【正文】 值。但不同的電壓反饋電路，其輸出電壓的穩(wěn)定精度是不同的。驅(qū)動(dòng)電路哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 17 的基本任務(wù)是將控制電路發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間，可以使其開通或者關(guān)斷的信號(hào)。大滯后和小啟動(dòng)電流使得 UCX842A特別適合干需要有效的自舉啟動(dòng)技術(shù)的離線變換器應(yīng)用中。正電源端 (Vcc)和參考輸出 (Vref)各由分離的比較器監(jiān)視。通常正電流波形的前沿可以觀察到一個(gè)窄尖脈沖，當(dāng)輸出負(fù)載較輕時(shí)，它可能會(huì)引起電源不穩(wěn)定。在正常的工作條件下，峰值電感電流由管腳 1上的電壓控制，其中公式 42： ( 1 ) 3pinpk sVVI R?? （ 42） 當(dāng)電源輸出過載或者輸出電壓取樣丟失時(shí)，異常的工作條件將出現(xiàn)。這樣在逐周基礎(chǔ)上差信號(hào)控制峰值電感電流。誤差放大器輸出 (管腳 1)用于外部回路補(bǔ)償 。 圖 43 輸 出靜區(qū)時(shí)間與頻率關(guān)系曲線 誤差放大器 ： 提供一個(gè)有可訪問反相輸入和輸出的全補(bǔ)償誤差放大器。正很多噪聲敏感應(yīng)用中，可能希望將變換器頻率鎖定至外部系統(tǒng)時(shí)鐘上。圖 43顯示輸出靜區(qū)時(shí)間與頻率 關(guān)系曲線．它們都是在給定的CT值時(shí)得到的。 UC3842A，是專門設(shè)汁用于出線和直流 — 直流變換器應(yīng)用的高 性能、固定頻率、電流模式控制器，為設(shè)計(jì)者提供使用最少外部組件的高性能價(jià)格比的解決方案。1A ，通過一個(gè)電阻與外部功率管相連； 7. 腳是直流電源供電端 ，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW，一路與電源輸出端相連，一路與輔助電源相連； 8. 腳為 5V基準(zhǔn)電壓輸出端 ， 有 50mA 的負(fù)載能力，該電壓源具有極好的溫度穩(wěn)定性。 哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 13 第 4章 開關(guān)電源控制電路設(shè)計(jì) 芯片簡介 芯片原理 UC3842 芯片是開關(guān)電源用電流控制方式的脈寬調(diào)制集成電路。 普通電解電容器作為工頻整流濾波是可以完全勝任的，但是隨著開關(guān)電源的開關(guān)頻率的不斷提高，普通電解電容器的 ESR 和寄生電感將不能很好的適應(yīng)高頻整流濾波的要求。20%)V，效率為 80%時(shí)， I0 為 ，整流器的額定電流應(yīng)該為 。選定原則：變壓器磁通在滿足△Bac+△ Bdc Bs，取 Iac 較小值，保證較小損耗的正常工作?？紤]實(shí)際線路中， ＋ 12V 線圈接于 5V 整流管后，也就是 Dmax 大概為 。 計(jì)算變壓 器，一般選擇最低的交流輸入電壓，最大的輸出功率做為工作點(diǎn)，這個(gè)是最苛刻的一個(gè)點(diǎn)。最初傳遞到副邊的電流在副邊的分配原則 是：大多數(shù)會(huì)傳遞到漏感最小的那一路輸出。并對較難理解部分做了詳細(xì)解釋。 Bmax：磁芯的最大磁通密度。在這里，我們只是強(qiáng)調(diào)一下，所選擇的磁芯一定要有足夠大的有效體積，通常應(yīng)用空氣隙來擴(kuò)大其有效體積，傳輸變壓器有效體積 v 的計(jì)算公式如下 35： 20 m a x2m a xeLILV B??? （ 35） Ilamx：最大負(fù)載電流 。 第二個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是必須滿足晶體管在導(dǎo)遏時(shí)的集電極電流的需求，如公式 32。所謂占空比指的是晶體管導(dǎo)通的時(shí)間與晶體管的一個(gè)工作周期 (導(dǎo)通時(shí)間十截止時(shí)間 )之比。20%)V，這樣設(shè)計(jì)就沒有帶 PFC 時(shí)優(yōu)化。 橋式變換器： 500600V； 推挽式變換器： 9001000V； 單端正 /反激式變換器： 800V； 單端正激式變換器帶有有源箝位： 800V； 3. 直流 48V 電壓系統(tǒng) 橋式變換器： 80V； 推挽式變換器： 200V； 單端正 /反激式變換器： 200V； 哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 9 反激式開關(guān)電源的開關(guān)管額定電流的選擇：在交流電 220V 電壓應(yīng)用條件下，如果考慮電源電壓變化范 圍在 20%+20%。 合理地選擇開關(guān)管的額定電壓直接影響著變換器的性能，通過了解主開關(guān)的電壓波形就可以比較準(zhǔn)確地預(yù)計(jì)出主開關(guān)的電壓峰值。 由于隔離變壓器 T 除了具有初、次級 間安全隔離的作用外，它還有變壓器和扼流圈的作用，所以在反激式變換器的輸出部分一般不需要加電感，但在實(shí)際應(yīng)用中，往往在整流器和濾波電容之間加一個(gè)小的電感線圈，用以降低高頻開關(guān)噪聲的峰值 [8]。典型的單端隔離反激式變換器電路結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 7 第 3章 開關(guān)電源主電路設(shè)計(jì) 單端反激式變換器電路的工作原理 單端反激式變換器電路在其輸入和輸出回路之間加入安全隔離措施。 另一方面，電感性開關(guān)產(chǎn)生的電壓尖峰的能量滿足下面的公式 21： // 2 % / 5 % /R A eB T C C????? ? ? ? ? ? 