【正文】 降低的主要原因如下： 1）開(kāi)關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)方法不佳，如過(guò)激勵(lì)，激勵(lì)不足以及反偏置 電流不足等。 L確定為數(shù) HH ?? 50到 ,C確定為上述所選容量的 1/4 左右。擴(kuò)大這時(shí)的 ceV 和 CI ，即呈 圖 311（ a）的狀態(tài)。 sV1 表示由一次電路的電感成分產(chǎn)生的浪涌電壓。s) 因此： 11 6 ???? ?Tf （ KHZ） ??? TT on? ? ?? ? 771211 ????????? NmmS mhLIB pm (高斯 ) 就輸入電壓 1V 最高，輸出電流 0I 最大的情況加以計(jì)算 .這時(shí)可由 3項(xiàng)得 1V＝ 。如果不考慮該空余率，線圈即使繞好也會(huì)產(chǎn)生跟磁芯不符的問(wèn)題，設(shè)絕緣膠帶的厚度 為 ，總 15 張從表 21可得： d=（ 2++ 15） =〈 結(jié)果跟磁芯相符。因此，實(shí)際繞組節(jié)距的高度 是 =20mm。 表 31 線圈設(shè)計(jì)結(jié)果 線 圈 次 數(shù) Irms/A 導(dǎo)線 Id A/mm 層數(shù) 一 2 二 1 B 初級(jí)線圈剩余 注： 1. 使用一級(jí)漆包線。其中采用自然冷卻還是風(fēng)扇冷卻就有很大差異。 6． 匝數(shù) N N2 的確定 二次線圈的匝數(shù) 2N 為： 71122 10)( ?? ??? mP BS mHLINN 28 S：磁芯有效截面積 2mm mB ：最大 磁通密度 3000 高斯 06 77112 ???? ????? ??? mPBS LINN （ 匝 ） 一次線圈的匝數(shù) 1N 為： 14121 ???? NNN （ 匝 ） 圖 32 磁芯示意 圖 圖 33 繞線管示意圖 表 31 磁芯尺寸（ mm） 有效截面積為 2mm A B Ф C F l 表 32 饒線管尺寸（ mm） A Ф B C 29 7. 變壓器的設(shè)計(jì) 一定要檢驗(yàn)線圈能否容入所選的磁芯。低于 25KHZ 的頻率即為音頻域，回發(fā)出刺耳的撥號(hào)音。此例中采用 FD 二極管。 圖 210 過(guò)電流保護(hù)電路實(shí)例 此例中的過(guò)流保護(hù)電路如 圖 211 所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管 1VT 的 集電極電流增加時(shí)，若過(guò)流檢測(cè) 電阻 R兩端電壓與 1VT 的 beV 之和 接近 2VT 的 beV 與 2VD 的正向壓降 FV 之和，則基極電流通過(guò) 2VT 分 流，從而減少 1VT 基極電 流，因此， 限制了 1VT 的集電極電流，到達(dá)保 護(hù)目的。為此，基極電流全部流經(jīng) 1VT的基極。 1VT 的基極電流 Bi 一旦減小，集電極峰值電流 cpi 也減小，但同時(shí) ont 變短。 1VT 的基極電流是這些電流的合成電流。另外，這與變壓器設(shè)計(jì)以及輸出二極管和輸出電容的選用也有關(guān)系。從 ont 轉(zhuǎn)換到 oft 瞬間，初級(jí)側(cè)線圈的安匝相等原理仍成立，因此，若變 壓器初級(jí)側(cè)能量全部傳遞 給次級(jí)側(cè) ，則： pp ININ 2211 ??? （ 2– 1） 匝比 N為： 12NNN? （ 2– 2） 17 電感 2L 與 1L 之比是與繞組匝數(shù)平方成正比例，即： 122122 LLNNN ?????????? （ 2– 3） 傳遞給次級(jí)側(cè)能量就變?yōu)檩敵龉β?。輸入電?1V 是輸入交流電壓經(jīng)整流的直流電壓。 4） 采用磁放大器的隔離方式。 2． 按 DC/DC 變換器地工作方式分 1） 隔離型有通 /通方式、通 /斷方式、中心抽頭方式、半橋方式和全橋 14 方式、諧振方式。 