【正文】 照對(duì)磁場(chǎng)屏蔽的方法來(lái)加工屏蔽罩，然后將整個(gè)屏蔽罩與系統(tǒng)的機(jī)殼和地連接為一體，就能對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行有效的屏蔽。 EMI 濾波器作為抑制電源線傳導(dǎo)干擾的重要單元，可以抑制來(lái)自電網(wǎng)的干擾對(duì)電源本身的侵害，也可以抑制由開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的干擾。 在設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)對(duì)基本概念和原理知識(shí)作了分析，采取了由部分到整體的設(shè)計(jì)思路，對(duì)涉及的電路單元作了詳細(xì)分解和原理介紹。但是，作為一門相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科，運(yùn)用的知識(shí)較多，自己現(xiàn)有的水平還需要進(jìn)一步提高。祝你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)，這是我最大的心愿和牽掛。他們使我的大學(xué)生活充滿了色彩，無(wú)論收獲、遺憾，對(duì)我來(lái)說(shuō)都是一筆寶貴的財(cái)富。 總之，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，熟悉和掌握了 Protel 繪圖軟件。 所以需要查閱大量資料，進(jìn)行知識(shí)的分解與融合，在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中 還需反復(fù)修正。實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn) “一點(diǎn)接地 ”，因此，為降低接地阻抗，消除分布電容的影響而采取平面式或多點(diǎn)接地，利用一個(gè)導(dǎo)電平面作為參考地，需要接地的各部分就近接到該參考地上。常用的方法是屏蔽、接地和濾波。 2 開(kāi)關(guān)電源外部干擾 開(kāi)關(guān)電源外部干擾可以以 “共模 ”或 “差模 ”方 式存在。 （ 1） 基本整流器 基本整流器的整流過(guò)程是產(chǎn)生 EMI 最常見(jiàn)的原因。確定電阻 4R 和 5R 值，F(xiàn)O VRRV ???????? ?? 541,其中： FV畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 為 TL431 參考端電壓，為 ； OV 為輸出端電壓，取 15V；計(jì)算可得：4R =10k? ， 5R =51k? 。若濾波效果不理想，可以在下一級(jí)再串聯(lián)一個(gè) LC 濾波環(huán)節(jié)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn) L 取 μ H ～ 10 μ H。當(dāng)輸出為 15V 時(shí)， 2sN =1?（ 15+） =16 匝，取整 。交流電壓的輸入范圍 為 187V~253V， ,即 minACV =187V, maxACV =253V。其穩(wěn)壓原理為：當(dāng) Uo 上升時(shí)，取樣電壓 UREF 也隨之升高，使 UREFUref（ 內(nèi)部 基準(zhǔn)電壓 ） ，比較器輸出高電平，使 VT(內(nèi)部 晶體管 )導(dǎo)通， Uo開(kāi)始下降。 圖 31 PC817 內(nèi)部框圖 本設(shè)計(jì)采用 PC817 光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn) 在于 ：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高 ,可以起到 很好的 反饋?zhàn)饔?。由于芯片本身功耗很低 ，電源效率可達(dá) 80 ％左右，最高可達(dá) 90 ％ 線性光耦合器 PC817 光耦合器（ Optical Coupler， OC）亦稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光耦。 TOPSwitch Ⅱ 系列產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)： (1)將脈寬調(diào)制 (PWM) 控制系統(tǒng)的全部功能集成到三端芯片中，內(nèi)含脈寬調(diào)制器、功率開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管 (MOSFET) 、自動(dòng)偏置電路、保護(hù)電路、高壓?jiǎn)?dòng)電路和環(huán)路補(bǔ)償電路，通過(guò)高頻變壓器使輸出端與電網(wǎng)完全隔離，真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)工頻變壓器、隔離式開(kāi)關(guān)電源的單片集成化，使用安全可靠。比如： 當(dāng)某種原因使 Uo 減小， 將 導(dǎo)致 UF 減小， Ic 減小，進(jìn)而 D 增大 ，又使 Uo 增大， 最終使輸出電壓趨于穩(wěn)定 ， 反之 亦然。在功率 MOSFET 關(guān)斷瞬間，高頻變壓器漏感會(huì)產(chǎn)生尖峰電壓，另外在 初級(jí)繞組上還會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓 (即反向電動(dòng)勢(shì) )UOR，兩者疊加至內(nèi)部功率開(kāi)關(guān)管 MOSFET 的漏極上，因此必須在漏極增加鉗位保護(hù)電路。自動(dòng)重啟 電路 具有一個(gè)八分頻計(jì)數(shù)器，可以阻止輸出級(jí) MOSFET 再次導(dǎo)通，直到八個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 放電 充電周期完成為止。 