【正文】 年代末我國通信電源大規(guī)模更新?lián)Q代，傳統(tǒng)的鐵磁穩(wěn)壓 整流電源和晶閘管 被相控穩(wěn)壓電源為大功率（ 48V， 6kw） AC－ DC 開關電源（通信系統(tǒng)中常稱為開關型整流器 SMR）所 取 代；并開始在辦公自動化設備中得到 應用。特點是：多路輸出，不可維修性，要求長期不改變性能，設置冗余模塊，可靠性高，EMC 滿足空間環(huán)境條件，高效，輕小。用 4 臺 10kw 全橋多諧振 ZVS 變換器并聯(lián)。要求電源沖擊電流小，動態(tài)特性好，負載 不 影響軟開關性質(zhì)。主開關管用 IGBT 或功率 MOSFET。 90 年代，中小型（ 500W 以下） AC－ DC和 DCDC開關電源的特點是：高頻化（開關頻率達 300－ 400kHZ）以達到高功率密度，體小量輕；力求高效和高可靠；低成本；低輸出電壓（ ≤3V ） ； AC 輸入端高功率 因 數(shù)等。超快恢復功率二極管， MOSFE 同 步整流技術的開發(fā)也為高效低電壓輸出（例如 3V）開關電源的研制有了可能。開關電源高頻化可以縮小體積重量，但開關損耗XX 學院畢業(yè)論文 第 7 頁 共 43 頁 卻更大了（功耗與頻率成正比）。我國已將最新軟開關技術應用于 6KW通信電源中，效率達 93%。 由于輸入端有整流 —— 電容 元件， AC－ DC 開關電源及一大類整流電源供電的電子設備（如逆變器， UPS）等的電網(wǎng)測功率 因 數(shù)僅為 ，80 年代用 APFC 技術后可提高到 ～ ，既治理了電網(wǎng)的諧波 “ 污染 ” ，又提高了開關電源的整體效率。 6.新型電容器和 EMI 濾波器技 術的進步，使開關電源小型化并提高了 EMC 性能。 開關電源技術發(fā)展動向 1. 小型、薄型、輕量化 由于電源輕、小、薄的關鍵使高頻化，因此，國外目前都在致力于同步開發(fā)新型元器件，特別使改善二次整流管的損耗、變壓器及電容小型化，并同時采用表面安裝（ SMT）技術在電路板兩面布置元器件以確保開關電源的輕、小、薄。追求壽命的延長要從設計方面著手，而不是從使用方面著想。采用部分諧振變換 技術，在原理上說明可以高頻化，又可以低噪聲。中央處理單元實現(xiàn)智能控制，可自動診斷故障，減少維護工作量，確保正常運行。 2．輸入 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，以供下一級變換。 XX 學院畢業(yè)論文 第 12 頁 共 43 頁 1. 穩(wěn)壓電路： 從輸出端取樣，經(jīng)與設定標準進行比較，然后去控制逆變器 。光耦合器將輸出電路中取出的誤差電壓反饋到 PWM 控制器，再由 PWM 控制器控制開關晶體管的導通與關斷。并聯(lián)在變壓器初級繞組上的電阻、電容組成浪涌吸收電路，用于泄放積蓄在變壓器漏感上的能量，保護開關管不被擊穿。功率器件上的伏安乘積就是功率半XX 學院畢業(yè)論文 第 13 頁 共 43 頁 導體器件上所產(chǎn)生的損耗。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓組數(shù)。它們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅(qū)動功率管之前要經(jīng)過一個電壓脈沖轉換單元。 升壓式變換器中峰值電流較高，因此只適合功率不大于 150W的應用場合，在所有拓撲中，這類變換器所用的元器件最小，因而在中小功率的應用場合中和流行。開關電源的重 量 要比線性電源輕的多?；谶@些問題，所以在本設計中，我們 著重作了考慮 。這也是設計中性能價格折中的關鍵點。 XX 學院畢業(yè)論文 第 16 頁 共 43 頁 功率開關反饋CinCoutVoutVin控制+++DL V DI LtV inV fwdtI pkI minI load00 ? ?? ?mininouytPK V PI ? insw VV ? KWWPout 10 —? 圖 3． 1 Buck 電路 電路的工作可以看作一個機械飛 輪和單活塞發(fā)動機，電路的 LC濾波器就是飛輪，存儲從驅(qū)動器輸出的脈沖功率。 Buck 變XX 學院畢業(yè)論文 第 17 頁 共 43 頁 換器之所以被稱作降壓式變換器，是因為它的輸出電壓必須低于輸入電壓。 輸入的能量就存儲在電感鐵心材料的磁通中。當開關再次導通時，二極管迅速關斷，電流從輸入電源和開關管流過。 2. 方案二 反激式變壓器。其拓撲、主要波形和一些估計參數(shù)，如圖 3． 3。 2 .方案二 反激式電路拓撲，由于具有使用原器件少、本身固有效率比較高的特點，在功率低于 100～ 150W 的場合非常受歡迎。半橋電路輸入電壓只 有一半加在變壓器一次惻，這導致電流峰值增加。表 3． 1 是各種各樣拓撲及其相應的優(yōu)點。這種特殊的開關電源可以提供 2W 的輸出功率，可以用在手機充電器等產(chǎn)品中。 5% 低電壓輸入限制：該電源產(chǎn)品允許最低輸入電壓為 AC200（177。如圖 （ a）所示。 電 流由 TR 次級上端經(jīng) D1→ RL → D3 回到 TR 次級下端，在負載 RL 上得到一半波整流電壓 ，如圖 所示 。