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出阻抗為： 13 ArrR LD??? 10 式中， Dr 為整流器的等效串聯(lián)電阻， Lx 為電抗器 L 的直流電阻。 13 開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成 開(kāi)關(guān) 電源采用功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)周期性通斷開(kāi)關(guān)，控制開(kāi)關(guān)元件的占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓。 （ 3） 控制技術(shù) 在有些開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品中，以模擬方式控制輸出電壓，并以數(shù)字方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)，同時(shí)穩(wěn)定輸出電壓，而在于繼續(xù)擴(kuò)展應(yīng)用范圍，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約電力、放寬輸入電壓范圍（適應(yīng)各國(guó)不同的市247。 對(duì)于薄膜電容器，用戶需要的是阻抗低、承受紋波電流大而且體積小的品種，并且要求符合安全標(biāo)準(zhǔn)。 （ 4） 雙變換器方式 9 這是一種傳統(tǒng)的電路方式。這時(shí)，降低損耗的方法就是使通過(guò)基片磁芯的磁通和通過(guò)繞組的電流均勻。 諧振、軟開(kāi)關(guān)等方式 的開(kāi)關(guān)電源已實(shí)用化了，其中，可變頻率的電流諧振開(kāi)關(guān)電源已率先實(shí)用化。 （ 2） 軟開(kāi)關(guān)的應(yīng)用與同步整流 諧振或者軟開(kāi)關(guān)等方式可有效降低伴隨著高頻化帶來(lái)地?fù)p耗。 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的主要 問(wèn)題是電路比較復(fù)雜，輸紋波電壓較高，瞬態(tài)響應(yīng)差等。為了趕上和超過(guò)世界先進(jìn)技術(shù)水平，國(guó)內(nèi)很多單位正在研制和應(yīng)用，不斷地向高頻化、線路簡(jiǎn)單化和控制電路集成化方向發(fā)展。 有效利用磁性元件對(duì)于提高開(kāi)關(guān)電源技術(shù)是極其重要的。為提高開(kāi)關(guān)頻率必須減小開(kāi)關(guān)損耗，隨之需要采用高速開(kāi)關(guān)元件。 開(kāi)關(guān)電源的調(diào)整管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功率損耗小，效率可高達(dá) 70 ∽ 95％，穩(wěn)壓器體積小、重量輕 ，調(diào)整管功率損耗較小，散熱器也隨之減小。 調(diào)試部分包括電路的焊接和調(diào)試，在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題的解決。 最后一部分主要是硬件部分的調(diào)試。由于調(diào)整管上損耗較大的功率，所以需要采用大功率調(diào)整管并裝有體積很大的散熱器。 目前市售的開(kāi)關(guān)電源中采用雙極型晶體管時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率高達(dá) 100KHZ；采用 MOSFET 時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率達(dá) 500KHZ。利用諧振現(xiàn)象使開(kāi)關(guān)損耗接近于零，消除電壓或電流浪涌，零電壓或零電流開(kāi)關(guān)諧振變換 器也研制成功。 6 目前，世界各國(guó)正在大力研制新型開(kāi)關(guān)電源，因這是節(jié)約能源的重大舉措。