【正文】 電壓被整流、濾波后就產(chǎn)生了低壓直流。70年代諧振開關(guān)電源奠定了軟開關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)，以后新的軟開關(guān)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如準諧振(80年代中)，全橋ZVSPWM 、恒頻ZVSPWM/ZCSPWM (80年代末)、ZVSPWM有源鉗位；ZVTPWM/ZVCTPWM(90年代初)；全橋移相ZVZCSPWM(90年代中)等，我國己將最新軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)用于6KW通信電源中，效率達93%。另外，集成化是開關(guān)電源的一個重要發(fā)展方向。本論文的目的就是查閱相關(guān)資料，掌握開關(guān)電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學習怎樣設(shè)計小功率開關(guān)電源的方法，這以后從事相關(guān)事業(yè)打下基礎(chǔ)，開闊視野，從而提高自身的能力。隔離式開關(guān)電源的核心是一種高頻電源變換電路。 ②提高可靠性，提高集成度，增加保護功能，拓寬輸入電壓范圍，提高平均無故障時間。到1980年，功率在50W以上就具有競爭力了。新型磁性材料和新型變壓器的開發(fā)、新型電容器和EMI濾波器技術(shù)的進步以及專用集成控制芯片的研制成功，使開關(guān)電源實現(xiàn)了小型化，并提高了EMC性能?，F(xiàn)在正在探索研制耐高溫的高性能炭化硅功率半導(dǎo)體器件。主要分為半橋式、全橋式、推挽式、單端反激式、單端正激式等等。負載電流在康銅絲上的取樣經(jīng)A/D后輸入單片機，當該電壓達到一定值時關(guān)閉開關(guān)管，形成過流保護。是由UC3842⑥腳輸出的方波信號經(jīng)RR8為了實現(xiàn)兩種輸入電源的轉(zhuǎn)換，要利用倍壓整流技術(shù)。這種方法是把NTC(負溫度系數(shù))的熱敏電阻串聯(lián)在交流輸入端或者串聯(lián)在經(jīng)過橋式整流后的直流線上。所以必須要采取措施加以避免。橋式變換器：400—500V；推挽式變換器：800—900V；單端正/反激式變換器：600—700V；單端正激式變換器帶有有源箝位：600V；（2） 交流電帶有PFC功能。 略去推導(dǎo)過程，由輸出功率和輸入電壓表達的晶體管工作電流的公式為： （4－4） 變壓器繞組的設(shè)計由于在單端反激式變換器電路中，變壓器初級繞組只在B—H待佐曲線[磁滯回線)的一個方向上被驅(qū)動，因此，在設(shè)計時注意不要使其飽和。變壓器設(shè)計參數(shù)：設(shè)計前先要確定參數(shù)：磁芯，預(yù)設(shè)頻率，最大占空比，輸入輸出參數(shù)，預(yù)估效率（用于估算輸入平均電流），設(shè)計中參數(shù)初選如下：磁芯采用NICERA FEER28L(詳細選擇步驟參見)，f＝90kHz，Dmax＝，最小輸入電壓Vin＝110V，輸出折合到5V電流10A，效率η＝75％。20%）V或是85——265V應(yīng)該選擇600V以上電壓的整流器和二極管， 輸出濾波電容器的選擇對于中小輸入功率開關(guān)電源的工作頻率除少數(shù)因價格原因的限制而仍采用20—40kHz，大多數(shù)均在50kHz以上，DC/DC電源模塊大多在300kHz以上，大功率開關(guān)電源的開關(guān)頻率受主開關(guān)的開關(guān)速度限制而一般在20—40kHz,盡管開關(guān)頻率有所不同，但是開關(guān)電源的輸出整流器濾波電容器的作用基本相同，主要是利用濾波電容器吸收開關(guān)頻率及高次諧波頻率的電流分量，從而濾除其紋波電壓的分量。 ⑥腳為推挽輸出端，上升、下降時間僅為50ns正很多噪聲敏感應(yīng)用中，可能希望將變換器頻率鎖定至外部系統(tǒng)時鐘上。在正常的工作條件下，峰值電感電流由管腳1上的電壓控制，其中： （5－2）當電源輸出過載或者輸出電壓取樣丟失時，異常的工作條件將出現(xiàn)。驅(qū)動電路設(shè)計：驅(qū)動電路是電力電子主電路與控制電路之間的接口，是實現(xiàn)主電路中的電力電子器件按照預(yù)定設(shè)想運行的重要環(huán)節(jié)。該電路適用于針對某種固定負載的情況。在設(shè)計中，我們選用UC3842, UC382輸出脈沖頻率由555定時器所確定，并通過外圍電路使得UC3842與555定時器同步。感謝我的父母 ，是他們在我背后默默的支持著我，沒有他們，就沒有今天的我！最后我想向老師、父母、同學說一聲：謝謝你們的支持，你們辛苦了?。?！參考文獻[1]：電子工業(yè)出版社,[2]華偉，：北方交通大學出版社、清華大學出版社,[3]周志敏，周紀海，：人民郵電出報社，[4]王鴻麟，[5]吳國忠，[6].[7]張贊松，：電子工業(yè)出版社，[8]，1995年第3期.[9]：清華大學出版社，1996.[10]路秋生，張艷杰 .，1999年第8期.[11]劉勝利，嚴仰光 .