【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 穩(wěn)壓二極管的分類(lèi)穩(wěn)壓二極管分低壓和高壓兩種。穩(wěn)壓值低于40V的叫做低壓穩(wěn)壓二極管；高于200V的叫做高壓穩(wěn)壓二極管。，各種型號(hào)規(guī)格齊全。穩(wěn)壓管的直徑一般只有2mm，長(zhǎng)度為4mm。它的穩(wěn)壓性能好，體積小，價(jià)格便宜。穩(wěn)壓二極管從材料上分為N型和P型兩種。選用穩(wěn)壓二極管的原則是：第一，注意穩(wěn)定電壓的標(biāo)稱(chēng)值；第二，注意電壓的溫度系數(shù)。2．穩(wěn)壓二極管的用途穩(wěn)壓二極管具有以下幾個(gè)作用：第一，對(duì)漏極和源極經(jīng)行鉗位保護(hù)；第二，起到加速開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的作用；第三，在開(kāi)關(guān)電源中常用高壓穩(wěn)壓二極管代替瞬態(tài)電壓抑制器TVS對(duì)初級(jí)回路產(chǎn)生的尖峰電壓進(jìn)行鉗位；第四，在晶體管反饋回路中，常常在晶體管的發(fā)射極串聯(lián)一只穩(wěn)壓管作電壓負(fù)反饋，提高放大電路的穩(wěn)定性。3．穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)如下：① 穩(wěn)定電壓VZ。設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要選用。② 穩(wěn)定電流IE。③ 溫度系數(shù)。溫度越高，穩(wěn)壓誤差越大?？焖倩謴?fù)二極管（Fast Recovery Diod）和超快速恢復(fù)二極管（Superfast Recovery Diod，SRD）時(shí)很多電子設(shè)備中常用的器件，在開(kāi)關(guān)電源中也經(jīng)常用到。這兩種二極管具有開(kāi)關(guān)特性好、耐壓高、正向電流大、體積小等優(yōu)點(diǎn)，在電子鎮(zhèn)流器、不間斷電源、變頻電源、高頻微波爐等設(shè)備中常用在整流、續(xù)流、限流等電路中。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(guò)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。② 平均整流電流Id：這時(shí)選用二極管的又一個(gè)主要指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，選用管子的整流電流時(shí)設(shè)計(jì)輸出電流的3倍以上。③恢復(fù)和快速恢復(fù)二極管有3種結(jié)構(gòu)，即單管、共陰對(duì)管和共陽(yáng)對(duì)管。所謂共陰、共陽(yáng)是指兩只二極管接法不同。2．檢測(cè)方法及選用原則① 檢測(cè)方法：利用萬(wàn)用表的電阻檔或數(shù)字萬(wàn)用表的二極管檢測(cè)檔，能夠檢查二極管的單向?qū)щ娦?，并測(cè)出正向?qū)▔航?；用兆歐表能測(cè)出反向擊穿電壓。一般正向電阻為6，反向電阻為無(wú)窮大，可從讀出的負(fù)載電壓計(jì)算出正向?qū)▔航?。?選用原則：超快速恢復(fù)二極管在開(kāi)關(guān)電源中可作為阻塞二極管和次級(jí)輸出電壓的整流管。超快速恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間在20～50ns之間；整流電流Id為最大輸出電流IOM的3倍以上，即Id3IOM；最高反向工作電壓VRM為最大反向峰值電壓V(BR)S的2倍以上，即VRM2V(BR)S。 光電耦合器光電耦合器（Optical Coupler，OC）也叫光電隔離器（Optical Isolationg，OI），簡(jiǎn)稱(chēng)光耦。它時(shí)一種以紅外光進(jìn)行信號(hào)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。它的光—電反應(yīng)也是隨著光的強(qiáng)弱改變而變化的。這就實(shí)現(xiàn)了“電—光—電”功能轉(zhuǎn)換，也就是隔離信號(hào)傳遞。光電耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是單向信號(hào)傳輸，輸入端和輸出端完全實(shí)現(xiàn)了隔離，不受其他任何電氣干擾和電磁干擾，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。因?yàn)樗鼤r(shí)一種發(fā)光體，而且用低電平的電源供電，所以它的使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高，而且體積小，可廣泛用于級(jí)間耦合、信號(hào)傳輸、電氣隔離、電路開(kāi)關(guān)以及電平轉(zhuǎn)換等。在儀器儀表、通信設(shè)備及各種電路接口中都應(yīng)用到了光電耦合器。在開(kāi)關(guān)電源電路中利用光電耦合器構(gòu)成反饋電路，通過(guò)光電耦合器來(lái)調(diào)整、控制輸出電壓，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的；通過(guò)光電耦合器進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換。實(shí)際上，光電耦合器有晶體管、達(dá)林頓、可控硅、磁效應(yīng)管等多種輸出形式。