低电压、大电流直流开关电源的研究与设计.pdf

西安科技大学
硕士学位论文
低电压、大电流直流开关电源的研究与设计
姓名:伦学敏
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:韦力
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论文题目:低电压、大电流直流开关电源的研究与设计
专业:电力电子与电力传动
硕士生:伦学敏(签名)
指导教师:韦力(签名)
摘要
直流开关电源是各种电源中应用范围和市场最大的一种,包括从交流输入变为直流
输出的“开关整流器”和从直流输入变为直流输出的“直流变换器”。直流开关电源经过几
十年的发展,集中了许多高新技术、智能化技术、表面安装技术,已经形成高工作频率、
高效率、高功率密度、高可靠性等为特征的现代直流开关电源。
本文根据直流开关电源工程样机设计要求,采用全桥变换器拓扑,并分析了其工作
原理、电路特性。将 MOSFET 体二极管用作反向续流,针对其反向恢复问题,分析了
二极管的反响恢复产生的原因,通过改变外部工作条件软化其反向恢复过程;对高频变
压器副边的毛刺电压现象进行了分析,并提出了一种新型的吸收电路。
根据设计的要求,采用 AP 法计算变换器电路所使用的输出滤波电感和高频变压器
的参数;并对输入、输出滤波电容以及主要功率器件进行了选型。
给出了控制、保护等电路的设计电路图以及工作过程的分析。
运用 PSPICE 对所提出的理论进行了仿真分析;研制了 40V/100A 直流开关电源工
程样机,对理论分析结果进行了实验验证;仿真和实验结果论证了理论分析的正确性和
提出方案的可行性。

关键词:直流开关电源;全桥变换器;MOSFET 反向恢复;电压毛刺;
无源吸收电路
研究类型:应用基础
Subject : Design and Research of Low-voltage and High-current DC
Switching Power Supply
Specialty : Power Electronics & Power Drives
Name : Lun Xuemin (Signature)
Instructor : Wei Li (Signature)
ABSTRACT
The DC switching power supply is the largest one in the range of applications and
market of all kinds of power, including the "Switch Mode Rectifier" which AC input into DC
output and the "DC-DC converter" which DC input into DC output. After several years of
development, DC Switching Power that has been applied a number of high-tech, intelligent
technology, surface mount technology, has formed the modern DC switching power supply
which characterized by high-frequency, high efficiency, high power density, high reliability.
Based on the design requirements of engineering prototype, the DC switching power
supply adopts a full-bridge converter topology, and the operating principle and circuit
characteristics of the full-bridge converter are analyzed in this paper. In this paper,
Power-MOSFET is used as diode on some states for reverse current, therefore the problem of
reverse-recovery follow. Base on the analysis of diode reverse-recovery, the paper change the
operational condition of Power-MOSFET to soft the reverse