，2001.[12].[13]許化民，陳干宏，阮新波，2000年第3期.[14]“UC3902 load share Controller”,Datasheet Unit rode Corporation.[15] Application Note UC3902 Load Share Controller and Its Performance in Distributed Power Systems by Laszlo Bligh. [16] Missouri, Z.；Batarseh, I.；Lee, , C. An overview of the control scheme for distributed power systems Southcon/96. Conference Record，2527 June 1996 .指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日附錄1: 英語翻譯The Introduction Of High Frequency Switching Power Supply Introduction:High frequency switching power supply (also called switch rectifier SMR) through the MOSFET or the high frequency IGBT, switch frequency control in 50100 KHZ, within the scope of efficient and realize miniaturization. In recent years, switch rectifier power capacity expansion, the capacity of himself, from the volt 48V/、48V/20A to48V/200A、48V/400A。另外在該系統(tǒng)中，沒有涉及到有源功率因數(shù)校正問題，當前有關(guān)單相有源功率因數(shù)校正理論已經(jīng)比較成熟，但三相有源功率因數(shù)校正問題還存在著許多問題，希望在將來的工作中能工彌補這點的不足。經(jīng)過將近一年的研究和反復(fù)實驗，我們完成了系統(tǒng)的總體設(shè)計，通過實驗調(diào)試，主電路可以安全地帶載工作，控制部分的設(shè)計和實驗也已完成，為高頻開關(guān)電源的研制提供了一種切實可行的方案。同時該電壓經(jīng)R2及R4分壓后作為采樣電壓，送入UC3842的腳2，在與基準電壓比較后，經(jīng)誤差放大器放大，使腳6輸出脈沖的占空比變小，輸出電壓下降，達到穩(wěn)壓的目的。／。這樣在逐周基礎(chǔ)上差信號控制峰值電感電流。與振蕩器頻率關(guān)系曲線，．它們都是在給定的CT值時得到的。個引腳，各腳功能如下：①腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性；②腳是反饋電壓輸入端，當輸入電壓為85—265*(1177。在開關(guān)管開通時，原邊電流不斷上升，在Ton結(jié)束時至峰值Ip，這個Ip在開關(guān)斷開的瞬間，會被傳遞到副邊。 按如下粗算考慮：交流輸入電壓180—260V，取260V，260v乘以1．414(有效值)，即是整流后的直流電壓V*2601. 4＝354V，360V再乘以2．2得800V，實際取900V即可。在這里需要清楚的是作為主開關(guān)的晶體管、MOSFET、IGBT或晶閘管的性能均耐壓的上升而下降，因此在選擇耐壓時并不是超高越好，而是適可而止。比如電網(wǎng)附近有電感性開關(guān)，暴風雨天氣時的雷電現(xiàn)象，都是產(chǎn)生高尖峰的因素。 電阻——雙向可控硅技術(shù)：采用此項浪涌電流限制技術(shù)時，將電阻與交流輸入線相串聯(lián)?，F(xiàn)代的電子設(shè)備生產(chǎn)廠家一般都要滿足國際市場的需求，所以他們所設(shè)計的開關(guān)電源必須要適應(yīng)世界范圍的交流輸入電壓，通常是交流90 ——130V和180——260V的范圍。提供負反饋 電壓，其規(guī)律是此腳電壓越高驅(qū)動脈沖的占空比越小，以此穩(wěn)定輸出電壓。由于對于相同功率的輸出，斷續(xù)工作模式的峰值電流要高很多，而且輸出直流電壓的紋波也會增加，損耗大。輸入輸出隔離的方式由于隔離變壓器的漏磁和損耗等會造成效率的降低，但是卻很安全，而本論文沒有要求輸入輸出隔離還是非隔離，為了提高開關(guān)電源的安全性，所以此設(shè)計選擇隔離方式，我們知道非隔離型高頻開關(guān)電源有五種可能形式：單端反激式、單端正激式、半橋式、全橋式、推挽式，各種形勢的開關(guān)電源對功率的要求是不一樣的，根據(jù)功率的要求可知： 單端反激式功率范圍：1—100W；單端正激式功率范圍：1—200W；推挽式功率范圍：200—500W；半橋式功率范圍：200—500W；全橋式功率范圍：500—2000W；根據(jù)論文要求，為小功率高頻開關(guān)電源的設(shè)計，而單端反激式功率范圍可以達到要求，因為反激式開關(guān)電源中的變壓器起著電感和變壓器的雙重作用，反激式變換器只需要濾波電容的選擇，而不需要濾波電感的選擇，由于它是電感，在開關(guān)電源中必然具有電感的一般規(guī)律，即具有電流連續(xù)，臨界連續(xù)和斷續(xù)三種工作模式，且電路結(jié)構(gòu)不復(fù)雜。