【正文】 壓峰值為:==380(1+20%)=(2) 輸出整流二極管的電流輸出整流二極管流出的電流即為流過輸出濾波電感的電流。UC3823A、B和UC3825A、B內部都有一個鋸齒波振蕩器。前沿封鎖時間可由下式計算:=(R//10k)C式中，外接電阻R不能小于2k。這樣，在故障連續(xù)出現的情況下，輸出就會出現一個間斷期。電流反饋控制很簡單，只需在開關變換器和高頻變壓器之間加上一個檢測電流的互感器，將檢測值引入到UC3825的第9個管腳限流端(I LIM ) ,系統就可以在負載過大的時候關斷輸出，這種情況在前面的部分已經介紹；下面我們詳細介紹電壓反饋控制。如圖48所示。電流信號電流檢測和I/V轉換電壓比較電路狀態(tài)保持電路控制電路失效圖410切斷式保護電路原理框圖電流檢測電路檢測電流信號，經電流電壓轉換電路轉換成電壓信號，再經過比較電路進行比較，當負載電流達到某設定值時，信號電壓大于比較電壓，比較電路產生輸出觸發(fā)故障鎖存器，使控制電路失效，穩(wěn)壓電源輸出被切斷。圖413 過壓保護電路 輔助電源輔助電源是給控制部分供電的，分為兩部分:一部分是UC3825以及其它控制部分的電源，另一部分是電壓反饋環(huán)節(jié)的電源。有的文獻中稱為電壓調整率法，國外文獻中稱為Droop法。由于二極管D的作用，均流母線上的電壓反映的是并聯各模塊的中的最大值。 蓄電池的常規(guī)充電方法蓄電池一般應在5℃35℃范圍內進行充電，低于5℃或高于35℃都會降低壽命，充電的設定電壓應在指定范圍內，如超出指定范圍將造成蓄電池損壞、容量降低、壽命縮短。圖55 脈沖充電方式曲線 變電流間歇充電法這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎上，如圖56所示?？梢栽诖判具x擇，制作工藝上做一些優(yōu)化工作。(2)PWM驅動電路的設計是非常關鍵的，MOSFET的驅動波形的好壞也直接關系到整個電源系統的整體性能。下面介紹目前比較流行的幾種快速充電方法。其方程式為:式中:i為充電電流；Io為初始最大充電電流；a為最大接受力比，a=i/c；t為充電時間。例如，當均流母線發(fā)生短路，或接在母線上的任一個模塊不能工作時，母線電壓下降，將促使各模塊電壓下調，甚至到達其下限，結果造成故障。用以保證模塊間電流應力和熱應力的均勻分配，防止一臺或多臺模塊運行在電流極限(限流)狀態(tài)。詳細情況在上面UC3825的電路分析中已經說明。(1) 過流保護開關電源通常設有電流保護電路，當負載電流超過設定值或發(fā)生短路時，對電源本身提供保護，系統的過流保護在系統的安全性方面占有重要的地位，過流保護我們采用了三重保護:一是在系統的輸入級的三相交流引入處安置熔斷保險管，在系統出現短路和其它意外重大故障的時候切斷外部電源的輸入以保護系統免受損壞；二是在用于控制軟啟動的觸發(fā)器后級安置熔斷保險管，以防止啟動浪涌電流的過大而破壞功率器件；三是系統的最主要的過流保護部分，通過對系統電流的檢測來控制PWM信號脈寬從而達到過流保護的目的，過流保護電路的型式有三種。此電路的關鍵是線性光禍要工作在其線性范圍內，需要選擇合適的前置運放和計算電路中的電阻值。具體實驗數據如表41所示。在軟啟動電容放完電后，故障鎖存器就不輸出脈沖。這樣，開關電源的固有噪聲就能被有效的抑制。) 內部電路工作原理該芯片內部電路如圖42所示。在前面，我們設定電路的工作頻率為30KHz，計算得到的最大占空比=，并且我們假設初級電流下降的時間為4uS，所以= = 輸出整流濾波電路輸出整流濾波電路是通過快恢復整流二極管的整流和濾波電感及濾波電容將高頻變壓器輸出的高頻交變電壓或電流編程要求的輸出電壓或電流。選取工作磁通密度B=900GS.