【正文】 t need to increase speed switches can theoretically the switch loss to zero, and noise is smallThe development of switch powerSwitching power supply for has the advantages of small size, light weight, high efficiency, low calorific value and stable performance advantages and gradually replace traditional manufacturing technology of continuous work power, and widely used in electronic machine and equipment. In the 1980s, the full realization of puter, the switching power supply plete puter. In the 1990s, switch power supply in electronics, electrical equipment, and home appliance field has been widely applied。當開關(guān)管承受電壓或者流過電流時，開關(guān)管仍需按照固定的周期進行開通或關(guān)斷，這種PWM稱為硬開關(guān)PWMI因為在開通或者關(guān)斷時，開關(guān)管的損耗比較大。同時，反饋電壓可以直接反應(yīng)PWM的占空比的大小，此控制器還將過流保護、溫度保護等功能集成進去了。6 結(jié)論 成果與結(jié)論本文是在大學校園實驗室完成的，論文的任務(wù)是面向?qū)嶋H應(yīng)用的工程項目。 R3與C1并聯(lián)構(gòu)成電流型反饋。同時驅(qū)動電路通常還具有電氣隔離及電力電子器件的保護等功能。每個都具有內(nèi)部的滯后，以防止在通過它們各自的門限時產(chǎn)生錯誤輸出動作。因此最大峰值開關(guān)電流為： （5－3）當設(shè)計一個大功串開關(guān)穩(wěn)壓揣時為了保持RS的功耗在——個合理的水平上希望降低內(nèi)部嵌位電壓，調(diào)節(jié)此電壓的簡單方法如圖22所示。這發(fā)生在電源正在工作并且負載被取消時，或者在軟啟動過程的開始 。為了可靠的鎖定，振蕩器自振應(yīng)頻率設(shè)為比叫鐘頻率低10％左右。電容CT由5．0V的參考電壓通過電阻RT充電，充至約2．8V,再由一個內(nèi)部的電流宿放電至1．2V。1A內(nèi)部框圖和引腳圖，UC3842可見反激開關(guān)電源的輸出濾波電容器承受的紋波電流最大，因此，在設(shè)計時應(yīng)該充分考慮到這一問題，通常的解決辦法是增加輸出濾波電容器的電容并聯(lián)個數(shù)，如果受體積的限制，則應(yīng)該盡量選擇較低的ESR的濾波電容器。 輸入整流器的選擇整流器的作用是將電網(wǎng)的輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，為使整流后直流電平滑，通常輸入整流器輸出端直接并聯(lián)濾波電容器，單向整流器濾波電路與波形的關(guān)系簡單，當輸入電壓為220*(1177。設(shè)計步驟：根據(jù)法拉第定律，計算最低輸入電壓，最大負載條件的原邊乍數(shù)： （4－6）△Bac=kBs(k=～).在此取k＝，Vs＝110V，ton＝5μS，△Bac＝，Ae＝87mm2。設(shè)計初始條件：輸入電壓范圍：AC 85265V輸出電壓和電流見下表：（最大輸出功率50W，最大輸入功率不大于75W） 輸出電壓電流的關(guān)系項目特色：低成本、高交叉調(diào)整率。 L：變壓器次級繞組的電感量；U0：空氣的導(dǎo)磁率。為了限制晶體管的集電極安全電壓，工作占空比應(yīng)保持在相對地低一些，一般要低于50％，在實際設(shè)計時，一般取0．4左右，這樣它就限制了集電極峰值電壓。選擇開關(guān)管耐壓為600V時，假設(shè)效率為80%，電路工作在電流斷續(xù)模式，在這種工作狀態(tài)下，在開關(guān)管上每流過1A電流可以輸出30—32W的輸出功率。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，但在實際應(yīng)用中，往往在整流器和濾波電容之間加一個小的電感線圈，用以降低高頻開關(guān)噪聲的峰值，這樣的設(shè)計便開關(guān)電源工作更安全。一般情況下，隔離式開關(guān)電源都是用高頻變壓器作為主要隔離器件。當開關(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引起輸出過壓現(xiàn)象時，過壓保護電路進行保護以防止損壞后級用電設(shè)備。 熱敏電阻的溫度系數(shù)。通常廣泛采用的措施有兩種，一種方法是：利用電阻——雙向可控硅并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；另一種方法是：采用負溫度系數(shù)(NTC)的熱敏電阻。電路工作過程如下：當開關(guān)S1閉合時．