【文章內(nèi)容簡介】 fb1+13V220ACGNDGNDGNDGND100k/2WRst14kRst247uF/30VC4300DC103CBBC7C8UinGNDF5AC0Uin2GNDGNDT1B T1C 圖 4 反激式開關電源電路原理圖 圖 4中的數(shù)值參數(shù)如下表所示： 淮北師范大學 2020 屆學士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關電源設計 9 表 1 電容電阻參數(shù)表 電容 參數(shù) 電 阻 參數(shù) C0 C1 103/400V Rst1 100K/2W C2 22Uf/400V Rst2 4K C3 104/25V R2 10K C4 47uF/30V R4 22 C5X 104 R6 1K C6 470 R7 247 C7 103/25V R8 22 C8 R10 22 Cvref 104 R11 47K Ct1 3300 R13 10K / / t1 10K / / Rfb1 / / Rls1 1K / / Rs1 另：開關電源 NMOS 5N60 600\5A\106W\ 歐姆 。 220AC 交流電輸入后，經(jīng)過承受能力為 5A 的自動恢復保險絲，經(jīng)過簡單高頻濾波后通過四個整流二極管整流、 C2 濾波得到的直流電壓提供給反相端變壓器，變壓后得到 13V 的電壓再進一步經(jīng)過整流二極管整流和電解電容濾波得到穩(wěn)定的淮北師范大學 2020 屆學士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關電源設計 10 直流電壓提供給負載。反相端變壓器 T?的初級接有整流二極管 D5，瓷片電容 C1，R1 構成的回路是為了保護變壓器由于初級線圈能量飽和而使變壓器損毀而設計的。 自復保險絲 在本設計中，首先我們在輸入端接有 一個自復保險絲，使用它的好處是，該保險絲比較適合在電源中使用，他的自身阻抗較低，正常工作時自身功率損耗小，而且表面溫度低。由于自身材料特性，他的過流狀態(tài)響應比其他保險絲的過流狀態(tài)響應快得多。在過流狀態(tài)下，自復保險絲以及小的電流鎖定在高阻狀態(tài)，只有切斷電源或電流過失后才會恢復低阻狀態(tài)，自鎖運行。在排除故障后可自行復位，無需拆換。同時，自復保險絲還具有極好的耐大電流能力。 電流限幅 220AC 的交流電輸入端接有 X 電解電容，目的是限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流過大，用 X 電容可以濾除公共電網(wǎng)中 的雜波，同時也濾除系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生的到電網(wǎng)中對公共電網(wǎng)造成的污染，同時起到?jīng)_擊電流限幅作用。 整流濾波 輸入的交流電需要轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姴拍苓M一步實現(xiàn) DCDC 的電路功能，現(xiàn)在我們接入如上圖所示的接法的四個大功率二極管進行整流，此時整出來的電流還會有雜波，為了進一步得到較為平整的直流電壓，我們需要進一步濾除雜波，所以在整流之后又接入了電解電容 22uF和瓷片電容 103以達到濾除高頻雜波得到較為平整直流電的效果，供下一級使用。 輸出整流濾波 變壓器副邊的電壓為交流電壓，具有雜音 和紋波。我們?yōu)榱说玫椒€(wěn)定可靠的淮北師范大學 2020 屆學士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關電源設計 11 直流電源，就需要濾除雜音和紋波，我們可以接入二極管進行整流， 104 電解電容和 103CBB 電容濾除雜波，從而得到較為平整的直流電。 負載 輸出電壓與負載電阻有關：負載電阻越大輸出電壓就越高，反之，負載越小輸出電壓就越低，這也是反激式變換器的工作特點。因此空載時必須接上假負載，否則會造成因為輸出電壓過高而燒壞開關管。這里，我們接入 30 歐 100W 電阻作為假負載。（此外，輸出電壓還隨輸入點的改變而改變并隨導通時間的延長而增大）。 3． 2 反饋電路 反饋 電路原理 由主電路的輸出端輸出電壓特性可以知道，輸出的電壓很難達到穩(wěn)定，為了使輸出電壓穩(wěn)定，我們需要設計反饋電路使其達到穩(wěn)壓的目的。也就是從輸出端取樣然后通過逆變器改變脈寬使輸出穩(wěn)定。 上面已經(jīng)講述了 TL431，本設計的基準電壓和反饋電路采用常用的基準穩(wěn)壓器 TL431 來完成，在反饋的應用中運用采樣電壓通過 TL431 限壓，通過 TL431和 PC817 把誤差電壓傳給 UC3842 改變他的控制端的電流來間接改變 PWM 波，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓的目的。本設計中， TL431 和 PC817 的功能和原理前面都已經(jīng)作了詳 細介紹，這里不再遨述，本設計由 TL431 和 PC817 構成反饋回路。本設計中他們的接法如上圖 4所示。圖 4 中， R4 為 22； C5X 為 104； R6 為 1K； R 為 247K；R11 為 42K； R13 為 10K。 電源輸出端的電壓可根據(jù)基準電壓源 TL431 的基準電壓計算得到： U0=(1+R11/R13) (31) 淮北師范大學 2020 屆學士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關電源設計 12 我們知道 TL431 內(nèi)部的基準電壓為： Uref= (32) 為了使輸出電壓達到穩(wěn)定，我們需要將輸出電壓發(fā)生波動時，經(jīng)分壓電阻得到的取樣電壓就與 TL431 的基準電壓： Uref= (33) 進行比較，在陰極上形成誤差電壓。所以我們設定的 TL431 外部的基準電壓為： UREF= （ 34) 分壓電阻的確定 根據(jù)前面的介紹，已經(jīng)知道 TL431 和 PC817 的用法，現(xiàn)在只需要確定其接入和分壓電阻值。我們首先確定電路中 R6 的取值。 高壓控制端的電流由 R6 的取值所決定的，現(xiàn)在我們用的是 PC817(U1B)芯片 ,由信息手冊知道： CTR= （ 35）取低限電阻 ，那么經(jīng)過發(fā)光二極管的最大電流為 Ix： Ix=6/ （ 36） 所以 R6 的值： R6=()/ （ 37）光二極管能夠承受的最大電流為 50mA 左右， TL431 為 100mA,所以我們?nèi)×鬟^ R6的最大電流為 50mA[8]。 R6()/50 （ 38）所以 R6 的取值在這兩者之間： 淮北師范大學 2020 屆學士畢業(yè)論文 基于 TL431 的反激式開關電源設計 13 R6 （ 39） 為了保證輸出端能給負載提供更大的電流以滿足負載穩(wěn)定工作，這里我們盡量取較大阻值的電阻，所以我們?nèi)?R6 為 1K。 PC817 二極管正向電流 If 為 3mA。而 TL431 的技術參數(shù)知其基準電壓在~36V 可調(diào)，其內(nèi)部的電流相應的在 1mA~100mA 以內(nèi)很大范圍里變化，當工作電流取 20mA 時不僅可以穩(wěn)定工作還 可以為一部分死負載提供工作電流，因此只需要選 35mA 左右的電流。 然后我們就可以確定各個電阻值了，根據(jù) TL431 的性能， R1 R1 Vo、Vr 有固定的關系： Vo=(1+R11/R13)*Ur （ 310） 式中： Vo— 開關電源的輸出電壓。 Vr— TL431 的基準電壓。 所以取 R11 為 42K。（假設電阻 R13 為 10K）。 接下來我們再確定 R6 和 R7 的阻值。有前所述，光電耦合器的工作電流 I