【正文】 在此，我對尊敬的導(dǎo)師吳蓉老師表示衷心的感謝。 Q95 截止，使取樣電路分壓電阻R960、 RP92 斷開，取樣電路由 R957 與 R96 RP 91 之比設(shè)定。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 反饋與保護(hù)電路 圖 34 反饋與保護(hù)電路 如圖 34 所示， Q91的另一作用是開關(guān)管 Q92 過流限制。 圖 31 總電路結(jié)構(gòu)圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 電路模塊設(shè)計(jì) 啟動(dòng)與濾波電路 圖 32 啟動(dòng)與濾波電路 如圖 32 所示，市電輸入首先經(jīng) C901 和 L901 組成的共模濾波器，對開關(guān)電源和市電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向隔離，以避免開關(guān)脈沖通過電網(wǎng)輻射干擾電腦主機(jī)和其他電器。但是，由于電阻功耗上升，電源效率下降。 （ 2）過流后自動(dòng)恢復(fù)能力的檢查 在直流穩(wěn)壓電源輸出端，將自動(dòng)恢復(fù)開關(guān)與電流表串聯(lián)，要求穩(wěn)壓電源的輸出電流必須大于自動(dòng)恢復(fù)開關(guān)的電流容量 IH。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從 Vref（ ）到 36V 范圍內(nèi)的任何值。其公式為： OF( / )1 0 0 %CTR I I? （ 21） 采用一只光敏三極管的光耦合器， CTR 的范圍大多為 20%～ 300%（如4N35），而 PC817 則為 80%～ 160%，達(dá)林頓型光耦合器（如 4N30）可達(dá)100%～ 5000%。 1． 光耦合器的性能特點(diǎn)及其抗干擾作用 光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是單向傳輸信號，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，抗干擾能力強(qiáng)，使用壽命長，傳輸效率高。 2．檢測方法及選用原則 ① 檢測方法：利用萬用表的電阻檔或數(shù)字萬用表的二極管檢測檔，能夠檢查二極管的單向?qū)щ娦?，并測出正向?qū)▔航?；用兆歐表能測出反向擊穿電壓。它的穩(wěn)壓性能好，體積小，價(jià)格便宜。以下介紹幾種二極管的特點(diǎn)及檢測方法。當(dāng)MOSFET 的柵極驅(qū)動(dòng)電壓突然降到門限電壓時(shí)， MOSFET 由導(dǎo)通突變?yōu)榻刂梗龢O管 BC557 加速了 ID 的跌落，為 MOSFET 起到加速作用。MOSFET 在大功率開關(guān)電源中用作開關(guān)，比雙極型功率晶體管具有明顯的優(yōu)勢。往往設(shè)計(jì)的開關(guān)電源在試驗(yàn)室中式成功的，一到生產(chǎn)線上進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，就會出現(xiàn)各種問題。開關(guān)電源使用的磁芯、電解電容及整流二極管燈都很笨重，也是耗能的主要根源。盡管電路的激勵(lì)方法、輸出直流電壓的調(diào)節(jié)手段、儲能電感的連接方式、開關(guān)管的器件種類以及串并聯(lián)結(jié)構(gòu)各不相同，但是它們最后總可以歸結(jié)為串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源這兩大類。 7．按輸入與輸出電壓大小劃分 （ 1）升壓式 輸出電壓比輸入電壓高，實(shí)際 就是并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源。 常見的開關(guān)穩(wěn)壓電源分類方法有已下幾種： 1．按激勵(lì)方式劃分 （ 1）它激式 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 它激式開關(guān)電源必須 有一個(gè)振蕩器，用以產(chǎn)生開關(guān)脈沖來控制開關(guān)管，使開關(guān)電源工作，輸出直流電壓。 （ 3） 效率 η：電源輸出功率 Po 與輸入功率 Pi 的比值。由于開關(guān)電源省掉了笨重的電源變壓器，節(jié)省了大量的漆包線和硅鋼片，從而使重量只有同容量線性電 源的 1/5,體積也大大縮小了。 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 TON，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。晶體三極管能把前面送來的信號加以放大，又把放大了的信號傳送到后面的電路中去。 本論文對開關(guān)電源的濾波、整流、反饋電路等分別作了細(xì)致的研究工作，通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，掌握了開關(guān)電源 設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，并對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了詳盡的闡述。由于開關(guān)電源的突出優(yōu)點(diǎn)，開關(guān)電源更替線性電源是發(fā)展的必然趨勢。即改變 TON,又改變 T，實(shí)現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式叫做脈沖調(diào)頻調(diào)寬方式。 （ 4）安全可靠。這個(gè)參數(shù)的表示有兩種方法：一是輸出紋波電壓有效值；二是輸出紋波電壓的峰峰值Upp。 （ 2）頻率調(diào)整型 頻率調(diào)整型占空比保持不變，通過改變振蕩器的振蕩頻率來調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓的幅度。 （ 3）隔離型 這種形式的開關(guān)電源是在輸入回路與逆變電路之間，經(jīng)過高頻變壓器，利用磁場的變化實(shí)現(xiàn)能量傳遞，沒有電流間的之間流通，隔離型開關(guān)穩(wěn)壓電源采用直流供電，經(jīng)過開關(guān)電路將直流電變成 頻率很高的交流電，再經(jīng)變壓器隔離、變壓，然后經(jīng)整流器整流，最后就可以得到新的、極性和數(shù)值各不相同的多組直流輸出電壓。 工作在線性狀態(tài)的線性穩(wěn)壓電源，具有穩(wěn)壓和濾波的雙重作用，因而串聯(lián)線性穩(wěn)壓電源不產(chǎn)生開關(guān)干擾，且紋波電壓輸出較小。開關(guān)電源的軟件開發(fā)目前只是剛剛起步，例如軟開關(guān)，雖然它的損耗低，但難以實(shí)現(xiàn)高頻化和小型化。 (3) 開關(guān)器件的動(dòng)態(tài)特性也是很重要的方面，有些時(shí)候甚至上升為第一位的重要問題。 MOSFET 從驅(qū)動(dòng)模式上來分，屬于電壓控制器件，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)比較簡單，驅(qū)動(dòng)功率甚微，在啟動(dòng)或穩(wěn)定工作條件下的峰值電流要比采用雙極型功率晶體管小得多。 ③ 低導(dǎo)通電阻。 硅二極管的主要技術(shù)指標(biāo)是： (1) 最高反向工作電壓 VRM 和反向擊穿電壓 VBR：這兩個(gè)參數(shù)越大越好。設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要選 用。它時(shí)一種以紅外光進(jìn)行信號傳遞的器件，由兩部分組成：一是發(fā)光體，實(shí)際上時(shí)一只發(fā)光二極管，受輸入電流的控制，發(fā)出不同強(qiáng)度的紅外光；另一部分時(shí)受光器，受光器接受光照以后，產(chǎn)生光電流并從輸出端輸出。 線性方式工作的光電耦合器是在光電耦合器的輸入端加控制電壓，在輸出端會成比例地產(chǎn)生一個(gè)用于進(jìn)一步控制下一級的電路的電壓。因此，它適合傳輸模擬電壓或電流信號，能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。當(dāng)電路發(fā)生短路或用電電流超過極限值時(shí)，它起保護(hù)作用。 熱敏電阻 熱敏電阻時(shí)有錳鈷鎳的氧化物燒結(jié)成的半導(dǎo)體陶瓷制成的，具有負(fù)溫度系數(shù)，隨著溫度的升高，其電阻值降低。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 3 章 自激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 雙頻顯示器可以支持兩種不同模式的顯示卡。 NTC 在通電瞬間溫度上升， 其阻值減小，功耗也減小。此舉是為了避免開機(jī)瞬間 Q92 的沖擊電流使 VT91 誤動(dòng)作。與此同時(shí)， C955 充電到 68V，使 D954 反偏截止，只由 D952 提供整流電壓。 (2) Using voice control。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 謝 辭 在論文完成之際，借此機(jī)會，我謹(jǐn)向所有關(guān)心、幫助、鼓勵(lì)和支持過我的所有老師、同學(xué)和朋友表示衷心地感謝 ! 我的這篇論文的完成與導(dǎo)師辛伊波老師的悉心指導(dǎo)和教誨是分不開的 。當(dāng)行輸出級出現(xiàn)故障時(shí)，開關(guān)管會產(chǎn)生輕度激勵(lì)不足，使其帶負(fù)載能力下降。 VT 91 在電路中有雙重作用，其一是與 4N35 光電耦合器和 TL431 可調(diào)穩(wěn)壓管構(gòu)成穩(wěn)壓系統(tǒng)。當(dāng)行頻降低時(shí)，行偏轉(zhuǎn)線圈的感抗減小，行電流增大。剛啟動(dòng)時(shí)，溫度低，電阻值高，相當(dāng)于開路。自動(dòng)恢復(fù)開關(guān)可在家用電器、計(jì)算機(jī)通信設(shè)備以及開關(guān)電源上用作過流保護(hù)。 再次 ，除了必須遵循普通光耦的選取原則外，還必須考慮合理選擇CTR 值。另一方面，光電耦合器的發(fā)光二極管是電流驅(qū)動(dòng)器件，可以形成電流環(huán)路的傳送形式，電流環(huán)路是低阻抗電路，對噪音的敏感度低，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，起到了電磁兼容和隔離抗干擾的作用，不會因?yàn)殡娐分械母哳l電流 的電磁干擾對控制電路產(chǎn)生干擾。在開關(guān)電源電路中利用光電耦合器構(gòu)成反饋電路，通過光電耦合器來調(diào)整、控制輸出電壓，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的；通過光電耦合器進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換。 1．超快速恢復(fù)二極管的性能特點(diǎn) ① 反向恢復(fù)時(shí)間 trr：通過二極管的電流由零點(diǎn)正向轉(zhuǎn)反向后，再由反向轉(zhuǎn)換到規(guī)定值的時(shí)間。