【正文】 感謝宿舍同學在學習生活中的熱心幫助，以及其他所有兄弟姐妹，是他們令我置身于一個互相友愛、互相幫助的集體中。目前，世界各國正在加緊研制 新型開關(guān)電源，包括新的理論、新的電路方案和新的功率器件。 推挽變換器整流輸出電路中D D2 均采用肖特基二極管 (BYW51)組成 橋式 整流器。12V， 輸出 功率 35W 開關(guān)電源總電路 見附錄 A。保險起見，可取 50μF。 L、 C 的選取 (1) 177。 肖特基二極管 (BYW51)均滿足要求。均采用肖特基二極管(BYW51)。 當輸出為 177。輸出電壓 VO是經(jīng)整流二極管、導線、變壓器次級繞組得到的，這兩種電壓降設(shè)為 VL。效率 70%?? 。 結(jié)合題目對電源功率、穩(wěn)定度、紋波、效率、數(shù)字控制等功能的要求 與上述各方案的比較，也出于對時間、電路復雜程度的考慮，選擇了推挽結(jié)構(gòu)做 DC/DC 變壓器。需要設(shè)鉗位電路予以保護 。 優(yōu)點：電路簡單，外圍所需的元件少，效率可以做到很高。 輸入整流橋的選擇 整流橋的反向擊穿電壓 UBR 應滿足： m 2RRMUu? () 交流輸入電壓范圍是 180~250V， max 250uV? ， 442RRMUV? ， 計算出 UBR=442V。 表 推薦工作狀態(tài) 參數(shù)名稱 符號 最小值 典型值 最大值 單位 電源電壓 VCC + +35 V 電源電流 ICC 14 20 mA 輸出電流（源或吸） IO 0 177。的方波脈沖也送至兩或非門的輸入端。第 l6 腳為 +5V 基準電壓引出端。第 3 腳是振蕩器輸出端。 (3) 集電極、發(fā)射極均為開路輸出，最大輸出 電流 達 100mA。二次側(cè)輸出的高頻正負脈沖電壓經(jīng)二級管 VD VD2整流成二倍于開關(guān)頻率的正向脈沖，再經(jīng) L、 CO租成的濾波電路平滑高頻 ，輸出負載 RL 上產(chǎn)生具有 2fs 紋波的直流輸出電壓 。變壓器一次側(cè)帶中心抽頭的兩個繞組隨各自連接的磁芯工作在磁化曲線的第一象限和第三象限，完成磁化和去磁功能。此外，適當增加電感量，可改善低頻衰減特性。 電磁干擾濾波器的 電路 結(jié)構(gòu) 開關(guān)電源 EMI 濾波器的電路如圖 所示。因此，欲削弱傳導干擾，把 EMI 信號控制在有關(guān)EMC 標準 規(guī)定的極限電平以下，最有效的方法就是在開關(guān)電源輸入和輸出電路中加裝電磁干擾濾波器。為使無線電波不受電磁干擾的影響，就要采取措施限定這種電磁干擾，使之符合有關(guān)電磁兼容 (EMC)標準或規(guī)范，這已經(jīng)成為電子產(chǎn)品設(shè)計者越來越關(guān)注的問題。 負載上電壓的計算 電容放電時間常數(shù) L=RC?放 電 ， 即輸出電壓的大小和脈動程度及負載電阻直接相關(guān)。電感器 L 對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此 L 應與負載串聯(lián)。 圖 u2 正半周時 u2負半周時，二極管 D D3反偏截止， D D4正向?qū)ǎ娏鹘?jīng)過負載時，產(chǎn)生的電壓極性仍是上正下負。 電流控制是一個輸出電壓控制的電流源，電流源的大小反映了輸出電流的大小。 當電流 檢測 電阻 RS上的壓降 達到 并超過 US時 ，電流檢測 比較器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，鎖存器復位，驅(qū)動撤除，功率管截止， 直到下一個始終脈沖使 PWM 鎖存器置位， 這樣逐個檢測和調(diào)節(jié)電流脈沖，就可達到控制電源輸出的目的。利用取樣電阻。 (4) 混合調(diào)制式：它是 (1)、 (2)兩種方式的組合。開關(guān)電路的驅(qū)動方式分為自激式和他激式兩大類；開關(guān)變壓器因是高頻工作，其鐵芯通常采用鐵氧體磁芯或非晶合金磁芯；開關(guān)晶體管通常采用開關(guān)速度高，導通和關(guān)斷時間短的晶體管，最典型的有功率晶體管(GTR)、功率場效應晶體管 (MOSFET)和絕緣柵型雙極晶體管 (IGBT)等三種。 ③ 控制電路 (PWM 調(diào)制器 )， 含振蕩器、基準電壓源 (UREF)、誤差放大器和 PWM 比較器， 控制電驢能產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，其占空比受反饋電路的控制。在相同的紋波輸出電壓下，采用開關(guān)穩(wěn)壓電源時，濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的 1/500～ 1/1000。 (3) 穩(wěn)壓范圍寬。正因為如此，開關(guān)電源 被譽為高效、節(jié)能型電源，代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向，并 已廣泛應用于各種電子設(shè)備中 [1]。 傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源雖然電力結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但它存在著效率低 (只有 40%～ 50%)、體積大、銅鐵消耗量大，工作溫度高及調(diào)整范圍小等缺點。 采用高頻技術(shù)，省掉了體積笨重的工頻變壓器 。