全桥开关稳压电源

潍坊学院本科毕业设计（论文）I目录第一章前言......................................................11.1开关电源技术的发展状况....................................11.2开关电源定义..............................................21.3开关电源的发展历史及其应用范围............................21.4开关电源控制技术分析研究..................................41.5全桥开关电源应用技术......................................41.6本设计的内容及参数........................................4第二章电子元器件及部分电路介绍..................................62.1二极管组成电路分析........................................62.1.1整流桥电路..........................................72.1.2稳压管稳压电路......................................82.2三极管及其组成电路分析....................................92.2.1图腾柱驱动电路.....................................102.2.2共射放大电路.......................................102.3场效应管及其组成电路分析.................................122.3.1场效应晶体管组成的开关驱动电路.....................12第三章全桥拓扑原理.............................................143.1基本工作原理.............................................143.2全桥变换器设计..........................................163.2.1最大导通时间、初级绕组圈数选择.....................163.2.2初级电流、输出功率、输入电压的关系.................163.2.3初级线径的选择.....................................163.3变压器初级隔直电容的选择.................................17第四章UC3895芯片外围电路设计...................................184.1UC3895介绍..............................................184.1.1UC3895原理框图及特点...............................184.1.2UC3895引脚功能.....................................19潍坊学院本科毕业设计（论文）II4.2UC3895外围电路计算......................................20第五章全桥开关电源硬件设计.....................................225.1稳压恒流电路的设计.......................................225.2辅助电源的设计...........................................235.3主功率板总图.............................................255.4驱动电路设计.............................................26结束语..........................................................27参考文献........................................................28致谢............................................................29潍坊学院本科毕业设计（论文）1摘要：本文重点介绍了由UC3895构成的相移谐振PWM控制器的工作原理和他的应用，进一步设计了由UC3895构成的全桥移相零电压开关（ZVS）PWM开关电源。全桥开关电源采用了图腾柱驱动电路，并且驱动电路以隔离的方式驱动MOS开关管，以此来提高电源的稳定性；UC3895采用了ZVS技术使开关管的导通损耗减小，提高了整个电路的工作效率。此次开关电源设计重点分析了全桥开关电源开关管的零电压开通和零电流关断的过程以及全桥开关的工作原理，而且还阐述了全桥开电源相关的应用领域，以及全桥开关电源今后的发展方向和发展趋势。本文选择了全桥拓扑，分析了电源的外围电路。UC3895自身带有自适应延迟时间设置以及其他的增强逻辑功能，而且UC3895采用了BCDMOS制造工艺，这就使得UC3895的整体性能有了很大的提高。关键词：全桥稳压技术；零电压开关技术；全桥移相控制技术。