【正文】 提筆寫下 “謝辭 ”，我才驚覺(jué)自己即將真正離開，人生亦從此展開新的畫卷。恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)或選擇濾波器，并正確地安裝和使用濾波器，是抗干擾技術(shù)的重要畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 組成部分。首先應(yīng)該抑制騷擾源，直接消除干擾原因；其次是消除騷擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑；第三是提高受擾設(shè)備的抗擾能力，減低其對(duì)噪聲的敏感度。兩者都涉及到人為因素和自然因素。因?yàn)樾ぬ鼗O管導(dǎo)通時(shí)正向壓降較低，因此具有更低的正向?qū)〒p耗，此外，肖特基二極管具有反向恢復(fù)時(shí)間短，在降低反向恢復(fù)損耗以及消耗輸出電壓中的紋波方面有顯著的性能優(yōu)勢(shì)，因此文中選用肖特基二極管作為整流二級(jí)管：對(duì)于輸出濾波電容， ESR( 等效串聯(lián)阻抗 ) 和紋波電流是兩個(gè)重要參數(shù)。交流 EMI 濾波使用技術(shù)成熟的兀型濾波電路，其參數(shù)如下：去除差模干擾的電容 C10 、 C11 為 20uF ／ 250V ；去除共模干擾的 C12 、 C13 為 10nF ； L1 為 5 ～ 15mh ，采用雙線并繞。 它 通常把發(fā)光器（發(fā)光二極管 LED）和受光器（光敏晶體管）封裝在同一管殼內(nèi) ， 如圖 31 所示 。具體 技術(shù)指標(biāo)為 如下 ： 交流輸入電壓 ： 220V（ 140V～ 240V）；電網(wǎng)頻率 ： 50Hz； 開關(guān)電源頻率 ： 100KHz；輸出直流電壓 Uo： 8V（兩路）， 5V（ 兩路）， ， 8V，24V 各一路； 輸出額定電流： 2A；額定輸出功率： 30W；負(fù)載調(diào)整率 SI：4%～ +4%；電源效率 H：高于 84%；空載功率損耗：低于 （ 230V 時(shí)）；輸出紋波電壓： 低 于 120mV。圖中， BR 為整流橋， CIN 為輸入端濾波電容， COUT 是輸出端濾波電容。 TOP Switch 系采用 CMOS 工藝制作，并在芯片中集成了盡可能多的功能，故與采用二極管或分立的功率開關(guān)電路相比，偏置電流顯著降低；開關(guān)電源所需的功能集成于芯片中后，外部的電 流傳感電阻和初始起動(dòng)偏壓電流的電路均可除去，系統(tǒng)效率大大提高。即 :輸出電流經(jīng) 取樣器 送至 比較器 ，使之與基準(zhǔn)電壓電路中的電流相比較，然后由 脈寬調(diào)制 電路根據(jù)比較結(jié)果來(lái)進(jìn)行脈寬調(diào)制，從而控制功率轉(zhuǎn)換電路中相應(yīng)功率輸出的大小，最后實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時(shí)，二極管 VD1 截止，輸入的整流電壓經(jīng) VT1 和 L 向 C 充電，這一電流使電感L 中的儲(chǔ)能增加。 但 變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積也較大 。 單端式僅用一個(gè)開關(guān)管，推挽式和半橋式采用兩個(gè)開關(guān)管，全橋式則采用四個(gè)開關(guān)管 ； 按開關(guān)管的連接方式 可分為串聯(lián)型與并聯(lián)型開關(guān)電源 。這種開關(guān)方式稱為諧振式開關(guān)。所以開關(guān)電源的穩(wěn)壓范圍很寬，穩(wěn)壓效果很好。況且，開發(fā)出效率畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 更高的開關(guān)電源，也是當(dāng)前節(jié)能降耗的要求，符合綠色能源、綠色產(chǎn)品這一趨勢(shì)。 本文設(shè)計(jì)的基 于 TOP225Y 芯片離線式 PWM 集成反激式開關(guān)電源，闡 述了 TOP225Y 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，雙路輸出為 20V 門 A 、 15V/ 1A ，同時(shí)按照要求，進(jìn)行電路參數(shù)的實(shí)際計(jì)算，給系統(tǒng)選擇了合適的高頻變壓器，輸出整流濾波電路及反饋電路等，最終給出測(cè)試分析和測(cè)試結(jié)果 。另外，不論是從當(dāng)前還是長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，人們對(duì)保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗的要求將會(huì)越來(lái)越高。 ，重量輕。 目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備等幾乎所 有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。具有較強(qiáng)的適用性。不過(guò)， 這 些 可以通過(guò)選用高耐壓、大電流的高速功率器件，在輸入和輸出端加濾波電路等措施加以解決。電路中由于負(fù)載位于變壓器的次級(jí)且工作在反激狀態(tài)，具有輸入和輸出相互隔離的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)管 VT1 截止時(shí)，電感 L 中的電流繼續(xù)流通 ， 并感應(yīng)出上負(fù)下正的電壓 ， 經(jīng)二極管VD1 向負(fù)載供電 ， 同時(shí)給電容 C 充電。 Vo 降低，反之亦然。當(dāng)控制極電壓低于 時(shí)， MOSFET 管關(guān)閉，控制 電路 處于小電流等待狀態(tài)，內(nèi)部高壓電流源重新接通并向 Uc 充電，其關(guān)斷 /自動(dòng)復(fù)位滯回比較器可使 Uc 保持在 ~ 之間。 TOPSwitch的占空比 D 與 IC（控制電流） 成反比， 是通過(guò)調(diào)節(jié) D 來(lái)穩(wěn)定輸出電壓的。 (5)外圍電路簡(jiǎn)單，電磁干擾小，成本低廉。 TL431 的電路圖形符號(hào)和基本接線如圖 32 所示 ： R3 是限流電阻。 5 變壓器初，次級(jí)匝數(shù)，變壓器匝數(shù)可以從選擇次級(jí)繞組匝數(shù)開始：當(dāng)輸入 20V 時(shí)， ? ? ????sN 匝，取整 。反饋電路參數(shù)計(jì)算如下： 確定電阻 R2 和 R3 值， 2R fI + fV =（ KAI fI ） 3R 其中： fV 為光耦二極管的正向壓降，典型值為 ； fI 為二極管正向電流 fI =3ma；為TL431 陰極工作電流，取 KAI =20ma，計(jì)算可得： 2R =400? ， 3R =141? ；實(shí)取 2R =400 ? ， 3R =135? 