高压脉冲开关电源

论文字数:28651.页数:58 论文编号:JD466 

摘 要
本文分析了国内外高频开关电源的发展和现状，研究了高频开关电源的基本原理及软开关技术实现的条件。设计出一种实用的高压恒流大功率开关电源，该电源输入为单相220V/50HZ，输出电流恒定165mA输出电压在1500V-4000V之间可调。该系统以MOSFET作为功率开关器件，构成全桥移相开关变换器，整个电源由控制电路、DC-DC变换器、输出滤波电路、辅助电源等部分组成。系统控制电路采用了脉宽调制技术(PWM),PWM信号由集成控制器UC3875产生，系统从输出端实时采样电流反馈信号，以控制输出电流的恒定。控制电路和输出电路之间通过光电隔离，提高了系统的可靠性和安全性。
由于模块工作于高频开关状态，系统具有体积小、重量轻、可靠性高等一系列优点。同时，由于使用软开关技术，电源整体效率大于90%。
关键词: 高频开关电源；全桥DC-DC变换器；PWM；软开关技术；效率

性能指标如下：
1、输出电压在1500V～4000V连续可调。
2、输出电流恒定在165mA.
3、总体效率高于90%。
4、可连续工作10个小时以上。

目    录

摘  要  ⅰ
Abstract  

第1章 绪论   1
1.1 课题研究的背景与现状  1
1.1.1 开关电源技术的研究现状   1
1.1.2 开关电源产品的技术发展动向   2
1.2 课题简介及论文的构成   3
第2章 方案设计及方案确定   5
2.1方案设计及方案确定   5
2.1整体电路分析  5
2.2.1 电路的工作原理  5
2.2.2 电路的设计步骤  6
第3章 电路的设计   7
3.1 主电路设计  7
3.1.1 分立元件和单片集成开关电源  7
3.1.2 TOPSwitch芯片的介绍  7
3.1.3 变压器的设计  13
3.1.3.1 概述  13
     3.1.3.2 电压器的设计方法  14
     3.1.3.3 变压器的设计步骤   15
3.1.4 稳压反馈电路的设计  17
3.2 输出电路设计  24
3.2.1 PWM开关电源变压器的设计  24
3.2.1.1 电路拓扑结构的选择   24
3.2.1.2 硬开关的局限和软开关技术   25

3.2.1.3 移相控制ZVS-PWM 全桥变换器的分析  27
3.2.1.4 移相控制ZVS-PWM 全桥变换器的工作原理  27
3.2.1.5 电路的特性分析   29
3.2.1.6 电路拓扑结构的改进  31
3.2.1.7 主功率管的选择  32
3.2.2 开关控制驱动电路的设计   33
3.2.2.1 PWM集成控制芯片工作原理   33
3.3 单元脉冲电路  34
结论   35
致谢  36
参考文献  37
附   录  38
附录1 系统电路原理图  38
附录2 系统电路PCB图  39
附录3 英文文献及翻译  40