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高压大功率开关电源的Pspice计算机辅助设计
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8 L o$ Y( s. _/ ?7 x摘要:一种为微波功率模块供电的高压大功率开关电源已经完成设计并小批量生产.以该电源的设计为例,给出了建立开关电源PSPICE模型的实例,讨论了影响开关电源PSPICE仿真精度和速度的因素,总结了解决仿真中出现收敛性问题的具体方法,最后给出了所设计电源输出的PSPICE 仿真结果和实验结果。
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! a" u) J9 U3 \- U关键词:计算机辅助设计; PSPICE;开关电源
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0 引言
/ u1 i% z1 U( P* T% Y. O( M* m* E+ W现代电子技术的发展,使开关电源向着高频化、高功率密度、高转换效率的方向飞速发展.不断提高的性能要求,对电源的开发设计提出了严峻的挑战.传统的设计方法需要设计人员反复计算电路参数，初步设计完成后,还需多次搭建实验电路进行实验并调整元件参数以优化电路设计，整个过程耗时费财.引入计算机辅助设计技术(CAD)后，可将设计人员从烦琐的计算工作中解脱出来，节约大量时间、精力和器材.利用电子器件的模型(MODEL)在计算机中对初步的设计进行仿真,直观地得到输出结果而不需要反复搭建实验电路,任意调整电路中元件的参数而不用担心会造成硬件的损坏，从而大大减少开发费用、缩短开发周期'" .笔者在开发一台用于小型化微波功率模块的高压电源时，利用Oread PSPICE A/D软件进行辅助设计，取得了较好的效果,装配完成的电源工作参数为:开关频率85 kHz，输出4kV/10mA和2kV/150mA,满载输出效率达92.7%。
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1 y/ U& o8 @# I( |/ h0 E- g1 开关电源初步设计
8 Q7 i b- h5 V! Y, X: @" t, g+ n# v( S设计开关电源主电路应满足的性能技术指标主要有:输入输出电压比、输出功率、电压纹波、效率等.性能指标由设计任务书给出后,即可着手进行设计工作.应选择和计算的主要内容包括:主电路拓扑、开关晶体管类型、整流二极管的电流、电压规格、输人输出滤波器形式及参数、滤波电容的选择、磁性元件的参数等21.
# k; A- A5 t! J, `- b* ]/ m# m% r, y该电源设计为微波功率模块中的小型化行波管供电,技术指标为:直流输入电压28 V,输出4kV/10 mA和 2kV/150 mA,电压纹波小于0.5% ,效率大于90% ,平均功率不低于300 W.主电路拓扑采用全桥移相控制,开关晶体管选用IRF3710(100 V/80 A,MOSFET),移相控制选用UC3879,为减小电源体积,功率变压器采用平面变压器结构,变压器次级输出2kV,利用倍压得到4kV的输出,原理图见图1.) O+ g% @, D: t( m; s
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发表于 2021-5-10 10:07
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