電力電子課程設(shè)計---通信高頻開關(guān)電源的設(shè)計

1、<p>　　電力電子技術(shù)課程設(shè)計</p><p>　　設(shè)計題目：通信高頻開關(guān)電源的設(shè)計</p><p>　　學院名稱： 信息科學與工程學院 </p><p>　　指導老師： xxxxxx </p><p>　　專業(yè)班級： xxxxxxx </p>

2、<p>　　學生姓名： xxxxxxxx </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　設(shè)計任務與性質(zhì)</b></p><p><b>　　設(shè)計選題</b></p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容&

3、lt;/b></p><p><b>　　概述</b></p><p><b>　　總方案設(shè)計</b></p><p>　　正激式變換器拓撲分析、高頻變壓器設(shè)計及主電路各參數(shù)設(shè)計</p><p><b>　　反饋控制電路設(shè)計</b></p><p>

4、;　　保護電路及緩沖電路元件選擇</p><p><b>　　驅(qū)動電路設(shè)計</b></p><p><b>　　電路仿真</b></p><p><b>　　PSIM簡介</b></p><p><b>　　仿真參數(shù)設(shè)定</b></p>&l

5、t;p>　　在額定電壓下的仿真結(jié)果</p><p>　　在電源波動時的仿真結(jié)果</p><p><b>　　電源的啟動問題</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p><b>　　附錄參考資料</b></p><p>　　第

6、一章設(shè)計任務與性質(zhì)</p><p>　　本課程設(shè)計是在學習完《電力電子技術(shù)》課程之后進行的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是工程技術(shù)應用型人才培養(yǎng)目標的重要組成部分。在教師指導下讓學生獨立完成，一方面鞏固課程知識，加深對理論知識的理解，一方面訓練學生綜合運作所學的理論知識，掌握一定的設(shè)計方法和設(shè)計思想，能初步解決一些實際問題；培養(yǎng)學生查閱資料，立即獲取新知識，新信息的能力。</p><p>　

7、　在規(guī)定時間內(nèi)通過分析任務書，查閱收集資料，充分發(fā)揮主動性與創(chuàng)造性,在老師的指導下聯(lián)系實際，掌握正確的方法,理清思路，獨立完成課程設(shè)計，撰寫設(shè)計說明書，其格式和字數(shù)應符合規(guī)定。根據(jù)要求設(shè)計出實際可行的電路，并計算電路中所用元器件的參數(shù)，確定其規(guī)格型號；課程設(shè)計說明書要求整潔、完備、內(nèi)容正確、概念清楚、文字通暢、并繪制出相應的電路圖，符合規(guī)范。</p><p><b>　　第二章設(shè)計選題</b&g

8、t;</p><p>　　通訊高頻開關(guān)電源的設(shè)計：</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p><b>　　直流輸出電壓；</b></p><p><b>　　輸出電流；</b></p><p>　　輸出電壓紋波峰值不超過；</

9、p><p>　　輸出電流時副邊電感電流仍保持連續(xù)；</p><p>　　采用PWM控制方案，最大占空比。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p><b>　　總體方案設(shè)計；</b></p><p><b>　　高頻變壓器設(shè)計；</b>

10、</p><p>　　功率開關(guān)器件的選擇；</p><p>　　保護電路及緩沖電路元件選擇；</p><p><b>　　驅(qū)動電路設(shè)計；</b></p><p><b>　　諧振電感的設(shè)計；</b></p><p>　　副邊濾波電感、電容的設(shè)計與選擇。</p>

11、<p><b>　　第三章設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　開關(guān)電源的設(shè)計涉及到半導體物理、控制理論、磁學等眾多學科，初學完一本《電力電子技術(shù)》，遠不能做好一個開關(guān)電源的設(shè)計；在看了一些關(guān)于開關(guān)電源設(shè)計的書籍之后發(fā)現(xiàn)，先不管控制要求的引入，對于隔離式變壓器，很多設(shè)計者都會盡可能的自己繞變壓

