电源是所有电子设备的能源供应系统，用以实现电能变换和功率传递，从日常生活到最尖端的科学都离不开电源技术的参与和支持。信息产业、传统工业和军工产业的现代化进程，对电源提出了更高的要求。电源不仅必须提供更高质量的供电，同时其体积、重量均有较严格的限制，可靠性、抗振动能力和使用环境方面均有苛刻的要求，常见电源根本无法满足。 本课题就是针对这一问题研制一种3kWAC-DC电源产品，并通过本次研制形成一个良好的设计平台，为将来该电源的系列化进行技术储备。所研制电源必须在不增加较多成本的基础上完成优质的供电任务，同时具有极好的恶劣环境适应能力和抗振动能力，产品能应用于汽车、火车等车载场合、能适应高温、低温、高湿、高原低气压或空气中非导电杂质含量较高等特殊环境。 研制要求决定了设计原则。电源设计以可靠性为一切设计的根本出发点；充分继承成熟电源的电路模式，对电源主功率回路、保护和控制电路严格按照“通用化、系列化、组合化”的原则进行设计，在充分满足技术要求的前提下，用最优化的设计达到维修性高、可达性好、防差错设计和电磁兼容性设计较为良好的目标。 电源样机以UC2875芯片为控制核心，电路拓扑采用PWM全桥移相技术，应用了电流型控制策略，并具有完善的保护电路。为确保电源在高温、低温、高湿、振动环境下均能可靠工作，电源样机设计采用了自然散热的方式，并对其进行了针对性的热设计。同时重点进行了电源可靠性设计，包括电源控制策略的选用、保护电路的完善、元器件的选用等多个方面，在此基础上对电源进行了可靠性预计，直到设计满足电源可靠性要求为止。电源样机在设计上从工程化的角度进行了必要的安全性设计、维修性设计、三防设计和电磁兼容性设计，以符合系统的要求并增强电源的可靠性。 电源设计周期为8个月，包含方案调研和设计、具体电路和结构设计、样机生产、样机调试、样机测试和试验、总结和讨论等六个步骤，最终确定电源状态可应用于生产。 本文在对硬开关技术和软开关技术的比较上，介绍了电源所采用的全桥移相电路的工作原理，并针对开关管的工作状态和ZVS的实现过程进行了详细分析，在此基础上根据研制技术要求，提出了电源整体设计方案，随后介绍了电源中输入滤波电路、主变压器、谐振电感、功率开关管、输出整流二极管、保护电路设计、控制芯片应用的具体设计过程，分析了电源的安全性设计、维修性设计、三防设计的目的和重要性。 为提高电源可靠性，通过对电路拓扑、控制策略、保护电路、元器件选用等方面对可靠性的影响的分析，结合工程化设计，重点进行了电源可靠性设计和可靠性评估。 针对电磁兼容的设计难点，从工程化的角度阐述了电磁兼容设计的概念，并通过对电源电磁干扰产生的机理的分析，总结出了减小电源干扰源、切断干扰途径、减小电源EMS等三种有效的电磁兼容措施，并指出了中大功率电源中电磁兼容设计的局限性。 最后，本文设计了3kW特种电源，给出了实物照片和实测的主要波形。经实际测试和试验，在自然散热条件下，可以稳定输出3800W的额定功率，在采取风冷的辅助散热措施后，其长期输出功率可达4620W，同时各项指标完全满足研制技术要求，经评测可以进入批产状态。电源标准化设计也较为成功，可以作为系列化设计的技术平台。