當(dāng)穩(wěn)壓電路、高壓電路、負(fù)載等出現(xiàn)故障或短路使，能自動(dòng)切斷電源，其保護(hù)功能靈敏、可靠。一般來(lái)說(shuō)，損耗隨著開(kāi)關(guān)頻率成正比例地增加。另外，從節(jié)省能量來(lái)看，也需要在低電壓領(lǐng)域降低損耗，這樣一來(lái)，控制電路的低電壓化便成為重要課題。然而，將來(lái)的技術(shù)期望是用噴鍍等方法，在鐵氧體基片噴鍍金屬而制作 薄型變壓器。 （ 3） 單變換器方式 這是最近各個(gè)生產(chǎn)廠家都積極進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)的方式，其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，輸入級(jí)無(wú)需接入電抗器，交流輸入可以直接接至負(fù)載使用， PWM 變換器不需要修改，只有增設(shè)若干元器件，就可以實(shí)現(xiàn)以往的雙變換器方式所具有的功能； 穩(wěn)定直流輸出電壓，實(shí)現(xiàn)初次級(jí)的 隔離，減少諧波電流，改善功率因數(shù)。 對(duì)于旦電容器，繼續(xù)在增加其單位體積的容量并降低阻抗，陰極材料采用聚吡咯的高分子型產(chǎn)品也已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功且被市場(chǎng)所接受。而隨著表面貼裝元 件（ SMD）和表面貼裝技術(shù)（ SMT）的進(jìn)一步發(fā)展，組件的裝連密度會(huì)更加提高，體積會(huì)進(jìn)一步縮小，電源也會(huì)隨之更加小型化。有些廠家供應(yīng)的開(kāi)關(guān)方式交流適配器系列產(chǎn)品，其最大功率已高達(dá) 60W 左右。若在相同情況下，對(duì)于串聯(lián)線性穩(wěn)壓器，輸出電壓只變化 V?10 。 15 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的分類 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源地電路結(jié)構(gòu)有多種，分類方法也很多，作如下說(shuō)明： 1． 按驅(qū)動(dòng)方式分有自激式與它激式。 3） 電壓 /頻率變換、頻率 /電壓變換、用變壓器隔離控制信號(hào)的方式。這電壓通過(guò)基極繞組加到開(kāi)關(guān)晶體管 1VT 的基極 ,因此 , 晶體管 1VT 觸發(fā)導(dǎo)通， 1VT一導(dǎo)通就進(jìn)入開(kāi)始下一個(gè)工作周期。ont 時(shí) 1L 中蓄積的能量通過(guò)變壓器 1T 的次級(jí)側(cè)線圈 2L 釋放給次級(jí)側(cè)。 D 較小時(shí)， ceV 也較低，但 cI 增大。若 1C 兩端電壓達(dá)到二極管 3VD 的正向壓降 FV 時(shí)，電流經(jīng) 1R 和 3VD 流通。 當(dāng)輸出電壓稍升高時(shí)，光電耦合器中 LED 光量增加，光電晶體管 圖 27 開(kāi)關(guān)晶體管的基極 的集電極電流增大，導(dǎo)致 2VT 的集 電流與集電極電流 21 電極電流增大，形成使 1VT 的基極 Bi 電流減小的負(fù)反饋閉環(huán)路。電源接通瞬間或輸出短路時(shí)，光電耦合器停止工作， 2VT 為截止?fàn)顟B(tài)。 圖（ c） 是基極 2VT 電流控制晶體管兼有保護(hù)電路功能。二極管上加的反向電壓為輸出電壓的 2 ∽ 3倍。 1% 輸出功率為； 45W 2． 確定占空比 D 和頻率 f 設(shè) ?? TtonD 設(shè)最低振蕩頻率 KHZf 25min ? 。