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48V50A开关电源整流模块主电路设计

48V/50A开关电源整流模块主电路设计

高频开关电源系统具有体积小，重量轻，高效节能，输出纹波小，输出杂音电压小和动态响应性能好等很多优点，现已开始逐步地取代整流式电源而成为现代通讯设备的新型基础电源系统。随着电子技术，电力电子技术，自动控制技术和计算机控制技术的发展，高频开关电源系统的性能也越来越好。通信用开关电源系统作为开关式稳压电源的一种形式，它的设计内容和设计方法都具有自己的特殊性。

要设计一套通信用开关电源系统，首先要明白对它的全面要求，然后再设计系统的各个部分。高频开关电源主回路和控制回路所用的电路形式，元器件，控制方式都发展很快。它们的设计具有特殊的内容和方法。

1设计要求和具体电路设计

通信基础开关电源系统的关键部分是开关电源整流模块。整流模块的规格很多，结合在工

作中遇到的实际情况，提出该模块设计的硬指标如下：

1) 电网允许的电压波动范围

单相交流输入，有效值波动范围：220 V±20%，即176～264 V；频率：45～65 Hz。

2) 直流输出电压，电流

输出电压：标称－48V，调节范围：浮充，43～56?5V；均充，45～58V。

输出电流：额定值：50A。

3) 保护和告警性能

①当输入电压低到170 VAC或高到270 VAC，或散热器温度高到75 ℃时，自动关机。

②当模块直流输出电压高到60 V，或输出电流高到58～60 A时，自动关机。

③当输出电流高到53～55 A时，自动限流，负载继续加大时，调低输出电压。

4) 效率和功率因数

模块的效率不低于88％，功率因数不低于0.99。

5) 其他指标

模块的其他性能指标都要满足“YD/T731”和“入网检验实施细则”等行业标准。

由于模块的输出功率不大，可采用如下的基本方案来设计主电路：

1) 单相交流输入，采用高频有源功率因数校正技术，以提高功率因数；

2) 采用双正激变换电路拓扑形式，工作可靠性高；

3) 主开关管采用 V MOSFET，逆变开关频率取为50 kHz；

4) 采用复合隔离的逆变压器，一只变压器双端工作；

5) 采用倍流整流电路，便于绕制变压器。

依照上述方案，即可设计出主电路的基本形式如图1。

图1 48V/50A整流模块DC/DC主电路基本形式

以下即可按照模块设计的要求来确定主电路中各元器件的基本参数。

1) 输出整流管的选择

输出整流二极管的工作波形如图2所示。

图2 输出整流二极管的工作波形

由图可见，二极管D５和D6的峰值电流约为50 A，平均电流为25 A。D５和D6承受的最高反向电压为：

VD＝Vidcmax/n=395V/3≈132V

因此，可以选择300∶400 V，50∶60

A的超快软恢复的整流二极管模块，如ST的STTA12004T(V),260 A等。

2)逆变主开关管的选择

开关管的电流ICM等于逆变变压器原边的电流Ｉ1，即：

ICM="I1

"=I2/n=25 A/3≈8.3 A

所以，逆变主开关管T1∶T4可以选择(550∶600)V，(20∶30)A的VMOSFET，如IR的IRFK3FC50等模块。

续流二极管D1∶D4可以选择(550∶600)V，(15∶20)A的快速恢复二极管。

3)滤波电感的计算

直流输出LC滤波的工作频率为100 kHz，通信开关电源整流模块要求在5％的额定负载下，保证杂音满足指标。额定情况下，最大占空比：

4)滤波电解电容的计算

按照离散杂音的要求，电容上允许的100 kHz下的纹波Δuc=3 mV。通过选择开关电源专用电解电容并和无极性电容并联，将总的ESZ控制在1.5 mΩ以下，则有：

C=ΔiLT/(t×ΔVc)≈5 556 μH

2 结语

现代通信设备已开始广泛地采用开关式基础电源系统。本文结合笔者所在的“通信原理试验室”建设情况，设计了开关电源系统整流模块的主电路。该电路已经成功应用于试验室供电系统，完全符合设计要求，达到了预期的目的。