ABSTRACT：ThispapermainlyintroducesthecomposedofUC3895phaseshiftresonantPWMcontrollerworkingprincipleandapplication,furtherdesignedcomposedofUC3895fullbridgephaseshiftingzerovoltageswitching(ZVS)PWMswitchingpowersupply.Fullbridgeadoptedthetotempolesswitchpowersupplydrivecircuit,anddrivecircuitintheformofisolateddriveMOSswitchtube,inordertoimprovethestabilityofthepowersupply;UC3895adoptedZVStechnologyreduceswitchtubeconductionlosses,improvetheworkefficiencyofthewholecircuit.Theswitchingpowersupplydesignfocusesonanalyzingthewholebridgeopeningofzerovoltageswitchpowerswitchtubeandzerocurrentturnoffprocessandtheworkingprincipleofthefullbridgeswitchandalsoexpoundstheapplicationofthewholebridgeopenpowersupplyrelatedfields,aswellasthewholebridgeswitchingpowersupplydevelopmentdirectionanddevelopmenttrendinthefuture.Thisarticlechosethefullbridgetopology,theperipheryofthepowersupplycircuitisanalyzed.UC3895itselfwithenhancedadaptivedelaytimeSettings,andotherlogicfunction,andBCDMOSUC3895adoptedmanufacturingtechnology,whichmakesUC3895overallperformancehastheverybigenhancement.Keywords:zerovoltageswitchingtechnology；fullbridgephaseshiftingcontrol；resonantconverter。潍坊学院本科毕业设计（论文）1第一章前言小型开关电源主要是以反激拓扑为主，反激低噪声、抗干扰、高稳定性等优点。现在的的小型电源小型化以及高效率主要是由高频开关实现的，因此目前都在不断地开发出高效率新型元器件，特别是不断地改进次级侧二极管的管压降、变压器电容器小型化。该电源电路结构简单，工作可靠，总体发热量降低，电磁干扰能力增强，并且运行可靠，输出电源质量高，是一种高效率的小功率开关电源。简单介绍一个小型电源的原理图，控制电路主要是由控制芯片OB2530来控制完成的，另外还加入必要的外围电路：反馈电路，它是由过流保护电路，过压保护电路，稳压电路等组成控制电路。主电路是由整流/滤波电路，Buck电容，高频变压器等组成。下图1.1OB2530电路原理图。图1.1OB2530电路原理图1.1开关电源技术的发展状况电力电子技术在近代社会正在以一个高速度不断的创新发展，高频开关电源应用的领域已经非常广泛：1.PC终端设备，2.通讯家用电器，3.工业电源，4.航空航天等各个领域。我国的电子行业正迅速崛起，电子产品正在经历一个迅速发展的阶段。手机，电脑等PC设备尤为突出。因此电源的需求与应用也变的很迫切。电源有几种比较常见的拓扑结构：1.Buck拓扑结构，2.Boost拓扑结构，潍坊学院本科毕业设计（论文）23.推挽拓扑结构，4.正激拓扑结构，5.反激拓扑结构，6.半桥/全桥拓扑结构等。其中小功率的开关电源反激拓扑应用的很普遍，技术已经很成熟（150W）以下的开关电源。大功率的开关电源一些工业电源半桥/全桥拓扑应用的比较广泛。20世纪80年代PWM宽带脉冲调制技术得到了迅速的发展，PWM技术主要应用于电力电子行业。风力发电，电机调速，直流供电等重要领域。PWM技术的发展对节能环保方面有一定的积极的意义。正如像台达这些电源大厂的企业理念“节能，环保，爱地球”极大的提高了电源的效率，这也对应了如今国家提倡的节能减排的战略要求。PWM有很多种的控制方法:1.等脉宽PWM法2.随机PWM法3.SPWM法等十几种方法控制方法。后面我们还会详细的讲解PWM脉宽调制技术。1.2开关电源定义线性电源是高频开关电源迅速发展和进步的基础，通俗的说开关电源是在线性稳压电源的基础上发展进步的。开关电源是开关器件（如：三极管，晶体管等）工作在开关状态的电源。开关电源中有四大类基本电力电子电路：AC-DC电路DC-AC电路AC-AC电路DC-DC电路开关电源在实际应用中，比以上四种电子电路范围要窄的很多。换句话将就是要同时具备以下的三个基本条件的电源可称之为开关电源,这三个基本条件就是：1.开关2.高频3.直流。1.3开关电源的发展历史及其应用范围线性稳压电源是开关电源的发展基础。在开关电源还没有出现的时候，许多工业控制设备、PC电源等工作电源都是采用线性稳压电源。但是因为电子技术的不断跟进使得我们需要功能越来越强大更加完善的开关电源。这就使得市场迫切需要1.体积小2.效率高3.重量轻4.性能好的新型高频开关电源，开关电源技术发展最为强大的动力莫过于它巨大的市场价值当然还有能源方面的能源意义。新型电力电子器件的创新以及高频率的开关管的出现给开关电源的发展提供潍坊学院本科毕业设计（论文）3条件。在上世纪60年代末，巨型晶体管（GTR）的出现，在工程的不断努力下使得采用高工作频率的开关电源得以问世，那时确定的开关电源的基本拓扑结构一直沿用至今，如上文我们已经提到过的Buck拓扑，Boost拓扑，推挽变换器，正激变换器，反激变换器，半桥/全桥拓扑等。电源的开关频率这几年得到了很大的提升