設(shè) fV =， LV =，η=，由 0V =15V 得 27 2V = 0V + LV + fV =15 + + = （ V） 變壓器的輸出功率 2P 因 15V 輸出電流是過(guò)流檢測(cè)點(diǎn)，為 3A ，所以 2P = 3 = （ W） 21 ?? ????? ??? ?onP TV TPI （ A） ON 時(shí) ONT 為： 202 1 ????? fTT on ? （μ S） 一次和二次（ 5V線圈）圈數(shù)比 N為： ＝?? VVN 一次線圈電感 1L 為： 6111 ?????? ?ponI TVL （ mH） 5．磁芯的選用 磁芯選用 EEC28L（ TDK） 圖 32和圖 33是磁芯和繞線管的示意圖。 變壓器的環(huán)境溫度是氣溫加內(nèi)部上升溫度，而內(nèi)部上升溫度難以確切估計(jì)（尤其是安裝密度過(guò)大時(shí)），電流密度（或線圈的損耗）和變 壓器的溫升的關(guān)系就更難成立。 同理，二次線圈采用三根并聯(lián)。為符合 UL（美國(guó)） CSA（加拿大）標(biāo)準(zhǔn)，要 32 在繞線管兩端裝上 2mm 的絕緣帶，以取沿面放電的最短距離。 線圈的厚度 d 為： ? ? ??? ??＝ r：電線徑 l：層數(shù) dt：絕緣膠帶的厚度 考慮到空余，將其按 倍處理。s) ..572 23211 ?? ????? ??? ?PILT p ? (181。在該設(shè)計(jì)例中設(shè)復(fù) 位電路中得 2R 為 33K，不過(guò)要邊觀察 工作時(shí)的 ceV 波形而定，使 rV1 保持 左右。該電流的峰值會(huì)按電容值變化， 這里設(shè)定為2cpI 。 僅此，輸出紋波 電壓就很大，所以如電路 圖 的輸出上裝有 LC 濾波器，使其衰減。過(guò)電壓保護(hù)電路實(shí)例如 圖 41 所示，在 圖 41（ a） 所示電路中 PC 采用 P613G，當(dāng)輸出電壓為 5V 時(shí)， ZVD 選 HZ5C3， 1R 選 15Ω ；輸出電壓為 12V 時(shí)， ZVD 選用HZ13B3， 1R 選 56Ω；輸出電壓為 24V 時(shí)， ZVD 選用 HZ2705, 1R 選 100Ω，在 圖 41（ b） 所示電路中，當(dāng)輸出電壓為 5V 時(shí) ZVD 選用 HZ6B1L, 1R選 15Ω；輸出電壓為 12V 時(shí)， ZVD 選用 HZ12C2L, 1R 選 56Ω；輸出電壓為24V 時(shí)， ZVD 選用 HZ27L/S, 1R 選 100Ω。整流二極管的損耗是由使用的二極管特性決定，要采用正向壓降低，反向恢復(fù)時(shí)間短的二極管。 脈沖上升時(shí)的峰值電流 BPI 是為了縮短晶體管的開(kāi)通時(shí)間。 圖 42所示時(shí)集電極電流在晶體管導(dǎo)通后不變化的情況，集電極電流隨時(shí)間變壞時(shí)，理想情況是基極電流也隨集電極電流也隨集電極電流成正比例變化。計(jì)算所用的參數(shù)為 VVOFF 150? , AION 2? , PFCP 1200? , HLP ?1? , ?? 300tOFFR 由 圖 46 可知，由于寄生電感與寄生電容作用，在開(kāi)關(guān)上呈現(xiàn)高頻振 蕩電壓，這電壓稱為電壓浪涌。每當(dāng)開(kāi)關(guān)工作時(shí)這能量就消耗掉，平均功率損耗與開(kāi)關(guān)工作頻率成比例增加，這也是開(kāi)關(guān)損耗得一種。計(jì)算時(shí)設(shè) ??30tONR ，其它參數(shù)與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)相同。對(duì)于恒定電流 DI 流經(jīng)二極管得導(dǎo)通狀態(tài)， 圖 410 二極管反向恢復(fù)時(shí)浪涌產(chǎn)生機(jī)理 當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，反向電 （ a） 二極管電路；（ b）蓄積能量時(shí)等效電路 壓 RV 加到二極管上，由 （ c）方向阻斷時(shí)等效電路 于串聯(lián)寄生電感作用，二極管電流不能瞬時(shí)變?yōu)榱?，繼續(xù)導(dǎo)通，等效電路如 圖 410（ b）