【正文】 壓器最大工作磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bmax＝ BS/3≈，則電感系數(shù) A 為： )/()/( 26 NHlSA ??? ??? ? (42) 變壓器原邊線圈匝數(shù) N1為： SBTUN M A XONI ??? )/(1 (43) 式中 ， UI―― 最小直流輸入電壓。在本電 源 中， 選定 工作頻率為 85kHz.。 電源 開關(guān)頻率的選擇決定了變換器的特性。 C R7構(gòu)成信號(hào)的有源濾波。輸出經(jīng)整流、濾波送負(fù)載。 圖 38 是反激式開關(guān)電源原理圖，其中的控制芯片采用 TL3842。集成電路內(nèi)部基準(zhǔn)電壓通過④腳引入外同步。如果③腳電壓大于 1 V 或①腳電壓小于 1 V， PWM 比較器輸出高電平使鎖存器復(fù)位，直到下一個(gè)脈沖到來時(shí)才重新置位。若驅(qū)動(dòng) MOSFET 管，振蕩頻率由外接 RC 電路設(shè)定，工作頻率最高可達(dá) 500 kHz。超出此限制，開關(guān)電源呈欠電壓或過電壓保護(hù)狀態(tài)，無驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。 200mA，峰值可達(dá)177。具有滯回特性。 (4)輸出電路：圖騰柱輸出結(jié)構(gòu)，電路 1A，驅(qū)動(dòng) MOS 管及雙極型晶體管。該電源還可以提供外部 5V/50mA. (2)振蕩器：產(chǎn)生波振蕩， RT 接在 4 和 8 腳之間， CT 接 4 和 5 之間。 ○ 6 腳為推挽輸出端 ，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時(shí)間僅為 50ns 驅(qū)動(dòng)能力為177。主要由 基準(zhǔn)電壓源、用來精確地控制占空比調(diào)定的振蕩器、降壓器、電流測(cè)定比較器、 PWM 鎖存器、高增益 E/A 誤差放大器和適用于驅(qū)動(dòng)功率 MOSFET 的大電流推挽輸出電路等構(gòu)成。本電路采用的是橋式整流電路。 圖 33 電壓反饋電路 湖北科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 啟動(dòng)電路保護(hù)電路 圖 34 所示為 啟動(dòng)電路 保護(hù)電路。輸出電壓通過集成穩(wěn)壓器 TL431 和光電耦合器反饋到 TL3842 的 ⑴ 腳，調(diào)節(jié) R1 R18的分壓比可設(shè)定和調(diào)節(jié)輸出電壓，達(dá)到較高的穩(wěn)壓精度。開關(guān)管上的電流 變化 會(huì)使 UR9變化 ， UR9接入 TL3842 的保護(hù)輸入端⑶腳， 當(dāng) UR6＝ 1V 時(shí)， TL3842 芯片 的 輸出脈沖 將 關(guān)斷。為了減小漏電流， C C3 宜選用陶瓷電容器 [7]。圖 31 所示濾波電路是一種復(fù)合式 EMI 濾波器， C28 和 C32 構(gòu)成第一級(jí)濾波，共模電感 LF1 和電容 CC3進(jìn)行第二級(jí)濾波 。電力 MOSFET 的工作原理是：在截止?fàn)顟B(tài)，漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。 圖 24 PC123 的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 電力場(chǎng)效應(yīng)管 MOSFET (1) 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特點(diǎn) 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管主要指絕緣柵型中的 MOS 型，簡稱電力 MOSFET。 光耦 PC123 PC123[12]是常用的線性光藕，在各種要求比較精密的功能電路中常常被當(dāng)作 耦合器件，具有上下級(jí)電路完全隔離的作用，相互不產(chǎn)生影響 . 當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實(shí)現(xiàn)了 “ 電 光 電 ” 的轉(zhuǎn)換。 (3) 肖特基二極管 以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢(shì)壘為基礎(chǔ)的二極管稱為肖特基勢(shì)壘二極管 (SBD)，簡稱為肖特基二極管。快速二極管在工藝上多采用了摻金措施，有的采用 PN 結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改進(jìn)的 PiN 結(jié)構(gòu)。 (1) 普通二極管 (General Purpose Diode) 普通二極管又稱為整流二極管 (Rectifier Diode)，多用于開關(guān)頻率不高 (1kHz 以下 )的整流電路中。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為 ，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納 二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等 [3]。導(dǎo)通時(shí)，器件上有一定的通態(tài)壓降；形成通態(tài)損耗阻斷時(shí)，開關(guān)器件上有微小的斷態(tài)漏電流流過；形成斷態(tài)損耗時(shí)，在開關(guān)器件開通或關(guān)斷的轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生開通損耗和關(guān)斷損耗，總稱開關(guān)損耗。作電路分析時(shí)，為簡單起見往往用理想開關(guān)來代替實(shí)際開關(guān)。由于開關(guān)電源的工作頻率高，一般在 20 kHz 以上，因此濾波元件的數(shù)值可以大大減小，從而減小功耗；特別是，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，因此采用開關(guān)電源可以提高整機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性 [2]。開關(guān)電源的交流輸入電壓在 90~270 V 內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化在 177。開關(guān)電源的負(fù)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。其中 DC/DC 變換器用以進(jìn)行功率變換，它是開關(guān) 電源的核心部分；驅(qū)動(dòng)器是開關(guān)信號(hào)的放大部分，對(duì)來自信號(hào)源的開關(guān)信號(hào)進(jìn)行放大和整形，以適應(yīng)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)要求；信號(hào)源產(chǎn)生控制信號(hào)，該信號(hào)由它激或自激電路產(chǎn)生，可以是 PWM 信號(hào)、 PFM 信號(hào)或其他信號(hào)；比較放大器對(duì)給定信號(hào)和輸出反饋信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，控制開關(guān)信號(hào)的幅值、 頻率、 波形等，通過驅(qū)動(dòng)器控制開關(guān)器件的占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。