单端正激式开关电源主电路的设计

单端正激式开关电源主电路的设计 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

摘要：电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠工作。目前，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子设备中。本设计的单端正激式开关电源是一种间接直流变流技术，本设计以正激电路为主体，采用以TOPSwitch系列开关电源集成芯片TOP244Y为核心的脉宽调制电路实现交-直-交-直变流，输出稳压稳频的直流电。关键词开关电源；正激电路；变压器；脉宽调制； ABSTRACT Power is an indispensable part of electronic equipment, its performance directly related to electronic equipment technical indicators and safe work can. At present, switching power supply for has the advantages of small size, light weight, high efficiency, low calorific value and stable performance advantages and replace traditional technology of phased manostat, and widely used in electronic equipment. The design of the single straight separate-excited switching power supply is a kind of indirect dc converter technology, this design was adopted for the main circuit, induced by TOPSwitch series of switch power integration chip TOP244Y as the core of the pulse width modulation circuit implementation delivered straight into - - - the voltage output variable flow straight, dc frequency stability. KEY WORDS Switching power supply；Is induced circuit；Transformer；Pulse width modulation

开关电源(整流模块)电路构成

开关电源（整流模块）电路构成随着全控型电力电子器件的发展与使用，仅工作于器件饱和与截止状态的直流稳压电源应运而生。这种用于电能转换和控制的电力电子器件，以20千赫兹以上的频率在饱和与截止状态间切换，工作于开关状态，因此将这种工作于器件开关状态的电源，称之为高频开关电源。开关电源结构上由强电主电路与弱电电路构成，强电主电路由电力电子器件为核心的各种电能转换电路构成，完成电能形态转换；弱电电路负责主电路中电力电子器件的驱动与负反馈控制。主电路包括整流电路（AC/DC）、直流变换电路（DC/DC）、功率因数矫正电路、滤波电路等，弱电电路包括PWM波生成电路、控制电路、保护电路和均流电路等，两部分协同工作，实现交流市电转换为所需稳压直流电的目的。各模块构框图如图1所示。图1 开关电源（整流模块）内部框图交流电首先进入滤波与入口保护功能电路模块，输入EMI滤波用于滤除来自电网的电磁干扰，以及抑制整流器对电网的电磁干扰，使整流器具有良好的电磁兼容性；软启动电路用于降低整流器开机时的冲击电流，避免整流器开机时对电网造成冲击。当交流输入电压超过整流器的输入电压上、下限值时，输入过、欠压保护电路关闭交流输入，整流器停止工作；当交流输入恢复正常时，自动开启交流输入，使整流器恢复输出。浪涌防护用于抑制由于雷击等造成的浪涌电流。 PFC功率因数校正电路用于减少整流器输入电流中的谐波成分，使整流器的功率因数接近1。PFC校正电路同时对输入电压进行预整流，输出约为400V的直流电压给后级DC-DC 变换电路。PFC输出的约为400V的直流电经DC/DC变换后，按设定值输出稳定的直流电。输出EMI滤波使整流器输出端的杂音电压满足要求，同时抑制输出端的电磁干扰，使整流器具有良好的电磁兼容性。辅助电源电路则为整流器内部各部件提供相应的直流工作电压。控制及通讯模块的电路属于弱电电路，当整流器与监控单元通信正常时，按照监控单元