(2) 計算磁芯規(guī)格并計算原變繞組匝數根據電源所用高頻變壓器的設計經驗，磁芯采用環(huán)形磁芯。電阻RR2是平衡串聯電容上的電壓，高頻電容與電解電容并聯使用，濾除高頻諧波，彌補電解電容高頻特性差的缺陷。因為本文實驗要求輸出電壓為220V。若為了避免由此引起的誤動作而將保護電路搞得非常遲鈍，這將會增加過流保護的不安全性。但是，諧振式變換器與負載關系很大，對負載的變換很敏感，為保持輸出在各種運行條件下基本不變，必須采用脈沖頻率調制(PFM)，因此，高頻變壓器、電感等磁元件要按最低頻率設計，不可能做的很小，實現最優(yōu)設計相當困難；另外，其控制電路中需要增加電壓頻率轉換功能，電路要復雜許多。并且頻率越高，開關損耗越大，使系統效率大大降低。開關電源的主回路可以分為:輸入整流濾波回路、功率開關橋、輸出整流濾波三部分。直到上世紀90年代初，我國大多數通信設備所用的一次電源仍然是可控硅整流器。經過幾年的努力，從開關電源的電路拓撲型式到相配套的元器件等研究都取得了相當大的進展。同時，開關電源也在各種電子信息設備中，如計算機、充電電源等得到了廣泛的應用。隨著微電子學的發(fā)展和元器件生產技術的提高，相繼開發(fā)出了耐壓高的功率場效應管(VMOS管)和高電壓、大電流的絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)，具有軟恢復特性的大功率高頻整流管，各種用途的集成脈寬調制控制器和高性能的鐵氧體磁芯，高頻用的電解電容器，低功耗的聚丙烯電容等?？偟恼f來，開關電源的發(fā)展趨勢為:繼續(xù)向高頻、高效、高可靠、高密度化、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化發(fā)展。一般控制電路應具有以下功能:控制脈沖產生電路、驅動電路、電壓反饋控制電路、各種保護電路、輔助電源電路。諧振式軟開關和硬開關相比，主要是增加了兩個附加元件諧振電感和諧振電容。 控制電路的實現控制電路是開關電源系統的另一重要部分。過流保護和過壓保護是為了保護負載和電源兩者而設置的，而欠壓保護和溫度保護是為了電源本身而設置的。第3章 開關電源主電路的設計開關電源最重要的兩部分就是主電路和控制電路。主要包括兩部分組成:整流橋和輸入濾波電路。原邊繞組必須重新修正，為所以，變壓器原邊繞組的匝數還應取整數65T。根據以上分析，同時考慮一定的裕量，選取RURU3O12O作為輸出二極管。鋸齒波上升沿的斜率由、決定，確定、的方法是:首先根據要求的最大占空比、選擇，再根據要求的頻率以及和選擇。上升沿封鎖也適用于限流比較器。(4) 大電流輸出電路圖46功率MOSFET的驅動電路功率MOSFET驅動電路如圖46所示。反饋電壓從主電路輸出端直接實時采樣，與整定電壓比較后輸入到比例積分放大器，其輸出值經過隔離后輸入到UC3825的第2個管腳，以控制PWM信號的占空比從而控制主電路輸出電壓的變化。圖48中，表示整定電壓，表示反饋電壓，由主電路輸出直接通過比例系數K反饋到慣性環(huán)節(jié)中，和C組成的比例積分電路構成了PI調節(jié)器，以減少系統的超調，降低系統的調節(jié)靈敏度。② 限流式保護。因為反饋環(huán)節(jié)和控制部分是通過線性光禍合器隔離的，所以工作電源也是兩個不共地的電源。這種方法是最簡單的實現均流的方法，本質上屬于開環(huán)控制，在小電流時電流分配特性差。由于二極管的單向性，只有對電流最大的模塊，二極管才導通，a點方能通過它與均流母線相連。 恒壓充電方式其充電曲線如圖52所示。其特點是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。(2)吸收回路的一些參數需要優(yōu)化，吸收回路的一些吸收電阻功率偏高，影響裝置的可靠性。