【正文】 電流，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，需要的驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩(wěn)定性好，電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過 10 kW 的電源電子裝置 。 (3) 肖特基二極管 以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢(shì)壘為基礎(chǔ)的二極管稱為肖特基勢(shì)壘二極管 (SBD)，簡(jiǎn)稱為肖特基二極管。 RKA 圖 1－ 3 tl431 的外觀和管腳 河南科技大學(xué)（論文） 6 電力二極管 電力二極管可分為普通 二極管 , 快恢復(fù)二極管 ,肖特基二極管三種。 (5) 為保證不致于因損耗散發(fā)的熱量導(dǎo)致開關(guān)器件溫度過高而損壞，不僅在開關(guān)器件封裝上講究散熱設(shè)計(jì)，在其工作時(shí)一般都要安裝散熱器。在開關(guān)電源中，由于可以方便地設(shè)置各種形式的保護(hù)電路，因此當(dāng)電源負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)切斷電源，保障其功能可靠 ； (5) 功耗小。 DC/DC 變換器有多種電路形式，其中控制波形為方波的PWM 變換器以及工作波形為準(zhǔn)正弦波的諧振變換器應(yīng)用較為普遍。若保持 n0T 不變，利用改變開關(guān)頻率 f=1/T實(shí)現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)，從 而實(shí)現(xiàn)輸出直流電壓 Uo 穩(wěn)壓的方法，稱做脈沖頻率調(diào)制 (PFM)。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)，信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)電源技術(shù)又 提出了更高的要求 ,從而促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展 。發(fā)電機(jī)能把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，干電池能把化 學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能 .發(fā)電機(jī) .電池本身并不帶電 ,它的兩極分別有正負(fù)電荷 ,由正負(fù)電荷產(chǎn)生電壓 (電流是電荷在電壓的作用下定向移動(dòng)而形成的 ),電荷導(dǎo)體里本來(lái)就有 ,要產(chǎn)生電流只需要加上電壓即可 ,當(dāng)電池兩極接上導(dǎo)體時(shí)為了產(chǎn)生電流而把正負(fù)電荷釋放出去 ,當(dāng)電荷散盡時(shí) ,也就荷盡流 (壓 )消了 .干電池等叫做電源。假如由于某種原因使輸出電壓升高時(shí)，脈寬調(diào)制器就會(huì)改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，亦即占空比 D，使斬波后的平均值電壓下降，從而達(dá)到穩(wěn)壓目的，反之亦然。這就迫使電源工作者不斷的探索尋求各種鄉(xiāng)關(guān)技術(shù)，做出最好的電源產(chǎn)品，以滿足各行各業(yè)的要求。 機(jī)電系電信畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前 言 電源 [power supply。整流電源、 信號(hào)源有時(shí)也叫做電源。 開關(guān)電源直流輸出電壓 Uo 與輸入電壓 Ui 之間有如下關(guān)系： Uo=UiD (12) 由式 (11)和式 (12)可以看出，若開關(guān)周期 T 一定，改變開關(guān) S 的導(dǎo)通時(shí)間 n0T ，即可改變脈沖占空比 D，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。其中 DC/DC 變換器用以進(jìn)行功率變換，它是開關(guān)電源的核心部分；驅(qū)動(dòng)器是開關(guān)信號(hào)的放大部分，對(duì)來(lái)自信號(hào)源的開關(guān)信號(hào)進(jìn)行放大和整形，以 適應(yīng)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)要求；信號(hào)源產(chǎn)生控制信號(hào)，該信號(hào)由它激或自激電路產(chǎn)生，可以是 PWM 信號(hào)、 PFM 信號(hào)或其他信號(hào)；比較放大器對(duì)給定信號(hào)和輸出反饋信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，控制開關(guān)信號(hào)的幅值、 頻率、 波形等，通過驅(qū)動(dòng)器控制開關(guān)器件的占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。開關(guān)電源的交流輸入電壓在 90~270 V 內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化在 177。