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 6 212W LI? （ 21） 公式中． L 是電感器的漏感， I 是通過線圈的電流。當(dāng)開關(guān)電源內(nèi)部穩(wěn)壓環(huán)路出現(xiàn)故障或者由于用戶操作不當(dāng)引起輸出過壓現(xiàn)象時(shí)，過壓保護(hù)電路進(jìn) 行保護(hù)以防止損壞后級用電設(shè)備 [7]。當(dāng)電容開始充電時(shí)，充電電流流過熱敏電阻，開始對其加熱。用了 RTC 熱敏電阻的電阻 — 溫度特性和溫度系數(shù)的關(guān)系如圖 23 所示。當(dāng)輸入濾波電容充滿電后．由于雙向可控硅和電阻是并聯(lián)的，可以把電阻短路， 對其進(jìn)行分流。如果不采取任何保護(hù)措施，浪涌電流可接近幾百安培。這樣，電路輸出的直流電壓應(yīng)該是電容器 C1 和 C2 上充電電壓之和．即 160V 十 160V＝ 320V。 在圖中，兩種輸入交流電壓的轉(zhuǎn)換由開關(guān) S1 來完成，此外，本電路中的壓敏電阻 RV 和可控硅 VS 具有浪涌電流抑制、瞬間輸入電壓保護(hù)的功能。 圖 21 輸入濾波、整流電路原理 輸入濾波電路 ： C L C C3 組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對電網(wǎng)干擾。電源技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展必將為大幅度節(jié)約電能、降低材料消耗以及提高生產(chǎn)效率提供重要的手段，并為現(xiàn)代生產(chǎn)和現(xiàn)代生活帶來為深遠(yuǎn)的影響 [4]。此外，能源成本的提高也是促進(jìn)開關(guān)電源發(fā)展的因素之一 [2]。在 70年代后期，功率在 100W 以上的開關(guān)電源是有競爭力的。目前己形成了各類功能完善的集成開關(guān)穩(wěn)壓器系列。早在 70 年代，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成化的開關(guān)電源就已被廣泛地應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)、彩 色電視機(jī)、衛(wèi)星通信設(shè)備、程控交換機(jī)、精密儀表等電子設(shè)備。 5. 用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)與控制，具有高效、高精度、高經(jīng)濟(jì)性和高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，可以使開關(guān)電源具有最佳電路結(jié)構(gòu)與最佳工作狀況。 開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展趨勢可以歸納以下幾點(diǎn) ： 1. 小型化、薄型化、輕量化、高頻化是開關(guān)電源的主要發(fā)展方向。本論文是基于芯片 UC3842 的 小功率高頻 開關(guān)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大功率器件 IGBT 和 MOSFET 的迅速發(fā)展，將開關(guān)電源的工作頻率提高到相當(dāng)高的水平，使其具有高穩(wěn)定性和高性價(jià)比等特性。開關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢在很多方面逐步取代了效率低、又笨重的線性電源。開關(guān)電源的高頻變換電路形式很多 , 常用的變換電路有推挽、全橋、半橋、單端正激和單端反激等形式。取而代之的是 小型化、重量輕、效率高 的隔離式開關(guān)電源 [1]。 4. 提高電源裝置和系統(tǒng)的電磁兼容性 (EMC)。它使交流 電源高效率地產(chǎn)生一路或多路經(jīng)調(diào)整的穩(wěn)定直流電壓。而半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展又為開關(guān)電源控制電路的集成化奠定了基礎(chǔ)，適應(yīng)各類開關(guān)電源控制要求的集成開關(guān)穩(wěn)壓器應(yīng)運(yùn)而生，其功能不斷完善，集成化水平也不斷提高，外接組件越來越少，使得開關(guān)電源的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和調(diào)整工作日益簡化，成本也不斷下降。當(dāng)然開關(guān)電源能被工業(yè)所接受，首先是它在體積、重量和效率上的優(yōu)勢。過去，開關(guān)電源在小功率范圍內(nèi)成本較高，但進(jìn)入 90 年代后，其成本下降非常顯著，當(dāng)然這包括了功率組件，控制組件和磁性組件成本的大幅度下降。 課題研究的意義 課 題研究的意義在于：當(dāng)代許多高新技術(shù)均與電源的電壓、電流、頻率、相位和波形等基本技術(shù)參數(shù)的變換和控制相關(guān)，電源技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對這些參數(shù)的精確控制和高效率的處理，因此，電源技術(shù)不但本身是一種高新技術(shù)，而且還是其評它多項(xiàng)高新技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。如圖 21 所示。 倍壓整流技術(shù) 為了 實(shí)現(xiàn)兩種輸入電源的轉(zhuǎn)換，要利用倍壓整流技術(shù)，如圖 22 所示。即 115v 1． 414≈ 160v，在交流電的負(fù)半周，電容器 C2 通過二極管 VD4 也被充