【文章內容簡介】 IL－ S－ 19500標準 B－ 1以上質量等級的軍品。 ⑦ 設計時盡量少用 繼 電器 ，確有必要時應選用接觸良好的密封繼電器。 ⑧ 原則上不選用電位器，必須保留的應進行固封處理。 ⑨ 吸收電容器與開關管和輸出整流管的距離應當很近，因流過高頻電流，故易升溫，所以要求這些電容器具有高頻低損耗和耐高溫的特性。 （ 4)損耗問題 損耗引起的元器件失效取決于工作時間的長短，與工作應力無關。鋁電解電容長期在高頻下工作會使電解液逐漸損失，同時容量亦同步下降，當電解 液損失 40％時，容量下降 20％；電解液損失 0％時，容量下降 40％，此時電容器芯子已基本干涸，不能再予使用。為防止發(fā)生故障，一般情況下應在圖紙上標明鋁電解電容器更換的時間，到期強迫更換。 保護電路的設置 為使電源能在各種惡劣環(huán)境下可靠地工作，應設置多種保護電路，如防浪涌沖擊、 過壓、欠壓、過載、短路、過熱等保護電路。 設計（論文）用紙 第 10 頁 電磁兼容性 (EMC)設計 開關電源因采用脈沖寬度調制 (PWM)技術，其脈沖波形呈矩形，上升沿與下降沿均包含大量的諧波成分，另外輸出整流管的反向恢復也會產 生電磁干擾 (EMI)，這是影響可靠性的不利因素，因而使電磁兼容性成為系統(tǒng)的重要問題。 產生電磁干擾有三個必要條件：干擾源、傳輸介質、敏感的接收單元， EMC設計就是破壞這三個條件中的一個。 良好的布局和布線技術也是控制噪聲的一個重要手段。為減少噪聲的發(fā)生和防止由噪聲導致的誤動作，應注意以下幾點： ① 盡量縮小由高頻脈沖電流所包圍的面積。 ② 緩沖電路盡量貼近開關管和輸出整流二極管。 ③ 脈沖電流流過的區(qū)域遠離輸入輸出 端子 ，使噪聲源和出口分離。 ④ 控制電路和功率電路分開，采用單點接地方式，大面積接地容易引起天線 作用，所以建議不要采用大面積接地方式。 ⑤ 必要時可以將輸出濾波電感安置在地回路上。 ⑥ 采用多只低 ESR（等效串聯(lián)電阻）的電容并聯(lián)濾波。 ⑦ 采用銅箔進行低感低阻配線。 ⑧ 相鄰印制線之間不應有過長的平行線，走線盡 量避免平行，采用垂直交叉方式，線寬不要突變，也不要突然拐角。禁止環(huán)形走線。 ⑨ 濾波器的輸入和輸出線必須分開。禁止將開關電源的輸入線和輸出線捆扎在一起。 安全性設計 對于電源而言，安全性歷來被確定為最重要的性能之一，不安全的產品不但不能完成規(guī)定的功能，而且還有可能發(fā)生嚴重事故，造成機毀人亡的巨大損失。為保證產品具有相當高的安全性，必須進行安全性設計。電源產品安全性設計的內容主要是防止觸電和燒傷。 三防設計 三防設計是指防潮設計、防鹽霧設計和防霉菌設計。 設計（論文）用紙 第 11 頁 第二章 開關電源 自 激串聯(lián)調寬式開關電源 自激串聯(lián)調寬式開關電源主要由脈沖變壓器，開關管、 RC定時電路和啟動電路等組成。如圖所示。 T1為脈沖變壓器， C1 為濾波電容， VD1為續(xù)流二極管。 該開關電源的脈沖變壓器 T1串聯(lián)在電源輸入電壓 U與主負載電壓 +B 電路之中，同時取樣電壓直接取自負載兩端，開關管串接在輸入電路和輸出電路之間。 當脈沖調寬電路輸出正脈沖時， V1 飽和導通，輸入電壓 U經 V T1給負載 RL供電，同時對 C1 充電。在 V1 導通時，整流后的直流電流向轉換磁能的變壓器供電，將轉換的磁能儲存在變壓器中。 當脈沖調寬電路 輸出的正脈沖消失之后， V1 截止， U1 不能加到 T1 上，此時 T1產生的電動勢維持它不變，釋放儲存的磁能，轉變?yōu)殡娏髁鬟^ RL，通過續(xù)流二極管VD1 構成回路。 從取樣、比較放大和基準電壓電路取出一個反映出 +B 電壓大小的控制電壓，加到脈寬電路，用來控制脈沖寬度。