12、器線圈，以使電源達到最大的效率，但磁學的內(nèi)容在以往并沒深入學習，看書后很多新的名詞與設(shè)計理念讓人很頭疼，更何況還要根據(jù)要求選擇磁芯、計算變壓器骨架等的各種參數(shù)。</p><p>　　設(shè)計要求的通信用高頻開關(guān)電源，設(shè)計功率為，這樣的一個功率級別，使用普通的DC-DC拓撲難以達到要求，事實上如果采用反激式變換器拓撲，現(xiàn)實中很難實現(xiàn)（但論壇上確實有人手工焊接了這樣的一個變換器，用了五個變壓器實現(xiàn)），沒有設(shè)計經(jīng)驗，也沒有

13、多少接觸到的已有的設(shè)計方案，感到很迷茫。參考了一些網(wǎng)上的設(shè)計方案，一些動則用到全橋變換器，一些馬上就是用了從未見過的半導體芯片（在產(chǎn)品的設(shè)計中確實很普遍）、根本不談變換器的拓撲等等，讓我感到更加迷茫了；經(jīng)過簡單的仿真，索性采用正激式的拓撲，控制方式使用較為簡單的電壓模式的PWM控制方式，再參考控制理論中所學的PI控制方法。當然很顯然，如果是簡單的單端正激式變換器，交流220V的輸入恐怕難以選擇器件，這樣可以使用雙端正激式拓撲，緩解開關(guān)器

14、件所需承受的最大電壓。至于其他的設(shè)計要求，在之后的設(shè)計報告中將一一體現(xiàn)。</p><p><b>　　總方案設(shè)計</b></p><p><b>　　電源拓撲選擇</b></p><p>　　開關(guān)電源中常用的拓撲有十數(shù)種，可分為隔離式、非隔離式兩類。</p><p>　　非隔離式變換器又可分為buc

15、k、boost和buck-boost變換器，這幾類DC-DC變換器多適用于低直流電壓輸入/低直流電壓輸出的應用場合，所以輸出功率也不會做的太高；此外由于輸入回路與輸出回路共地，無法實現(xiàn)多路輸出。</p><p>　　另一類隔離式變換器，主要有Flyback（反激式）、Forward（正激式）、Push Pull（推挽式）、半橋變換器、全橋變換器等；反激式拓撲廣泛應用于小功率電路中（典型的的應用場合），正激式變換器

16、則廣泛應用于大功率，這些拓撲結(jié)構(gòu)中的高頻變壓器既有傳輸能量的作用，也提供必要的電網(wǎng)隔離。</p><p>　　介于反激式拓撲不適合做大功率的電路（設(shè)計需求輸出功率），而半橋電路需要復雜的隔離驅(qū)動電路，全橋電路有偏磁問題、控制方式更加復雜等等，不能在短時間內(nèi)一一理解并貫通，選用正激式拓撲尚能滿足設(shè)計的要求且學習起來比較簡單。而單端正激變換器在輸入的情況下開關(guān)應力很大（交流電網(wǎng)輸入可能會高達，則整流濾波后近），故選擇

17、雙端正激變換器，可以將開關(guān)應力從減小到。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p>　　該通信高頻電源可接交流電，經(jīng)整流濾波，作為正激變換器的直流輸入，經(jīng)過開關(guān)電路，完成能量傳輸。在輸出端接采樣網(wǎng)絡(luò)，將輸出電壓型號衰減，作為反饋環(huán)路的輸入。反饋環(huán)路通過2型誤差放大器，通過參考電壓與輸入電壓的比較，調(diào)整輸出PWM波占空比，通過驅(qū)動電路，完成對開關(guān)器件

18、的開通關(guān)斷控制，維持輸出電壓的穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：</p><p><b>　　原理圖</b></p><p>　　正激式變換器拓撲分析、高頻變壓器設(shè)計及主電路各參數(shù)設(shè)計</p><p>　　輸入/輸出電壓與導通時間和匝數(shù)比的設(shè)計關(guān)系</p><p>　　正激變換器中變壓器工作在DCM模式下，但占空比由工作在CCM

19、模式下的輸出電感決定。即使是工作在DCM模式下的變壓器，其占空比也由CCM模式下的占空比控制（其中為變壓器次級電壓），由下式可推導出，不論輸入電壓如何變化，加在正激變換器變壓器的伏秒數(shù)是恒定的：</p><p><b>　　(3.3.1)</b></p><p>　　其中n為變壓器匝數(shù)比，f為開關(guān)電源開關(guān)頻率。</p><p>　　那么可知，高