單相橋式整流電路的波形圖見圖 （ b）。 XX 學院畢業(yè)論文 第 25 頁 共 43 頁 濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現(xiàn)濾波。電容 濾波電路如圖 2所示，在負載電阻上并聯(lián)了一個濾波電容 C。先假設二極管關斷，電容 C就要以指數(shù)規(guī)律向負載 Ｒ L放電。在超過 ?t=?/2 后的某個點，正弦曲線下降的速率越來越快，當剛超過指數(shù)曲線起始放電速率時，二極管關斷。 圖 電容濾波外特性曲線 (4).電容濾波電路參數(shù)的計算 負載平均電壓 VL升高，紋波減少，且 RLC 越大，電容放電速率越慢，則負載電壓中的紋波成分越小，負載平均電壓越高。 變壓器 變壓器不論工作頻率高低，都是通過電磁感應來傳輸能量的。 使用條件包括兩方面內(nèi)容：可靠性和電磁兼容性。 電磁兼容性是指高頻電源變壓器既不產(chǎn)生對外界的電磁干擾，又能承受外界的電磁干擾。屏蔽是防止電磁干擾，增加高頻電源變壓器電磁兼容性的好辦法。第一種是變壓器功率的傳送方式，加在原繞組上的電壓，在磁芯中產(chǎn)生磁通變化，使副繞組感應電壓，從而使電功率從原邊傳送到副邊。為了提高 ΔB ，希望Bm 大， Br小。傳送功率決定于電感磁芯儲能，而儲能又決定于原繞組的電感。不管功率傳送是哪一種方式，原邊和副邊的電壓變換比等于原繞組和副繞組匝數(shù)比，只要不改變匝數(shù)比，就不影響電壓變換。還有，原繞組一般為高壓繞組，匝數(shù)不能太少，否則，匝間或者層間電壓相差大，會引起局部短路。 3） 原副邊電壓比正比于線圈軋數(shù)比，電流比則反比于線圈軋數(shù)比。因此，典型的變壓器阻抗折算和一次、二次繞組匝數(shù)比關系不能在這里直接使用。其振蕩過程為： 當接通電源時， R6 提供 Q1 的基極正偏電壓， Q1 導通， Ic1 通過 L13， L24 產(chǎn)生的感應電動勢上負下正，經(jīng) C R4 加到 Q1 的基極，使 Ic1 增大，產(chǎn)生強烈的正反饋，使 Q1很快進入飽和。從而完成一個周期的振蕩。 當 Q1 導通時，繞組 L13 上的感生電動勢上為正下為負 ，由于T1 的各繞組的同名端的設置，繞組 L5 L67 上的感生電動勢為上為負下為正，使 D D8 反向偏置，均處于截止， T1 處于儲能狀態(tài)。 XX 學院畢業(yè)論文 第 32 頁 共 43 頁 它由電源變壓器 Tr 整流二極管 D和負載電阻 RL 組成，變壓器的初級接 交流電源，次級所感應的交流電壓為 ： （式 46） 其中 U2m為次級電壓的峰值， U2 為有效值?？僧嫵稣鞑ㄐ稳鐖D （ b） 所示。其濾波原理如下： 電容 C 并聯(lián)于負載 RL的兩端， UL＝ UC。在 U2達到最大值以后開始下降，此時電容器上的電壓 UC也將由于放電而逐漸下降。顯然比未并電容 C 前平滑多了。但考慮負載瞬態(tài)響應輸出精度及輸入隔離輸出等方面，電壓反饋的設計就變得很復雜了。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從 Vref（ ）到 36V范圍內(nèi)的任何值。 TL431 的具體功能可以用如圖 XX 學院畢業(yè)論文 第 36 頁 共 43 頁 的功能模塊示意。如圖 ，當 R1 和 R2的阻值確XX 學院畢業(yè)論文 第 37 頁 共 43 頁 定時，兩者對 Vo 的分壓引入反饋，若 V o 增大，反饋量增大， TL431的分流也就增加，從而又導致 Vo 下降。 穩(wěn)壓過程 本電源電路是一種 高精度 的 直流穩(wěn)壓電源 。最通用的光電耦合器是把一個發(fā)光二極管 LED合一個光敏三極管 VT封裝在一個完全與外界隔離的外殼中。若 V o 增大，反饋量增大， TL431 的分流也就增加，因為 TL431 和光耦 PC817C的發(fā)光二極管是串聯(lián)的，所以光耦 PC817C 內(nèi)的發(fā)光二極管 上通過XX 學院畢業(yè)論文 第 38 頁 共 43 頁 的電流增加，其發(fā)光強度也對應增加，進而使光耦 PC817C 內(nèi)的光敏三極管產(chǎn)生的電流也成比例增加，使 Q2 導通。其電路工作過程描述如下：當開關調(diào)整管 Q1 的集電極電流過大時，其發(fā)射極串聯(lián)的電阻 R3上的電壓也大大增加，該電壓通過 R2 電阻加到 Q2 的基極和發(fā)射極之間，使 Q2 導通。T1 將 L13 的能量傳遞給次級，一組經(jīng) D C7 整流濾波得+24V 的平滑直流電，另一組經(jīng) D C L C6 整流 濾波得 +5V 的平滑直流電。 ②通電檢查 在 2pin 輸入端接入 220V 的交流電壓， 電源接通之后不要急于測量數(shù)據(jù)和觀察結果，首先要觀察有無異常現(xiàn)象，包括有無冒煙、有無異常氣味 等異常 現(xiàn)象。用萬用表測量數(shù)據(jù)正確。 在 作了仔細的 檢修和 檢測 調(diào)試 之后 ，保證 了 電路能穩(wěn)定地