電路在115V交流輸入電壓下作用。時振蕩器停振，保護功率管不至于過流而損壞。功率管，變壓器原邊繞組①②的能量傳遞到付邊各繞組，經(jīng)整流濾波后輸出各數(shù)值不同的直流電壓供負載使用。提供正常工作電壓，另一方面經(jīng)RR4市電由CL1電流斷續(xù)模式。采用電流模式脈寬調(diào)制控制器UC3842，這個芯片可推挽或單端輸出，工作頻率為1500KHz，輸出電壓可達30V,內(nèi)有5V的電壓基準，死區(qū)時間可以調(diào)整，輸出級的拉灌電流可達幾百至幾千mA，驅(qū)動能力較強。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。各種形式的電源電路的基本功能塊是相同的，只是完成這些功能的技術(shù)手段有所不同。新型變壓器如壓電式，無磁心印制電路(PCB)變壓器等，使開關(guān)電源的尺寸重量都可減少許多。開關(guān)電源高頻化可以縮減體積重量，但開關(guān)損耗卻更大了(功率與頻率成正比)。在開關(guān)電源應(yīng)用的起步階段，很多生產(chǎn)廠家采取的都是小作坊的生產(chǎn)模式。 新型半導(dǎo)體器件的發(fā)展是開關(guān)電源技術(shù)進步的龍頭。當時引進的開關(guān)電源技術(shù)，在高等院校和一些科研院所停留在實驗開發(fā)和教學階段。過去，開關(guān)電源在小功率范圍內(nèi)成本較高，但進入90年代后，其成本下降非常顯著，當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。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、生產(chǎn)和調(diào)整工作日益簡化，成本也不斷下降。 ④提高電源裝置和系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)。畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙開關(guān)電源設(shè)計畢業(yè)論文目 錄摘 要 IABSTRACT II1 緒論 1 課題研究的背景 1 研究的目的及意義 2 2 2 高頻開關(guān)電源的發(fā)展情況 3 3 3 隔離式高頻開關(guān)電源簡介 52 高頻開關(guān)電源的總體設(shè)計 7 主電路的選擇 7 控制電路的選擇 8 8 8 電流工作模式的方案選擇 8 8 9 綜合結(jié)構(gòu)電路圖 93 開關(guān)電源輸入電路設(shè)計 11 電壓倍壓整流技術(shù) 11 交流輸入整流濾波電路原理 11 12 輸入保護器件保護 12 12 134 開關(guān)電源主電路設(shè)計 15 單端反激式變換器電路的工作原理 15 開關(guān)晶體管的設(shè)計 16 變壓器繞組的設(shè)計 18 輸入整流器的選擇 20 輸出濾波電容器的選擇 215 開關(guān)電源控制電路設(shè)計 22 芯片簡介 22 22 UC3842 ⑤用計算機軟件進行輔助設(shè)計與控制，具有高效、高精度、高經(jīng)濟性和高可靠性的優(yōu)點，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。目前己形成了各類功能完善的集成開關(guān)穩(wěn)壓器系列。此外，能源成本的提高也是促進開關(guān)電源發(fā)展的因素之一。20世紀80年代中期開關(guān)電源產(chǎn)品開始推廣和應(yīng)用。目前正在研究高性能的碳化硅半導(dǎo)體器件，一旦開發(fā)成功，對電源技術(shù)的影響將是革命性的。經(jīng)過20余年的不懈努力，逐步向大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品也從單一品種走向系列化。為此必須研究開關(guān)電壓/電流波形不交疊的技術(shù)，即所謂零電壓開關(guān)(ZVS)/零電流開關(guān)(ZCS)技術(shù)，或稱軟開關(guān)技術(shù)。（6）新型電容器和EMI濾波器技木的進步，使開關(guān)電源小型化并提高了EMC性能。隔離式高頻開關(guān)電源電路的共同特點就是具有高頻變壓器，直流穩(wěn)壓是從變壓器次級繞組約脈沖電壓整流濾波而來。DCDC變換有隔離和非隔離兩種。UC3842芯片內(nèi)部有一個誤差比較器EA，一個振蕩器OSC和一個電流比較器，一個PWM鎖存器和PWM邏輯單元，一個互補功率放大輸出單元，一個欠壓保護電路，一個標準參考5V電壓和其它一些輔助電路。斷續(xù)模式下，電感能量釋放完時，下一周期尚未到來，電容能量得不到及時補充，二極管的峰值電流非常大，對開關(guān)管和二極管的要求就非常高，二極管的損耗非常大，而且由于電流是斷續(xù)的，輸出電流交流成分比較大，會增加輸出電容上的損耗。濾除電磁干擾，負溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt1分壓加到誤差放大器的反相輸入端②腳，為UC3842電阻R103 開關(guān)電源輸入電路設(shè)計 電壓倍壓整流技術(shù) 交流輸入整流濾波電路原理在前面已經(jīng)提到，隔離式開關(guān)電源是直接對輸入的交流電壓進行整流，而不需要低頻線性隔離變壓器。