[学士]高压软开关充电电源硬件设计

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资料等级:[学士]高压软开关充电电源硬件设计
发布时间:2014-1-4
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资料简介
                          [学士]高压软开关充电电源硬件设计
开关电源属于电力电子技术,他运用功率变换器进行电能变换,经过变换电能,他可以满足各种用电要求。开关电源是美国NASA用于宇宙火箭搭载电源目的而开发的。与线性电源相比开关电源具有体积小、重量轻、效率高的特点,被广泛用于电视机、计算机、自动控制装置、产业机械、通信装置等各个领域。特别是随着半导体技术的进步和信息产业的发展,开关电源的需求量不断扩大。随着现代半导体技术的发展,尤其是高性能的全控器件的产生,开关电源迎来了一个生机勃勃的春天。 
1. 发展史1955年美国的科学家罗耶首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。此后, 利用这一技术的各种形式的晶体管直流变换器不断地研制和涌现出来, 从而取代了早期采用的旋转式或机械振子式的寿命短、可靠性差、转换效率低的换流设备。由于变换器中的功率开关管工作在开关状态, 所以由此而制成的开关电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻, 在当时被广泛地应用于航天及军事电子设备上。由于那时的微电子技术十分落后, 不能制作出耐压高、速度快、功率大的晶体管, 所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入, 并且转换的速度也不能太高。60年代末, 由于微电子技术的快速发展, 高反压的晶体管出现了, 从此以后直流变换器就可以直接由市电经整流滤波后输入, 不再需要有降压变压器了, 从而极大地扩大了开关电源的应用范围, 并在此基础上诞生了无工频降压变压器开关电源, 省掉了工频降压变压器, 使开关电源的体积和重量大为减小。开关稳压电源才真正做到效率高、体积小、重量轻。70年代以后, 与该技术有关的高频高反压的大功率晶体管、场效应管、高频电容、肖特基二极管、高频磁芯材料等元器件也不断地被研制和生产出来, 使这一技术得到了飞速的发展, 并且被广泛地应用于计算机、通信、航天、彩色电视等领域中, 从而使无工频变压器开关电源成为各种电源中的佼佼者[1]。
2. 目前正在克服的困难 随着半导体技术和微电子技术的高速发展, 集成度高、功能强的大规模集成电路的不断出现, 使得电子设备的体积在不断地缩小, 重量在不断地减轻,所以从事这方面的研究和生产的人们对电源中的开关变压器还感到不是十分理想, 他们正致力于研制出效率更高、体积和重量更小的开关变压器或通过别的途径来取代它, 使之能满足电子仪器和设备微小型化的要求。这就是从事开关电源研究的科技人员目前正
在克服的第一个困难。开关电源的效率是与开关管的变换速度成正比的, 并且由于采用了开关变压器以后,才能使之由一组输入得到极性、大小各不相同的多组输出。要进一步提高其效率, 就必须提高其工作频率。但是当频率提高以后, 对整个电路中的元器件又有了新的要求。例如: 高频电容、开关管、开关变压器、储能电感、快速整流二极管等都会出现新的问题。进一步研制出适应高频工作的有关电路元器件是从事开关电源研制的科技人员要解决的第二个问题。线性电源中的功率调整管具有稳压和电子滤波的双重作用, 因而串联线性电源不产生开关干扰, 且输出波纹电压小。但是开关电源中的开关管是工作在开关状态, 所以就会产生尖峰干扰和谐振干扰。这些干扰就会污染市电电网, 影响邻近的电子仪器和设备的正常工作。随着开关电源电路和抑制干扰措施的不断增加和完善, 它的这一缺点得到了进一步的克服, 可以达到不妨碍一般电子仪器和设备正常
工作的程度。但在一些精密电子仪器中, 由于这一缺点, 却使开关电源不能得到应用。所以,克服这一缺点, 进一步提高开关电
资料目录
摘要 I
Abstract II

第1章 绪论 1
1.1 开关电源的发展状况 1
1.2开关电源的技术发展趋势 3
1.3本论文的研究目的 4
第2章 开关电源原理 5
2.1 开关电源基本工作原理 5
2.2 开关电源的分类 6
2.3 关电源优缺点 7
2.3.1 开关电源的优点 7
2.3.2 开关电源的缺点 8
2.4 软开关技术简介 9
2.4.1 硬开关与软开关 9
2.4.2 软开关的分类 10
2.5 本章小结 12
第3章 高压软开关充电电源硬件设计 13
3.1 主电路设计 13
3.1.1 主要技术指标 13
3.1.2 主电路选型 13
3.1.3 电路的工作原理及方式 13
3.1.4 主电路的各项参数 19
3.2 控制及触发电路的设计 22
3.2.1 电压电流检测 22
3.2.2 IGBT的驱动 22
3.2.3 DSP的选择 24
3.2.4 PWM波的形成 27
3.3 电路的理想波形 28
3.4 本章小结 29
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录 外文翻译 33
编辑评价
内容编制详细、表述清楚,易于理解,紧密联系相关规范和标准,技术含量高,有一定的参考价值。
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