。 d） 電容、電感器和導(dǎo)線開關(guān)電源由于工作在較高頻率，會(huì)使低頻元件特性發(fā)生變化，由此產(chǎn)生噪聲。在電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循 “一點(diǎn)接地 ”的原則，如果形成多點(diǎn)接地，會(huì)出現(xiàn)閉合的接地環(huán)路，當(dāng)磁力線穿過(guò)該環(huán)路時(shí)將產(chǎn)生磁感應(yīng)噪聲。 但是，對(duì)于開關(guān)電源的元器件計(jì)算及選型沒(méi)有深入涉及。 在此，祝劉老師 ，以及所有關(guān)心我的人和 我所關(guān)心的人身體健康，工作順利，心情愉快，幸福平安 ！ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 參考文獻(xiàn) [1] 張占松，蔡宣三 .開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì) [M].北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2020. [2] 童詩(shī)白，華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) (第三版 )[M]. 北京： 高等教育出版社， 2020. [3] 蔡惟錚，王立新 .基礎(chǔ)電子技術(shù) .北京：高等教育出版社， 2020. [4] 劉勝利 .現(xiàn)代高頻開關(guān)電源實(shí)用技術(shù) [M]．北京： 電子工業(yè)出版社 ，2020. [5] 薛永義，王淑英，何希才 .新型電源電路應(yīng)用實(shí)例 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2020. [6] 沙占友 ， 王彥朋 .單片開關(guān)電源最新應(yīng)用技術(shù) [M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [7] 劉賢興，李眾 .新型智能開關(guān)電源技術(shù) [M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [8] 楊興州 .新穎開關(guān)穩(wěn)壓電源 [M].北京： 國(guó)防工業(yè)出版社， 2020. [9] 鄭國(guó)川 ,李洪英 .實(shí)用開關(guān)電源技術(shù) [M].福州： 福建科學(xué)技術(shù)出版社，2020. [10] 楊旭，裴文慶，王兆安 . 開關(guān)電源技術(shù) [M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [11] 楊興洲 ， 新穎開關(guān)穩(wěn)壓電源 [M].北京： 國(guó)防工業(yè)出版社， 2020. [12] 薛永義，王淑英，何希才 .新型電源電路應(yīng)用實(shí)例。先后 設(shè)計(jì) 出該開關(guān)電源的濾波、整流、反饋等電路 及外圍電路，并 用 Protel 軟件 進(jìn)行了電路圖的繪制。 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。 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)）。因此 , 應(yīng)選擇 CRT 范圍接近 100 ％的光藕。 sOACp fP DVL 2 m axm in?? ，其中： Po 為系統(tǒng)輸出總功率； sf為 TOP225Y 的開關(guān)頻率， sf =100kHz。 TL431 大多采用 DIP8 或 TO92 封裝形式，引腳排列分別如圖 35 所示。 (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關(guān)電源。 CI 是控制端 C 的 旁路電容。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。 脈沖頻率調(diào)制式開關(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。 這種電路又稱為升降壓式開關(guān)電源 ， 無(wú)論開關(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。像單端反激式開關(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。 其輸出功率為 20～ 100W， 工作頻率在 20～ 200kHz 之間 ，是開關(guān)電源設(shè)計(jì)中最常用的一種拓?fù)浞绞健? 單片開關(guān)電源克服了以往開關(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)了開關(guān)電源的高效化、模塊化和集成化。 開關(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。在開關(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。 開關(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 。三端離線式脈寬調(diào)制單片開關(guān)集成電路TOP(Threeterminaloffline) 將 PWM 控制器與功率開關(guān) MOSFET 合二為一封裝一起，已成為 開關(guān)電源 IC 發(fā)展主流。開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（ PWM）控制 IC 和 MOSFET 構(gòu)成。開關(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。 單端反激式開關(guān)電源的典型電路如圖 21 所示 。 圖 22 單端正激式開關(guān)電源 自激式開關(guān)電源的典型電路如圖 23 所示 。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。 PWM 的基本工作原理 開關(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 定開關(guān)的頻率。 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。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)部功率開關(guān)管 MOSFET 的漏極上，因此必須在漏極增加鉗位保護(hù)電路。 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