丘东元,段振涛,张 波,王学梅,肖文勋

(华南理工大学 电力学院,广东 广州 510640)

开关电源是一种常用的电力电子产品,具有效率高、体积小、重量轻等优点[1-3],本文针对实验教学的特点,设计并制作了一套基于双管单端正激变换器的高频开关电源教学实验平台,用于开关电源教学实验。该平台一方面是对“电力电子技术”课程实验的补充,有利于学生全面了解和掌握开关电源的构成和工作原理;另一方面为对电源设计感兴趣的学生可以参照实验平台,独立完成一个开关电源产品的设计与制作,加强本科生应用创新能力的培养。

1 开关电源实验平台的设计

1.1 主电路拓扑的选择

根据开关管的数量,开关电源的拓扑可以分为以下几种类型:单管类有正激式变换器和反激式变换器;双管类有双管正激变换器、双管反激变换器、推挽变换器和半桥变换器;四管类只有全桥变换器[4,5]。其中,反激式变换器的电路结构简单,元器件数目较少,成本低廉,广泛应用于高电压、小功率场合(电压不大于5000V,功率小于15W);而正激式变换器的控制简单,变压器利用率高于反激方式,广泛应用于直流输入电压范围为60～200V、输出功率范围为150～200W的场合;推挽式变换器通常存在变压器磁通不平衡问题,且输出功率和输入电压范围较窄,因此不会直接用作由电网供电的变换器;半桥式电路的变压器利用率较高,且具有抗不平衡能力,晶体管耐压要求较低,最大输出功率约为400～500W;全桥型电路施加于变压器及晶体管上的电压与输入直流电压相等,变压器的利用率较高,适合大功率场合使用。……