【文章內(nèi)容簡介】 和引腳11的PWM信號的輸出脈沖變窄，從而使Q1和Q2的導(dǎo)通時間縮短，因此，當(dāng)輸出電壓下降，以保持恒定的充電電流；隨著充電時間延長，電池電壓逐漸上升，充電電流呈指數(shù)下降，IC1的15腳電位指數(shù)增加，IC1的引腳8和引腳11輸出的PWM信號脈沖展寬，從而延長Q1和Q2的導(dǎo)通時間，輸出電壓升高，充電電流保持恒定。（3）恒壓控制同恒流控制類似，恒壓控制也是利用了內(nèi)部電壓誤差放大器和輸出電壓之間構(gòu)成的負(fù)反饋。，電阻R1R1R1R18 及電容C1C17組成電壓取樣電路，取樣電壓輸入到IC1的1腳。當(dāng)輸出電壓在允許范圍內(nèi)的電壓值，誤差放大器的輸出驅(qū)動晶體管輸出一個固定占空比的脈沖信號。一旦輸出過電壓，反饋到1腳的電壓高于2腳的電壓，則放大器輸出高電平，降低驅(qū)動晶體管輸出脈沖的占空比，使IC1的8腳和11腳輸出的PWM信號的脈寬改變，從而使QQ2的導(dǎo)通時間改變，維持輸出電壓恒定。（4）其他IC1的6腳分別接定時元件C13和R12，構(gòu)成三角波震蕩器，其中R12=22，C13=1uF。三角波的振蕩頻率為：。3腳和15腳，3腳和2腳之間的RC網(wǎng)絡(luò)濾波電路，根據(jù)電容電阻的設(shè)置值，濾除相應(yīng)頻段的干擾。13腳直接連接到14引腳（5V參考電壓），這兩個驅(qū)動器晶體管工作方式為推挽輸出。芯片驅(qū)動晶體管的發(fā)射極9,10腳接地，集電極 8,11腳輸出驅(qū)動外部電路晶體管Q3，Q4，放大，然后輸出驅(qū)動變壓器，激勵主開關(guān)Q1，Q2。 開關(guān)電源主回路設(shè)計 功率開關(guān)元件的選用目前在開關(guān)電源中用得比較多的開關(guān)器件主要有電力晶體管GTR、門極可關(guān)斷晶體管GTO、場效應(yīng)晶體管MOSFET和絕緣柵極雙極型晶體管IGBT等。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor )是MOS結(jié)構(gòu)的雙極型器件，屬于具有功率M0SFET的高速性能與雙極型器件的低電阻特性的功率元件。但目前由于價格方面的原因，還只能用在高功率變換的場合。通常我們選擇MOSFET管，主要考慮漏源擊穿電壓和導(dǎo)通電阻。漏源擊穿電壓就是漏區(qū)和溝道體區(qū)PN結(jié)上的反偏電壓。這個電壓決定了器件的最高工作電壓。導(dǎo)通電阻是一個非常重要的參數(shù)，它是等效于雙極性晶體管功率器件的飽和電阻。漏源擊穿電壓值高，導(dǎo)通電阻大，限制了功率場效應(yīng)管在高反向電壓開關(guān)電源的應(yīng)用。場效應(yīng)管工作在開關(guān)狀態(tài)時，漏源極之間的電壓也是必須考慮的一個參數(shù)。鑒于目前工藝狀況導(dǎo)通電阻稍大，約1歐姆左右。低導(dǎo)通電阻的管子價格偏高。開啟電壓，相當(dāng)于雙極晶體管的飽和電壓。綜上所述，雙極型晶體管的飽和壓降還是比較小。特別是成本也比MOSFET要低得多。雙極型晶體管由兩個背靠背PN結(jié)構(gòu)成的具有電流放大作用的晶體三極管。起源于1948年發(fā)明的點接觸晶體管，在20世紀(jì)50年代初，發(fā)展成一個現(xiàn)在被稱為雙極型晶體管的結(jié)型晶體管。這種晶體管有兩種基本結(jié)構(gòu)：PNP和NPN型雙極晶體管。在這3層半導(dǎo)體中，中間一層稱基區(qū)，外側(cè)兩層分別稱發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。基區(qū)注入少量的電流時，發(fā)射區(qū)和集電區(qū)之間形成一個更大電流，即晶體管的放大作用。