5 kW 弧电源的设计与仿真(2)

情况下，采用多个MOSFET 并联可以使单管承受的导通电流减小，单个管耗减小，提高开关电源的稳定性。驱动电路驱动两个前后桥臂上下的MOSFET 同时导通, 将输入电压交错叠加到高频变压器的初级, 并且可以使用改变占空比的方法调整输出电压。高频变压器的输出经二极管和电抗器进行整流、滤波,输出稳定的直流。

1.2、开关管的选择

本设计中全桥变换器的四个桥臂采用MOSEFT 管，每个桥臂上下部分由三个MOSEFT管并联。工频电源经单相整流滤波后的直流母线电压最大值为341 V，由于电路工作在全桥变换器的状态下，功率开关管的电压一般取高于母线电压的两倍，本文MOSEFT 的额定电压可选为500V。输出滤波电感的电流最大值为150 A,那么变压器的原边电流最大为

150/K=30 A (K 取值为5)，原边电流的最大值同样是开关管中流过的最大电流，由于每个桥臂上下部分由三个MOSEFT 管并联，所以每个MOSFET 流过的最大电流为10 A,取2 倍的裕量， 就取额定电流大于20 A 的MOSEFT 管。综合考虑电压和电流，MOSEFT 管选择IRFP460。

1.3、输出整流滤波电路

由于在本设计中输出采用三个型号和绕制工艺相同的变压器通过三个电容耦合后并行输出，其电路图如图2 所示（每个整流二极管上的缓冲电路未画出）。由于额定功率为5kW，每个变压器承受的功率为1667 W，单个变压器输出的电流为50 A, 减小了单个变压器线径和体积，将三个变压器并排在输出整流电路板的中央，使整个电源结构设计合理，体积被压缩。

由于输出整流采用的全波整流，由图2 可知，二极管D1、D3 和L1 构成一组全波整流滤波电路，二极管D2、D4 和L2 构成一组全波整流滤波电路，总共6 组全波整流电路。由于6 组全波整流电路并行运行，所以降低了单个整流二极管的电流裕量，提高开关电源的稳定性，同时也降低了成本。

图2 输出整流电路图

2、SG3525 的应用电路及工作原理

SG3525 是一款功能齐全、通用性强的单片集成PWM芯片。它采用恒频脉宽调制控制方案,适合于各种开关电源、斩波器的控制。其主要功能包括基准电压产生电路、振荡器、误差放大器、PWM 比较器、欠压锁定电路、软启动控制电路、推拉输出形式。该芯片与其它同类型的芯片相比具有许多突出的特点。