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(jì)不易實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。 開關(guān)電源直流輸出電壓 Uo 與輸入電壓 Ui 之間有如下關(guān)系： Uo=UiD (12) 由式 (11)和式 (12)可以看出，若開關(guān)周期 T 一定，改變開關(guān) S 的導(dǎo)通時(shí)間 TON，即可改變脈沖占空比 D，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。 開關(guān)電源簡介 3 2 開關(guān)電源簡介 開關(guān)電源概述 開關(guān)電源工作原理 開關(guān)電源是采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件，通過周期性通斷開關(guān)，控制開關(guān)元件的占空比調(diào) 整輸出電壓，開關(guān)電源的工作原理可以用圖 21 進(jìn)行說明。其中 整流電路 變換器進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，它是開關(guān)電源的核心部分，此外還有起動(dòng)、過流與過壓保護(hù)、噪聲濾波等電路。而且和傳統(tǒng)可控硅電源相比節(jié)電 20%30%節(jié)能優(yōu)勢(shì)，奠定了它將是未來大功率直流電源的首選 。并且，在當(dāng)今科技快速發(fā)展過程中，模塊化是直流電源的發(fā)展趨勢(shì)，并聯(lián)運(yùn)行是電源產(chǎn)品大容量化的一個(gè)有效手段，可以通過設(shè)計(jì) N+1 冗余電源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)容量擴(kuò) 展，提高電源系統(tǒng)的可靠性、可用性，縮短維修、維護(hù)時(shí)間，從而使企業(yè)產(chǎn)生更大的效益。隨著對(duì)系統(tǒng)更高 效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動(dòng)電源行業(yè)中直流 /直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈電流的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來供電。其中，二次電源指的是把輸入電源（由電網(wǎng)供電）轉(zhuǎn)換為電壓、電流、頻率、波形及在穩(wěn)定性、可靠性（含電磁兼容，絕緣散熱，不間斷電源，智能控制）等方面符合要求的電能供給負(fù)載。 Switching power supply。其中 利用整流電路 變換器進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，它是開關(guān)電源的核心部分，此外還有起動(dòng)、過流與過壓保護(hù)、濾波等電路。 電子與信息工程學(xué)院 本 科 畢 業(yè) 論 文 論文題目 基于 TL3842 反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 06 電氣 指導(dǎo)教師 2020 年 5 月 摘 要 I 摘要 本設(shè)計(jì)是基于 TL3842 的開關(guān)電源。 采用 場(chǎng)效應(yīng)三極管 作為開關(guān)器件，通過周期性間斷工作，控制開關(guān)器件的占空比來調(diào)整輸出電壓。 Flyback converter。 電源，即提供電能的設(shè)備，主要分三類：一次電源（將其它能量轉(zhuǎn)換為電能），二次電源和蓄電池。 小功率開關(guān) 電源 是電子技術(shù)常用的儀器設(shè)備之一，廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域，是電子實(shí)驗(yàn)員、電子設(shè)計(jì)人員及電路開發(fā)部門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)作和科學(xué)研究所不可缺少的電子儀器。所謂電流型脈寬調(diào)制器是按反饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。電源 ——作為當(dāng)今人們生活中普遍存在的電子商品，從上世紀(jì)九十年代末起便迅速發(fā)展。而如今隨著直流電源技術(shù)的飛躍發(fā)展 , 整流系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為湖北科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 微機(jī)控制 , 從而使直流電源智能化 , 具有遙測(cè)、遙信、遙控的三遙功能 , 基本實(shí)現(xiàn)了直流電源的無人值守。它的應(yīng)用將會(huì)克服大功率電源的制造、運(yùn)輸及維修等困難。 開關(guān)電源采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)器件，通過周期性間斷工作，控制開關(guān)器件的占空比來調(diào)整輸出電壓。一種模擬控制方式，根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實(shí)現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶體管或晶體管導(dǎo)通時(shí)間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定。 U iSU i0T O N U 0t0t0( b )V( a )U 0 (a) 電路圖； (b) 波形圖 圖 21開關(guān)電源的工作原理 為方便分析開關(guān)電源電路，定義脈沖占空比如下 TTD ON? (11) 式中， T 表示開關(guān) S 的開關(guān)重復(fù)周期； TON 表示開關(guān) S 在一個(gè)開關(guān)周期中的導(dǎo)通時(shí)間。若保持 TON不變，利用改變開關(guān)頻率 f=1/T 實(shí)現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)，從而實(shí)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)。 湖北科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 開關(guān)電源的組成 開關(guān)電源的基本組成如圖 22 所示。 DC/DC 變換器有多種電路形式，其中控制波形為方波的 PWM 變換器 ， 以及工作波形為正弦波的諧振變換器應(yīng)用較為普遍。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，從而使其重量只有同容量線性電源的 1/5，體積也大大縮小了 ； (3) 穩(wěn)壓范圍寬。在開關(guān)電源中，由于可以方便地設(shè)置各種形式的保護(hù)電路，因此當(dāng)電源負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)切斷電源，保障其功能可靠 ； (5) 功耗小。 (3) 開關(guān)器件的動(dòng)態(tài)特性也是很重要的方面，有些時(shí)候甚至上升為第一位的重要問題。 (5) 為保證不致于因損耗散發(fā)的熱量導(dǎo)致開關(guān)器件溫度過高而損壞，不僅在開關(guān)器件封裝上 講究散熱設(shè)計(jì)，在其工作時(shí)一般都要安裝散熱器。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以