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室内空气净化器高压电源的研制

作 者: 吴琼
导 师: 戚栋
学 校: 大连理工大学
专 业: 电气工程
关键词: 空气净化器电源 高压直流电源 二阶填谷式PFC电路 PWM控制 反激逆变电路
分类号: TN86
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


随着我国工业化的发展,空气的污染日益严重,室内空气的净化受到了人们的重视,因此,负离子空气净化器被广泛的使用。近年来,负离子空气净化器高压电源的优化设计成为了热点。目前的负离子空气净化器电源已经向小型化、轻便化和高频化方向发展,但是还存在着电路设计复杂化、开关损耗大、效率低、不稳定的缺点,因此,如何设计一个电路拓扑结构简单、成本小、开关损耗低的空气净化器高压电源是本文研究的核心。本文设计的电源为输入工频电压220V/50Hz,开关频率20kHz,功率因数大于0.95,效率大于85%,额定功率为10W,输出电压-10kV(纹波系数小于5%)的直流高压电源。空气净化器高压电源设计选用开关电源技术,将PFC校正、PWM控制技术、有源箝位反激逆变技术以及零电压零电流软开关技术结合应用于本电源的设计中。设计中应用EMI滤波器滤除高频的干扰信号及噪声;二阶填谷式PFC电路来实现输入电压和电流的同相位,提高电源的功率因数;设计选取有源箝位ZVZCS反激式逆变主电路,从理论和实验上验证了开关管的零电压开通、整流二极管零电流关断以及箝位电容对开关管的尖峰电压的抑制作用,解决了电源的开关损耗大和电路复杂问题;设计了采用PWM控制芯片SG3525的控制电路、TLP250光耦驱动电路、保护电路以及倍压整流电路,达到了电路设计简单、成本低、易实现以及电气隔离性好的效果;最后对电源变压器设计进行了详细的介绍与分析。最终得到满足设计所要求的输出电压为-10kV,开关频率为20kHz,额定功率10W,体积小,损耗低,稳定输出的空气净化器高压直流电源

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究的背景  8-12
    1.1.1 室内空气的污染情况及其对人体产生的危害  8-9
    1.1.2 空气净化器及负离子空气净化器电源的发展  9-12
  1.2 本课题研究的意义  12-13
  1.3 本文研究思路与内容  13-14
2 空气净化器高压直流电源主电路设计  14-35
  2.1 高压直流电源的整体设计  14
  2.2 输入EMI滤波器  14-15
  2.3 PFC电路分析  15-18
    2.3.1 PFC电路原理  15-16
    2.3.2 二阶填谷式PFC电路分析  16-18
  2.4 逆变主电路  18-32
    2.4.1 常用变换器的比较  18-19
    2.4.2 反激变换电路的缓冲电路  19-23
    2.4.3 有源箝位ZVZCS反激逆变电路分析  23-32
  2.5 倍压整流电路  32-34
  2.6 本章小结  34-35
3 高压电源控制电路及辅助电路设计  35-42
  3.1 PWM控制电路设计  35-38
    3.1.1 SG3525开关电源集成控制原理  35-37
    3.1.2 PWM控制电路  37-38
  3.2 驱动电路设计  38-40
    3.2.1 MOSFET栅极驱动电路设计原则  38-39
    3.2.2 驱动电路  39-40
  3.3 过流保护电路  40-41
  3.4 本章小结  41-42
4 单端反激式开关电源变压器的设计  42-50
  4.1 影响变压器设计的因素  42-43
  4.2 单端反激式开关电源变压器的设计  43-48
    4.2.1 变压器磁芯的选择  43-44
    4.2.2 变压器参数计算  44-48
  4.3 单端反激式开关电源变压器的绕制工艺  48-49
    4.3.1 变压器骨架结构  48
    4.3.2 窗口校核  48-49
    4.3.3 变压器的绕制  49
  4.4 本章小结  49-50
5 实验总结与分析  50-53
  5.1 实验结果分析  50-52
  5.2 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-56
附录A 电源实物图  56-57
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  57-58
致谢  58-59

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 电源
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