作電路分析時(shí)，為簡(jiǎn)單起見往往用理想開關(guān)來(lái)代替實(shí)際河南科技大學(xué)（論文） 5 開關(guān)。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為 ，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可 調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等 [3]。快速二極管在工藝上多采用了摻金 措施，有的采用 PN 結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改進(jìn)的 PiN 結(jié)構(gòu)。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號(hào)，這樣隨著輸入信號(hào)的強(qiáng)弱變化會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的光信號(hào)，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同 ,PC817 光電耦合器不但可以起 到反饋?zhàn)饔眠€可以起到隔離作用。 河南科技大學(xué)（論文） 9 第 2 章 主要開關(guān)變換電路 濾波電路 輸入濾波 電路具有雙向隔離作用，它可抑制從交流電網(wǎng)輸入的干擾信號(hào)，同時(shí)也防止開關(guān)電源工作時(shí)產(chǎn)生的諧波和電磁干擾信號(hào)影響交流電網(wǎng)。 通過 調(diào)節(jié) R R2 的分壓比可改變開關(guān)管的限流值，實(shí)現(xiàn)電流瞬時(shí)值的逐周期比較，屬于限流式保護(hù)。 圖 23 電壓反饋電路 電壓保護(hù)電路 圖 24 所示為輸出過電壓保護(hù)電路。主要由 基準(zhǔn)電壓源、用來(lái)精確地控制占空比調(diào)定的振蕩器、降壓器、電流測(cè)定比較器、 PWM 鎖存器、高增益 E/A 誤差放大器和適用于驅(qū)動(dòng)功率MOSFET 的大電流推挽輸出電路等構(gòu)成。 UC3842 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) UC3842 為雙列 8 腳單端輸出的它激式開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)集成電路，其內(nèi)部電路包括振蕩器、誤差放大器、電流取樣比較器、 PWM 鎖存電路、5VC 基準(zhǔn)電源、欠壓鎖定電路、圖騰柱輸出電路 [ 15]、輸出電路等，見圖32。另外， VCC 與 GND 之間的穩(wěn)壓管用于保護(hù)，防止器件損壞。 200mA，峰值可達(dá)177。若驅(qū)動(dòng) MOSFET 管，振蕩頻率由外接 RC 電路設(shè)定，工作頻率最高可達(dá) 500 kHz。集成電路內(nèi)部基準(zhǔn)電壓通過④腳引入外同步。芯片所用的電源 Vcc由 R2 從整流后電壓提供提供。 設(shè) 驅(qū)動(dòng)脈沖在 Tn 期間，變換器開關(guān)管導(dǎo)通，向電感存儲(chǔ)磁能。 C8 作為頻率 特性校正，避免比較器產(chǎn)生自激。 ○ 4 腳為內(nèi)部振蕩器的外接定時(shí)電路端子， 5V基準(zhǔn)電壓通過電阻向電容器 C10 充電。 開關(guān)管 VT3 為 N 溝道 FET 管 IRF3205，其導(dǎo)通電阻 8M?，其漏一源極并聯(lián)接在續(xù)流二極管 V2 兩端。在 VT 2導(dǎo)通的同時(shí)， VT1 導(dǎo)通，其⑺腳和⑴腳將 VT3 柵源極短路，使 VT3 截止。儲(chǔ)能電感 L 開關(guān)管 VT7 組成斬波式開關(guān)穩(wěn)壓器， UC3842 構(gòu)成開關(guān)控制電路。 UC3842 在該開由 UC3842 組成的它激式升壓開關(guān)電源電路見圖 35。如果電路故障使 UC3842 輸出驅(qū)動(dòng)脈沖占空比過大時(shí)， VT7 導(dǎo)通時(shí)間將變長(zhǎng)，截止時(shí)間將縮短，其漏源極平均電流增大，致使過流取樣電阻 R R7 壓降增大，此時(shí) UC3842③腳電壓升高，通過內(nèi)部比較器控制觸發(fā)器，使驅(qū)動(dòng)脈沖占空比減小。在本電 源 中， 選定 工作頻率為 85kHz.。 取 UDF+UL＝ ，代入式 (64)，得 N2＝ 10 匝。根據(jù)輸出電感上的電流 IL＝ IO，所需 繞組 導(dǎo)線截面積應(yīng)為 ＝ ，選擇 截面積為 導(dǎo)線 ()。處于正常工作狀河南科技大學(xué)（論文） 24 態(tài)時(shí)，工作電壓在 10～ 34 V 之間，負(fù)載電流為 15 mA。 由于輸入電壓的不穩(wěn)定，或者一些其他的外在因素，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致 電路出現(xiàn)短路、過壓、欠壓等不利于電路工作的現(xiàn)象發(fā)生，因此，電路必須具有一定的保護(hù)功能。 