【正文】 nce of the design and use of the switch power supply, that is how to choose the ponent that design need, and attentions we should pay to the use and the realization of the functions of the switch power supply,and then it is explained through an example. Keyword switch power supply， autoexcitation,regulators XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 4 頁(yè) 共 43 頁(yè) 第 1 章 緒 論 隨著全球?qū)δ茉磫?wèn)題的重視，電子產(chǎn)品的耗能問(wèn)題將愈來(lái)愈突出，如何降低其待機(jī)功耗，提高供電效率成為一個(gè)急待解決的問(wèn)題。 40 故障分析與排除 31 XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 頁(yè) 共 43 頁(yè) 半波整流電路 15 方案論證 8 第 2章 PWM 開(kāi)關(guān)電源的基本原理 22 技術(shù)指標(biāo) 30 輸 出整流和濾波電路 30 輸出直流電壓的形成 38 第 5章 設(shè)計(jì)成果 39 調(diào)試過(guò)程 41 結(jié)束語(yǔ) 在發(fā)生世界性能源危機(jī)的年代，引起了人們的廣泛關(guān)往。 80年代中，我國(guó)通信（如程 控 交換機(jī)）電源在 AC－ DC及 DC－ DC 開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域中所 占 比重還比較低。 4. 40kW 固體脈沖激光器的軟開(kāi)關(guān)電源。代替晶閘管調(diào)壓系統(tǒng)，輸出 10A， 180～ 286V。 如功率 MOSFET 和IGBT 已完全可代替功率晶體管和晶閘管，從而使中小型開(kāi)關(guān)電源下作頻率可達(dá)到 400kHZ（ AC－ DC）和 1MHZ（ DCDC）的水平。以后新的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如準(zhǔn)諧振（ 80年代中）全橋移相 ZVS－ PWM，恒頻 ZVS－ PWM／ ZCS－ PWM（ 80年代末） ZVS － PWM 有 源鉗位； ZVT－ PWM／ ZCTPWM（ 90年代初）全橋移相 ZV－ ZCS－ PWM（ 90 年代中）等。 如集成磁路，平面型 磁芯 ，超薄型（ Low profile）變壓器；以及新型變壓器如壓電式，無(wú)磁 芯 印制電路（ PCB）變壓器等，使開(kāi)關(guān)電源的尺寸重量都可減少許多。 3. 高可靠性 可用模塊電源使用的元器件比線性工作電源多數(shù)十倍，因此，降低了可靠性。 7. 電源系統(tǒng)的管理和控制 應(yīng)用微處理器或微機(jī)集中控制和管理，可以及時(shí)反映開(kāi)關(guān)電源環(huán)境的各種變化。 二、 保護(hù)和 控制電路 指主電路以外的部分，包括：穩(wěn)壓電路、 PWM 控制器電路、保護(hù)電路等。串聯(lián)在開(kāi)關(guān)晶體管發(fā)射極上的電阻組成過(guò)電流保護(hù)電路，用于防止開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)開(kāi)關(guān)管出現(xiàn)過(guò)電流。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過(guò)變壓器來(lái)生高或降低。 正激式變換器的優(yōu)點(diǎn)式：輸出電壓的紋波峰峰值比升壓式變換器低，同時(shí)可以輸出比較高的功率，正激式變換器可以提供數(shù)千瓦的功率。所以 PWM開(kāi)關(guān)電源的的成本和效率是設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題。包括 PWM 開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)?、主要波形和一些估?jì)的參數(shù)。 在這個(gè)階段，電感存儲(chǔ)能量。在典型應(yīng)用中，電感電流的最大值為負(fù)載電流的 150％，最小值為負(fù)載電流的 50％。另外 Buck 變換器的輸出電壓必須低于輸如電壓。在一種應(yīng)用場(chǎng)合下，有好幾種拓?fù)淇梢怨ぷ?，但只有一種是在要求的成本范圍內(nèi)性能最好的。 5% +24V,最大177。根據(jù)圖 （ a）的電路圖可知： （ a） 橋式整流電路 （ b） 波形圖 圖 單相橋式整流電路 當(dāng)正半周時(shí)，二極管 D D3導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周。在這次設(shè)計(jì)中，我選用的是二級(jí)管 IN4007。 當(dāng) v2到達(dá) ?t=?/2時(shí)，開(kāi)始下降。 圖 ４ .４ 電容濾波電路波形 (3)外特性 整流濾波電 路中，輸出直流電壓 VO隨負(fù)載電流 IO的變化關(guān)系曲線如圖 。用脈寬調(diào)制（ PWM）方式改變變壓器傳輸能量和電壓大小，是一種外加控制方法 。磁致伸縮大的軟磁材料，產(chǎn)生的電磁干擾XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 28 頁(yè) 共 43 頁(yè) 大。磁通密度變化值 ΔB=Bm － Br。 電壓變換通過(guò)原邊和副邊繞組匝數(shù)比來(lái)完成。 2） 理想變壓器原副邊理論上功率相等。 圖 反激式開(kāi)關(guān)變壓器繞組的安排 XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 30 頁(yè) 共 43 頁(yè) 自激振蕩電路組成 在本電路中， L1 L2 Q C R4 組成間歇振蕩器，產(chǎn)生矩形脈沖電壓。 D8,C7 和 D7,C8,L1,C6分別為對(duì)應(yīng)的整流濾波電路。 在 U2的負(fù)半周（ ωt =π ～ 2π ），二極管 D 因加反向電壓而截止， RL上無(wú)電流流過(guò)， RL 上的電壓 UL = 0。如忽略二極管的內(nèi)阻，則 UC 可充到接近 U2的峰值 U2m。