单端正激式开关电源-主电路地设计

第3章高频开关型整流器

第3章高频开关型整流器 3.1基础知识 3.1.1高频开关型整流器概述 1．高频开关型整流器的分类一般所说的高频开关电源，是指由交流配电模块、直流配电模块、监控模块和整流模块等组成的直流供电电源系统，它名称的由来就是因为其具有高频开关型整流器，由于高频开关型整流器目前大都是模块化结构，所以有时也称高频开关型整流器为高频开关整流模块。高频开关型整流器的分类如下。 ①按开关电源控制方式及开关线路技术，可分为脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）型和谐振型。PWM型高频开关整流器具有控制简单，稳态直流增益与负载无关等优点，但整流器中的功率开关器件工作在强迫关断和强迫导通方式下，在开关截止和导通期间有一定的开关损耗，而且开关损耗随开关频率的提高而增加，故限制了整流器开关工作频率的进一步提高。谐振型高频开关整流器则可以使其在更高的频率下工作且开关损耗很小。它又分为串联谐振型、并联谐振型和准谐振型三种，目前应用较为普遍的是准谐振型高频开关整流器。 ②按开关电源功率变换电路的结构，可分为不隔离式变换和隔离式变换。在不隔离式变换电路中，根据输出电压与输入电压的关系，又可分为升压型变换电路、降压型变换电路和反相型变换电路。在隔离式变换电路中，根据变换器电路的结构，又可分为单端反激变换器、单端正激变换器、推挽式变换器、半桥式变换器和全桥式变换器。 ③按开关电源所用的开关器件，分为双极型晶体管开关电源、功率金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）开关电源、绝缘栅门极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）开关电源和晶闸管开关电源等。一般功率MOSFET用于开关频率在100kHz以上的开关电源中，晶闸管用于大功率开关电源中。 ④按功率变换电路的激励方式，可分为自激式和他激式。自激式开关电源在接通电源后功率变换电路自行产生振荡，即对该电路是靠电路本身的正反馈过程来实现功率变换的。自激式电路简单、响应速度快，但开关频率变化大、输出纹波值较大，通常只在小功

300w开关电源设计(图纸)

TND313/D Rev 3, Sep-11 High-Efficiency 305 W ATX Reference Design Documentation Package ? 2011 ON Semiconductor.

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常见几种开关电源工作原理及电路图

一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算，即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路

图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。２．单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。

反激开关电源主电路工作原理

反激开关电源一．定义：直流电压正好激励变压器的初级线圈时，变压器的次级线圈并没有向负载提供输出功率，而是仅在关断变压器初级线圈的激励电压后，才对负载提供输出功率。二．反激开关电源的主电路开关管导通时，反激开关电源将电能转化为磁能，存储在变压器中；开关管关断时，发激开关电源再将存储的磁能转化为电能传送给负载。电路特点： 1.结构简单，效率高，体积小，造价低 2.输出纹波电压比较大

3.输出功率一般在150W一下，经常作为辅助电源应用在控制系统中 4.适合多输出小功率场合三．反激开关电源原理分析 CCM模式 1.开关管T导通电源电压 in V加在变压器的初级绕组1N上，在次级绕组2N 上产生感应电压 2 2 1 N in N u V N =-，初级绕组电流线性增加，in P P V di dt L =，电流 P i最大值max min in P P P V I I DT L -- =+，变压器铁心被磁化，磁通线性增加， () 1 in V DT N + ?Φ=。 2.开关管T关断初级绕组开路，次级绕组工作，次级绕组电压 2 N o u V =，次级绕

组电流线性下降， S o S di V dt L =，电流S i 最小值 min m (1)o S S ax S V I I D T L --=- -，变压器铁心去磁，磁通线性减小，()2 (1)o V D T N -?Φ= -。 3. 基本关系： ()()+-?Φ=?Φ?211(1)(1)o in V N D D V N D n D =?=?--，其中12 N n N = 开关管T 电压应力：1 21in T in o V N V V V N D =+ =- 二极管D 的电压应力：2 1o D o in V N V V V N D =+ = 此时，负载电流o I 等于二极管电流的平均值，即 min m 1 ()(1)2 o S S ax I I I D --=+- 由变压器工作原理 1min 2min 1max 2m P S P S ax N I N I N I N I ----== 可得 2max 11 12in P o P V N I I DT N D L -= +- 11m max 22112in S ax P o P V N N I I I DT N D N L --= =+- 临界模式此时有min 0P I -=且min 0S I -=，则有下列式子成立：