20、的輸入電壓對應于低的導通時間，在開關(guān)頻率一定時，占空比則小。因此，加上開關(guān)器件在工作時產(chǎn)生的壓降，則：</p><p><b>　　(3.3.2)</b></p><p>　　其中上劃線與下劃線分別表示最大值與最小值，為次級二極管導通壓降。</p><p>　　雙端正激變換器顯著的優(yōu)點是沒有漏感能量消耗，開關(guān)導通時，存儲于漏感中的所有能量不是消

21、耗于電阻元件或功率管內(nèi)，而是在開關(guān)關(guān)斷時通過初級回路中的二極管回饋到輸入端。故只要保證開關(guān)管關(guān)斷時間比變壓器復位時間短，則變壓器磁芯總是能成功復位的。所以雙端正激變換器的占空比一般設(shè)計不超過為0.4。設(shè)定交流輸入電壓為，那么從（2.2）式，我們可以得到輸出電壓與匝數(shù)比的關(guān)系，即，</p><p><b>　?。?.3.3）</b></p><p>　　功率開關(guān)管最大關(guān)

22、斷電壓應力</p><p>　　當交流輸入為242V時，通過整流濾波得到的直流輸入電壓大概為342V。因此開關(guān)管的最大關(guān)斷電壓應力為，</p><p><b>　?。?.3.4）</b></p><p>　　初級電流、輸出功率及輸入電壓的關(guān)系</p><p>　　設(shè)電源的工作效率為，以最小直流輸入電壓計算輸入功率，即與之

23、對應的初級輸入電流平均值的成績。若將階梯斜坡電流波形等效為等脈寬的平頂電流，其幅值為階梯斜坡中點值，則電流平均值為。電流、功率、電壓的關(guān)系如下：</p><p><b>　　（3.3.5）</b></p><p><b>　　因，則。</b></p><p>　　對于MOSFET而言，制造廠商將MOSFET管的最大持續(xù)電流

24、定義為，在最大導通壓降和占空比為1時，產(chǎn)生的功率損耗使MOSFET管結(jié)點溫度上升到最大值（外殼溫度為）時的漏極電流。因此，，即</p><p><b>　　(3.3.6)</b></p><p>　　其中，是時的最大柵源極間導通電壓，為熱阻。</p><p>　　在開關(guān)電源設(shè)計中通過給定的最大尖峰電源來選擇MOSFET管時，值不能作為參考值，因

25、為實際使用中占空比不會達到100%。出于可靠性的考慮，希望結(jié)點溫度的設(shè)計值為或。但值可以說明不同MOSFET關(guān)在占空比為1時工作情況下的相對載流能力。對于輸出功率確定時，根據(jù)輸出功率和最小直流輸入電壓，計算出的，從而得出的電流值可以計算出需要的MOSFET管的，使得值不超過最小直流輸入電壓的2%，那么</p><p>　　根據(jù)上面的計算結(jié)果，而數(shù)據(jù)手冊上的值是在溫度條件為的條件下給出的。由于值受溫度等參數(shù)影響很大

26、，所以選擇MOSFET管要注意隨溫度和器件額定電壓變化的曲線。</p><p>　　假定開關(guān)器件結(jié)點到外殼的溫升為，則</p><p>　　假設(shè)交流開關(guān)損耗可以忽略，又有，</p><p>　　對于本設(shè)計的正激變換器，每個周期的最大導通時間是0.4T，有效電流是，選擇IXYS公司的MOSFET管IXFT30N50Q3則，可得到</p><p>

27、;　　現(xiàn)求得的為結(jié)點溫度時，轉(zhuǎn)換到結(jié)點溫度為時，有，而該MOSFET管，是滿足條件的。該MOSFET管的簡要數(shù)據(jù)如下，</p><p><b>　　磁芯氣隙分析</b></p><p>　　從磁滯回線上看，在0Oe處磁芯剩磁大約為1000G，要遠離磁滯回線的拐點，避免磁芯進入飽和，則值應在1000G以內(nèi)。根據(jù)法拉第電磁感應定律，計算初級匝數(shù)的公式為：</p>