下面是雙極型晶體管的特點：輸入特性曲線：描述了管壓降UCE的目標(biāo)的情況下，作為輸入的伏安特性提到的基極電流IB和發(fā)射極結(jié)電壓降UBE之間的關(guān)系，可以表示為：。 輸出特性曲線：基極電流IB為一常數(shù)時，集電極電流iC與管壓降uCE之間的函數(shù)關(guān)系。可分為三個區(qū)：截止區(qū)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反向偏置。IE=0，IC=0，UCE=EC，管子失去放大能力。如果把三極管當(dāng)作一個開關(guān)，這個狀態(tài)相當(dāng)于斷開狀態(tài)。飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正向偏置。在飽和區(qū)IC不受IB的控制，管子失去放大作用，UCE=0，IC=EC／RC，把三極管當(dāng)作一個開關(guān)，這時開關(guān)處于閉合狀態(tài)。放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。特征頻率：由于在晶體管的PN結(jié)的結(jié)電容的存在下，晶體管的交變電流的放大系數(shù)隨工作頻率的增大而減小，該值下降到1時，信號的頻率被稱為特征頻率。另外還有直流參數(shù)、交流參數(shù)也是選擇晶體管時要考慮的因素。如：─指發(fā)射極開路，集電結(jié)的穿透電流。─指集電極開路，發(fā)射結(jié)的穿透電流。極間反向電流越小，說明管子的特性越好，受溫度的影響會小些。─發(fā)射極開路時，集基極間的反向擊穿電壓。這是集電極所允許加的最高反向電壓。自然這個參數(shù)值是越高越好，同時考慮價格因素。─基極開路時，集電極、發(fā)射極間的擊穿電壓。─集電極發(fā)射極飽和壓降從上述的分析中，在考慮到本設(shè)計的要求，選用了N型硅雙極型晶體管E13007。具體的參數(shù)如下：（，）； ()（，）； () （，）； () （，）； () （，）。 () 濾波電路的設(shè)計 濾波電路常用于濾除整流之后的輸出電壓中的紋波，通常由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)的電容C，或與負(fù)載串聯(lián)的電感L，以及由電容，電感組成的各種復(fù)式濾波電路。在設(shè)計交流濾波電路時，電源線引入的電磁噪聲會對整個電路有影響。電源線噪聲分為兩大類：共模干擾、差模干擾。考慮差模干擾和共模干擾的區(qū)別，使用差模或共模濾波器元件設(shè)置電源線濾波器電路抑制其在它的傳輸信道的干擾，以達(dá)到最佳的濾波效果。 開關(guān)穩(wěn)壓電源濾波電路，LF1叫做共模電感，C2和C3叫做共模電容。差模濾波元件和共模濾波元件，有較強(qiáng)的差模和共模干擾的衰減效應(yīng)。共模電感LF1是同一個磁環(huán)上由繞向相反、匝數(shù)相同的兩個繞組構(gòu)成。一般使用環(huán)形磁芯，磁通泄露小，效率高，但是繞線困難。當(dāng)市網(wǎng)工頻電流在兩個繞組中流過時，一進(jìn)一出，產(chǎn)生的磁場恰好抵消了，使得共模電感對市網(wǎng)工頻電流不起任何阻礙作用，可以無損傳輸。如果市網(wǎng)中包含有共模噪聲電流，通過共模電感時，由于這種共模噪聲電流是同方向的，流經(jīng)兩個繞組時，產(chǎn)生的磁場同相疊加，使得共模電感對干擾電流呈現(xiàn)出較大的感抗，由此起到了抑制共模干擾的作用。實際使用中，兩個共模電感線圈由于卷繞過程的差異，但這種差異只是用來作為差模電感。因此，一般的電路沒有設(shè)立獨立的差模電感。共模電感的差值電感和電容器C1和C4構(gòu)成了一個∏型濾波器。這種濾波器對差模干擾有較好的衰減。除了共模電感，電容C2和C3也用于過濾出的共模干擾。共模濾波器的衰減主要是由工作在低頻率的電感器，而在高頻時由電容器C2和C3的功能。