【正文】 從開始接到論文題目到論文的完成，每走一步對我來說都是一次新的嘗試與挑戰(zhàn)。這樣嚴(yán)酷的現(xiàn)實預(yù)示著開關(guān)電源行業(yè)資源的整合是不可避免，但市場經(jīng)濟的行為要由市場來規(guī)范，供應(yīng)商要充分認(rèn)識到市場的格局，重新認(rèn)識自己的核心競爭力和價值，進行適當(dāng)?shù)氖袌龆ㄎ唬ㄟ^市場細(xì)分找到合適的適合自己的目標(biāo)市場，通過市場化的手段優(yōu)化整個行業(yè)的資源配置才是應(yīng)有的出路。二是引進產(chǎn)品型，由于在技術(shù)上沒有自主權(quán)，在產(chǎn)品的更新?lián)Q代上對外企的依賴較大，這樣會導(dǎo)致兩種結(jié)果，一方面由于產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏較慢，成本不能持續(xù)下降，來自利潤方面的壓力會越來越大；另一方面是研發(fā)費用較少，有條件增加營銷費用或采用降價策略擴大市場份額。隨著電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景也十分廣闊。廠內(nèi)消費的計算是有爭議的，但由于建立了大量生產(chǎn)體制而脾際了齊關(guān)電源曲價格。特別是在電子工業(yè)中起到牽引車作用的辦公室計算機，個人計算機，字處理機、傳真譏等OA設(shè)備，磁帶錄像機(日本是全世界的供應(yīng)基地)，還有機器人、通信設(shè)備、2gl且儀器等備式各樣的商品都采用開關(guān)電源，達就促進了產(chǎn)業(yè)界的開發(fā)積極性。另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。 圖44 單相全波整流電路從圖中可以看出，單相全波整流電路可以看作是由兩個單相半波整流電路組合成的。又因為二極管是負(fù)載向直流側(cè)反饋能量的通道，所以也被稱為反饋二極管。4. 半橋逆變電路半橋逆變電路有兩個橋臂，每個橋臂有一個可控器件和一個反并聯(lián)二極管組成，在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容，兩個電容的連接點便成為直流電源的中點負(fù)載連接在直流電源中點和兩個橋臂連接點之間。為了使開關(guān)電源的輸入與輸出隔離，采用了獨立的副電源和輸入變壓器。如果只有檢測電壓加于5腳，肯定電源不能加負(fù)載。1腳還具有軟啟動功能，C310為軟啟動電容。有多種方法可以用整流二極管將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，包括半波整流、全波整流以及橋式整流等。在逆變電路中，是半橋逆變，將輸入高壓直流轉(zhuǎn)換成交流且輸出的交流電壓為輸入直流電壓的一半。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個輸出端互補，交替輸出高低電平，其作用是將PWM脈沖交替送至兩個三極管V1及V2的基極，鋸齒波的作用是加入了死區(qū)時間，保證V1及V2兩個三極管不可能同時導(dǎo)通。振蕩器頻率f由外接電阻RT和電容CT決定，f=。鋸齒波的電壓與誤差放大器的輸出電壓經(jīng)比較器比較，當(dāng)鋸齒波電壓高于誤差放大器輸出電壓時，比較器輸出高電平，“或非”門輸出低電平，使輸出晶體管截止；反之，鋸齒波電壓低于誤差放大器輸出電壓時，比較器輸出低電平，使輸出晶體管導(dǎo)通。電流限制電路通常采用單管放大的工作方式，預(yù)先在其基極加一定偏置電壓，當(dāng)檢測到輸入正端（④腳）和負(fù)端（⑤腳）之間電位差大于200mV時，放大器使⑨腳電位下降，從而迫使輸出脈沖寬度變窄，以達到限制電流的增加的目的。放大器由5V電壓供電，～，需要將輸入基準(zhǔn)電壓分壓送至誤差放大器①腳（正電源電壓輸出）或②腳（負(fù)電源電壓輸出）。113腳：內(nèi)部兩路驅(qū)動級NPN管的集電極引出端。 