在此基礎上完成了硬件電路的設計，得出以下幾點結論: (1)在高頻變壓器的設計中，磁芯的選擇、繞組的繞制等多個環(huán)節(jié)可能需要反復設計實驗才能達到理想的效果。圖54 恒流恒壓充電方式曲線 快速充電技術為了能夠最大限度地加快蓄電池的化學反應速度，縮短蓄電池達到滿充狀態(tài)的時間，同時，保證蓄電池正負極板的極化現象盡量地少或輕，提高蓄電池使用效率，因此，快速充電技術近年來得到了迅速發(fā)展。圖51最佳充電曲線即:在保持微量出氣的情況下，鉛酸蓄電池能夠接受的最大充電電流是一條指數規(guī)律衰減曲線—鉛酸蓄電池最大受力特性曲線。平均電流法可以精確的實現均流，但具體應用時，會出現一些特殊問題。但是并聯的開關變換器模塊間需要采用均流(Current sharing)措施，它是實現大功率電源系統的關鍵。圖412過流保護電流采樣電路圖412中，表示待檢測的電流，指的是高頻變壓器的原邊輸入電流，是用來檢測電流的類似于電流互感器的電流變壓器，因為是高頻變化的交流，所以變壓器的副邊要經過整流，接到UC3825的第九個端口，通過UC3825來控制過流后的系列動作。輸出軟啟動和輸入軟啟動應結合起來考慮，理想的配合是輸入電容充電完畢，限流電阻被短接后，輸出電壓才由零逐漸增大到額定值，以避免限流電阻上承受極大的損耗。%。通過實驗可知，UC3825的2腳輸入和OutA、OutB輸出的PWM脈沖信號的占空比是滿足線性關系的。 一旦限流(I LIM)，故障鎖存器置位，輸出腳變?yōu)榈碗娖?；同時，軟啟動腳外接電容以250uA的電流放電。因為采用了上升沿封鎖，在脈沖前沿的一定時間內，脈寬調制比較器不起作用。 極限參數:電源電壓(15，B腳) 22V輸出腳電流(流出或流入) (11，14腳)直流 脈沖() 地線(12腳) 模擬輸入(l，2，7腳) ～7V(9，8腳) ～6V時鐘輸出電流(4腳) 5mA誤差放大器輸出電流(3腳) 5mA軟啟動電流(8腳) 20mA震蕩器充電電流(5腳) 5mA功耗(溫度60℃) 1W儲存溫度范圍 65～150℃焊接溫度(焊接時間為10s) 300℃(注:所有電壓均以地線電壓為基準；流入管腳的電流為正值。 隔直電容的選擇在第二章中，我們對主電路的工作模式進行了分析，對電路的重要參數之間的關系進行了推導，得出了如下關系式:△T = 4 * * /DT其中: △T為初級電流下降的時間；為變壓器的漏感；為占空比；變壓器的漏感與繞線工藝及磁芯形狀等有關，繞制好的變壓器漏感基本不變。 高頻變壓器的計算(1) 選擇工作磁通密度B磁芯選用MX0200鐵氧體材料。濾波電容采用四個電解電容，兩個串聯后并聯使用，滿足三相整流后的高壓要求。 輸出整流濾波回路在大功率電源中，常用的輸出整流電路有橋式整流電路和全波整流電路。電源的輸出濾波電容較大，輸出電壓的突然建立將會形成非常大的電容充電電流，疊加在負載電流上，它不僅使開關管的負擔過重而可能損壞，而且，由于持續(xù)時間長，往往會引起過流保護電路發(fā)生誤動作。采用諧振全橋變換器，電源工作的安全性大為提高。但是需要注意的是，吸收電路是通過把器件本身的開關損耗轉移到緩沖電路中而使器件得到保護的，因此這部分能量最終還是被消耗了，系統總的損耗沒有減少。電源主電路通過輸入整流濾波、DCDC變換、輸出整流濾波將市電轉為所需要的直流電壓。只是作為通信設備的二次電源使用(二次電源對元器件的耐壓及電流要求較低)。電源界把開關電源的頻率提高到20KHz以上稱為電源技術的“20KHz革命”。自1957年第一只可控硅(SCR)問世后，可控硅取代了笨重而且效率低下的硒或氧化亞銅整流器件，可控硅整流器就作為通信設備的一次電源使用。主要元器件技術性能的提高，為高頻開關電源向大功率、高效率、高可靠性方向發(fā)展奠定了良好基礎。第2章 系統的整體分析和選擇