高压开关电源概念及分类

高压开关电源概念及分类一、概念高压开关电源是利用现代电力电子技术，控制高压开关管开通和关断的时间比率，维持不乱输出电压的一种电源，高压开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。高压开关电源和线性电源比拟，二者的本钱都跟着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源本钱在某一输出功率点上，反而高于高压开关电源，这一点称为本钱反转点。跟着电力电子技术的发展和立异，使得高压开关电源技术也在不断地立异，这一本钱反转点日益向低输出电力端移动，这为高压开关电源提供了广阔的发展空间。高压开关电源高频化是其发展的方向，高频化使高压开关电源小型化，并使高压开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外高压开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。高压开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。SCR在高压开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动难题，高压开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET 取代。二、3个前提 1、高压开关：电力电子器件工作在高压开关状态而不是线性状态 2、高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频 3、直流：高压开关电源输出的是直流而不是交流三、高压开关电源的分类：人们在高压开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发高压开关变频技术，两者相互促进推动着高压开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。高压开关电源可分为AC/DC 和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及出产工艺在海内外均已成熟和尺度化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，碰到较为复杂的技术和工艺制造题目。以下分别对两类高压开关电源的结构和特性作以阐述。四、接地高压开关电源比线性电源会产生更多的干扰，对共模干扰敏感的用电设备，应采取接地和屏蔽措施，按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制，高压开关电源均采取EMC电磁兼容措施，因此高压开关电源一般应带有EMC电磁兼容滤波器。如利德华福技术的HA系列高压开关电源，将其FG端子接大地或接用户机壳，方能知足上述电磁兼容的要求。五、保护电路高压开关电源在设计中必需具有过流、过热、短路等保护功能，故在设计时应首选保护功能齐备的高压开关电源模块，并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配，以避免损坏用电设备或高压开关电源。

ZZG22A高频开关整流器使用说明书

ZZG22A 高频开关整流器使用说明书

1概述 ZZG22A系列高频开关整流器是我公司集多年生产电力操作电源的经验，采用软开关变换技术专为电力操作电源开发的开关型整流模块，可单台或多台并联运行向直流负荷供电，并同时对电池组充电，满足电力操作电源对整流器的要求。可广泛应用于发电厂、变电站，亦可作为一般的直流稳压、稳流电源使用。 2 使用条件 2.1环境温度：－5℃～+40℃; 2.2大气压力：80kPa～110kPa; 2.3相对湿度：最湿月的平均最大相对湿度为95％，同时该月的平均最低温度为25℃; 2.4使用地点应有防御雨、雪、风、沙的设施。 3 型号说明标称直流输出电压：110V、220V 额定输出电流：5A、10A、20A 系列号：三相交流输入高频开关整流器装置本系列高频开关整流模块总共有以下几种规格： ?ZZG22A-10220：输出标称直流电压为220V，额定电流为10A ?ZZG22A-05220：输出标称直流电压为220V，额定电流为5A ?ZZG22A-10110：输出标称直流电压为110V，额定电流为10A ?ZZG22A-20110：输出标称直流电压为110V，额定电流为20A 4 产品外形 4.1 ZZG22A系列产品外形如图1、2、3所示

图1 图2 图3 4.2产品重量：整机重量不大于10kg。4.3 端子功能定义见表1：

表1 5 主要功能和特点 5.1稳压限流运行功能：整流模块能以设定的电压值或限流值长期对电池组充电并带负载运行。当输出电流大于限流值时模块自动进入稳流运行状态，输出电流小于限流值时模块自动进入稳压运行状态。 5.2 输出电压、输出电流本机调节功能：同时按下“▲”，“▼”两键一次，进入“H-1”界面，调节“▲”或“▼”可设定整流模块输出直流电压值,按“V/A”确定后有效，输出直流电压为180V～290V连续可调；同时按下“▲”，“▼”两键两次，进入“H-2”界面，调节“▲”或“▼”可调节该整流模块最大限流点, 按“V/A”确定后有效，最大限流点为0.2Ie～1.1Ie连续可调。 5.3具有LED显示功能：单按面板上的“V/A”键，显示整流模块当前输出的电压、电流值。 5.4并机功能：多台同型号的整流模块可以并联运行并自动均流。其中某台故障时自动退出，不影响其它整流模块正常运行。 5.5热插拔功能：正在机架上并联工作的多台整流模块，不停电状态下可以任意插拔其中一台模块使其接入系统或脱离系统而不影响其他模块的正常工作。 5.6散热方式：强迫风冷。设计了独立的风道，提高了可靠性和改善了工作环境。 5.7保护及报警功能 5.7.1输入保护：若整流模块的交流输入电源出现过压、欠压时，整流模块即停机，无输出电压，面板上“保护ALM”黄灯亮。当交流输入电源恢复正常后，面板上“保护ALM”黄灯灭，整流模块自动启动，正常运行。交流输入过、欠压保护值见表二。 5.7.2 过流保护：无论何种原因引起过流，整流模块都将保护停机，面板上“保护ALM”黄灯亮。过一段时间后，可自动启动，进入正常运行。多台整流模块在并机运行时，若