在交流電的正半周，通過二極管VD1和電容器C1被充電到交流電壓的峰值。用以增加對交流線路的阻抗，把浪捅電流減小到安全值。是RTC熱敏電阻的溫度系數(shù)，用每度百分比(％／c)表示。在一般情況下，交流電網(wǎng)上的電壓為115v或230v左右，但有時也會有高壓的尖峰出現(xiàn)。在電路中，它是以變壓器的形式出現(xiàn)的，但實際上它起的作用是扼流圈，所以應(yīng)該稱它為變壓器——扼流圈。 開關(guān)晶體管的設(shè)計如何選擇到性能參數(shù)合適的主開關(guān)與控制電路直接影響到變換器的性能。則開關(guān)管上每流過1A電流可以輸出28—30W的輸出功率。因此，在單端反激式變換器電路設(shè)計中，晶體管的工作電壓一般在800V以上，通常按900v計算可安全可靠地工作。其值為15。實現(xiàn)該特色關(guān)鍵在于反激變壓器設(shè)計。代入得到Np＝，取28。20%)V，效率為80%時， P0— P0。所以，從盡可能 灑淚輸出濾波電容器的紋波電流角度出發(fā)選擇合適的濾波電容器。采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8通過一個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在CT放電期間，振蕩器產(chǎn)生一個內(nèi)部消隱脈沖保持“或非”門的中間輸入為高電子，這導(dǎo)致輸出為低狀態(tài)，從而產(chǎn)生丁一個數(shù)量可控的輸出靜區(qū)時間。通過修整時鐘波形，可以實現(xiàn)準確輸出占空比箝位。最小誤差放大器反饋電阻受限于放大器的拉電流()和到達比較器的1．0V箝位電子所需的輸出電壓(V0H)： （5－1）電流取樣比較器和脈寬調(diào)制鎖存器：UC3842A作為電流模式控制器工作，輸出開關(guān)導(dǎo)通山振蕩器起始，當峰值電感電流到達誤差放大甜輸出／補償(管腳1)建立的門限電平時中止。使用丁兩個外部二極管來補償內(nèi)部二極管，以便在溫度范田內(nèi)有固定箝位電壓。Vcc比較器上下門限分別為：UCX842A 16V／10V。電氣隔離是實現(xiàn)主電路及控制電路之間電量的隔離，在含有多個開關(guān)器件的電路中，電氣隔離通常是保證電路正常工作的必要環(huán)節(jié)，同時電氣隔離可以減少主電路噪聲對控制電路的影響，并提高控制電路的安全性。圖5 .4 輔助電源輸出電壓分壓作為誤差放大器的輸入當輸出電壓升高時，單端反激式變壓器T的輔助繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也升高，該電壓經(jīng)過D2，D3，C15，C14，C13和R15組成的整流、濾波和穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)后得到一直流電壓，給UC3842供電。 采樣電路的綜合供電，另外，該電壓經(jīng)R2及R4分壓后得到一采樣電壓，該路采樣電壓主要反映了直流母線電壓的變化；另一路是光電耦合器、三端可調(diào)穩(wěn)壓管Z和R4，R5，R6，R7，R8組成的電壓采樣電路，該路電壓反映了輸出電壓的變化；當輸出電壓升高時，經(jīng)電阻R7及R8分壓后輸入Z的參考電壓也升高，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值升高，流過光耦中發(fā)光二極管的電流減小，流過光耦中的光電三極管的電流也相應(yīng)的減小，誤差放大器的輸入反饋電壓降低，導(dǎo)致UC3842腳6輸出驅(qū)動信號的占空比變小，于是輸出電壓下降，達到穩(wěn)壓的目的。通過對高頻開關(guān)電源基本理論的研究，對開關(guān)變換器拓撲結(jié)構(gòu)的分析，設(shè)計出一種實用的電源，使得充電模塊的重量更輕、體積更小、效率更高、安全可靠性更高。在實驗中，我們通過各種模擬實驗使得UC3842的各種功能都得到了調(diào)試，實驗結(jié)果表明效果很好。為了降低開關(guān)管的損耗，可以在開關(guān)管兩端的電壓為零或者流過電流為零時，進行管子的導(dǎo)通和關(guān)斷，使開關(guān)管的損耗為零，這就是當前研究的非常熱門的軟開關(guān)技術(shù)。 switch power technology into rapid development.Switching voltage stabilizer adopts power semiconductor as switch, through the control switch SHCH adjustment output voltage. In power transistors (GTR), for example, when a switch tube saturated conductivity, the collector and emitter on both ends of the pressure drop to zero, When the switch tube, the collector current deadline to zero. So the consumption, efficiency can be up to 7095. While consumption also