5V60A半桥开关电源

5V60A PWM型半桥式开关电源 中国船舶 总，厶＼司第七二四研究所 黄 灿 一 、 概 述 本电源是为船用雷达系统而研制的开关 电 源 ，它的输出功率为300w ，采用半桥 式 功率 变换器，因为它对功率开关管 的反压要求低， 晶体管容易挑选，价格也便宜 |高频变压器两 端电压是正负对称的，变压器的磁通从一 变 到+ ，变压器利用率高，从而体积小；还具 有抗不平衡能力。 控制电路先用国产集成蜘X2527脉宽调制 器，使其电源电路比较简单，使用元件少，制 作容易，可靠性高。开关电源与串联线性电源 相比，具有效率高，体积小，重量轻等优点。 二、工 作原理 1． 电源方框陶 见图1。 罔 1 脉宽调制型半桥式开关电源方框图 2． 工作原理 输入交流220V通过电网滤波器，经 过 整 · 流滤波得到直流电压E =300Vnc，加到 半 桥 式功率变换器上，由于变换作用，在高频变压 器的次级得到正负相问的准方波，再经过高频 整流及LC滤波就得到需要 的稳定 直 流 电压。 3． 半桥变换器 见 图2。 当半桥 变 换 器 加 上 300VDc，而 BG ， BG 的基极无控制脉冲时，它们都处于截止状 32 态 ，_f1_下电弈器C ，C 的分压 作 用，BGt， 图 2 a)半桥 变换器 b) 变压 器 电压波形 BG 的集一射间电压均为古E ，变压器两端无 电压。 在t 期间，控制脉冲加到BG 的基极 时， BG 导通，电源电流ICt从E璺 BG，，变 压器 和电容器C：流向 一E ，此时，BG 导通饱和 ，． BG。集电极电压升为E ，变压器两 端电 压 V = -}Ei。 在t。期间，无控制脉冲送入BG ，BG 的 基极，它们都处于截止状态，变压器两端电压 为零 。 在t 期间，控制脉冲加到BG 的基极时， BG 导通饱和，电流IC。从E，经电容器C ，变压 器和BG 流 向一Et，此时BG 集 电极电压升为 E ，变压器两端电压为 一古E。 由此类推，当BG ，BG 按一定控制脉冲 方波交替导通和截止，变压器两端得到交变的 准方渡，见图2(b)。 4． 高频整流电路 高频变压器B次级感应出一连串正负相问， 一 定频率的准方波，经过二极管全渡整流 后得 到一组单向正脉冲，再选择适当的 LC滤 波， 就得到所需的直流稳定电压V。。 当输出脉冲幅值E 一旦固定之后，输出电 压V o的太小就由占空系数来决定。 三、脉宽控制电路 脉宽控制电路主要 功能是将输出电压微小 维普资讯 http://www.cqvip.com Administrator ssd 的变化转换成为脉冲宽度的变化，从而实现调 整输出电压的目的。为了提高控制电路可靠性， 多采用集成调制器代替分立元件电路。从国外 引进的开关调 制 器 种 类 很 多 ，如 MC3420／ 3520，CG1 524／3524等等。本电源选用国产脉 宽调制器X2527，它是仿制 国 外 (CG2527， PWM27B)，它的性能比较齐全，工 作 稳定 可靠。 1． x2527脉宽调制器 图3是X2527原理方框图，各部分 功 能标 写在各方框之中。 2． 图4 图 4 反 馈控 制 电路 、①端输入从电源输出端的采样电压，②端 输入基准电压 V =VzR 3 2／(R 3 2+R 2 2)， 两个输入经过比较放大，产生控制脉冲，控制 @和@两端输出的脉冲宽度变化。因此，只要 调节电位器W ，，就能实 现电 源电压±10 的 变 化。 ⑤端接入振荡定时电容C。。=2400pf。 ⑤端接入定时电阻R a。=15k。 ⑦端与⑤端接入调节电阻器 R。