隔离式半桥变换器。变压器有中间抽头， 利用率较高， 无直流励磁带来的问题， 可用耐压较低的晶体管。

　　是吸收由漏感引起的尖峰电压。 经脉冲变压器输出的逆变 电 压 通 过 大 功 率 高 频 整流二极管 ＳＢＤ 即肖特基二极管构成的全波整流电 路整流， 再经 ＬＣ 滤波电路滤波后输出， 输出电压和输 出电流通过 ＰＷＭ 调制电路进行控制。输出电压范围 为 ４～ ， 输出电流最大可达到 １８０Ａ。 ８Ｖ

　　Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒ ｅｍｅｎｔ ＆ Ｉｎｓｔｒ ｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ

　　路、 控制电路和电压、 电流显示表的工作电源。用 ５Ｖ 驱动数 码 管 ， 显 示 稳 定 ； 开 关 电 源 输 出 为 ３．５０～ ７．５０Ｖ 连续可调， 且输出稳定。 若负载阻值 Ｒ＝０．２Ω 电压 Ｕ＝３．８４Ｖ 时， 电流 Ｉ＝ ，

　　２５０Ｖ 的直流电压。整流电路采用集成的桥式全波整 流器， 利用二极管所具有的单向导电特性， 内部集成 ４

　　个整流二极管。与半波整流相比， 在电流达到相同波 纹系数下， 对滤波电容的容量和电感量要求都较低， 权衡之下， 这里采用全波整流。在桥式整流电路后面 加上滤波电容， 由于电容 Ｃ 有充放电作用， 加在它上 面的电压没有突变， 从而使整流后直流电的交流成分 得以减小。如图 ２ 所示， ２５０Ｖ 电压经由 Ｃ５、 ６ 组成的 Ｃ 滤 波 电 路 进 行 滤 波 ， Ｃ７、 ８ 的 中 点 电 位 应 为 Ｖ１／２ ＝ Ｃ

　　ＧＴ６０Ｍ３０３， 它具有达林顿管管压降较低的优点， 同时 有 功 率 场 效 应 管 （ ＶＭＯＳ 管 ） 电 压 激 励 、 高 速 开 关 、 可 可 简 单 并 联 不 必 均 流 而 扩 展 功 率 等 优 点 ， ｔｆ＝０．２５μ ， ｓ ｔｒｒ＝０．７μ ， ＶＣＥ（ｓａｔ）＝２．１Ｖ。如图 ２ 所示， Ｑ２ 和 Ｑ３ 组成半桥 ｓ 式逆变电路。 ＰＷＭ 调制器 ＳＧ３５２５ 输出的双端驱动脉 冲经脉冲振动变压器 Ｔｒ 耦合至 Ｑ２ 和 Ｑ３ 的栅极， 轮流 控制 Ｑ２ 和 Ｑ３ 关断和导通， 从而使 Ｑ２ 和 Ｑ３ 工作在半 桥逆变状态。通过由 Ｑ２ 和 Ｑ３ 组成的逆变电路， 将由 ２２０Ｖ 交流整流滤波后得到的直流电压逆变为 ４０ｋＨｚ

　　７２．７Ａ； 电压 Ｕ＝４．００Ｖ 时， 电流 Ｉ＝８０．１Ａ； 电压 Ｕ＝４．３６Ｖ 时， 电流 Ｉ＝８７．０Ａ。 从测试结果中可以看出， 电压调整率可达 ０．１ ﹪，

　　输出稳压值及输出稳流值可根据实际需 要 连 续 调 节 设定。如需加大输出电流， 可直接多台输出并联获得。

　　程。由 Ｑ２ 和 Ｑ３ 逆变后的脉冲信号 经 脉 冲 变 压 器 Ｔｒ 实 现 直 流 隔 离 和 高频脉冲的传输而输出。Ｔｒ 是开关 电源的重要组成部分， 考虑到变压 器种类的选取将会影响整个功率 器件耐压程度等很多参数， 也会对 系统的其它各部分产生相应的影 响， 所以在制作中选用了它激式、 了保证电路稳定工作， 输入 ２２０Ｖ 、 ５０Ｈｚ 的市电首先 经 Ｃ１、 ２、 ３、 ４、 １ 组成的高频开云真人平台 开云真人官方入口滤波电路， 如图 ２ 所示， Ｃ Ｃ Ｃ Ｌ 滤除高频干扰信号并对合闸瞬间的浪涌电流 进 行 抑 制

