tl494開關(guān)電源的設(shè)計與制作畢業(yè)論文-文庫吧
2025-06-13 09:52 本頁面
【正文】 由于PWM式的開關(guān)頻率固定，輸出濾波電路比較容易設(shè)計，易實現(xiàn)最優(yōu)化，因此PWM式開關(guān)電源用得較多。若保持TON不變，利用改變開關(guān)頻率f=1/T實現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)輸出直流電壓Uo穩(wěn)壓的方法，稱做脈沖頻率調(diào)制(PFM)。由于該方式的開關(guān)頻率不固定，因此輸出濾波電路的設(shè)計不易實現(xiàn)最優(yōu)化。既改變TON，又改變T，實現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式稱做脈沖調(diào)頻調(diào)寬方式。在各種開關(guān)電源中，以上三種脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式均有應(yīng)用。 開關(guān)電源的組成 沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。 輸入濾波器：其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。 整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。 逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分。 輸出整流與濾波：根據(jù)負載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。 一方面從輸出端取樣，與設(shè)定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。 提供保護電路中正在運行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。 實現(xiàn)電源的軟件（遠程）啟動，為保護電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。開關(guān)電源的基本組成如圖22所示。其中DC/DC變換器用以進行功率變換，它是開關(guān)電源的核心部分；驅(qū)動器是開關(guān)信號的放大部分，對來自信號源的開關(guān)信號進行放大和整形，以適應(yīng)開關(guān)管的驅(qū)動要求；信號源產(chǎn)生控制信號，該信號由它激或自激電路產(chǎn)生，可以是PWM信號、PFM信號或其他信號；比較放大器對給定信號和輸出反饋信號進行比較運算，控制開關(guān)信號的幅值、頻率、波形等，通過驅(qū)動器控制開關(guān)器件的占空比，以達到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。除此之外，開關(guān)電源還有輔助電路，包括啟動、過流過壓保護、輸入濾波、輸出采樣、功能指示等電路。反饋回路檢測其輸出電壓，并與基準電壓比較，其誤差通過誤差放大器進行放大，控制脈寬調(diào)制電路，再經(jīng)過驅(qū)動電路控制半導(dǎo)體開關(guān)的通斷時間，從而調(diào)整輸出電壓。圖22 開關(guān)電源的基本組成AC/DC變換器也有多種電路形式，其中控制波形為方波的PWM變換器以及工作波形為準正弦波的諧振變換器應(yīng)用較為普遍。開關(guān)電源與線性電源相比，其輸入的瞬態(tài)變換比較多地表現(xiàn)在輸出端，在提高開關(guān)頻率的同時，由于比較放大器的頻率特性得到改善，開關(guān)電源的瞬態(tài)響應(yīng)指標也能得到改善。開關(guān)電源的負載變換瞬態(tài)響應(yīng)主要由輸出端LC濾波器的特性決定，所以可以通過提高開關(guān)頻率、降低輸出濾波器LC的方法來改善瞬態(tài)響應(yīng)特性。 開關(guān)電源的特點：開關(guān)電源的功率開關(guān)調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以調(diào)整管的功耗小，效率高，一般在80%～90%，高的可達90%以上。：由于開關(guān)電源省掉了笨重的電源變壓器，節(jié)省了大量的漆包線和硅鋼片，電源的重量只有同容量線性電源的1/5，體積也大大縮小。：開關(guān)電源的交流輸入電壓在90～270V范圍變化時，輸出電壓的變化在177。2%以下。合理設(shè)計電路，還可使穩(wěn)壓范圍更寬，并保證開關(guān)電源的高效率。：在開關(guān)電源中，由于可以方便的設(shè)置各種形式的保護電路，所以當(dāng)電源負載出現(xiàn)故障時，能自動切斷電源，保護功能可靠。：由于功率開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，損耗小，不需要采用大面積散熱器，電源溫升低，周圍元件不致因長期工作在高溫環(huán)境而損壞，所以采用開關(guān)電源可以提高整機的可靠性和穩(wěn)定性。 開關(guān)電源的分類開關(guān)電源的分類方法有很多，下面介紹幾種常見的分類方法。，開關(guān)電源可分為脈沖寬度調(diào)制(PWM)式、 脈沖頻率調(diào)制(PFM)式和脈沖調(diào)頻調(diào)寬式三種。,可分為自激式開關(guān)電源，自激式開關(guān)電源利用電源電路中的開關(guān)晶體管和高頻脈沖變壓器構(gòu)成正反饋環(huán)路，來完成自激振蕩，使開關(guān)電源輸出直流電壓。在顯示設(shè)備的PWM式開關(guān)電源中，自激振蕩頻率同步于行頻脈沖，即使在行掃描電路發(fā)生故障時，電源電路仍能維持自激振蕩而有直流輸出電壓。，可分為直接輸出取樣開關(guān)電源，間接輸出取樣開關(guān)電源。 開關(guān)器件的分析電力二極管可分為普通二極管, 快恢復(fù)二極管,肖特基二極管三種。普通二極管又稱為整流二極管，多用于開關(guān)頻率不高的整流電路中。其反向恢復(fù)時間較長，一般在5s以上，這在開關(guān)頻率不高時并不重要。其正向電流定額值和反向電壓定額值可以達到很高，分別可達數(shù)千安和數(shù)千伏以上?？旎謴?fù)二極管是恢復(fù)過程很短，特別是反向恢復(fù)過程很短的二極管，簡稱為快速二極管?？焖俣O管在工藝上多采用了摻金措施，有的采用PNP結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改進的PIN結(jié)構(gòu)。采用外延型PIN結(jié)構(gòu)的快恢復(fù)外延二極管(Fast Recovery Epitaxial Diodes，F(xiàn)RED
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