當 +B 電壓增高時，使脈沖變窄， V1 導通時間縮短，+B 電壓降低，當 +B 電壓減小時使脈沖變寬， V1 導通時間增長， +B電壓增大，從而達到輸出穩(wěn)定的 +B 電壓的目的。 脈 沖 調 寬行 逆 程 脈 沖取 樣電 路基 準 電 壓VV D 1T 1C 1+ BU i 圖 21 自激串聯(lián)調寬式開關電源結構圖 設計（論文）用紙 第 12 頁 串聯(lián)型 開關 穩(wěn)壓電 源 基本調整管電路 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，負載電流最大變化范圍等于穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流和最小穩(wěn)定電流之差，即（ IZMIZ）。 擴大負載電流的最簡單方法是：利用晶體管的電流放大作用，將穩(wěn)壓管穩(wěn)定電路的輸出電流放大后，再作為負載電流。電路采用射極輸出形式，因而引入了電壓負反饋，可以穩(wěn)定輸出電壓。 調整管：晶體管的調節(jié)作用使 UO穩(wěn)定，晶體管稱為調整管。要使調整管起到調整作用，必須使它工作在放大狀態(tài)。 串聯(lián)穩(wěn)壓電源：由于調整管與負載相串聯(lián)，故稱這類電路為串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。 線 性穩(wěn)壓電源：由于調整管工作在線性區(qū)，故稱這類電路為線性穩(wěn)壓電源。 2..2..2 具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路 1 電路構成 基本調整管穩(wěn)壓電路的輸出電壓不可調，且輸出電壓因 UBE的變化而變，穩(wěn)定性較差。為了使輸出電壓可調，加深電壓負反饋，可在基本調整管穩(wěn)壓電路的基礎上引入放大環(huán)節(jié)。 電路由調整管、基準電壓電路、取樣電路和比較放大電路組成。 2 穩(wěn)壓原理 電網電壓波動（或負載電阻的變化）使輸出電壓 UO上升時，取樣電壓 UN增大，由于穩(wěn)壓管的電壓 UZ不變，運放的輸入電壓 UNP(=UNUP=UNUZ)增大，使 A的輸出減?。凑{整管的基極電位降低），而使調整管 T 的 ce壓降低增大，從而調節(jié)輸出電壓UO（ =UIUce）減小。使輸出電壓得到穩(wěn)定。 可見，電路是靠引入深度電壓負反饋來穩(wěn)定輸出電壓。 3 輸出電壓的可調范圍 當電位器 R2的滑動端在最上端時，輸出電壓最小為 （ ） 當電位器 R2的滑動端在最下端時，輸出電壓最大為 （ 22） 若 R1=R2=R3=300Ω， UZ=6V，則輸出電壓 9V≤ UO≤ 18V。 4 調整管的選擇 設計（論文）用紙 第 13 頁 在串聯(lián)型穩(wěn)壓電路中，調整管是核心元件，它的安全工作是電路正常工作的保證。調整管一般為大功率管，因而選用原則與功率放大電路中的功放管相同，主要考慮其極限參數(shù) ICM、 U（ BR） CEO和 PCM 1) ICM的選取 調整管中流過的最大集電極電流為 ICmax=ILmax+I R1 (23) 其中 ILmax為負載電流最大額定值， IR1 為取樣、比較放大和基準環(huán)節(jié)所消耗的電流，通常 R1上的電流可忽略，所以 ICM?ILmax ( 24) 2)擊穿電壓的選取 當電網電壓波動177。 10%時，穩(wěn)壓電路輸入電壓 UI到最大值 UImax，同時輸出電壓又最低時，調整管承受的管壓降最大，所以要求調整管擊穿電壓為 U（ BR） CEO ?UImax UOmin (25) 3)功率 PCM 的選取 調整管可能承受的最大集電極功耗為 PCmax=UCEmax ICmax=（ UImax UOmin） ICmax (26) UImax是考慮到電網電壓波動177。 