即 通過(guò)控制器件控制端的電流來(lái)調(diào)節(jié)占空比，以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。 3 個(gè)引腳分別為：陰極（ CATHODE）、陽(yáng)極（ ANODE）和參考端（ REF）。需要注意的是，在選擇電阻時(shí)必須 保證 TL431 工作的必要條件，就是通過(guò)陰極的電流要大于 1 mA 。 因?yàn)樵?TL431 的內(nèi)部含有一個(gè) 的基準(zhǔn)電壓， R11 和 R10為固定電阻，兩者串聯(lián)對(duì) +5V 的輸出電壓進(jìn)行分壓取樣，在 R10 上得到取樣電壓，將該取樣電壓加在 TL431 的 REF端。 L1 QL2 C R4 組成逆變 電路，將直流電變成高頻交流電。 4pin的輸出端 ， 有一邊的兩個(gè) pin 為短接，此為 +5V的電壓輸出，另外一邊的一個(gè) pin 為 +24V 的電壓輸出，中間單獨(dú)的一 個(gè) pin 為它們的公共接地端。 這次設(shè)計(jì)，讓我受益匪淺，我要特別感謝江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院劉素芬老師在我陷入困境時(shí)的熱情地指導(dǎo)！ XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 43 頁(yè) 共 43 頁(yè) 參考文獻(xiàn) ［ 1］沙占友．特種集成電源最新應(yīng)用技術(shù)［ M］北京：人民郵電出版社， 2021． ［ 2］張 占松．開(kāi)關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)［ M］北京：電子工業(yè)出版社， 1999． ［ 3］蘇開(kāi)才．現(xiàn)代功率電子技術(shù)［ M］北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1995． ［ 4］章夔．電視機(jī)維修技術(shù)［ M］北京：高等教育出版社， 1991． 。 2． 調(diào)試注意事項(xiàng) ① 調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)元件或安裝有問(wèn)題需要更換或修改時(shí)，應(yīng)關(guān)斷電源，待更換完畢認(rèn)真檢查后方可重新通電。 Tl43 R R1 R12 及 PC817C組成 的電路進(jìn)行 取樣反饋 到逆變器去控制開(kāi)關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，以改變輸出脈沖的寬度，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定。 Q2導(dǎo)通以后，對(duì)Q1 的基極進(jìn)行分流，從而使 Q1提前由平頂期轉(zhuǎn)到間歇期，使開(kāi)關(guān)變壓器 T1 的 L13 繞組儲(chǔ)能減少，輸出電壓降低，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓的穩(wěn)定。電壓反饋環(huán)要與輸入電壓和控制器隔離，采用光隔離器進(jìn)行隔離。 圖 TL431 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 由圖可以看到， VI是一個(gè)內(nèi)部的 ，接在運(yùn)放的反相輸入端。 穩(wěn)壓電路的組成 本電源的穩(wěn)壓電路由 D R R C PC817C、 R R R1R1 C TL431 組成，電路見(jiàn)附圖。當(dāng) U2＜ UC時(shí)， D因反偏而截止，于是 C 以一定的時(shí)間常數(shù)通過(guò) RL 按指數(shù)規(guī)律放電， UC下降。 XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 33 頁(yè) 共 43 頁(yè) 可見(jiàn)，由于二極管的單向?qū)щ娮饔?，使流過(guò)負(fù)載電阻的電流為脈動(dòng)電流，電壓也為一單向脈動(dòng)電壓，其電壓的平均值（輸出直流分量）為 （式 47） 流過(guò)負(fù)載的平均電流為 （式 48） 流過(guò)二極管 D的平均電流（即正向電流）為 （式 49） 加在二極管兩端的最高反向電壓為 選擇整流二極管時(shí)，應(yīng)以這兩個(gè)參數(shù)為極 限參數(shù)。當(dāng) Q1 截止時(shí)，繞組 L13 上的感生電動(dòng)勢(shì)上為負(fù)下為正，由于 T1的各繞組的同名端的設(shè)置，繞組 L5 L67 上的感生電動(dòng)勢(shì)為上為正下為負(fù)，使 D D8正向偏置，均處于導(dǎo)通狀態(tài)，其導(dǎo)通電流向?yàn)V波電容充電。在Q1 進(jìn)入飽和狀態(tài)后， L24 的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò) R Q1 的 be極、 R3對(duì) C5進(jìn)行充電，完成脈沖的平頂期。 4） 電感線圈的交流電特性是，電流不能突變，相位上電壓超前電流 90度。但是，繞組匝數(shù)與高頻電源變壓器的漏感有關(guān)。雙方向變化工作模式 磁通度從＋ Bm 變化到－ Bm，或者從－ Bm變化到＋ Bm。但是為了阻止高 頻電源變壓器的電磁干擾傳播，在磁芯結(jié)構(gòu)和繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也采取 了 相應(yīng)的措施 。 可靠性是指在具體的 使用條件下，高頻電源變壓器能正常工作到使用壽命為止。為了得到平滑的負(fù)載電壓，一般?。? XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 27 頁(yè) 共 43 頁(yè) （式 45） 在本設(shè)計(jì)中，我采用 AD400V 的 電容。指數(shù)放電起始點(diǎn)的放電速率很大。電容器 C 對(duì)直流開(kāi)路，對(duì)交流阻抗小，所以 C 應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載兩端。 當(dāng)負(fù)半周時(shí)，二極管 D D4 導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。5%） V 輸入整流電路和濾波電路設(shè)計(jì) 單相橋式式整流電路適用與 1KW 以下的整流電路中。 表 3． 1 PWM 開(kāi)關(guān)電源拓?fù)涞谋容^ 拓?fù)? 功率范圍/W Vin（ de） 范圍 /V 輸入輸出隔離 典