28、;<p><b>　　（3.3.7）</b></p><p>　　其中為磁芯有效截面積。</p><p>　　由（2.5）式可見，如果減小dB，則，即當線圈占用變壓器骨架的面積一定時，導線線徑將減小，使得流過電流最大值減小，從而使輸出功率減小。</p><p>　　磁芯加入氣隙后，使磁滯回線傾斜，0Oe處的剩磁減小，dB的范圍就增

29、大了。然而隨著氣隙的引入，使得勵磁電感減小，則因：</p><p><b>　?。?.3.8）</b></p><p>　　勵磁電流會隨著勵磁電感的減小而增加，勵磁電流對應的能量不能傳遞到變壓器次級，使得電源的效率降低。</p><p><b>　　磁芯選擇</b></p><p>　　正激變換器的

30、變壓器磁芯有效功率與峰值密度、磁芯面積和窗口面積、頻率及繞組電流密度（圓密耳有效值安培）有關(guān)</p><p>　　假設(shè)忽略控制電路的損耗，電源功率為，窗口使用系數(shù)為0.4，則可以推導出拓撲輸出功率公式如下：</p><p><b>　?。?.3.9）</b></p><p>　　查表（《開關(guān)電源設(shè)計（第三版）》第195頁表7.2a 正激變換器拓

31、撲最大輸出功率），這里是假設(shè)當、時的值，選取的磁芯數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　初級匝數(shù)與次級匝數(shù)的計算</p><p>　　磁芯確定之后，得到，但由于磁芯損耗隨頻率的升高而上升，在的頻率范圍內(nèi)，峰值密度可能不得不降至或者。我選取，可算出：</p><p>　　由（2.3）式可得出：</p><p>　　則從新修正匝數(shù)比為：</p&g

32、t;<p><b>　?。?.3.10）</b></p><p><b>　　輸出電感、電容設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計中對輸出電流的要求為，當輸出電流時副邊電感電流仍保持連續(xù)，因此在電流的臨界連續(xù)狀態(tài)下，有。根據(jù)伏秒數(shù)與電感和電流乘積的關(guān)系，這一點與buck拓撲很相似，故有：</p><p>&l

33、t;b>　　（3.3.11）</b></p><p>　　其中的為輸出電感的電感值。那么易得，取。</p><p>　　對于輸出紋波的限制，輸出電壓紋波峰值不超過。輸出電壓紋波幾乎全由濾波電容的等效串聯(lián)電阻決定，紋波總幅值為</p><p>　　對于很寬耐壓和容值范圍的鋁電解電容，其，為一恒定值。于是有，</p><p>　

34、　取，另相應的可算得濾波電容的等效串聯(lián)電阻為。</p><p><b>　　反饋控制電路設(shè)計</b></p><p>　　含2型誤差放大電路的正激變換器反饋環(huán)路設(shè)計方法</p><p>　　系統(tǒng)引入2型誤差放大電路，使輸出電壓穩(wěn)定。其傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　(3.4.1)</b>&l

35、t;/p><p>　　其零點、極點分別為，。</p><p>　　系統(tǒng)穩(wěn)定的準則有：在穿越頻率處總開環(huán)相移小于，即相位裕度至少為；為防止-2的增益斜率電路相位快速變化，系統(tǒng)的總開環(huán)增益在穿越頻率處的斜率應為-1。</p><p>　　開關(guān)電路中，若假設(shè)輸出電容不含有等效串聯(lián)電阻，則LC輸出濾波器增益特性曲線在轉(zhuǎn)折頻率（）后，以斜率-2下降；而一般輸出電容帶有等效串聯(lián)電阻

36、，則轉(zhuǎn)折頻率后，在處，LC輸出濾波器增益特性曲線的下降斜率為-1。</p><p>　　設(shè)計2型誤差放大器，需要確定原理圖中的、、、的值，另外由于設(shè)定參考電壓，則采樣網(wǎng)絡(luò)的電阻比為，即選取采樣電阻、串聯(lián)分壓。設(shè)計方法可以是先確定LC輸出濾波器的增益特性曲線，求出轉(zhuǎn)折頻率與電容等效串聯(lián)電阻引起零點頻率，計算濾波器的起始增益，再計算處的濾波器增益；假定系統(tǒng)穿越頻率為開關(guān)頻率的，計算得到系統(tǒng)穿越頻率處的濾波器增益，此頻