TOP Switch 芯片是一個(gè)自偏置、自保護(hù)的電流 占空比線性控制轉(zhuǎn)換器。 見(jiàn)圖 29： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 29 脈寬調(diào)制式開(kāi)關(guān)電源的工作原理 TOP SwitchⅡ系列及其工作原理 美國(guó)功率集成公司（ PI 公司 ） 在 1994 年推出第一代 TOP Switch 芯片，1997 年，美國(guó)功率集成公司又推出了 TOP SwitchⅡ系列器件。 PWM 的基本工作原理 開(kāi)關(guān)電源有兩種基本形式：一種是脈沖寬度調(diào)制（ PWM）其特點(diǎn)是固輸入整流濾波 功率轉(zhuǎn)換電路 高頻變壓器 輸出整流濾波 取樣器 比較器 脈寬調(diào) 制 振蕩器 基準(zhǔn)電壓 DC AC 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 定開(kāi)關(guān)的頻率。降壓式 、 升壓式 、 反轉(zhuǎn)式開(kāi)關(guān)電源的高壓輸出電路與副邊輸出電路之間沒(méi)有絕緣隔離，統(tǒng)稱為斬波型直流變換器。電 路輸出直流電壓的高低由加在 VT1 基極上的脈沖寬度確定。這種電路不僅適用于大功率電源，亦適用于小功率電源。 圖 22 單端正激式開(kāi)關(guān)電源 自激式開(kāi)關(guān)電源的典型電路如圖 23 所示 。 單端正激式開(kāi)關(guān)電源的典型電路如圖 22 所示 。 單端反激式開(kāi)關(guān)電源的典型電路如圖 21 所示 。 本 主要內(nèi)容如下： 根據(jù) 開(kāi)關(guān) 型穩(wěn)壓電源采用全控型電力電子器件作為開(kāi)關(guān)，利用控制開(kāi)關(guān)的占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓，具有體積小、重量輕、噪音小，以及可靠性高等新型電源特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并制作出一種額定輸出功率為 30W 的小功率 雙輸出 開(kāi)關(guān)電源。當(dāng)前，世界上許多國(guó)家都在致力于數(shù)兆 Hz 的變換器的實(shí)用化研究。目前市場(chǎng)上出售的開(kāi)關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成的１００ kH z、用ＭＯＳ－ＦＥＴ制成的５００ kHz 電源，雖已實(shí)用化，但其頻率有待進(jìn)一步提高。開(kāi)關(guān)電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，靈活地選用各種類型的 開(kāi)關(guān)電源。從開(kāi)關(guān)電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒(méi)有采用笨重的 工頻變壓器。開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（ PWM）控制 IC 和 MOSFET 構(gòu)成。因此，這些都對(duì)開(kāi)關(guān)電源提出了越來(lái)越高的要求。三端離線式脈寬調(diào)制單片開(kāi)關(guān)集成電路TOP(Threeterminaloffline) 將 PWM 控制器與功率開(kāi)關(guān) MOSFET 合二為一封裝一起，已成為 開(kāi)關(guān)電源 IC 發(fā)展主流。目前已成為國(guó)際上開(kāi)發(fā)中，小功率開(kāi)關(guān)電源，精密開(kāi)關(guān)電源及電源模板的優(yōu)選集成電路。 開(kāi)關(guān)電源因其體積小、重量輕、效率高、安全、可靠等特點(diǎn)，推動(dòng)了自身及其應(yīng)用產(chǎn)品的小型化、輕便化，節(jié) 約了大量的能源和原材料，在國(guó)際上被譽(yù)為綠色能源，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展 。另外，從前幾年 DVD 笨重的外形到現(xiàn)在越來(lái)越薄，輕便，精致，美觀等一系列的變化，都需要開(kāi)關(guān)電源小尺寸化的支持。在開(kāi)關(guān)電源電路中，晶體管 V 在激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)下，它交替地工作在導(dǎo)通 —截止和截止 —導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度很快，頻率一般為 50kHz 左右，在一些技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，可以做到幾百或者近1000kHz。這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí)，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展 和趨 式 1955 年美國(guó)羅耶（ )發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實(shí)現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換控制電路的開(kāi)端， 1957 年美國(guó)查賽（ Jen Sen)發(fā)明了自激式推挽雙變壓器，１９６４年美國(guó)科學(xué)家們提出取消工頻變壓器的串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源的設(shè)想，這對(duì)電源向體積和重量的下降獲得了一條根本的途徑。不過(guò)，對(duì) 1MHz 以上的高頻，要采用諧振電路，以使開(kāi)關(guān)上的電壓或通過(guò)開(kāi)關(guān)的電流呈正弦波，這樣既可減少開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)也可控制浪涌的發(fā)生。 