圖25 光電耦合器及其典型用法通常的光電耦合器由于它的非線性，因此在模擬電路中的應(yīng)用只限于對(duì)較高頻率的小信號(hào)的隔離傳送。普通光耦合器只能傳輸數(shù)字（開(kāi)關(guān)）信號(hào)，不適合傳輸模擬信號(hào)。近年來(lái)問(wèn)世的線性光耦合器能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或模擬電流信號(hào)，使其應(yīng)用領(lǐng)域大為拓寬。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(hào)，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(zhǎng)，傳輸效率高。它廣泛用于電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離、開(kāi)關(guān)電路、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。由于光電耦合器的輸入阻抗與一般干擾源的阻抗相比較小，因此分壓在光電耦合器的輸入端的干擾電壓較小，它所能提供的電流并不大，不易使半導(dǎo)體二極管發(fā)光。光電耦合器的外殼是密封的，它不受外部光的影響。光電耦合器的隔離電阻很大、隔離電容很小（約幾個(gè)pF），所以能阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。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(huì)成比例地產(chǎn)生一個(gè)用于進(jìn)一步控制下一級(jí)的電路的電壓。它由發(fā)光二極管和光敏三極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管接通而發(fā)光，光敏三級(jí)管導(dǎo)通。光電耦合器是電流驅(qū)動(dòng)型，需要一定的電流才能使發(fā)光二極管導(dǎo)通，如果輸入信號(hào)太小，發(fā)光二極管不會(huì)導(dǎo)通，其輸出信號(hào)將失真。在開(kāi)關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過(guò)調(diào)節(jié)控制端電流來(lái)改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。在開(kāi)關(guān)電源中我們是采用電壓環(huán)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定輸出的，光電耦合器作為輸入采樣、反饋信號(hào)、輸出驅(qū)動(dòng)的隔離器件。一方面光電耦合器可以起到隔離兩個(gè)系統(tǒng)地線的作用，使兩個(gè)系統(tǒng)的電源相互獨(dú)立，消除地電位不同所產(chǎn)生的影響。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(duì)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(huì)因?yàn)殡娐分械母哳l電流的電磁干擾對(duì)控制電路產(chǎn)生干擾。2．光耦合器的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降、正向電流、電流傳輸比CTR、輸入級(jí)與輸出級(jí)之間的絕緣電阻、集電極發(fā)射極反向擊穿電壓、集電極發(fā)射極飽和壓降。此外，在傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)還需考慮上升時(shí)間、下降時(shí)間、延遲時(shí)間等參數(shù)。電流傳輸比CTR是光耦合器的重要參數(shù)，通常用直流電流傳輸比來(lái)表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時(shí)，它等于直流輸出電流與直流輸入電流IF的百分比。其公式為： （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%。這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只需較小的輸入電流。因此，CTR參數(shù)與晶體管的hFE有某種相似之處。普通光耦合器的特性曲線呈非線性，在較小時(shí)的非線性失真尤為嚴(yán)重，因此它不適合傳輸模擬信號(hào)。線性光耦合器的特性曲線具有良好的線性度，特別是在傳輸小信號(hào)時(shí)，其交流電流傳輸比()很接近于直流電流傳輸比CTR值。因此，它適合傳輸模擬電壓或電流信號(hào)，能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。這是其重要特性。3．線性光耦合器的產(chǎn)品及選取原則使用光電耦合器主要是為了提供輸入電路和輸出電路間的隔離，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須遵循下列原則：所選用的光電耦合器件必須符合國(guó)內(nèi)和國(guó)際的有關(guān)隔離擊穿電壓的標(biāo)準(zhǔn)；由英國(guó)埃索柯姆(Iso)公司、美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的4N系列(如4N24N24N35)光耦合器，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用地十分普遍。