基于软开关技术的不平衡半桥式逆变电源设计

基于软开关技术的不平衡半桥式逆变电源设计

论文摘要

基于软开关技术的不平衡半桥式逆变电源是在平衡半桥开关电源基础上的创新。相对于平衡半桥结构,不平衡半桥具有较多有点,如:能够巧妙地利用变压器漏感和开关器件的寄生元件实现零电压开关过程;应用器件较少,有利于缩小开关电源体积,提高电源运行的可靠性;更有利于实现开关电源的软开关过程,提高开关电源的整机效率。本文设计的逆变式开关电源主要包括以下几部分:主电路的设计、高频变压器的设计及绕制、驱动电路的设计、电压反馈电路的设计、过流保护及过温保护电路的设计。由于拓扑电路选择的特殊性,驱动电路的设计是本文的创新点与难点。驱动电路的设计不仅应用到传统的TL494 PWM发生器,还应用到新型的MC33153脉冲发生器,使得驱动电路的驱动能力更加强大。近些年,国内外提出电源“绿色化”的概念,如何提高功率因数成为开关电源设计的重要内容之一。本文设计了基于UC3854控制芯片的功率因数校正电路。其中控制部分采用平均电流法,拓扑结构采用Boost结构。功率因数可高达0.99以上。为使系统更加完善,论文加入人机交互模块。该模块以单片机作为控制核心,实现输出参数在LCD上的显示及过流保护功能。人机交互模块主要包括:输出电压、电流信号的采样,A/D转换和数据处理部分,键盘处理部分及液晶显示部分。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 开关电源的发展
  • 1.2 DC-DC变换器拓扑
  • 1.3 课题的总体设计及主要研究内容
  • 1.4 系统总体设计方案及文章结构
  • 2 软开关技术与不平衡半桥电路
  • 2.1 软开关技术
  • 2.2 不平衡半桥电路与平衡半桥电路
  • 2.3 不平衡半桥电路工作过程的分析
  • 3 基于UC3854功率因数校正电路的设计
  • 3.1 功率因数的定义
  • 3.2 功率因数校正技术的分类
  • 3.3 基于UC3854的功率因数校正电路
  • 3.3.1 集成控制芯片UC3854简介
  • 3.3.2 基于UC3854的功率因数校正电路的设计
  • 4 逆变电源的设计
  • 4.1 主电路的选择
  • 4.2 主要功率器件及隔直电容的选取
  • 4.3 高频变压器的设计
  • 4.3.1 高频变压器设计要求
  • 4.3.2 高频变压器器参数的设计
  • 4.4 控制电路的设计
  • 4.4.1 芯片的介绍及参数设计
  • 4.4.2 驱动脉冲的产生过程
  • 4.4.3 电压反馈电路的设计
  • 4.4.4 过流及过温保护的设计
  • 4.5 输出滤波电路的设计
  • 4.6 辅助电源的设计
  • 5 软件部分的设计
  • 5.1 信号采集电路
  • 5.2 主程序流程的设计
  • 5.3 液晶的选择及程序的设计
  • 5.3.1 液晶的选择
  • 5.3.2 液晶显示程序的设计
  • 5.4 A/D转换电路的选择及程序设计
  • 5.4.1 A/D转换器的选择
  • 5.4.2 A/D程序的设计
  • 5.5 键盘控制程序
  • 6 试验结果
  • 6.1 调试过程
  • 6.2 系统运行情况及分析
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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