（7）微處理器監(jiān)控和開關(guān)電源系統(tǒng)內(nèi)部通信技術(shù)的應(yīng)用，提高了電源系統(tǒng)的可靠性?，F(xiàn)在，我國已形成一批上億元甚至10億元以上產(chǎn)值的電源企業(yè)，有些產(chǎn)品已進入國際市場。20世紀80年代開關(guān)電源的特點是采用20kHz脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，效率可達65%70%。近年來高反壓MOS大功率管的迅速發(fā)展，又將開關(guān)電源的工作頻率從20kHz提高到150一200kHz，其結(jié)果是使整個開關(guān)電源的體積更小，重量更輕，效率更高。內(nèi)部工作原理簡介 22 工作描述 23 UC3842常用的電壓反饋電路 276 結(jié)論 30 成果與結(jié)論 30 30 PWM集成控制器的設(shè)計 30 30 進一步工作設(shè)想 31致謝 32參考文獻 33附錄1: 英語翻譯 34 附錄2: 單端反激式開關(guān)電源圖示 44 1 緒論 課題研究的背景隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展，特別是微處理器和半導(dǎo)體存儲器的開發(fā)利用，孕育了電子系統(tǒng)的新一代產(chǎn)品。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的高度發(fā)展，高反壓快速開關(guān)晶體管使無工頻變壓器的開關(guān)電源迅速實用化。國內(nèi)開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展，基本上起源于20世紀70年代末和80年代初。總之，回顧開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展過程，可以看到，高效率、小型化、集成化、智能化以及高可靠性是大勢所趨，也是今后的發(fā)展方向，因此高頻開關(guān)電源的發(fā)展很具研究意義！在開關(guān)電源領(lǐng)域，我國的民族產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)一直占有舉足輕重的地位。（5）磁性組件新型材料和新型變壓器的開發(fā)，例如集成磁路，平面型磁心，超薄型(Low profile)變壓器。 2 高頻開關(guān)電源的總體設(shè)計 主電路的選擇開關(guān)電源的電路組成開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。這種模式的設(shè)計要考慮電感的儲能時間，不容易控制，所發(fā)實現(xiàn)起來是很復(fù)雜的。提供啟動電壓，電路啟動后變壓器的付繞組③④的整流濾波電壓一方面為UC3842的③腳電壓高于1V如果不采取任何保護措施，浪涌電流可接近幾百安培。 輸出過壓保護電路的作用是：當輸出電壓超過設(shè)計值時，把輸出電壓限定在一安全值的范圍內(nèi)。由于隔離變壓器T除了具有初、次級間安全隔離的作用外，它還有變壓器和扼流圈的作用，所以在反激式變換器的輸出部分一般不需要加電感，但在實際應(yīng)用中，往往在整流器和濾波電容之間加一個小的電感線圈，用以降低高頻開關(guān)噪聲的峰值。所謂占空比指的是晶體管導(dǎo)通的時間與晶體管的一個工作周期(導(dǎo)通時間十截止時間)之比。并對較難理解部分做了詳細解釋。選定原則：變壓器磁通在滿足△Bac+△Bdc Bs，取Iac較小值，保證較小損耗的正常工作。 示出了UC3842： UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖振蕩器：振蕩器頻率由定時組件RT和CT選擇值決定。輸出電壓因兩個二極管壓降而失調(diào)(≈1．4V)并在連接至電流取樣比較器的反相輸入之前被三分，這將在管腳l處于其最低狀態(tài)時(V0l)，保證在輸出(管腳6)不出現(xiàn)驅(qū)動脈沖。正電源端(Vcc)和參考輸出(Vref)各由分離的比較器監(jiān)視。誤差放大器正向和反向輸出端之間的電壓差經(jīng)放大器放大后，調(diào)節(jié)輸出電壓，使得UC3842的輸出信號的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓值。因為，UC3842的電壓反饋輸入端腳2接地，所以，誤差放大器的輸入誤差總是固定的，改變的是誤差放大器的增益（可將線性光耦中的光電三極管視為一可變電阻）。在這種工作方式下，開關(guān)器件按照外加的脈沖信號，周期的進行開通和關(guān)斷。 switch power technology into rapid