，(0—5OO Q )，改变死区为5gs，防止两个功率管(BG，、 BG )连通而损坏。 ⑧端接入电容器C 。=2 f，为了实 现 软 启动。 ⑨端接入C。。=1000pf，为了消除振荡。 @端若得到过压、过流 信 号电 压、关 断 ⑧、⑧端输出脉冲方波，从而关断电源输出。 使用X2527赫宽调制器 ，简化开关电源的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，增加可靠性，提高电源性能，它是比较 理想的脉宽调制器。 四、驱动电路 为了降低功率管的开关损耗、减少存储时 问，必须采用负偏压驱动电路，实现负偏压电 路形式很多，为使驱动电路简单可靠，本 电源 采用贮能驱动变压器产生负驱动电路。见图5。 瑚 5 在c。。期间，BG 导通 ，在变压器中流过电 流存储能量，二极管Dt，处于反l向偏置。 在t0 期问，BG 截止，N 绕组中电流要 突变为零，在绕组上产生一个很大的反电势， 当N。绕组中的反电势大于Ec时，二极 管 D 。 立即导通，产生一个较大的电流I 。，变 压 器 B。的次级也感应 出一个较大的负偏 电流 I 。和 负电动势一E ，促使BG 迅速截止，从而 减 少功率晶体管BG，的存储时问t ，电阻Rl保护 BG ，电阻R 保护BG ，提高其抗二 次 击穿 能力。 驱动变压器B 采用FeNi50磁 环， 19× 1 3×6．7， Nl=60T， N2=13T， N 3=45T。 五、保护电路 1． 过压保护 为了防止电源在运行中，由于输出电压突 然升高而损坏负载元器件 (如集成电路 )，因 33 维普资讯 http://www.cqvip.com Administrator ssd 此，必须加过压保护电蹄。 见 圉6。 固 6 过 压 保 护 电路 稳压电源输出电压小于 6．5V时，电源 工 作正常，由于故障使Vo>6．5V时，BG 立即 导通使可控硅SCR 导通，过压指 示 灯 ZD点 亮，V过压升为高电位，加 到 X 2527第 十 脚 上，关断⑥脚和⑩脚上的脉冲输出，截止功率 晶体管BG (BG )使 电源无输出，从而 保 护 负载。 2． 过流保护 当电源输出过 电流或短路时，电源中功率 管将会被烧坏，因此，需要加过流保护电路， 见图7。 图 7 过 流 悚 护 电路 当主回路出现过流I⋯ 由电流变压 器 B。 将I 转换成电压信 号，经 D， D 整 流， c z 滤波得到直流电 压V n，再与D 产生的 基准电压EⅢ比较，若太于BG。的 V。，BG。 就导通，使SCR 导通，过流指示灯 亮，V 信号加到X2527第l0脚，荧断电橡输出。 3． 软启动电路 见图8，为了避免通 电瞬间出现很 大 的浪 涌电流，损坏功率器件，电路要加软启动保护 电路，即在主回路中 接 入 限 流 电 阻 R ，可 控硅SCR ，SCR 的控制极 由高频变压 器 B 次级耦合经二极管D 、R 、c ：整流积分来 控渤。当加电时，由于R 的作用，对主回路中 C 充电缓慢，不会出现很大浪涌电流，只有当 图 8 软启 动 电路 经X2527的⑧脚上c 。软启动后，输出电压上升 列指定值j通过变换器耦合，SCR 导通 ，将R 短路，以免降低稳压电源效率。R 的瓦数要足 够大，以免SCR 失灵而烧坏。 六、电路参数的选择 1． 工作频率 开关电源的工作频率越高，高频变压器， 扼流圈就可做得越小，电源体积也就越小。但 娃，工作频率受到功率开关管的开关参数t 、 t 、t制 约，通常按下式计算工作 频 率t f=!／T=1／20(t i-tr t ) 对于国产功率管3DK型，一般取工作频率 为20kHz，则周期为50 s，随着我 国 电 子工 业发展，功率MOS场效应管的应用，工 作 频 举将大幅度提高，电源的体积、重量将大大缩 小。 