3腳：內(nèi)部振蕩器鋸齒波輸出端。兩路輸出脈沖，每路輸出最大脈寬為45%。因此反激電路不能工作于負(fù)載開路狀態(tài)。在負(fù)載為零的極限情況下，輸出電壓表達式為： (26) 反激變換電路反激變換器電路原理如圖56所示。半橋式電路具有全橋式電路的所有優(yōu)勢，因此其應(yīng)用比全橋式更普遍。電路的工作過程：VT1與VT2交替著導(dǎo)通，就能在變壓器一次側(cè)形成幅值為Ui/2的交流電壓。更重要的是，橋式開關(guān)電路的脈沖變壓器初級只需要一組繞組，不存在對稱的問題，且初級最高電壓為輸入電壓，這使得脈沖變壓器的結(jié)構(gòu)大為簡化。 橋式變換電路全橋變換器電路原理如圖23所示。因此在飽和型變換器的設(shè)計中，都盡量選擇開關(guān)管的工作狀態(tài)在脈沖變壓器的磁化曲線開始進入飽和狀態(tài)之初，首先讓開關(guān)管進入飽和區(qū)，使開關(guān)電路翻轉(zhuǎn)，以減小開關(guān)管在變壓器磁通飽和以后的大電流增長，降低開關(guān)管損耗。兩管均為NPN管的結(jié)果是，其導(dǎo)通時驅(qū)動脈沖均為正向脈沖，如自激式變換器相同的雙向脈沖。由于雙極型開關(guān)管有少數(shù)載流子的存儲效應(yīng)，IB的減小，甚至IB?=?0時，其IC不會立即截止，而正反饋脈沖的反相卻可以使另一只開關(guān)管立即導(dǎo)通，因此，在VTVT2交替過程中必然出現(xiàn)兩管同時瞬間導(dǎo)通。因為當(dāng)磁通量開始飽和時，脈沖變壓器等效電感也開始減小，磁通量完全飽和時等效電感為零，開關(guān)管集電極電流劇增。啟動狀態(tài)，IC1IC2的結(jié)果，使脈沖變壓器中形成的磁通φN1φN2，合成總磁通量為φN1φN2，使VT1的導(dǎo)通電流起主導(dǎo)作用。當(dāng)開關(guān)管截止時，電源電壓和脈沖變壓器初級二分之一的感應(yīng)電壓相串聯(lián)，加到開關(guān)管集電極和發(fā)射極，因而要求開關(guān)管VECO＞2VCC。在四個象限內(nèi)，磁芯的磁化曲線都被利用，在輸出功率一定時，磁芯的有效截面積可以小于同功率的單端開關(guān)電路。若需要大功率電源，必須采用新的電路結(jié)構(gòu)。將開通緩沖電路和關(guān)斷緩沖電路結(jié)合在一起就可形成復(fù)合緩沖電路，如圖110所示。 (a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 (b)電氣圖形符號 圖19 IGBT的結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號 IGBT有如下特性(1) 開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小。但在開關(guān)過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的驅(qū)動功率。其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小，故效率較高。如圖17所示，URP為最大反向電壓，IRP為最大反向電流，trr為反向恢復(fù)時間(trr越小越好)。主要有以下三種特性：（1） 靜態(tài)特性：電力二極管的靜態(tài)特性指其伏安特性，當(dāng)電力二極管承受的正向電壓達到一定值，即門檻電壓UTO時，正向電流才開始明顯增加，處于穩(wěn)定導(dǎo)通狀態(tài)。行輸出級產(chǎn)生的各種直流電壓主要給顯像管各電極供電，同時也可以為視頻輸出板尾板、場掃描，圖像和伴音通道供電。同時由于變壓器耦合，可以使用多組次級線圈，在次級得到多組直流輸出電壓。U0和功率開關(guān)晶體管VT的脈沖占空比D有關(guān)，見式(1－2)。(4)穩(wěn)壓范圍寬：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。