开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理一、开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。

时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量

48V50A开关电源整流模块主电路设计

48V/50A开关电源整流模块主电路设计高频开关电源系统具有体积小，重量轻，高效节能，输出纹波小，输出杂音电压小和动态响应性能好等很多优点，现已开始逐步地取代整流式电源而成为现代通讯设备的新型基础电源系统。随着电子技术，电力电子技术，自动控制技术和计算机控制技术的发展，高频开关电源系统的性能也越来越好。通信用开关电源系统作为开关式稳压电源的一种形式，它的设计内容和设计方法都具有自己的特殊性。要设计一套通信用开关电源系统，首先要明白对它的全面要求，然后再设计系统的各个部分。高频开关电源主回路和控制回路所用的电路形式，元器件，控制方式都发展很快。它们的设计具有特殊的内容和方法。 1设计要求和具体电路设计通信基础开关电源系统的关键部分是开关电源整流模块。整流模块的规格很多，结合在工作中遇到的实际情况，提出该模块设计的硬指标如下： 1) 电网允许的电压波动范围单相交流输入，有效值波动范围：220 V±20%，即176～264 V；频率：45～65 Hz。 2) 直流输出电压，电流输出电压：标称－48V，调节范围：浮充，43～56?5V；均充，45～58V。输出电流：额定值：50A。 3) 保护和告警性能 ①当输入电压低到170 VAC或高到270 VAC，或散热器温度高到75 ℃时，自动关机。 ②当模块直流输出电压高到60 V，或输出电流高到58～60 A时，自动关机。 ③当输出电流高到53～55 A时，自动限流，负载继续加大时，调低输出电压。

4) 效率和功率因数模块的效率不低于88％，功率因数不低于0.99。 5) 其他指标模块的其他性能指标都要满足“YD/T731”和“入网检验实施细则”等行业标准。由于模块的输出功率不大，可采用如下的基本方案来设计主电路： 1) 单相交流输入，采用高频有源功率因数校正技术，以提高功率因数； 2) 采用双正激变换电路拓扑形式，工作可靠性高； 3) 主开关管采用 V MOSFET，逆变开关频率取为50 kHz； 4) 采用复合隔离的逆变压器，一只变压器双端工作； 5) 采用倍流整流电路，便于绕制变压器。依照上述方案，即可设计出主电路的基本形式如图1。图1 48V/50A整流模块DC/DC主电路基本形式以下即可按照模块设计的要求来确定主电路中各元器件的基本参数。 1) 输出整流管的选择输出整流二极管的工作波形如图2所示。