37、率下，誤差放大器的增益應為相反數(shù)，以使系統(tǒng)該頻率下總增益為0，在這一點上的誤差放大器增益即等于電阻之比，設(shè)定，則可以確定；此時再根據(jù)相位裕度公式，</p><p><b>　　(3.4.2)</b></p><p>　　其中和分別為穿越頻率與濾波器零點頻率帶來的相位滯后，若設(shè)定相位裕度為，則比值可求得，從而得到，繼而求出、。</p><p>　

38、　使用PSIM的SmartCrtl工具生成反饋控制電路原理圖</p><p>　　第一步，選擇單回路DC-DC變換器模型，并選擇電壓控制型；</p><p>　　第二步，進入到參數(shù)輸入界面；</p><p>　　第三步，設(shè)定主電路基本參數(shù)（輸入/輸出電壓、輸出功率、變壓器匝數(shù)比、開關(guān)頻率、輸出電感、輸出電容及其等效串聯(lián)電阻值等）；</p><p&

39、gt;　　第四步，選擇調(diào)整器類型，這里選擇type2，2型誤差放大器，并設(shè)定其參數(shù)；</p><p>　　第五步，選擇采樣方式，這里選擇Isolated V.sensor，設(shè)定其參數(shù)；</p><p>　　第六步，設(shè)定穿越頻率與相位裕度；</p><p>　　第七步，仿真測試，主要分為四塊區(qū)域，分別表示系統(tǒng)的增益曲線、相位曲線、幅相曲線和輸出電壓曲線，可以看出在穿越

40、頻率20kHz和相位裕度為45度時，輸出電壓是趨于穩(wěn)定的，且峰值不超過0.4V。</p><p>　　第八步，生成原理圖，并將原理圖合并于開關(guān)主電路中，完成仿真。介于PSIM沒有復雜的PWM芯片，該控制環(huán)路的輸出通過PSIM特殊元件：開關(guān)控制器（On-off switch controller）直接接開關(guān)器件的門級，完成電路。</p><p>　　保護電路及緩沖電路元件選擇</p&g

41、t;<p>　　保護電路的應用不太清楚，我認為可以在一次側(cè)電路上熔斷器，在超過額定電流時斷開電路起到保護作用。另外，在開關(guān)器件處，設(shè)置一熱敏電阻組成的回路，檢測到開關(guān)過熱時可以斷開開關(guān)兩端的連接，起到熱保護作用。</p><p><b>　　驅(qū)動電路設(shè)計</b></p><p><b>　　柵極電流計算</b></p>

42、<p>　　MOSFET管的簡易模型如右圖所示：</p><p>　　柵漏極之間與柵源極之間各有一個等效寄生電容，分別為與。在柵極加電壓，從0V加至10V的過程中，會向充電，漏極電壓下降，使得放電，形成短暫的電流，分別設(shè)為和，那么柵極電流，</p><p>　　開關(guān)導通期間柵源極電壓的變化為10V，而漏源極電壓變化為，從選用的MOSFET管（IXFT30N50Q3）的數(shù)據(jù)可看出

43、，、，若設(shè)導通時間為50ns，則可求得相應的柵極驅(qū)動電流為，</p><p>　　MOSFET管最大柵極電壓的計算</p><p>　　所選用的MOSFET管（IXFT30N50Q3）datasheet上說明持續(xù)的最高柵極電壓，瞬時電壓最高能承受，對于此MOSFET管，，，耦合回柵極電壓是。這個電壓遠小于MOSFET管的最高柵極電壓電壓限制，但為以防電壓波動使得柵極電壓過高，故應在柵源極間

44、并聯(lián)一個18V齊納管。</p><p>　　MOSFET管柵極驅(qū)動電路</p><p>　　選擇芯片ISL2110作為MOSFET管的驅(qū)動芯片（芯片引腳圖如右圖所示）。該芯片的最大PWM波輸入頻率為2000kHz，典型的3.3VTTL輸入門限；兩個輸出端帶有1.6/1歐姆的上拉/下拉電阻，3/4A的上拉/下拉電流，具有足夠的柵極驅(qū)動能力。</p><p>　　芯片d