鑒于此類(lèi)光耦合器呈現(xiàn)開(kāi)關(guān)特性，其線性度差，適宜傳輸數(shù)字信號(hào)(高、低電平)，可以用于單片機(jī)的輸出隔離；所選用的光耦器件必須具有較高的耦合系數(shù)。開(kāi)關(guān)電源則應(yīng)該選擇線性光電耦合器，上表給出了常見(jiàn)的線性光電耦合器及主要數(shù)據(jù)。其次，必須正確選擇線性光耦合器的型號(hào)及參數(shù)。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。光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%～200%。這是因?yàn)楫?dāng)CTR＜50%時(shí)，光耦中的LED就需要較大的工作電流(IF＞)，才能正?？刂茊纹_(kāi)關(guān)電源IC的占空比，這會(huì)增大光耦的功耗。若CTR＞200%，在啟動(dòng)電路或者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，有可能將單片開(kāi)關(guān)電源誤觸發(fā)，影響正常輸出。 器件TL431TL431是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源。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。，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開(kāi)關(guān)電源等等。TL431特點(diǎn)：（1）最大輸出電壓為36V；（2）電壓參考誤差：177。％ ，典型值@25℃（TL431B）；（3）低動(dòng)態(tài)輸出阻抗， ；（4） to 100mA；（5）等效全范圍溫度系數(shù)50 ppm/℃典型； （6）溫度補(bǔ)償操作全額定工作溫度范圍； （7）低輸出噪聲電壓。圖26 TL431的外觀和管腳 自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)（Resettable Swithing，RS）又叫自動(dòng)恢復(fù)保險(xiǎn)絲，它是一種過(guò)流保護(hù)器件。當(dāng)電路發(fā)生短路或用電電流超過(guò)極限值時(shí)，它起保護(hù)作用。它具有開(kāi)關(guān)特性好、使用安全、不需維護(hù)、自動(dòng)恢復(fù)、可反復(fù)使用等特點(diǎn)。1．工作原理自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)是由高分子晶狀聚合物和導(dǎo)電鏈構(gòu)成的，它將聚合物緊密束縛在導(dǎo)電鏈上，在常態(tài)下它的電阻值非常低，工作電流通過(guò)開(kāi)關(guān)時(shí)功耗也很小，它所產(chǎn)生的熱量很少，不改變聚合物內(nèi)部的晶狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)電路電流超過(guò)最大設(shè)計(jì)值或發(fā)生短路故障時(shí)，電流增加，導(dǎo)電鏈產(chǎn)生的熱量時(shí)聚合物從晶狀體狀態(tài)變?yōu)榉蔷铙w狀態(tài)，立即將電路電流切斷，對(duì)電路起到保護(hù)作用。當(dāng)故障排除以后，它又能很快恢復(fù)到低電阻狀態(tài)。這種可持續(xù)性的轉(zhuǎn)換器件能反復(fù)使用而不損壞。自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)可在家用電器、計(jì)算機(jī)通信設(shè)備以及開(kāi)關(guān)電源上用作過(guò)流保護(hù)。通常，將自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)串接在低壓直流輸出端，此時(shí)交流輸入端的保險(xiǎn)管可省去。這里應(yīng)特別注意：自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)只能進(jìn)行低壓過(guò)流保護(hù)，而不能接在220V或110V交流電壓上，否則將使開(kāi)關(guān)燒壞。日光燈短路或漏氣時(shí)，鎮(zhèn)流器的工作電流是正常工作電流的3倍以上，這時(shí)只要在鎮(zhèn)流器的輸出端與燈之間的電路上串接一只自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)，就能非常有效地進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，提高電子鎮(zhèn)流器的可靠性。2．檢測(cè)方法（1） 電阻檢查用數(shù)字萬(wàn)用表的電阻檔直接測(cè)量它的直流電阻，電阻值越小，自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)的容量越大。（2）過(guò)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(kāi)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(kāi)關(guān)的電流容量IH。穩(wěn)壓電源的輸出電壓從零開(kāi)始逐漸升高，這時(shí)注意電流表的電流讀數(shù)也在不斷增加。