200kV高压开关电源研制_周长庚

第23卷第3期强激光与粒子束Vol.23,No.3 2011年3月H IGH POWE R LASE R AND PARTICLE BEAMS M ar.,2011　文章编号:　1001-4322(2011)03-0761-04 200kV高压开关电源研制＊周长庚,　李　彦,　娄本超,　伍春雷,　胡永宏 (中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621900) 摘　要:　采用软开关电源技术和叠层式倍压器方法,研制成一台200kV高压发生器,介绍了其工作原理和结构。高压开关电源主要由功率变换器、中频升压变压器和高压倍压器组成。其主要技术指标为:高压200 kV,输出电流10mA,工作频率20kH z,电压稳定度1%,纹波系数2%,连续工作时间为8h。测试结果表明, 该高压开关电源的性能指标达了设计要求。关键词:　功率变换;　倍压;　高压;　中频;　连续工作时间中图分类号:　T L503.5 文献标志码:　A doi:10.3788/HP LP B20112303.0761 200kV以上的高压电源是氘离子加速器的关键设备之一。与线形高压电源相比,高压开关电源(也称高压发生器)[1-3],采用中频逆变技术,具有体积小、重量轻、稳定度高等特点。但目前国内许多科研单位研制生产的高压开关电源主要应用于医疗设备、高压材料和设备的绝缘性能检测等领域,工作连续时间一般不超过1 h,由于工作频率只有7kH z左右,整体体积偏大,满负载运行时噪音较大[4-6],不适合在专用氘离子加速器方面的应用和发展。为此,我们采用软开关电源技术和叠层式倍压器方法,研制成一台200kV高压发生器,采用空气绝缘,其高压部分不必放置在绝缘油内,维修方便。 1　高压开关电源的原理和结构如图1所示,高压开关电源主要由功率变换器、中频升压变压器和高压倍压器组成。高压开关电源工作过程为:AC/DC电路把交流220V电压转换成直流电压,功率变换器中的桥式开关电路将直流电压变换成幅值约为220V的中频脉冲电压信号,中频变压器把脉冲电压转换成正弦波,并将正弦波峰值升至9kV,经过中频高压整流、中频滤波和12级倍压,形成大于200kV直流高压,当加满负载时,保证输出电压为200kV。 Fig.1　Principle block diagram of200kV high voltage switch pow er supply 图1　200kV高压开关电源原理方框图 2　功率变换器功率变换器是高压开关电源关键部件。如图2所示,功率变换器是由整流器、滤波器、过流保护电路、全桥开关、取样电路、电源控制器和驱动器等组成。其工作原理是:交流220V电压经整流、滤波后形成+220V和-220V的直流电压,通过过流保护电路加到全桥开关。电源控制器产生的脉冲调制信号通过驱动器控制全桥开关的导通和截止,从而输出幅度约为220V的中频脉冲功率信号。图3为全桥开关电路原理图。电源控制器采用UC3875开关电源移相PWM控制集成电路。对IGBT开关管S1～S4组成的全桥开关电路进行移相控制,S1,S3为超前臂,S2,S4为滞后臂。借助开关管的输出电容C1～C4充放电,在输出电容放电结束(电压为0V)的状态下完成开关管零电压导通,功率损耗最小,这就是软开关过程。软开关过程使整个高压开关电＊收稿日期:2010-06-21; 修订日期:2010-11-11 基金项目:中国工程物理研究院预研基金项目作者简介:周长庚(1956—),男,博士,研究员,从事核技术及应用研究;zh ou changg@https://www.wendangku.net/doc/327716760.html,。

ZZG22高频开关整流器说明书

ZZG22 高频开关整流器使用说明书

目录 1 概述--------------------------------------------------2 2 使用条件----------------------------------------------2 3 型号说明----------------------------------------------2 4 产品外形----------------------------------------------3 5 主要功能和特点----------------------------------------4 6 工作原理----------------------------------------------5 7 技术参数----------------------------------------------6 8 使用说明----------------------------------------------7 9 运输、贮存-------------------------------------------10 10开箱及检查------------------------------------------10 11 随机文件及附件--------------------------------------10 12 担保和服务------------------------------------------10

1概述 ZZG22系列高频开关整流器是我公司集多年生产电力操作电源的经验，采用软开关变换技术专为电力操作电源开发的开关型整流模块，可单台或多台并联运行向直流负荷供电，并同时对电池组充电，满足电力操作电源对整流器的要求。可广泛应用于发电厂、变电站，亦可作为一般的直流稳压、稳流电源使用。 2 使用条件 2.1环境温度：－5℃～40℃; 2.2大气压力：80kPa～110kPa; 2.3相对湿度：最湿月的平均最大相对湿度为95％，同时该月的平均最低温度为25℃; 2.4使用地点应有防御雨、雪、风、沙的设施。 3 型号说明 ZZG 22- □□ 标称直流输出电压：110V、220V 额定输出电流：5A、10A、20A 系列号：三相交流输入高频开关整流器装置本系列高频开关整流模块总共有以下几种规格： ?ZZG22-10220：输出标称直流电压为220V，额定电流为10A ?ZZG22-05220：输出标称直流电压为220V，额定电流为5A ?ZZG22-10110：输出标称直流电压为110V，额定电流为10A ?ZZG22-20110：输出标称直流电压为110V，额定电流为20A 4 产品外形

