【正文】 電源。而輸出整流續(xù)流與濾波電路是通過整流續(xù)流功能得到輸出所需要直流電流，當(dāng)然還要通過濾波器把多余雜波給濾掉。 進(jìn)行答辯。 開關(guān)電源大至由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成 。 基本原理 開關(guān)電源就是采用功率半導(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)元件的占空比來調(diào)整輸出電壓。前一種工作 模式多用于 DC/AC 逆變電源，或 DC/DC 電壓變換；后兩種工作模式多用于開關(guān)穩(wěn)壓電源。 7 圖 11b 是串聯(lián)式開關(guān)電源輸出電壓的波形，由圖中看出，控制開關(guān) K 輸出電壓 uo 是一個脈沖調(diào)制方波，脈沖幅度 Up等于輸入電壓 Ui，脈沖寬度等于控制開關(guān) K 的接通時間 Ton，由此可求得串聯(lián)式開關(guān)電源輸出電壓 uo的平均值 Ua為： Ua = Ui = DUi （ 11） 式中 Ton 為控制開關(guān) K接通的時間， T為控制開關(guān) K的工作周期。例如，很多使用干電池的手提式電器，由于干電池的電壓一般只有 或 3V，為了提高工作電壓，都是使用并聯(lián)式開關(guān)電源把工作電壓提高一倍。當(dāng)圖 111a中的控制開關(guān) K 由接通狀態(tài)突然轉(zhuǎn)為關(guān)斷時，儲能電感 L 會把其存儲的能量（磁能）通過反電動勢進(jìn)行釋放，儲能電感 L產(chǎn)生的反電動勢為： 式中負(fù)號表示反電動勢 eL的極性與（ 135）式中的符號相反，即： K 接通與關(guān)斷時電感的反電動勢的極性正好相反。 上圖為變壓器式開關(guān)電源， Ui是開關(guān)電源的輸入電壓， T是開關(guān)變壓器， K是控制開關(guān)， R是負(fù)載電阻。圖 116b中，當(dāng)只輸出正半波電壓時，為正激式開關(guān)電源；反之，當(dāng)只輸出負(fù)半波電壓時，為反激式開關(guān)電源。顯然 10 =－ 2， Δ 1 = 。 因此，在控制開關(guān) K關(guān)斷的 Toff 期間，變壓器鐵心中的磁通 主要由變壓器次級線圈回路中的電流來決定， 即： 式中負(fù)號表示反電動勢 e2的極性與（ 162）式中的符號相反，即： K 接通與關(guān)斷時變壓器次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的極性正好相反。 3. 恒流開關(guān)電源的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)初衷 結(jié)合以前學(xué)習(xí)的電力電子器件，功率電子技術(shù)以及數(shù)模電的相關(guān)知識，所以就針對 恒流開關(guān)電源展開了一系列的討論與設(shè)計(jì)。控制器是通過反饋電路的信息在調(diào)整電路電流電壓的輸出的，輸出電流盡可能達(dá)到一個穩(wěn)定值。根據(jù)中國輸配電情況 U1=200～ 253V,則變壓比 N 為 2 m in1 m in3 8 .6 0 .1 9 3200UN U? ? ? 根據(jù)輸出容量磁心尺寸關(guān)系表 34 [2] 選取 EI30。電感線圈對高頻成分呈現(xiàn)很高的感抗，而電容對高頻成分呈現(xiàn)很小容抗，已達(dá)到在電路中抑制紋波和平滑直流的作用。開關(guān)功率管 VT 1 接通時，變壓器 T1 的磁通增加，磁能被儲存到 T1，當(dāng) VT1截止時，即放出這種受激磁的磁能下圖復(fù)位線圈到 T1 20 上， 圖 復(fù)位電路 以在 VT1截止時通過 VD1把磁能反饋到輸入。這是因?yàn)橹鏖_關(guān)元件閉合時反向流入二極管的電流會影響初級線圈開關(guān)特性并致使損耗增大。圖中 Iref是電流設(shè)置基準(zhǔn)； CR 是電流 PI調(diào)節(jié)； Kfi是電流取樣反饋系數(shù)； RS、 Ro 是電流取樣電阻和負(fù)載電阻。 圖 恒流輸出電路 工作原理：固定式集成穩(wěn)壓器工作在正常狀態(tài)，在輸出 2 和公共端 3 之間接一電位器 RW，從而形成一固定恒流源。為此必須在功率器件兩端設(shè)計(jì)尖峰電壓緩沖吸收電路。當(dāng) ? ? ? ?1 7 1 51 0 , 4 7 0R k C p F? ? ?