正激电路设计报告1.doc

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1、 . . 摘 要开关电源是以功率半导体器件作为开关元件，利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。近些年来，开关电源正一步步追求小型化、轻量化、高频化开关电源的体积、重量主要是由储能元件决定的，；在一定围，开关频率的提高，不仅能有效地减少电容、电感与变压器的尺寸，而且还能抑制干扰，改善系统的动态性能。因此高频化是开关电源的主要发展方向。它能把电网提供的粗电和强电，变换成各种电气设备和仪器所需要的高稳定度精电和细电（提供不同规格的电压和电流值），它是现代电子设备重要的“心脏供血系统”。本文主要介绍正激电路的运用与它的负载运行情况。介绍在使用matlab仿真

2、下的正激电路运行。 关键词：开关电源；正激电路；matlab仿真AbstractSwitching power supply is a power semiconductor device as a switching element, use of modern power electronic technology, control switch tube opened and shut off time ratio, to maintain stable output voltage of a power supply. In recent years, step by step, is

3、 the pursuit of switch power supply miniaturization, lightweight, high frequency, volume and weight of the switch power supply is mainly determined by the energy storage component,; Within a certain range, the improvement of switching frequency, not only can effectively reduce the size of the capaci

4、tor, inductor and transformer, but also can restrain interference, improve the dynamic performance of system. So the high frequency switch power supply is a main developing direction.It can be provided by the grid electricity and high voltage, needs to transform into various electrical equipment and

5、 instrument of high stability fine electricity and electricity (provide different specifications of the voltage and current value), it is the modern electronic equipment heart blood supply system.This paper mainly introduces is the use of the excitation circuit and its load operation. Introduced in

6、the use of matlab simulation under the normal shock circuit operation.Keywords: switching power supply; Excitation circuit; The matlab simulation目 录摘要IABSTRACTII第一章设计任务1第二章设计方案22.1 电路原理22.2 任务分析3第三章仿真与调试43.1 MOSFET简介43.2 matlab简介53.3 电路仿真5总结与建议12参考文献1311 / 14第一章 设计任务根据要求本次的设计任务任务为：MOSFET 正激电路设计（纯电阻负

7、载）设计条件：1、输入直流电压：Ud=50V2、输出功率：300W3、开关频率 5KHz4、占空比 10%50%5、输出电压脉率：小于 10%第二章 设计方案2.1 电路原理正激变换器就是直流变换器 buck 中间加了高频环节变压器。其模型为图2.1 mosfet正激电路带纯负载原理图电路的工作过程为：开关S开通后，变压器绕组NP两端电压为上正下负，与其耦合的绕组NS也为上正下负。故此D1导通D2断开，电感L的电流逐渐增长；S断开后，励磁电流经绕组回流。其工作的波形图如下图图2.2 正激电路工作波形2.2 任务分析由课程设计任务要求1.仿真的输入电压为50V，所以采用50V直流电源；2.输出功

8、率为300W，所以要调节输出电压；3.设置开关的占空比与其关断频率；4.要调节输出脉率误差。变压器上的参数调节为其中为输入电压。输出端的电感L端电压为流过电感L的电流为由上式可计算出输出电压，故而在设置纯电阻负载后即可计算输出功率。第三章 仿真与调试3.1 MOSFET简介MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型

9、（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction TransistorSIT）。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。功率MOSFET的种类：按导电沟道可分为P沟道和N沟道。按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，

10、功率MOSFET主要是N沟道增强型。功率MOSFET的部结构和电气符号如图1所示；其导通时只有一种极性的载流子（多子）参与导电，是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别，小功率MOS管是横向导电器件，功率MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFET（Vertical MOSFET），大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。图 mosfet部结构与电气符号3.2 matlab简介是MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以与数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两

11、大部分。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。本文利用matlab的数值计算能力编程实现短路电流的计算。运用matlab基本应用来表现其计算特性。3.3 电路仿真仿真电路图如下各元件参数调节如下电源参数为二极管参数电感参数Mosfet参数变压器参数电容参数纯电阻负载仿真结果波形图变压器输入电压波形Mosfet电压输出电压即电流波形图

12、总结与建议经过这么长时间的努力终于将课程设计完成了，在这次设计中，我们的电力电子知识得到了很好的补充和巩固，还使我提高了将理论知识运用到实际中的能力。 此次课程设计不仅使得对正激电路的掌握得到了熟练与加强，同时还扩大了知识面，更了解到新的应用于知识中的软件，学会matlab的简单运用。深刻了解到matlab在实际方面应用的强大能力。通过本次课程设计我们不仅对前面所学知识作出了检验，也让自己能力得到了很大的提高。在这次课程设计中，我们发现了自己原来的知识还比较欠缺，要学习的东西还太多，深切的感受到学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。 这次

13、设计使我们学到了以前书本知识中所不曾了解的知识，更加明白了在如今的信息时代下电子技能知识的重要性，丰富了我们对实际工艺技术、电子技术和设备技术等方面的认识，掌握了分析问题、处理问题的方法以与调试、计算等基本技能，使实际工作能力得到了有效提高。 在这次的课程设计中非常感老师的指导与帮助，使我们的课程设计能更好的完成，这对于我们今后的学习、工作和生活都有很大帮助。同时，我们也充分认识到团队合作的重要性，这次经历对于我们以后的发展无疑是相当有帮助的。参考文献1 王兆安，进军.电力电子技术第5版M.：机械工业.2000.2 王兆安，明勋.电力电子设备设计和应用手册第2版M.，机械工业.2005 3 治明.电力电子器件基础M.，机械工业.2005 4 序葆，永健.电力电子器件与其应用M.，机械工业.1996 5 维波.Matlab在电气工程中的应用M.：中国电力.2007