電容器C2，C3的選擇，根據(jù)實際情況來定，由于電容C2，C3之間連接的電源線和地線的耐壓是比較高的，所以需要高壓力，低漏電流特性。差模干擾抑制器通常使用低通濾波器組件，最簡單的是兩根電源線之間連接一個濾波電容形成的輸入濾波電路的，只要選擇合適的電容，是能夠抑制高頻干擾的。此電容對高頻干擾是低阻抗的，兩個電源線之間的高頻干擾可以通過它的，其工頻信號的阻抗是高的，因此，沒有影響的工頻信號傳輸。電容器選擇的主要考慮因素是耐壓值，只要滿足耐壓等級，并能承受預(yù)期的電壓沖擊即可。 為避免放電電流引起的危害，C1，C4電容不應(yīng)過大，?。 開關(guān)管驅(qū)動電路的設(shè)計，我們選擇的功率元件為雙極型晶體管E13007，因為雙極型晶體管的驅(qū)動電流的波形不是一個完美的脈沖，起步時的驅(qū)動電流是比較大的， 基極驅(qū)動電流的波形然后慢慢衰減。：但是，驅(qū)動變壓器的輸出是一個方波信號。選擇一個合適的驅(qū)動電路，以便驅(qū)動變壓器的輸出信號盡可能適應(yīng)晶體管的基極驅(qū)動電流波形。這對于一個開關(guān)管快速的開啟和安全使用是非常重要的。: 基極驅(qū)動電路系統(tǒng)中的開關(guān)管加速開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，提供了較為理想的驅(qū)動電流波形。電容CDRC1DR8構(gòu)成了開關(guān)管的加速開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。變壓器一開始輸出驅(qū)動脈沖信號，不但給加速開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中電容CC11充電，而且還通過二極管流向開關(guān)管的基極。因此流過晶體管基極的驅(qū)動電流Ib比較陡，幅值大；隨著充電的進(jìn)行，電容上的電壓逐漸建立，當(dāng)電容充滿電后，驅(qū)動信號只能通過二極管回路，顯而易見此時的基極驅(qū)動電流幅值比電容未充滿電之前要低，構(gòu)成基極驅(qū)動電流的后半部分較平緩。電阻RRRR7是為了使開關(guān)管處于微導(dǎo)通狀態(tài)。如果兩個開關(guān)管QQ2均處于關(guān)斷狀態(tài)，只有集電極漏電流的存在，而開關(guān)管QQ2的集電極漏電流IcIc20是不可能完全一致的，從而導(dǎo)致A點電壓不是位于中點電壓，有一個較大的誤差；例如300V的輸入，理想情況下每個開關(guān)管各應(yīng)承受150V的電壓；如果沒有設(shè)定均壓電路不會使開關(guān)管處于微導(dǎo)通狀態(tài)，有可能會讓開關(guān)管承受較大的電壓，如200V，下一個管子只承受100V，而半橋電路中輸出變壓器原邊電壓可能高于這個值，這無疑減少了轉(zhuǎn)換器電路的輸出效率，因為在這種情況下電路沒有輸出。如果有了分壓網(wǎng)絡(luò)，能給開關(guān)管QQ2的基極提供電流IbIb2，并使得Ib1=Ib2，在集電極上就有Ic1=Ic2，而Ic1Ic10，Ic2Ic20，使得由于漏電流的不一致性導(dǎo)致對中點電位的影響微乎其微。例如：Ic10=，Ic20=，分壓網(wǎng)絡(luò)使得Ib1=Ib2=，假設(shè)晶體管的電流放大倍數(shù)，則有 Ic1=Ic2=5mAIc10=，從而消除了由于開關(guān)管的特性不一致而造成的影響，A點電壓等于輸入電壓中值。驅(qū)動變壓器產(chǎn)生脈沖信號,TL494脈寬調(diào)制器的8腳和11腳輸出分別驅(qū)動晶體管QQ4,經(jīng)過三極管放大之后,再驅(qū)動變壓器。這樣也實現(xiàn)強(qiáng)電和弱電信號的隔離。圖中DD8是射極自舉電路，C12是旁路電容。