河南科技大學(xué)（論文） 26 如圖 4－ 4 輸出電壓經(jīng) R9， R11 分壓后得到的取樣電壓，與 TL431 中的 V 帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。假如由于某種原因使輸出電壓升高時(shí)，脈寬調(diào)制器就會(huì)改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，亦即占空比 D，使斬波后的平均值電壓下降，從而達(dá)到穩(wěn)壓目的，反之亦然。 衷心祝愿 母校 的明天更加美好！河南科技大學(xué)（論文） 31 附 錄 1：總體電路圖 .0 . 3 3F 1V R1LR 1 85 0 kC 1 56 8u fC 1 62 2u f2 2 0vC 10.2u fC20 . 2 u f4 7 m hRC 3u fC 4P T1U c 3 8 4 261284537R 11 kC60 . 3 3u fR 2 1 0 0ΩC 1 80 . 0 1u fR 45 . 1 kC 8 4 1 0 p f / 1.2 v Z D1 1 6 vR 53 3ΩR 1 91 k R 6 0.5ΩC 9 4 7u fKRAR 7Ω＋1 2v－N4N3 C 1 0 0. 4 7u f R3 . 9ΩC 1 1 1 0 0 0 u f/ 2 5vC 1 2 0.0 1u fC 1 3 1 0 0 0u f / 2 5vL 21 5 0 u HP C 8 1 7R 94 7 0ΩR 1 14 7 0ΩR 1 01 kR 1 67.5k R1 5 1 0kC 1 41 u fT L4 3 1 R1 7 4 .7 kC 1 71 0 0 0 u fR 1 91 kC 51 0 0 0u fN 1N 2L 13 . 3 u H＋5 v－0 . 3 3 u f1R 2 02 . 4 k8C 7 0 . 0 1 u fD 1F R 3 0 7D 2 m u r 3 0 2 0D 3D 5 M U R 3 0 2 01 0...R 35 . 1 k 河南科技大學(xué)（論文） 32 附 錄 2：開關(guān)電源常用英文標(biāo)志與縮寫 AC 交流電 AC INPUT (AC IN) 交流輸入 CAPACITOR(C) 電容器 CIRCUIT 電路 CURRENT MONITOR 電流監(jiān)控器 DC AMP(DC AMPLIFIER) 直流放大器 HIGHPASS FILTER 高通濾波器 HALF BRIDGE 半橋 LPF (LOWPASS FILTER) 低通濾波器 ON/OFF 開 /關(guān) OVERSHOOT 過沖 ORING DIODE 或二極管 OUTPUT POWER RATING 額定輸出功率 PCB 印制電路板 INDICATING LAMP 信號(hào)燈，指示燈 POTENTIOMETER 電位器 POWER INDICATOR 電源指示 POWER SW 電源開關(guān) POWER TRANSFORMER 電源變壓器 POWER OUTPUT 功率輸出 POWER SUPPLY 電源 (供給 ) POWER ON/OFF 電源通 /斷 PULSE CLIP 脈沖 限幅 PRIMARY SIDE 初級(jí) (線圈 ) PROTECTOR 保護(hù)器 POST REGULATOR 河南科技大學(xué)（論文） 33 電力電子系統(tǒng)的電磁兼容問題 電力電子系統(tǒng)的電磁兼容問題，集中體現(xiàn)為半導(dǎo)體器件的開關(guān)工作方式產(chǎn)生的傳導(dǎo)性電磁干擾（ EMI）。現(xiàn)有文獻(xiàn)均沒有建立這種混合模態(tài)分量的數(shù)學(xué)分析方法，因而無(wú)法從機(jī)理上給予解釋。應(yīng)用所提出的思想，以 AC/DC 變換器為對(duì)象研究了干擾耦合模態(tài)的辨識(shí)方法，確定了主導(dǎo)性耦合干擾的傳播通道。從研究開關(guān)器件的行為特性入手，首次提出了一種基于多段折線逼近開關(guān)暫態(tài)過程的建模方法，突破了傳統(tǒng)的干擾源模型在高頻段預(yù)測(cè)精確差的限制。研究發(fā)現(xiàn)，所提出的建模方法可以準(zhǔn)確地把握電力電子裝置干擾源和干擾耦合通道特性，結(jié)合所提出的模型參數(shù)確定方法，可較快地對(duì)電力電子裝置的 EMI 抑制措施進(jìn)行定量分析，有效縮短濾波器的設(shè)計(jì)周期。以開關(guān)電源為對(duì)象的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：共模干擾電流經(jīng)過轉(zhuǎn)化后會(huì)增大差模干擾，驗(yàn)證了混合模態(tài)干擾的物理現(xiàn)象。由于電力電子器件容量的增加以及開關(guān)速度的加快，開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度也隨之增加。由于器件設(shè)計(jì)巧妙，構(gòu)成電路所需元件少，非常符合電路設(shè)計(jì)中“簡(jiǎn)潔至上 ”的原則。 在對(duì)電壓精度要求高的場(chǎng)合，會(huì)把電壓反饋信號(hào)從補(bǔ)償端 (CMOP)輸入，不用 UC3842 的內(nèi)部放大器，因此反饋信號(hào)的傳輸縮短了一個(gè)放大器的傳輸時(shí)間，使電源的動(dòng)態(tài)響應(yīng)更快。當(dāng)該腳的電壓超過正常值 達(dá)到 1V(即電流超過 1． 5A)時(shí)，UC3842 的 PWM 比較器輸出高電平，使 PWM 鎖存器復(fù)位，關(guān)閉輸出。