當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電流接近或超過(guò)自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)的電流容量時(shí)，電流表上的電流讀數(shù)突然減小，此時(shí)自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)已進(jìn)入高阻狀態(tài)。關(guān)斷電源后，穩(wěn)壓電源的輸出電壓又從零點(diǎn)幾伏開(kāi)始上升。觀察電流表，如果一段時(shí)間后電流表上的電流讀數(shù)升到一定值，這段時(shí)間就是自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)恢復(fù)時(shí)間。 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。熱敏電阻的主要參數(shù)有：(1) RT0：零功率電阻值，表示室溫為25℃時(shí)的電阻值。(2) ：零功率電阻系數(shù)，表示零功率下溫度每變化1℃所引起電阻值的相對(duì)變化率（%/℃）。(3) ：耗散系數(shù)，指熱敏電阻的溫度每變化1℃所消耗功率的相對(duì)變化量（mW/℃）。熱敏電阻在開(kāi)關(guān)電源中起過(guò)溫度保護(hù)和軟啟動(dòng)的作用。過(guò)溫保護(hù)時(shí)將熱敏電阻并接在輸入電路中。剛啟動(dòng)時(shí)，溫度低，電阻值高，相當(dāng)于開(kāi)路。如果電路輸入電壓超高，熱敏電阻就會(huì)發(fā)熱，其電阻值降低，對(duì)輸入電流分流。當(dāng)發(fā)熱越過(guò)極限值時(shí)，整流后的輸出電壓降低，開(kāi)關(guān)電源高頻振蕩停振，或是由于熱敏電阻阻值降低后，將電路保險(xiǎn)絲燒斷，電路與供電電源斷開(kāi)，起到熱保護(hù)作用。所謂軟啟動(dòng)是指電源剛通電時(shí)，因?yàn)V波電容C的電壓不能突變，容抗趨于零，瞬時(shí)對(duì)電容充電的電流很大，容易損壞電解電容。為了解決這一問(wèn)題，一般是在電路中串接幾歐姆的電阻，在啟動(dòng)瞬間對(duì)電流加以限制。但是，由于電阻功耗上升，電源效率下降。如果將電阻換為熱敏電阻，就可解決這一問(wèn)題。電路剛通電時(shí)，熱敏電阻的溫度低，阻值很大，瞬時(shí)能對(duì)充電電流加以限制。隨著電流通過(guò)發(fā)出熱量，熱敏電阻的阻值迅速減小，啟動(dòng)成功，功耗降低。這就是熱敏電阻對(duì)軟啟動(dòng)的作用。31第3章 自激式開(kāi)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。DATAS1C7423T彩顯可兼容CGA、EGA、VGA模式， 。在行掃描電路中，行振蕩電路受控于模式識(shí)別系統(tǒng)而改變其振蕩頻率。由于行頻的差別較大，轉(zhuǎn)換顯示模式的同時(shí)，行輸出級(jí)的供電電壓必須改變。當(dāng)行頻升高時(shí)，行偏轉(zhuǎn)線圈的感抗XL=2?L相應(yīng)增大，行偏轉(zhuǎn)電流隨之減小。此時(shí)為了使行掃描滿(mǎn)幅，只有提高行掃描供電電壓，使行偏轉(zhuǎn)電流增大。當(dāng)行頻降低時(shí)，行偏轉(zhuǎn)線圈的感抗減小，行電流增大。如果不改變開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓，不僅僅是行幅增大，還要損壞顯示管，但此時(shí)降低的只是行輸出級(jí)的供電，而其他各組供電必須保持不變。這就是雙頻顯示器或多頻顯示器開(kāi)關(guān)電源的最大特點(diǎn)。開(kāi)關(guān)電源工作在高頻狀態(tài)，為了達(dá)到設(shè)計(jì)目的，本設(shè)計(jì)中采用自己振蕩電路產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)?？傠娐房煞譃閱?dòng)與濾波電路、DC/AC變換電路、反饋與保護(hù)電路、輸出轉(zhuǎn)換電路等四個(gè)環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)圖如圖31所示。圖31 總電路結(jié)構(gòu)圖 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(duì)開(kāi)關(guān)電源和市電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向隔離，以避免開(kāi)關(guān)脈沖通過(guò)電網(wǎng)輻射干擾電腦主機(jī)和其他電器。L901為同一磁心上分段繞制的兩組電感，其干擾脈沖磁場(chǎng)方向相反，使對(duì)稱(chēng)雙線干擾相互抵消。L901的電感量達(dá)45mH，加上分段繞制，使其分布電容極小，因此有較寬的共模抑制頻譜。C901和C904與L901的兩繞組構(gòu)成LC式濾波器，兩電容接地點(diǎn)為顯示器的信號(hào)地，以使信號(hào)地為干擾脈沖的零電位點(diǎn)。為了避免連續(xù)使用溫升過(guò)高，在顯示器中常用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC作為濾波電容充電的限流電阻。NTC在通電瞬間溫度上升，其阻值減小，功耗也減小。為了適應(yīng)各種不同的輸入電壓，顯示器電源電路設(shè)置有110/220V轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。當(dāng)S開(kāi)路時(shí)電路為普通的橋式全波整流器，適用于輸入電壓為220V的情況；當(dāng)S閉合時(shí)電路變?yōu)槿ū秹赫麟娐罚湔鳛V波直流電壓為輸入市電電壓最大值的兩倍，適用于