1、 自动化系统自动化系统工程设计工程设计 学院：电子信息工程 专业：自动化 引言：引言：1 1.1 主要技术指标主要技术指标1 1.2 基本工作原理机框图基本工作原理机框图1 2. 各主要功能描述各主要功能描述1 3. 设计方案设计方案 1 3.1 交流交流 EMI 滤波及整流滤波电路滤波及整流滤波电路 3.2 半桥式功率变换器半桥式功率变换器 1 3.3 功率变压器的设计功率变压器的设计 1 3.4 辅助电源的设计辅助电源的设计 1 3.5 驱动电路和风扇风速控制电路驱动电路和风扇风速控制电路 3.6 PWM 控制电路和过流保护电路控制电路和过流保护电路 4. 设计总结设计总结 引言引言 开关
2、稳压电源介绍开关稳压电源介绍 开关电源是相对线性电源说的。他输入端直接将交流电整流变成直流电，再在高 频震荡电路的作用下， 用开关管控制电流的通断， 形成高频脉冲电流。 在电感 （高 频变压器）的帮助下，输出稳定的低压直流电。由于变压器的磁芯大小与他的工 作频率的平方成反比，频率越高铁心越小。这样就可以大大减小变压器，使电源 减轻重量和体积。而且由于它直接控制直流，使这种电源的效率比线性电源高很 多。 这样就节省了能源， 因此它受到人们的青睐。 但它也有缺点， 就是电路复杂， 维修困难，对电路的污染严重。电源噪声大，不适合用于某些低噪声电路。 所谓开关式电源，就是通过用电子线路组成开关式（方波
3、）震荡电路来达到对电 能的转换. 这种方式有好多优点，一是稳压范围宽，在一定范围内输出电压与输入电压变化 无关， 电脑电源可以在 80V240 都可以正常工作， 是其它方式电源无法比拟的。 二是效率高，由于采用开关震荡工作方式，热损耗特别少，发热低。三是结构简 单，相对于其它相同功率的电源，开关电源的体积与重量要少得多。因此，在众 多的电子设备中，开关式电源已经是相当普遍。 所谓开关电源， 是指开关电源中的调整管工作在截止区和饱和区。 调整管截止时， 相当于机械开关的断开，调整管饱和时，相当于机械开关闭合。这种起开关作用 的三极管就叫开关管， 而用开关管来稳定电压的电源， 就称之为开关型稳压电
4、源。 开关式电源:是调整元件工作在开关状态的稳压电源.调整元件通常采用晶体管 可控硅磁开关等. 特点:体积小,稳压范围宽,效率高,但结构复杂,电源噪声大.输出电压为矩形脉冲 电压.所以,不能使用在高要求的线性电源上. 开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止 将直流电转化为高 频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转华 为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比 50HZ 高很 多所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！成本很低如果不 将 50HZ 变为高频那开关电源就没有意义 在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在 515V
5、，电流在 540A 的电 源。而一般实验用电源最大电流只有 5A、10A。为此专门开发了电压 4V16V 连续可调，输出电流最大 40A 的开关电源。它采用半桥电路，所选用开关器件为 功率 MOS 管，开关工作频率为 50kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。 1.1 主要技术指标主要技术指标 a.交流输入电压 AC220V20； b.直流输出电压 1012V 可调； c.输出电流 010A； d.输出电压调整率1； e.纹波电压 Upp50mV； 1.2 基本工作原理及原理框图基本工作原理及原理框图 开关电源的工作原理是: 1.交流电源输入经整流滤波成直流; 2.通过高频 PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初 级上; 3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载; 4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制 PWM 占空比,以达到稳定输出 的目的. 交流电源输入时一般要经过扼流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过 滤掉电源对电网的干扰 该电源的原理框图如图 1 所示。 220V 交流电压经过 EMI 滤波及整流滤波后， 得到约 300V 的直流电压加到半桥变 换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率 MOS 管