电气自动化+PWM型开关电源电路设计

1 引言当今社会，时代在进步，人们的生活水平不断提高，越来越离不开电力电子产品电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，当然任何电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。 1.1 什么是开关电源电子电源是对公用电网或某种电能进行变换和控制，并向各种用电负载提供优质电能的供电设备。它可分为线性电源和开关电源两种。应用大功率半导体器件，在一个电路中运行于“开关状态”，按一定规律控制开关，对电能进行处理变换而构成的电源，被称为“开关电源”。在实际应用中同时具备三个条件的电源可称之为开关电源，这三个条件就是:开关(电路中的电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态)、高频(电路中的电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频)和直流(电源输出是直流而不是交流)。广义地说，凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变成另一形态的主电路都叫做开关变换电路;转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节的则称开关电源。 1.2 开关电源基本工作原理开关电源以半导体开关器件的启闭为基本原理，即通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）或者脉冲频率调制方式（PFM）控制IC和外部电路构成。开关电源有PWM调制、FWM调制和混合调制，这里选用PWM调制。PWM型开关电源的换能电路是将输入的直流电压转换成脉冲电压，再将脉冲电压转换成直流电压输出。图1-1 PWM型开关电源原理框图

开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理一、开关电源的电路组成： PWM ① 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ② 输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及

杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。为安规电容，L2、L3为差模电感。 ②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2 导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大， Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输 5

常见几种开关电源工作原理及电路图

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。３．单端正激式开关电源单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。

开关电源防雷电路设计1

防雷电路开关电源防雷电路设计方案上网时间: 2010-08-30防雷电路开关电源防雷电路设计方案雷击浪涌分析最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子设备内部结构高度集成化(VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，我们就这两方面分别讨论： 1)电源浪涌电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。当距你几百公里的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网光速传输，经过变电站等衰减，到你的电脑时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微秒，或者不足以烧毁电脑，但是对于电脑内部的半导体元件却有很大的损害，正象旧音响的杂音比新的要大是因为内部元件受到损害一样，随着这些损害的加深，电脑也逐渐变的越来越不稳定，或有可能造成您重要数据的丢失。美国GE公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10000小时(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V 的就有300余次。这样的浪涌电压完全有可能一次性将电子设备损坏。 2)信号系统浪涌信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。排除这些干扰将会改善网络的传输状况。基于以上的技术缺陷和状况，本文根据实际使用设计了一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌的开关电源电路。防雷击浪涌电路的设计本文所设计的是一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路，并将其应用到仪表的开关电源上。整个电路包括防雷电路和开关电源电路，其中防雷电路采用3个压敏电阻和一个陶瓷气体放电管组成复合式对称电路，共模、差摸全保护。与经典的开关电源电路组成防雷仪表的电源电路，采用压敏电阻并联，延长使用寿命，在压敏电阻短路失效后与开关电源电路分离，不会引起失火。为了实现上述目的所采取的设计方案是：将压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路应用到仪表的电源上。主要分为防雷电路部分和开关电源电路部分，电路简单，采用复合式对称电路，共模、差摸全保护，可以不分L、N端连接。使压敏电阻RV1位于贴片整流模块前端分别与电源L、N并联，主要来钳位L、N线间电压，压敏电阻RV0、RV2与陶瓷气体放电管FD1串联后接地，RV0与FD1串联主要是泄放L线上感应雷击浪涌电流，RV2与FD1串联主要是泄放由信号口串人24V参考电位上的能量，RV0、RV2短路失效后，FD1可将其与电源电路分离，不会导致失火现象。 RV1前端线路上串联了一个线绕电阻，当此RV1短路失效时，线绕电阻可起到保险丝的作用，将短路电路断开，压敏电阻属电压钳位型保护器件，其钳位电压点即压敏电阻参数选择相对比较重要(选压敏电压高一点的，通流量大一些的更安全、耐用，故障率低)；根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式，本电路中采用561k－10D的压敏电阻与陶瓷气体放电

48V50A开关电源整流模块主电路设计

单端正激式开关电源主电路的设计

开关电源(整流模块)电路构成

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第3章高频开关型整流器

300w开关电源设计(图纸)

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