直流开关电源的设计
一、设计目的
1、把从电力电子技术及其它先修课程（电工基础、电子技
术、电机学等）中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全面综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来。
2、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能，培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力。
3、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力，能熟悉或较熟悉地应用相关手册、图表、国家标准，为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。
二、设计任务
设计要求：
1、设计主电路，建议主电路为：整流部分是桥式二极管整流，大电容滤波，DC/DC部分采用半桥变换器，主功率管用MOSFET；
2、选择主电路所有图列元件，并给出清单； 3、设计MOSFET驱动电路及控制电路；
4、绘制装置总体电路原理图，绘制：①单相桥式整流电路各点电压波形；②MOSFET驱动电压、全桥电路中各元件的电压、
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电流以及输出电压波形（将①②波形分别汇总绘制，注意对应关系）；
5、编制设计说明书、设计小结。
三、主要技术参数；
技术参数：装置输入电源为单相工频交流电源（220V+20％），输出电压Vo=24V，输出电流Io=5A，最大输出纹波电压100mV，工作频率f=100kHz。 1、确定变比K
K?Vi/2?DVO?VLF?VD D?0.85
Vo是输出电压，VD是输出整流二极管的通态压降，VLf是输出滤波电感上的直流压降 。VLf=0.5V 2、滤波电感的计算
经验算法一般选择输出滤波电感电流的脉动为最大输出电
流的20%，这样本模块电源的输出滤波电感电流的脉动可选为Io *20%，也就是当输出电流在IOmin= Io *10%时应保证输出滤波电感电流连续，输出滤波电感可按下式计算：
Lf?VoVo[1?]
2?(2fs)?IominVi/2K?VLF?VD3、滤波电容的计算
由下式确定输出滤波电容的大小：
Cf?VoVo[1?]28Lf?(2fs)??VVi/2K?VLF?VD编辑版word
ΔV为输出电压的最大纹波值
四、设计内容
1、开关电源的基本原理
开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，开关电源的基本构成如图1-1所示，DC-DC变换器是进行功率变换的器件，是开关电源的核心部件，此外还有启动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波器等组成部分。反馈回路检测其输出电压，并与基准电压比较，其误差通过误差放大器进行放大，控制脉宽调制电路，再经过驱动电路控制半导体开关的通断时间，从而调整输出电压。其结构图如图1-1所示。
V1 V0 DC/DC变换器
驱动器 PWM 比较 放大 取样 参考 电压 图1-1 开关电源结构图
2、整流电路的设计
整流是将交流电变成脉动直流电的过程。电源变压器输出的交流电经整流电路得到一个大小变化但方向不变的脉动直流电。整流电路是由具有单向导电性的元件例如二极管、晶间管等整流元件组成的。 2.1整流电路的选择
单相整流电路有两种：电容输入型电路和扼流圈输入型电路 两种基本电路的比较如下：(1)开关电源多采用脉宽调制方
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电力电子课程设计
