题 来来 源源 一 、 课 题 背 景 及 意 义 一 、 课 题 背 景 及 意 义 电源的概况电源的概况 电源，和现在各行个业是密不可分的，直流电源作为直流能量的提供 者，在各种电子设备中，有着极其重要的地位，它的性能良好
2、与否直接影 响整个电子产品的精度、稳定性和可靠性。大功率直流电源被广泛应用于 社会生产的各种领域，特别是电力，军事，医用等。产生直流的方法多种 多样。但在大功率应用中虽然高效开关电源是发展方向，但常规高压整流 电源仍有很强的生命力。其主要优点是电路结构简单，耐冲击能力强，同 时研制费用相对较低。 20 世纪 70 年代世界电源史上发生了一场革命，即 20KHz 的开关频率 结合脉宽调制技术(PWM)在电源领域的应用。到目前为止，电源的频率已经 达到数百 KHz，应用先进的准谐振技术甚至可以达到兆 Hz 水平。提高振荡 器输出频率可降低高压变压器、电抗器、平滑电容器、高压电容器等电子 器件基本性
3、能要求和结构体积，进而缩小高压电源体积。高频化使高压电 源体积大幅度的减小，实用性和使用方便性明显得到改善。 直流电源分为线性电源和开关电源两种，应用大功率半导体器件，在 一个电路中运行于“开关状态，按一定规律控制开关，对电能进行处 理变换而构成的电源，被称为“开关电源”。在实际应用中同时具备三个 条件的电源可称之为开关电源，这三个条件就是: 1. 开关(电路中的电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态)。 2. 高频(电路中的电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频) 3. 直流(电源输出是直流而不是交流)。 广义地说，凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变成另 一形态的主电路都叫
4、做开关变换电路;转变时用自动控制闭环稳定输出并 有保护环节的则称开关电源。 目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计 算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电 子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电 源中采用双极性晶体管制成的 100kHz、用 MOSFET 制成的 500kHz 电源， 2 一 、 课 题 背 景 及 意 义 一 、 课 题 背 景 及 意 义 虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关 损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提 高后，会受电路中分布电感和电容或
5、二极管中存储电荷的影响而产生浪涌 或噪声。这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠 性。其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用 R-C 或 L-C 缓冲 器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁 缓冲器。不过，对 1MHz 以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压 或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌 的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活 跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关 损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。 当前，世界上许多
6、国家都在致力于数兆 Hz 的变换器的实用化研究。 开关电源的组成和开关电源的组成和原理原理 开关电源的组成开关电源的组成 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器 （EMI） 、整流滤波电路、 功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输 入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路 保护电路等。开关电源的电路组成方框图如下： 一、主电路 ，从交流电网输入、直流输出的全过程，包括： 3 一 、 课 题 背 一 、 课 题 背 景 及 意 义 景 及 意 义 1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产 生的杂波反馈到公共电网。 2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下 一级变换。 3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核 心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。 4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 二、控制
