基于UC3875的30V/2500A开关电源设计与仿真

摘要

大功率开关电源拥有非常广阔的前景，大规模应用于电镀电源、电阻点焊电源以及电解电源等场合。国内外也十分重视大功率开关电源的发展，开展了深入地研究。
　　本文研究分析了传统大功率开关电源的几种典型拓扑结构和工作原理，发现传统的大功率开关电源普遍存在体积庞大、输出纹波大、损耗大、工作效率低、动态响应慢，稳定性差等问题。结合现代软开关技术，本文设计了一款适用于特种加工领域的30V/2500A高效节能型高频开关电源，主要采用全桥逆变以及全桥移相零电压软开关脉冲宽度调制（PSFB ZVS PWM）变换技术，有效抑制了高频开关电源的开关损耗，从而提升了整机功效，降低了输出纹波。
　　本文设计了三相整流电路、以 MOSFET作为斩波器件的全桥逆变电路、PWM驱动、UC3875控制模块、高频变压器、前后级整流滤波电路和吸收缓冲通路。建立了以UC3875作为核心控制芯片的PWM脉冲产生电路和电压调节电路。本文采用使用8个MOSFET场效应晶体管两两并联的全桥逆变电路作为主变换器，辅用 PSFB ZVS PWM软开关全桥移相零电压脉冲宽度调制科技作为控制电路，在降低电源对电网的谐波污染，减小功率开关管的开关损耗，增大交直流电的转换效率，提高电源的功率因数方面有突出表现。通常情况下，传统的大功率开关电源采用的是多个功率单元进行并联、单个系统进行控制的结构，该结构存在的最大问题是各模块之间的均流不平衡，因为一般情况下不允许各个输出模块直接并联，经常会出现应力分配不均匀的情况，导致设备损坏。文本设计的开关电源是单机电源，很好的解决了均流问题，提高了安全性与可靠性，降低了成本。本设计开关电源额定输出为30V/2500A，开关管频率为100KHZ，单机效率到达80％以上，纹波系数小于1%，有效地减小了开关损耗，降低了输出纹波。

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1 绪论

1.1课题背景

1.2国内外大功率开关电源的研究现状

1.3主要研究内容与论文组织

2开关电源拓扑结构分析及ZVS技术研究

2.1开关电源的工作原理

2.2 DC-DC变换器主要拓扑结构

2.3 ZVS移相全桥开关电源工作原理和优势

2.4本章小结

3主通路电路及磁性元件设计与选型

3.1主通路电路结构

3.2控制电路结构

3.3电路元件设计与选型

3.4本章小结

4 计算机软件仿真验证

4.1 Saber 概述

4.2 主变换器电路及其它硬件电路仿真

4.3本章小结

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献