　　的高频脉冲电压， 从而完成整个电路的交、 交的变 直、 换过程。其中由直流变换为交流的过程称为 逆 变 过

　　ＳＧ３５２５ 的 １１ 脚 和 １４ 脚 的 ＩＢＧＴ 驱 动 输 出 在 ２００ｎｓ 内被关断（ 如图 ４） ， 同时将 ＰＷＭ 锁存器锁存， 并使 １０

　　脚的控制信号消失。这一状态将保持到由下一个时钟 脉冲复位为止。当 １０ 脚电平大于 １．４Ｖ 时， 接在 ８ 脚 的软启动电容 Ｃｆ 将 ＳＧ３５２５ 内部放电管放电， 放电完

　　开关电源是利用现代电力电子技术， 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 ， 一 般 由 脉 冲 宽 度 调 制 （ ＰＷＭ） 控 制 ＩＣ 和

　　开关电源的结构框图如图 １ 所示。主要由七部分 输入整流滤波电路、 高开云真人平台 开云真人官方入口频开关变换 组成： ＥＭＩ 滤波器、 器、 高频整流滤波输出电路、 控制电路和保护电路、 辅 助电源以及显示电路。

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　　（ １．西北师范大学， 兰州 ７３００７０ ； ２． 大连测控技术研究所， 辽宁 大连 １１６０１３ ） 摘要： 提出了大电流低电压的大功率开关电源的设计方案， 研制了整流滤波电路， 分析确 软启动及过压过 定了 ＤＣ／ＤＣ 变换模块作为主电路功率元件， 并设计了 ＰＷＭ 控制电路、 流保护电路。实验测试证明输出稳定， 可对矿灯充电架等多种设备进行充电， 有着广泛的 应用前景。 关键词： 开关电源； 大功率； 脉宽调制； 变换器； 功率管 中图分类号： ＴＭ９３０ 文献标识码： Ｂ 文章编号： １００１－ １３９０ （ ２００８ ） ０６－ ００４３－ ０３

　　Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈ ｐｏｗｅｒ ｗｉｔｈ ｂｉｇ ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ ｃｕｒ ｒ ｅｎｔ ａｎｄ ｌｏｗ ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ ｖｏｌｔａｇｅ

　　ＺＨＯＵ Ｄｅ－ ｔａｉ１，２， ＹＡＮＧ Ｚｈｉ－ ｍｉｎ１， Ｇ开云网站 开云真人官网ＵＯ Ｈａｉ－ ｔａｏ１，２， ＭＡ Ｓｈｅｎｇ－ ｑｉａｎ１ （１．ＮｏｒｔｈＷｅｓｔ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０， Ｃｈｉｎａ． ２． ＤａＬｉａｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｔｅｓｔ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄａｌｉａｎ １１６０１３， Ｌｉａｏｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈ ｐｏｗｅｒ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ， ｂｉｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｐｏｗｅｒ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｄｅｖｅｌ－ ｏｐｅｄ． Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈ ｐｏｗｅｒ ｆｅａｔｕｒｅｓ， ｔｈｅ ｂｉｇ ｐｏｗｅｒ ＤＣ／ＤＣ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｃｈｏ－ ｓｅｎ ａｓ ｐｏｗｅｒ ｃｅｌｌ ｏｆ ｍａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ． Ｔｈｅ ＰＷＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ， ｓｏｆｔ－ ｓｔａｒｔｕｐ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｕｔ－ ｐｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈ ｐｏｗｅｒ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ． Ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈ ｐｏｗｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｈａｒｇｅ ｆｏｒ ｍａｎｙ ｅｑｕｉｐ－ ｍｅｎｔｓ ｉｎ ａ ｇｏｏｄ ｍａｎｙ ｆｉｅｌｄｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅｒ ｏｆ ａ ｍｉｎｅｒ＇ｓ ｌａｍｐ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ ： ｓｗｉｔｃｈ ｐｏｗｅｒ， ｂｉｇ ｐｏｗｅｒ， ＰＷＭ， ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ＩＢＧＴ ０

　　路、 高频脉冲变压器以及输出整流滤波电路组成。 该大功率开关电源具有低电压大电流的特点， 对 高频干扰信号以及合闸瞬间的浪涌电流非常敏感， 为

　　Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒ ｅｍｅｎｔ ＆ Ｉｎｓｔｒ ｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ

　　利用电力电子等技术设计 开 发 了 以 矿 灯 充 电 为 主的低电压大电流的大功率开关电源， 采用集成脉宽 调制芯片 ＳＧ３５２５ 作为控制核心， 设计了整流滤波电 路， 抑制了通电时的浪涌电流及干扰信号， 把输入 的 图４ 市电转换为高压直流电； 通过由 ＩＢＧＴ 构成的逆变电 路， 将其逆变为 ４０ｋＨｚ 的高频脉冲电压， 送入变压器； 输出低频脉冲直流电， 经整流滤波电路后输出， 输 出 电压和输出电流通过 开云网站 开云真人官网ＰＷＭ 调制电路进行控制， 经测 试输出稳定。同时， 基于 ＳＧ３５２５ 设计了软启动电路、 欠压过压及过流保护电路， 增加开关电源工作的可靠 性和稳定性。 参

　　２８－ ２９． ［２］刘明先 ， 裴雪军 ． 大功率逆变器中驱动电路的开关电源设计 ［Ｊ］． 电源技

　　为了获得比较稳定的电压输出， 利用差分放大电 路原理设计了如图 ５ 所示的稳压电路。 整个电源的输 出 电 压 Ｖｏ 经 取 样 电 阻 Ｒ５７、 ５８ 接 到 ＳＧ３５２５ 的 １ 脚 Ｒ （ 反相输入端） 并与 ２ 脚（ 同相输入端） 的电压 ＶＲＥＦ＝５Ｖ 进行比较。比较后的差值信号经 ＳＧ３５２５ 内部放大电 路 放 大 后 去 控 制 ＳＧ３５２５ 内 部 的 功 率 管 输 出 Ａ （ １１ 脚 ） 和 输 出 Ｂ（ １４ 脚 ） 脉 冲 的 宽 度 ， 从 而 控 制 ＩＧＢＴ 管

　　一些缺点和不足， 文中研制了一种可用于矿灯充电架 的低电压大电流开关电源 ， 对节能降耗、 提高充电效 率有着重要的意义。同时可满足工业及其它领域多种 设备的充电要求。 制作时采用 ＭＯＳＦＥＴ 作为功率开关 器件， 构成半桥式开关变换器， 利用脉宽调制技术。

　　由于开关电源的特点和实际的电气特性， 为了使 滤波后的电压加在两个高速绝 缘 栅 的 双 极 型 大 功 率 晶 体 管 （ ＩＧＢＴ） Ｑ２、 ３ 上 ， Ｑ 选用东芝公司的 其能在恶劣环境以及突发故障情况下安 全 可 靠 的 工 作， 在实际的制作中充分利用 ＳＧ３５２５ 的特性， 考虑设 计了电压电流以及软启动保护等保护电路。 ＳＧ３５２５ 具有关断控制功能， 从而能够实现对整个逆变电源的 过电压和过电流的保护功能。 ＳＧ３５２５ 采用限流实现 对芯片的控制。整个电路的过流脉冲或直流输出电流 的 取 样 经 霍 尔 元 件 检 测 放 大 电 压 送 到 ＳＧ３５２５ 的 １０ 脚 如 图 ３ 所 示 。 当 １０ 脚 的 控 制 电 平 超 过 １．４Ｖ 时

　　取自对输出的实时采样电压， 从而控制输出电压的变 化， 达到稳定输出电压的目的。控制电路与主电路之

　　＊ 甘肃省科技攻关资助项目 （２ＧＳ０４７－ Ａ５２－ ００２－ ０７）

　　的可靠性和稳定性， 选取脉冲宽度调制器 ＳＧ３５２５ 作 为控制电路的核心， 设计制作了开关电源控制电路。

　　荡器和输出级也作了较大改进， 将充电和放电回路分 开 ， 有利于调节死区时间； 输出级电路结构改为确 保 其输出电平处于高电平， 或低电平状态； 末级采用 了 推挽式电路， 允许瞬间关断， 以适应驱动 ＭＯＳＦＥＴ 的 需要； 内设的 ＰＷＭ 锁存器确保关闭作用更可靠； 同时 设有软启动电路， 避免了开关电源在开机瞬间的电流 冲击可能造成的末级功率开关管的损坏。