單片開(kāi)關(guān)電源克服了以往開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中外圍元件和輔助電路復(fù)雜等問(wèn)題，有力地促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源的高效化、模塊化和集成化。自激 式開(kāi)關(guān)電源由開(kāi)關(guān)管和高頻變壓器構(gòu)成正反饋環(huán)路來(lái)完成自激振蕩 ，它激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源必須附加一個(gè) 振蕩器，振蕩器產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)脈沖加在開(kāi)關(guān)管上，控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和截 止； 按開(kāi)關(guān)管的個(gè)數(shù)及連接方式可分為單端式、推挽式、半橋式和全橋式等 。 其輸出功率為 20～ 100W， 工作頻率在 20～ 200kHz 之間 ，是開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中最常用的一種拓?fù)浞绞健Ｓ捎谶@種電路在開(kāi)關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)變壓器向負(fù)載傳送能量，所以輸出功率范圍大，可輸出 50～ 200W 的功率。像單端反激式開(kāi)關(guān)電源那樣，由變壓器 T 的次級(jí)繞組向負(fù)載輸出所需的電壓。 降壓式開(kāi)關(guān)電源的典型電路如圖 25 所示。 這種電路又稱為升降壓式開(kāi)關(guān)電源 ， 無(wú)論開(kāi)關(guān)管 VT1 之前的脈動(dòng)直流電壓高于或低于輸出端 的穩(wěn)定電壓，電路均能正常工作。這中間，電源的穩(wěn)壓是靠 反饋控制電路 （ 控制電路用來(lái)調(diào)整高頻開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間比例，以達(dá) 到電壓 的 穩(wěn)定輸出 ）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 脈沖頻率調(diào)制式開(kāi)關(guān)電源則是用固定脈寬發(fā)生電路代替 PWM 中的鋸齒波發(fā)生器，并且利用壓控振蕩器來(lái)完成 v/f 轉(zhuǎn)換。使用 TOP Switch 器件，比用其他開(kāi)關(guān)電源節(jié)省很多個(gè) 元器件，從而使產(chǎn)品的大小和重量減少； TOP Switch 因采用了源極調(diào)節(jié)板和可控的 MOSFET 通態(tài)驅(qū)動(dòng)，故電磁干擾 (EMI)和 EMI 濾波器的成本可明顯降低； 系統(tǒng)效率高。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)， Uc 升高，采樣電阻 RE 上的誤差電壓亦升高。高頻變壓器在電路中兼有能量存儲(chǔ)、隔離輸出和電壓變換這三大功能。 CI 是控制端 C 的 旁路電容。同時(shí) 還應(yīng) 實(shí)現(xiàn)欠壓、過(guò)壓 、 過(guò)流 、 過(guò)熱 等電路工作異常時(shí) 的 保護(hù) 。 (4)只有三個(gè)引出端，能以最簡(jiǎn)單的方式構(gòu)成無(wú)工頻變壓器的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。光耦一般由三部分組成：光的發(fā)射、光 的接收及信號(hào)放大。 TL431 大多采用 DIP8 或 TO92 封裝形式，引腳排列分別如圖 35 所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 開(kāi)關(guān)電源的電路設(shè)計(jì) TOP225Y 芯片原理圖 圖 33 TOP225Y 芯片原理圖 輸入整流濾波電路 整流濾波電路包括輸入交 流 EMI 濾波、整流、電容穩(wěn)壓三部分。 sOACp fP DVL 2 m axm in?? ，其中： Po 為系統(tǒng)輸出總功率； sf為 TOP225Y 的開(kāi)關(guān)頻率， sf =100kHz。 輸 出 整流電路 的設(shè)計(jì) 輸出整流濾波電路由整流二極管和濾波電容構(gòu)成。因此 , 應(yīng)選擇 CRT 范圍接近 100 ％的光藕。 圖 34 輸入直流電壓 E 與漏源電壓 VDS 波形 圖 35 漏源電壓與去磁電流 is 波形 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 基于 TOP225Y 開(kāi)關(guān)電源的的原理圖繪制 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 4 章 總結(jié) 開(kāi)關(guān)電源干擾的產(chǎn)生及其抑制 開(kāi)關(guān)電源干擾產(chǎn)生的機(jī)理 開(kāi)關(guān)電源的干擾一般分為兩大類：一是開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部元器件形成的干擾；二是由于外界因素影響而使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的干擾。 c） 整流二極管二次側(cè)整流二極管用作高頻整流時(shí)，由于反向恢復(fù)時(shí)間的因素，往往正向電流蓄積的電荷在加上反向電壓時(shí)不能立即消除（因載流子的存在，還有電流流過(guò)）。因而，抑制電磁干擾也應(yīng)該從這三方面人手，采取適當(dāng)措施。 2）所謂接地，就是在兩點(diǎn)間建立傳導(dǎo)通路，以便將電子設(shè)備或元器件連接到某些叫作 “地 ”的參考點(diǎn)上。在濾波電路中，還采