時振蕩頻率? ?200oscfk??。為了防止變壓器的磁飽和， 當(dāng)電源電壓剛啟動時，與 R14并聯(lián)的電容器 C14上電壓不能突變，引腳 1 上電壓為 UREF,占空比為最大的。這樣對共阻抗耦合、輻射和交擾的減小都是有利的。在仿真測量中，主要是對輸入市電值與波形圖測試、功率開關(guān)管觸發(fā)脈沖波形測試、變壓器經(jīng)過整流后二次直流電壓測試、輸出恒流電流測試以及輸出功率等參數(shù)測試。 。從市電輸出 220V 到變壓器降到16V左右輸出，從功率開關(guān)管脈寬調(diào)節(jié)占空比到輸出功率 150W、輸出恒流 10A設(shè)計(jì)，都做精密計(jì)算與檢測的。 時鐘線、信號線和地線位置 信號線與地線距離較近，形成的環(huán)面積較??；這樣才合理的。當(dāng)輸出電壓超過 15V 時，光電耦合器 PC1動作，經(jīng)過引腳 2 接入反饋電壓電路，使輸出級鎖定為低電平。 27 圖 μPC1094C芯片圖 表 μPC1094 引腳功能 引腳號 功 能 引腳號 功 能 1 死區(qū)時間控制 8 電源電壓 2 反饋 9 輸出晶體管集電極 3 過流閉鎖控制 10 輸出級輸出 4 懸空 11 輸出晶體管發(fā)射極 5 定時電容器 12 懸空 6 定時電阻器 13 通 /斷控制時間 7 接地 14 基準(zhǔn)電壓 下圖 是控制 IC 芯片與外部電路連接視圖，組成所需要設(shè)計(jì)功能或參數(shù)。整流快速恢復(fù)二極管由于存在存儲效應(yīng)，反向恢復(fù)過程中也會出現(xiàn)很高的反向恢復(fù)地碾壓尖峰脈沖。 圖 恒流電源原理圖 CR PWM DC/DC變換器 整流濾 波 Iref Kref If 25 恒流輸出計(jì)算 恒流輸出電路是采用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的開關(guān)恒流源電路構(gòu)成如 39 圖所示。線性串聯(lián)穩(wěn)壓是調(diào)節(jié)調(diào)整管的壓降，而開關(guān)電源是調(diào)節(jié)變換器的脈寬（或占空比），維持輸出電流的恒定。輸出為低壓大電流時應(yīng)采用肖特基二極管，其他則采用低損耗或調(diào)整二極管。所以可以選擇 20V， 8200? H，則 SER 為 31m? ,容許脈動電流為 . 流向電容器的紋波電流為 ? ?2 0 .5 82 3 2 3LCf m s IIA???? 說明該電容器合適。根據(jù)（ ）公式 ? ? ? ?m a x m a xm a x 2 m i n1 5 . 5 0 . 5 0 . 2 5 2 . 1 03 8 . 6o L fonU U U Tt U? ? ? ? ? ?? ? ? 則有 m a xm a x 2 .1 0 0 .4 25ontD T? ? ? Dmax修正結(jié)果為 ,仍然在 ～ 范圍內(nèi)，可以繼續(xù)使用以下計(jì)算。 圖 變壓器 開始 選用拓?fù)?圖 變壓器設(shè)計(jì) 輸出濾波與整流設(shè)計(jì) 功率開關(guān)和驅(qū)動設(shè)計(jì) 控制器設(shè)計(jì) 輸出反饋設(shè)計(jì) 啟動電路設(shè)計(jì) 保護(hù)電路設(shè)計(jì) 高層功能設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 測試電路實(shí)際工作與設(shè)計(jì)結(jié)果的區(qū)別 優(yōu)化設(shè)計(jì) EMI/RFI 測試 17 輸出變壓器次級電壓 U2計(jì)算 ? ?2 O L fonU U U TU t? ? ?? （ ） UL是輸出扼流圈在內(nèi)次級線圈的電壓降， Uf是輸出二極管的正向電壓。穩(wěn)壓恒流輸出電路目的是為負(fù)載提供一個恒流電流。 從（ 163）和（ 167）式可以看出，開關(guān)變壓器的工作原理與普通變壓器的工作原理是不一樣的。由于變壓器初級線圈回路中的電流產(chǎn)生突變，而變壓器鐵心中的磁通量 不能突變，因此，必須要 求流過變壓器次級線圈回路的電流也跟著突變，以抵消變壓器初級 13 線圈電流突變的影響，要么，在變壓器初級線圈回路中將出現(xiàn)非常高的反電動勢電壓，把控制開關(guān)或變壓器擊穿。因此，在初、次級電流的共同作用下，在變壓器的鐵心中會產(chǎn)生一個由流過變壓器初、次級線圈電流產(chǎn) 12 生的合成磁場，這個磁場的大小可用磁力線通量（簡稱磁通量），即磁力線的數(shù)目來表示。 