既改變TON，又改變T，實現(xiàn)脈沖占空比的調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式稱做脈沖調(diào)頻調(diào)寬方式。使開關(guān)S按要求改變導(dǎo)通或斷開時間，就能把輸入的直流電壓Ui變成矩形脈沖電壓。（3） 信號源： 產(chǎn)生控制信號，由它激或自激電路產(chǎn)生，可以是PWM信號，也可以是PFM信號或其它信號。它以高效率、輕量、小型、安全可靠等特點被廣泛應(yīng)用于以電子控制系統(tǒng)為主導(dǎo)的各種通信設(shè)備、終端設(shè)備等幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今時代電子信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展不可或缺的一種電源形式。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。開關(guān)電源技術(shù)的主要用途之一是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)。開關(guān)電源是一種新型電源設(shè)備，較之于傳統(tǒng)的線性電源，其技術(shù)含量高，耗能低，使用方便，并取得了較好的經(jīng)濟效益。 圖11電源基本組成框圖（1） DC/DC變換器： 用以進行功率變換，是開關(guān)電源的核心部分。輸出端LC濾波器的特性決定著負(fù)載變換瞬態(tài)響應(yīng)。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，所以PWM式開關(guān)電源用得較多。穩(wěn)壓范圍寬：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。[1] 開關(guān)電源主要結(jié)構(gòu) 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)開關(guān)電源工作原理的方框圖如圖13所示；功率開關(guān)晶體管VT串聯(lián)在輸入與輸出之間。 圖15 變壓器耦合并聯(lián)開關(guān)電源原理圖功率開關(guān)晶體管VT與開關(guān)變壓器初級線圈相串聯(lián)接在電源供電輸入端，功率開關(guān)晶體管VT在開關(guān)脈沖信號的控制下，周期性地導(dǎo)通與截止，集電極輸出的脈沖電壓通過變壓器耦合在次級得到脈沖電壓，這個脈沖電壓經(jīng)整流濾波后得到直流輸出電壓U0。 2. 副電源 副電源的主要作用是為微處理器控制電路提供＋5V的供電電壓，副電源電路一般較簡單，既可采用簡易開關(guān)電源也可以采用傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電路，無論負(fù)載處于正常工作狀態(tài)還是待機狀態(tài)，副電源都必須正常工作。輸出取樣反饋賄賂必須采用隔離元件進行電源初、次級的隔離，以提高設(shè)備的抗干擾性和安全性。電流上升率越大，UFP越高。超快恢復(fù)二極管的快速恢復(fù)時間甚至僅為20～30?ns?！　‰娏OSFET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，P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)反偏，漏、源極之間無電流流過；在導(dǎo)通狀態(tài)，即當(dāng)UGS大于開啟電壓或閾值電壓UT時，柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度，使P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝道而使PN結(jié)消失，漏極和源極導(dǎo)電。 絕緣柵雙極晶體管IGBT為三端器件，分別為柵極G、集電極C和發(fā)射極E，如圖19所示。