45、atasheet給出的驅(qū)動雙段正激變換器典型電路如下圖所示，</p><p>　　將控制回路的PWM電壓波形經(jīng)一定整形之后，作為isl2110的輸入，兩個輸出接HO、LO可直接驅(qū)動MOSFET管柵極。</p><p><b>　　第四章電路仿真</b></p><p><b>　　PSIM簡介</b></p>

46、<p>　　PSIM是趨向于電力電子領(lǐng)域以及電機控制領(lǐng)域的仿真應用包軟件。具有仿真高速、用戶界面友好、波形解析等功能，為電力電子電路的解析、控制系統(tǒng)設(shè)計、電機驅(qū)動研究等有效提供強有力的仿真環(huán)境。</p><p><b>　　仿真參數(shù)設(shè)定</b></p><p>　　仿真時，需設(shè)定好仿真參數(shù)，其實也就是仿真的時間步長、總時間與仿真結(jié)果的起始時間等。如下圖所

47、示，</p><p>　　這里設(shè)置步長為50ns，時長為0.02s，打印時間從零時刻開始。</p><p>　　在額定電壓下的仿真結(jié)果</p><p>　　在220VAC輸入的情況下，分別調(diào)節(jié)負載電阻，得到不同的負荷情況下的電源輸出電壓、電流以及開關(guān)器件的電壓波形。</p><p><b>　　額定負荷的仿真結(jié)果</b>

48、</p><p>　　當電源達到額定負載時，，輸出電壓、電流波形如下，</p><p>　　可以看出在2ms以內(nèi)的電壓峰值會達到50V，之后將穩(wěn)定在48V。因為負載為電阻型負載，所以電流會隨電壓變化而變化，峰值不超過26A，隨之穩(wěn)定。</p><p>　　電壓紋波峰值略超過0.1V，如下圖所示，</p><p>　　電流紋波如下圖所示，<

49、;/p><p>　　開關(guān)器件的電壓波形，</p><p>　　這里尚有疑問，在設(shè)計時的開關(guān)器件最大電壓應力應該是最大輸入電壓，而這里只有最大輸入電壓的。</p><p>　　80%負荷的仿真結(jié)果</p><p>　　此時負荷下的電流電壓仿真結(jié)果如下圖所示，電流相應下降，輸出電壓不變。</p><p>　　輸出電流最小時的仿

50、真結(jié)果</p><p>　　在最小輸出電流狀態(tài)下，即，輸出電壓電流波形如下圖所示，</p><p>　　輸出電感的電流波形如下，</p><p>　　此時的電感仍工作在連續(xù)狀態(tài)。</p><p>　　在電源波動時的仿真結(jié)果</p><p>　　電源工作在最大輸入電壓的情況</p><p>　　設(shè)

51、定仿真參數(shù)為輸入電壓為220+10VAC的情況下，額定負載下。有輸出電壓、電流波形如下，</p><p>　　開關(guān)器件的電壓波形，</p><p>　　電源工作在最小輸入電壓的情況</p><p>　　設(shè)定仿真參數(shù)為輸入電壓為220-10VAC的情況下，額定負載下。有輸出電壓、電流波形如下，</p><p>　　輸出電感的電流波形，</

52、p><p><b>　　電源的啟動問題</b></p><p>　　在仿真的過程中，會發(fā)現(xiàn)電源啟動時，一次側(cè)電流、輸出電感電流會有一個很大的尖峰值。如一次側(cè)電流會在啟動的前2ms內(nèi)，產(chǎn)生一個30A的電流峰值（如下圖所示）。而輸出電感的電流（如下圖所示）則更為嚴重，在最惡劣的電壓輸入情況下，可產(chǎn)生高達80A的電流峰值，這會嚴重的影響到電源各部件的穩(wěn)定性，甚至導致電源損壞無法

53、工作。</p><p>　　經(jīng)過簡單的分析，當電源啟動的時候，由于輸出電壓值太小，經(jīng)采樣網(wǎng)絡(luò)后的電壓與參考電壓相比相差很大，故2型誤差放大器的輸出很大，達到誤差放大器的最大輸出10V，這樣使得2型誤差放大器的輸出與三角波相比，導致輸出的PWM波占空比為1，則開關(guān)一直被導通，導致了很大的啟動沖擊電流。為限制啟動時2型誤差放大器的輸出，可以在啟動時讓占空比較緩慢的增長。并且為了防止PWM波占空比超過0.4，則限制2型