它在電子電路中用作過壓保護(hù)、電平轉(zhuǎn)換，也可用來提供基準(zhǔn)電壓。有關(guān) IGBT 的圖形符號見圖 24。齊納二極管 DW1， DW2 反向串接在一起，用于對 VT 的柵 — 漏極進(jìn)行鉗位，放置驅(qū)動(dòng)電壓 VGS 過高而使 VT 幾串。對某些器件來講，驅(qū)動(dòng)電路向其注入的功率也是造成開關(guān)器件發(fā)熱的原因之一。 開關(guān)電源的發(fā)展趨勢 未來的開關(guān)電源像一只茶杯的蓋子：它的工作頻高達(dá) 2~10MHz，效率達(dá)到 95%，功率密度為 3~6W/cm2，功率因數(shù)高達(dá) ，長期使用完好，壽命在 80000h 以上。材料之新、用途之廣，是它快速發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。彩色電視機(jī)中常采用這種開關(guān)電源。 5．按儲能電感與負(fù)載的連接方式劃分 （ 1）串聯(lián)型 儲能電感串聯(lián)在輸入與輸出電壓之間，電路形式如圖 13（ a）所示。為了保證電源安全，要求輸出功率有 20%～ 50%的裕量。這個(gè)范圍越寬，表示電源適應(yīng)外界電壓變化的能力越強(qiáng)，電源使用范圍越寬。 開關(guān)電源與線性電源相比，其輸入的瞬態(tài)變換比較多的表現(xiàn)在輸出 端，在提高開關(guān)頻率的同時(shí)，由于比較放大器的頻率特性得到改善，開關(guān)電源洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)也能得到改善。采用不隔離的開關(guān)電源的用電設(shè)備當(dāng)由市電整流輸出時(shí)，用電設(shè)備可能接有交流高壓的輸入，因此其應(yīng)用條件和范圍有所限制。 power source] 向電子設(shè)備提供功率的裝置。 (5)Validate data of the designing by adoption of experimental and putations. In the thesis , the switching power supply filtering, rectifier and the feedback circuit are studied in details. The main technology of designing switching power supply is obtained by experiments and calculations. The design process is specified also. KEY WORDS: Switching Power Supply, Electronic technology ,Bridge Rectifier, Selfexcitation洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 開關(guān)電源基礎(chǔ)技術(shù) .................................................................... 2 開關(guān)電源概述 ............................................................................ 2 開關(guān)電源的工作原理 ..................................................... 2 開關(guān)電源的組成 ............................................................. 3 開關(guān)電源的特點(diǎn) ............................................................. 4 開關(guān)電源的主要技術(shù)指標(biāo) ............................................. 4 開關(guān)電源的分類 ........................................................................ 5 開關(guān)電源設(shè)計(jì)中存在的問題與未來發(fā)展 .............................11 開關(guān)電源設(shè)計(jì)中存在的問題 ........................................11 開關(guān)電源的發(fā)展趨勢 ................................................... 12 第 2 章 自激式開關(guān)電源元器件的選用 ............................................. 13 開關(guān)晶體管 .............................................................................. 14 電力場效應(yīng)管 MOSFET .............................................. 14 絕緣柵雙極晶體管 IGBT............................................. 16 二極管 ...................................................................................... 17 開關(guān)二極管 .........................