[5] 緩沖電路緩沖電路也叫吸收電路，其作用就是抑制電子元器件的內(nèi)部過電流和di?/dt、過電壓和du?/dt，減小器件的開關(guān)損耗。單端電路包括正激和反激兩類；雙端電路包括全橋、半橋和推挽三類。 圖21 推挽式開關(guān)電路脈沖變壓器TC初、次級都有兩組對稱的繞組，其相位關(guān)系如圖所示，開關(guān)管用開關(guān)S代替。所以輸出功率200W以上的開關(guān)電源均宜采用推挽電路。所謂飽和式，是指脈沖變壓器工作在磁化曲線的飽和狀態(tài)。此過程中，由于磁心的飽和周而復(fù)始地進行，VTVT2輪流導(dǎo)通，初始電流方向隨之不斷改變，因而在次級感應(yīng)出雙向矩形脈沖。首先是自激推挽式開關(guān)電路的驅(qū)動脈沖是雙向的?，F(xiàn)有PNP型管的UCEO最大也極少超過300?V，因此高壓變換器也只能采用全NPN型開關(guān)管。截至目前為止，推挽式、橋式變換器都采用它激電路，以便于在驅(qū)動脈沖輸出之前進行PWM控制?！　《菍C/AC轉(zhuǎn)換后的雙向矩形波通過設(shè)計的圈數(shù)比耦合到次級，通過整流、濾波成為直流電。例如，普通單端、推挽式開關(guān)電路，常用反壓UCEO800?V的開關(guān)管，而橋式電路中開關(guān)管UCEO大于400?V也比較安全了。如果VTVT4與VTVT3的導(dǎo)通時間不對稱，則N1中的交變電壓中將含有直流分量，會在變壓器一次側(cè)產(chǎn)生很大的直流電流，造成磁路飽和，因此全橋電路應(yīng)注意避免電壓直流分量的產(chǎn)生，也可以在一次側(cè)回路串聯(lián)一個電容，以阻斷直流電流。由于電容器CC2的隔離作用，對兩個開關(guān)由于導(dǎo)通時間不對稱而造成的變壓器一次側(cè)電壓的直流分量，半橋變換電路有著自動平衡作用，因此不容易發(fā)生直流磁飽和與變壓器的偏磁。開關(guān)管VT開通后，變壓器的激磁電流由零始，隨著導(dǎo)通時間的增加而成線性的增長直到開關(guān)管VT關(guān)斷。輸出電壓和輸入電壓關(guān)系見式(22)。UC3524內(nèi)部振蕩器的周期T=RTCT，電容CT取值范圍為1000?pF～?μF，～100?kΩ，其最高振蕩頻率為300?kHz。UC3524采用DIP－16型封裝其結(jié)構(gòu)框圖和引腳圖如31所示。9腳：誤差放大器的輸出端?；鶞?zhǔn)源的電壓輸入范圍為8～40V，％，％，溫度系數(shù)為210(4)/℃，內(nèi)設(shè)過電流和短路保護。⑩腳為控制晶體管基極的輸入端口。經(jīng)觸發(fā)脈沖觸發(fā)，觸發(fā)器兩輸出端分別交替輸出高低電平，以控制輸出級“或非”門的輸入端。本系統(tǒng)電路圖中，在DC/DC變換部分，UC35241芯片的腳1接控制反饋信號電壓，腳2接在基準(zhǔn)電壓的分壓電阻上。輸入為DC 310?V高壓，輸出為DC 24?V。[1] 圖42 橋式整流電路 綜上所述，基于UC3524的的高壓電源設(shè)計的過程是整流，逆變，整流。為了達到增大輸出功率的目的，在UC3524的114腳輸出端加入推挽驅(qū)動放大器VT10VT103，組成達林頓接法，發(fā)達后的驅(qū)動電流通過耦合變壓器T102驅(qū)動開關(guān)管。當(dāng)二者之一出現(xiàn)故障時，檢測電路輸出高電平，VS導(dǎo)通，10腳輸出高電平，開關(guān)電源停止工作。因為電感的自感電勢抵制突變的充電電流，以此避免濾波電容初始充電的大電流使R0上壓降增大，引起5腳內(nèi)限制脈寬控制系統(tǒng)產(chǎn)生誤動作。在本設(shè)計中使用的是用兩個電氣參數(shù)相同，但種類（NPN或PNP）不同的兩個晶體管搭成一個放大電路，每個管子的導(dǎo)通角度都是90度，在一個周期中，兩個管子分別導(dǎo)通半個周期，最后在兩個晶體管的連接處（一般是發(fā)射極或者源級）合成一個完整的周期信號。當(dāng)VD1或VD2為通態(tài)時，電壓和