论文总字数：25037字

摘 要

开关电源（Switch Mode Power Supply, SMPS）作为稳压电源近年来的发展方向，具有高效率、低功耗、体积小及重量轻等显著优势，已经成为现代化工业中稳压电源的主流产品，广泛应用于电力、交通、水利、能源、加工等各种产业，其巨大的经济前景和发展潜力得到社会各方面的重视，是能源电力行业发展的重要领域。单一固定输出的开关电源在愈加多样化的生产中逐渐失去优势，本论文设计一款能改变输出电压的可调开关电源，以满足实际生产中的应用需要。

首先，结合设计要求确定开关电源的整体框架，由三相整流电路、DC/DC变换器、次级整流电路和控制电路组成。三相整流电路选用三相桥式整流电路，并搭配无源功率校正技术。为减少变换器中开关管高速开通关断过程中的硬开关损耗，DC/DC变换器选用ZVS-PWM变换器。控制回路以开关电源芯片TL494为核心，使用其自带的误差放大器实现输出电压的闭环控制。应用Saber2007仿真软件对系统总电路进行了仿真验证并对仿真结果进行分析研究，明确了可调开关电源的性质与特点。

最后，对本论文做了总结。

关键词：开关电源，ZVS-PWM变换器，TL494

Abstract

Switch Mode Power Supply (SMPS), as the direction of development of regulated power supply in recent years, has significant advantages such as high efficiency, low power consumption, small size and light weight, and has become a mainstream product of regulated power supply in modern industry. Applied to various industries such as power, transportation, water conservancy, energy, and processing, its huge economic prospects and development potential are valued by all sectors of society. It is an important area for the development of the energy and power industry. A single fixed-output switching power supply gradually loses its advantages in increasingly diversified production. In this paper, an adjustable switching power supply capable of changing the output voltage is designed to meet the application requirements in actual production.

First, the overall framework of the switching power supply is determined in conjunction with the design requirements and consists of a three-phase rectifier circuit, a DC/DC converter, a secondary rectifier circuit, and a control circuit. Three-phase rectifier circuit uses three-phase bridge rectifier circuit, and with passive power correction technology. In order to reduce the hard-switching losses during high-speed turn-on and turn-off of the switch in the converter, the DC/DC converter uses a ZVS-PWM converter. The control loop uses the switching power supply chip TL494 as the core, and uses its own error amplifier to realize the closed-loop control of the output voltage. Saber2007 simulation software was used to simulate and verify the system's total circuit and the simulation results were analyzed. The properties and characteristics of the adjustable switching power supply were clarified.

Finally, the paper concludes.

KEY WORDS: SMPF,ZVS-PWM Converter,TL494

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 3

1.1 课题研究背景及意义 3

1.2 开关电源主要应用技术 3

1.2.1 开关电源原理 3

1.2.2 DC/DC开关电源 4

1.2.3 AC/DC开关电源 5

1.2.4 软开关PWM技术 5

1.3 研究内容及章节安排 6

1.3.1 研究内容 6

1.3.2 章节安排 6

第二章 开关电源主电路研究 7

2.1 主电路结构 7

2.1.1 主电路方案分析 7

2.1.2 主电路结构框图 7

2.2 AC/DC整流电路分析 7

2.2.1 三相半波整流电路 7

2.2.2 三相全波整流电路 8

2.2.3 无源功率校正技术（PFC） 8

2.3 移相全桥控制方式 9

2.3.1 移相全桥变换器工作模式 9

2.3.2 移相全桥变换器工作特性分析 16

第三章 开关电源输出控制 18

3.1 TL494芯片介绍 18

3.2 TL494使用分析 21

3.2.1 TL494反馈控制 21

3.2.2 TL494限流保护 21

3.2.3 TL494振荡频率 22

3.2.4 TL494软起动电路 22

第四章 关键参数设计 23

4.1 三相全桥整流选型 23

4.1.1 输出滤波电容设计 23

4.1.2 输出滤波电感设计 23

4.2 移相全桥变换器选型 23

4.2.1 寄生电容选型 24

4.2.2 谐振电感选型 25

4.2.3 隔直电容选型 25

4.3 次级整流选型 25

4.3.1 滤波电感选型 25

4.3.2 滤波电容选型 25

第五章 仿真调试与实现 27

5.1 Saber仿真介绍 27

5.1.1 Saber仿真步骤 27

5.2 仿真原理图设计与分析 32

5.2.1 三相整流桥设计 32

5.2.2 ZVS-PWM变换器设计 33

5.2.3 控制电路设计 36

5.2.4 开关电源总电路图设计 37

第六章 总结 40

参考文献 41

致谢 42

绪论

课题研究背景及意义

电是当今社会中必不可少的能源之一。无论轨道交通、能源电力、工业生产、工程机械和军事通信等都离不开电的支持。自从1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，电能的开发和使用就愈加与人们的生活工作息息相关^[1]。在现代社会中，对电的要求已不仅仅在于有或无，对于高质量的电源要求越来越多，各类不同的电气装置和生产环境要求不同品质的电源，需要对电能进行变化及控制，比如对电压、电流和交流电频率的控制，交流电和直流电之间的相互转换等，来提高电源的品质和耗电的效率，亦或保证用电器的安全高效运行。因此对这些电能的变化和控制也提出了很高的节能环保要求。

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