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《高壓軟開關(guān)充電電源硬件設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文論文題目：高壓軟開關(guān)充電電源硬件設(shè)計姓名：班級：普高05級機電一體化指導(dǎo)教師：二○○八年三月二十日25摘要電源對于所有用電設(shè)備是必不可少的。開關(guān)電源取消了傳統(tǒng)電源采用的笨重的工頻變壓器，使得電源的體積大大縮小。電源中的電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)，使整機效率很高。由于它具有體積小、重量輕和效率高的優(yōu)點，因而發(fā)展非常迅速，應(yīng)用范圍日益擴大。本文簡要介紹了開關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及其發(fā)展狀況和技術(shù)的發(fā)展趨勢，并對開關(guān)電源的分類和優(yōu)缺點進行了闡述。本文還介紹了減小開關(guān)電源體積和開關(guān)損耗的技術(shù)——軟開關(guān)技術(shù)。在前面知識的基礎(chǔ)上，本論文利用諧振開關(guān)技術(shù)設(shè)
2、計了一臺給高壓脈沖電容充電的高壓軟開關(guān)電源。在諧振開關(guān)技術(shù)中最適合給脈沖電容充電的電路是串聯(lián)諧振開關(guān)電路,輸出近似為恒流源或稱“等臺階充電”,突出的優(yōu)點是充電效率高且電路本身具有短路保護能力。整個裝置利用DSP實現(xiàn)電路的控制、PWM信號形成及電路的保護。由于采用了全數(shù)字的控制,充電的穩(wěn)定度很高。裝置的開關(guān)頻率是20kHz,屬于高頻,因此使得每次開關(guān)所充的電量較小,這大大提高了充電的精度。關(guān)鍵詞開關(guān)電源；軟開關(guān)；充電25目錄摘要1第1章緒論31.1開關(guān)電源的發(fā)展狀況31.2開關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展趨勢51.3本論文的研究目的6第2章開關(guān)電源原理72.1開關(guān)電源基本工作原理72.2開關(guān)
3、電源的分類82.3開關(guān)電源優(yōu)缺點92.3.1開關(guān)電源的優(yōu)點92.3.2開關(guān)電源的缺點102.4軟開關(guān)技術(shù)簡介112.4.1硬開關(guān)與軟開關(guān)112.4.2軟開關(guān)的分類122.5本章小結(jié)13第3章高壓軟開關(guān)充電電源硬件設(shè)計143.1主電路設(shè)計143.1.1主要技術(shù)指標143.1.2主電路選型143.1.3電路的工作原理及方式153.1.4主電路的各項參數(shù)193.2控制及觸發(fā)電路的設(shè)計223.2.1電壓電流檢測223.2.2IGBT的驅(qū)動233.2.3DSP的選擇243.2.4PWM波的形成283.3電路的理想波形293.4本章小結(jié)30第4章結(jié)論31參考文獻32致謝3325第1章緒論
4、1.1開關(guān)電源的發(fā)展狀況開關(guān)電源屬于電力電子技術(shù)，他運用功率變換器進行電能變換，經(jīng)過變換電能，他可以滿足各種用電要求。開關(guān)電源是美國NASA用于宇宙火箭搭載電源目的而開發(fā)的。與線性電源相比開關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高的特點，被廣泛用于電視機、計算機、自動控制裝置、產(chǎn)業(yè)機械、通信裝置等各個領(lǐng)域。特別是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，開關(guān)電源的需求量不斷擴大。隨著現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，尤其是高性能的全控器件的產(chǎn)生，開關(guān)電源迎來了一個生機勃勃的春天。1．發(fā)展史1955年美國的科學(xué)家羅耶首先研制成功了利用磁芯的飽和來進行自激振蕩的晶體管直流變換器。此后,利用這一技術(shù)的各種
5、形式的晶體管直流變換器不斷地研制和涌現(xiàn)出來,從而取代了早期采用的旋轉(zhuǎn)式或機械振子式的壽命短、可靠性差、轉(zhuǎn)換效率低的換流設(shè)備。由于變換器中的功率開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài),所以由此而制成的開關(guān)電源輸出的組數(shù)多、極性可變、效率高、體積小、重量輕,在當時被廣泛地應(yīng)用于航天及軍事電子設(shè)備上。由于那時的微電子技術(shù)十分落后,不能制作出耐壓高、速度快、功率大的晶體管,所以這個時期的直流變換器只能采用低電壓輸入,并且轉(zhuǎn)換的速度也不能太高。60年代末,由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展,高反壓的晶體管出現(xiàn)了,從此以后直流變換器就可以直接由市電經(jīng)整流濾波后輸入,不再需要有降壓變壓器了,從而極大地擴大了開關(guān)電源的
6、應(yīng)用范圍,并在此基礎(chǔ)上誕生了無工頻降壓變壓器開關(guān)電源,省掉了工頻降壓變壓器,使開關(guān)電源的體積和重量大為減小。開關(guān)穩(wěn)壓電源才真正做到效率高、體積小、重量輕。70年代以后,與該技術(shù)有關(guān)的高頻高反壓的大功率晶體管、場效應(yīng)管、高頻電容、肖特基二極管、高頻磁芯材料等元器件也不斷地被研制和生產(chǎn)出來,使這一技術(shù)得到了飛速的發(fā)展,并且被廣泛地應(yīng)用于計算機、通信、航天、彩色電視等領(lǐng)域中,從而使無工頻變壓器開關(guān)電源成為各種電源中的佼佼者[1]。2．目前正在克服的困難隨著半導(dǎo)體技術(shù)和微電子技術(shù)的高速發(fā)展,集成度高、功能強的大規(guī)模集成電路的不斷出現(xiàn),使得電子設(shè)備的體積在不斷地縮小,重量在不斷地減輕,
7、25所以從事這方面的研究和生產(chǎn)的人們對電源中的開關(guān)變壓器還感到不是十分理想,他們正致力于研制出效率更高、體積和重量更小的開關(guān)變壓器或通過別的途徑來取代它,使之能滿足電子儀器和設(shè)備微小型化的要求。這就是從事開關(guān)電源研究的科技人員目前正在克服的第一個困難。開關(guān)電源的效率是與開關(guān)管的變換速度成正比的,并且由于采用了開關(guān)變壓器以后,才能使之由一組輸入得到極性、大小各不相同的多組輸出。要進一步提高其效率,就必須提高其工作頻率。但是當頻率提高以后,對整個電路中的元器件又有了新的要求。例如:高頻電容、開關(guān)管、開關(guān)變壓