54、誤差放大器的輸出范圍為，如圖所示在2型誤差放大器后增加非線性單元，</p><p>　　那么經(jīng)修改的電感電流、一次側(cè)電流、輸出電壓與電流的仿真結(jié)果如下，</p><p>　　增加了非線性單元，在最大輸入電壓的情況下可見系統(tǒng)還能保持輸出的穩(wěn)定，并且使電源啟動時的電感電流、一次側(cè)電流的情況有所改良，峰值大概為原來的一半。</p><p><b>　　第五章總

55、結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計，對開關(guān)電源的相關(guān)知識有所了解，大致的學習了各種開關(guān)電源拓撲結(jié)構(gòu)的知識和設(shè)計方法。但總體來看，學習的時間還短，對于開關(guān)電源的設(shè)計方面還只是懂了冰山一角，不能全面的掌握解決設(shè)計中的各種問題的方法，對于變壓器的設(shè)計、電感的設(shè)計、EMI的設(shè)計等等知識也只是粗略的看了看，沒有深入的了解，仿真軟件也是現(xiàn)學現(xiàn)用，尚不能做到融會貫通，做到更為準確的仿真。</p&

56、gt;<p>　　開始選擇電源拓撲的時候就很糾結(jié)了，找的資料到?jīng)]有說明這些電路到底適合于怎樣的一個功率級別，到底能不能適合做一個1200W的電源。在開關(guān)電源的論壇上問了很多人，有人能用反激式拓撲做1200W的電源，他用萬能板焊接的電源上掛著5個變壓器，倒是做出來了，而且輸出的結(jié)果也能被大家所接受。大家都會說在小功率電源上，buck、boost、boost-buck和反激式變換器都很成熟了，例子很多，稍微看一看筆記本電腦的電

57、源，也不過就是一個65W，12V/5A的電源，說起來開關(guān)的應力應該是很小的，并且電源的效率也很高。對于大功率電源來說，設(shè)計起來要考慮的問題就太多了，看輸入電壓與輸出電壓相差一個數(shù)量級，就知道要使用到電氣的隔離，變壓器的設(shè)計就很麻煩了，不管是匝數(shù)的問題，還要牽扯到磁芯、骨架、如何布線等等，很繁瑣，也很難找到例子去模仿一下?？傊?，選擇雙端正激變換器這個拓撲，我想是自己去折中了一下，因為半橋和全橋包括諧振變換器等等拓撲結(jié)構(gòu)不光是控制，驅(qū)動電路

58、都是更加的復雜。</p><p>　　還有設(shè)計中比較迷茫的方面，一是關(guān)于開關(guān)電源驅(qū)動電路的設(shè)計，看了一些開關(guān)電源成品的介紹書籍，其中很多用到的都是集成IC控制器，并且將PWM波控制器也集成于其中，免去自己設(shè)計反饋回路，并且也可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力。另一部分的驅(qū)動芯片則是輸入PWM波，輸出電路帶有圖騰柱電路，則可以輸出能驅(qū)動開關(guān)器件的充電、回收電流，還帶有上拉下拉的電阻，功能都集成于其中，而面對芯片資料里錯綜復雜

59、的數(shù)據(jù)，顯得很無力，不知道這樣的芯片到底能不能所選用的驅(qū)動MOSFET管呢？更難以捉摸的是那些芯片里的關(guān)鍵數(shù)據(jù)為TBD，尚未確定的值，給選擇MOSFET管帶來了難度。其二，保護電路與緩沖電路的設(shè)計，在書上的實例中有一些介紹，對于開關(guān)器件，封裝中并聯(lián)有方向的二極管，而對于雙端正激變換器倒沒有很好的說明，主電路中的兩個二極管已經(jīng)起到了回饋電能的作用，那到底還需不需要所謂的RCD、LCD呢？只能之后再去更深入的理解它們了，像是所學到的知識并沒

60、有融在一起，自然面對這些電路會沒有什么感覺。</p><p>　　所以之后的學習，更應該掌握一些對一些典型電路的認識，加強對控制理論的理解，從更廣的角度去看待開關(guān)電源的設(shè)計。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1]開關(guān)電源