開關(guān)穩(wěn)壓電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點，而且實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多，設(shè)計人員可以根據(jù)實際應用的要求，靈活地選用各種類型的開關(guān)穩(wěn)壓電源。其電路比較復雜，基本構(gòu)成如圖 所示。 開關(guān)電源的工作過程 交流電網(wǎng)電壓進入輸入電路后，經(jīng)輸入電路中的線路濾波器、浪涌電流控制電路以及整流電路，變換成直流電壓。其核心是脈頻調(diào)制器。 220V 交流電 u 首先經(jīng)過整流濾波電路變成直流電壓 UI， 再由功率開關(guān)管 VT 斬波、高頻變壓器 T 降壓，得到高頻矩形波電壓，最 后通過整流濾波后后的所需要的直流輸出電壓 UO。 電流控制型開關(guān)電源 電流控制型正是針對電壓控制型的缺點而發(fā)展起來的 ，電流控制型開關(guān)電源在電壓控制環(huán)的基礎(chǔ)上又增加了電流控制環(huán)，形成雙環(huán)控制系統(tǒng)，使得開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負載調(diào)整率和瞬態(tài)響應特性都有所提高，是較為理想的工作方式。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 33 頁 (2) 過流保護 。 單相橋式整流電路如圖 所示。應在整流電路的后面加濾波電路 ， 濾去交流成分。 當 2 cuu? 時，四個二級管均截止，電容 C 經(jīng)負載 RL放電，放電時間常數(shù)為 L=RC?放 電 ,故放電較慢，直到負半周。 開關(guān)電源由于功耗小效率高，體積小，重量輕，穩(wěn)壓范圍廣，電路形式靈活等特點，廣泛地應用于計算機、通信等各類電子設(shè)備。這些干擾經(jīng)傳導和輻射對其他電子設(shè)備造成干擾。 (5) 濾波器允許通過的電流應與電路中連續(xù)運行的額定電流一致。當有共模電流通過時，兩個線圈上產(chǎn)生的磁場就會互相加強。 C1~C4的耐壓值均為 630VDC或 250VAC。 圖 推挽變換器的電路結(jié)構(gòu) 開關(guān)管 VT VT 變壓器 T1組成推挽逆變電路，將直流輸入變換成高頻方波脈沖。該芯片由頻率可在較寬范圍內(nèi)預調(diào)的固定頻率振蕩器、占空比可在 0~100%之間調(diào)節(jié)的脈寬調(diào)制器、死區(qū)時間校準器、雙路功率輸出的三極管電路、誤差放大器、精密參考電壓源一節(jié)禁止、緩啟動、過流和過壓保護電路等組成。 主要性能 電壓控制脈寬調(diào)制技術(shù) ， 數(shù)字、模擬混合集成電路 ， 片內(nèi)含有精確的參考電壓源和誤差放大器 ， 具有過流和短路保護功能 ， PWM 占空比可任意調(diào)節(jié) ， 輸入與 TTL和CMOS 電平兼容 ， 雙通道脈寬調(diào)制輸出、易與微機接口 ， 電源電壓 (8V~40V)， 電源電流 (20mA)， 占空比 (0~49%)， 輸出電流 (2 100 mA)， 震蕩頻率 (400kHz)。第 l0 腳為關(guān)斷電路控制端．改變此腳電位就可控制 PWM 的通斷。振蕩器一方面產(chǎn)生幅度為 ～ 的連續(xù)鋸齒波電壓 U直接輸入到脈寬調(diào)制器的同相輸入端，另一方面又向觸發(fā) 器和或非門提供一個同步方波 U2并從 3 腳輸出。第 10 腳為低電平時， PWM恢復正常工作。 圖 設(shè)計思路 220V 交流市電，經(jīng)整流濾波后得到一個直流高壓。輸入信號來自 220V 交流市電，經(jīng)整流濾波后 ，得到 +300V 輸出 直流 高壓，經(jīng) R2降壓后，接入 100Ω 電阻，起到過流保護的作用。 (3) 單端反激式 , 從原理圖上看與 正激 電路很相象，但工作原理不同，脈沖變壓器的原 /付邊相位剛好相反。 主要優(yōu)點：與推挽結(jié)構(gòu)相比，原邊繞組減少了一半，開關(guān)管耐壓降低一半。變壓器的輸入電壓為 +28V，輸出功率為 35W，輸出電壓為 177。 變壓器內(nèi)部耗散總功率： id thTP R?? () △ T 取 50℃ ，則 ， Pid≈ 其中，鐵損 ： 0 .4 4 1 .2 3Fe idP P W?? () 銅損 ： idP P W?? () 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 24 頁 共 33 頁 表 3C8 磁性材料的磁芯特性表 磁性型號 磁性有效面積 Ae(mm2) 熱阻 (最大值 )Rth(℃ /W) 熱阻 (最大值 )Rth(Z)(℃ /W) EC25/25/7 － EC35/17/10 EC42/42/20 236 EC55/55/25 420 (2) 計算磁感應強度增量 由 PFe=， f=25kHz，查磁芯磁滯 渦流損耗與磁通的函數(shù)關(guān)系圖 ，可確定：? ?41PP uWb? ? ? ， Ae=。12V 輸出 采用推 挽式變換器時，通過設(shè)計更多的二次繞組，能產(chǎn)生多路輸出電壓。 輸出整流二級管的選取 雙極性變換器的輸出整流電路采用 橋式 整流電路結(jié)構(gòu)。5V 輸出 時， IDRms=。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 27 頁 共 3