圖 116b是單激式變壓器開關(guān)電源輸出電壓的波形，由于輸出電壓是由變壓器的次級輸出，因此，在輸出電壓 uo中完全沒有直流成份。這里的離線并不是不需要輸入電源，而是輸入電源與輸出電源之間沒有導(dǎo)線連接，完全是通過磁場偶合傳輸能量。 在 Ton 期間，控制開關(guān) K接通，儲能濾波電感 L兩端的電壓 eL正好與輸入電壓 Ui 相等，即： 對上式進(jìn)行積分，可求得流過儲能電感 L 的電流為： 9 式中 iL為流過儲能電感 L電流的瞬時值， t為時間變量， i（ 0）為流過儲能電感的初始電流，即：開關(guān) K接通前瞬間流過儲能電感的電流。如果串聯(lián)式開關(guān)電源只單純用于 8 功率輸出控制，電壓輸出可以不用接整流濾波電路，而直接給負(fù)載提供功率輸出；但如果用于穩(wěn)壓輸出，則必須要經(jīng)過整流濾波 。當(dāng)控制開關(guān) K 接通的時候，開關(guān)電源就向負(fù)載 R 輸出一個脈沖寬度為 Ton，幅度為 Ui 的脈沖電壓 Up；當(dāng)控制 開關(guān) K 關(guān)斷的時候，又相當(dāng)于開關(guān)電源向負(fù)載 R 輸出一個脈沖寬度為 Toff，幅度為 0的脈沖電壓。 3． 混合調(diào)制 導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。 5 檢測電路 提供保護(hù)電路中正 在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞： 開關(guān)電源、 LED、 恒定電流 2 The design of switch power supply Abstract： Switching power supply is paid much attention for its high efficiency and low power consumption. Core unitcontrol circuit integration of the switching power supply has been one of switching power supply development for many years. A smaller volume, the less EMI, over current and over voltage protection circuit technology has been developing in this process. Especially in the constant current LED driver switching power supply, particularly in the development and therefore have great research value White LED is energysaving, environmental protection, high efficiency, long life of the internationally recognized next generation lighting source. With the white LED technology maturity, it will be widely applied to the fields of lowland. With the traditional light sources, white LED requires a special constant current source drive to make its efficient continuously. LED lighting is usually by a plurality of light emitting diodes array light source, the light source is required to provide uniform power supply constant current drive. Key words: Switching power supply； LED； constant current 3 目 錄 1開關(guān)電源的基本原理 ............................................................ 4 主電路 ..........................................