2． 功率开关管 在半桥电路中，对功率开关三极管要求如 下： ①三级管反向击穿电压BV 。≥450V。 ②应有低的饱和压降，短的开关时间，以 降低集电极功耗。 ③应有较高的二次击穿耐量。 本电源选用功率开关管3DK308三 极管。 3． 高频变压器。 高频变压磁芯选用MXD--2000环 形铁氧 体，尺寸为+6oX 4OX 20，用两个叠绕。 ①确定原边匝数N ，经过计算，确定N， =50T， N =4T。 绕制变压器时，为了减少漏感， N，和 N。 采用强耦台绕制。即先绕初级N 总匝数一半 ， 再绕次级 匝数Nt，最后绕N 的余下一 半，保 证N ，N 较好的耦合。 邀 帅 维普资讯 http://www.cqvip.com Administrator ssd 4． 整流二极管 在输出低电压犬电流的电源中，必须采用 正向压降小、快恢复的整流管，本电源选用肖 特基二极管sBD50D，其正向压降VF≤O．6V， 开关速度快，使管子温升下降，输出电压尖峰 减小，提高了整机效牢。 5． 滤波电路 因为工作频率高，采甩LC滤波，可 以 减 小滤波器的体积。 (i)扼 流图 电感L是处 于交直流叠加磁化，要选 取铁 芯材料在较宽的磁场范围内，具有较高的恒定 不变的导磁率，本 电源采用FeNi50环形磁芯， 尺寸为4'64×4O×28，它具有宽磁场，不 要加 气隙，易制造，匝数N为1sT。 (2)滤波电容C 滤波电感的电流变化速度是有限的。为了 防止负截 电流的突变引起输出电压大幅度地波 动，必须把滤波电容C值取足够大。 本机采甩高频电容-~CD28 3，为了降低等 效阻抗，用三只33000~F／6．3V电容器 并联， 取得很好效果。 七、电源主要指标 交流输入；50H z单相220±10 输 出电压；5V±10 输出电流：0—60A (0一 十40℃) 0— 50A (一2O一 十65℃ ) 电压稳定度：≤0．3 电流稳定度；≤0．5 输出纹波电压；VoP—D=50mV 效 率t≥65 过压保护； =6．5V 过流保护： =70A 十万分之二大功率直流稳压稳流电源 由上海沪光仪器厂研制的YJgO型0—60V、 O-- 10A直流稳压稳流 电源，最近通过 了 由 上 海市仪表局组织，中国 电源学会学术委员会， 上海电子学会 电源专业委员会，华东计算所， 上海 自动化仪表研究所，宝 山钢铁 总 厂 等 十 二个研究所和工厂的鉴定。目前已投入批量生 产。YJ90电源显高稳定、高可靠、多 功 能 的 直流稳定电源。它可以用作稳压源，也可用作 稳流源，称之 为 cv／cc电 源。输 出PARD (纹波 )很低，稳压时仅为 80 V，稳流时只 有几百微安。它具有较垒的保护一过热保护、 过压保护， 以及判断负载出现故障的保护。它 能通过面板上键查询 电源稳压、稳流、过压保护 的设定值，功率调整管的 压 降、温 升、基 准 等。它可以由外接电阻、电压和开关及其组合 对输出电流和电压进行编程。它有功率管故障 显示，及出现故障功率自动脱离线路，继续保 持整机原有 高性能。所以这 电源适用长期连续 工作。它显台式小体积的电源。它将适用于高 精度计量、电磁测量、棱物理、电光源、 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 仪器、电子光学、CAM、CAT、 自动控制设 备。 姚善 宝 钆 “ “ 乩 n 乩 ：： 维普资讯 http://www.cqvip.com Administrator ssd