10%時，穩(wěn)壓電路輸入電壓的最大值， UOmin是輸出電壓的最小額定值。所以要求 PCM ?(UImax UOmin)?ILmax 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的方框圖 根據(jù)分析，實用的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源至少包含調整管、基準電壓電路、取樣電路和比放大電路四個部分。 調 整 管保 護電 路 取樣電路比 較 放 大器基 準 電 壓電 路U 1U 2 并聯(lián)開關穩(wěn)壓電源 自激并聯(lián)調頻式開關電源工作原理 激并聯(lián)調頻式開關電源電路如圖所示。 V V2 構成脈沖調制電路，脈沖變壓器T 的 1端產生感應電動勢加到 R C R4組成的積分電路，將圖中正極性矩形脈沖變設計（論文）用紙 第 14 頁 成尖頂向下的尖頂脈沖，到 V1 的基極，經 V1 放大后，從其集電極輸出尖頂脈沖向上的脈沖，再加到 V1 的基極，從發(fā)射極輸出。由于發(fā)射極的射隨作用， V2 發(fā)射極也輸出同 V1 集電極相同的脈沖波形，該脈沖信號加到開關管的基極，當尖峰脈沖出現(xiàn)時，開關管 導通，當尖峰脈沖消失時，開關管截止，因此，自激并聯(lián)調頻式開關電源的電壓輸出大小也是由開關管導通時間的長短開決定的，而開關管導通時間的長短有時又尖峰脈沖出現(xiàn)的頻率來決定。故稱作調頻式開關電源。 開 關 管V 2TC 2R 1R 2C 2R 4R 3V 1 圖 25 自激并聯(lián)調寬式開關電源工作原理 自激并聯(lián)調寬式開關電源時目前電視機中應用最多的一種電源，其電路 如圖所示，它時通過在開關電源的輸入電路與負載電路之間串人脈沖變壓器，將開關管串聯(lián)在脈沖變壓器的二次側，利用逆程脈沖觸發(fā)開關管的基極或柵極，使開關管的 周期斌率不變，通過取樣信號來調制開關管的導通和截止時間。 脈 沖 調 寬取 樣 電 路比 較 放 大其 準 電 壓行 逆 程 脈 沖T 1V T 1U iC 1R L 圖 圖中 V1 為開關管， T1為脈沖變壓器， C1 為濾波電容， VD1 為續(xù)流二極管。 RL為負載，由于該電路沒有專門設置振蕩器，而是由開關管與脈沖變壓器自身構成一個自激振蕩器，產生開關管導通電壓，開關管工作后，行掃描電路啟動工作，產生行逆程脈沖，由行逆程脈沖觸發(fā)開關管，使開關管導通和截止。 該電源采用調寬方式來調制開關管的導通和截止時間，即保持開關管導通和截 止一個周期的總時間不變，而通過調寬電路改變脈沖的寬度，來改變開關管的導通和截設計（論文）用紙 第 15 頁 止時間，當開關管導通時，由濾波電容向負載供電。當開關管截止時，由脈沖變壓器儲存的磁能向主濾波電容和負載供電。 從圖中可以看出，電源中的開關管與脈沖變壓器并聯(lián)在輸入電路與負載電路之間，其取樣電壓來自負載兩端，通過取樣電路，從負載電路電壓中取出一個反映輸出電壓+B變化規(guī)律的控制電壓，加到脈沖調寬電路。對開關管在一個周期內的導通和截止時間經行調制，通過改變開關管的導通和截止時間，從而使脈沖變壓器二次輸出穩(wěn)定的交流電壓 . 聯(lián)多路控制式開關電源工作原理 自激并聯(lián)多路控制式開關電源時目前使用比較廣泛且有一定的代表的典型電路之一。該類開關電源是一種由分立元件組成的多環(huán)路控制自激 并聯(lián)開關電源。它在傳統(tǒng)開關電源的基礎上進行了技術改進，擴展了使用功能，可輸入 90~280V交流電壓，輸出 127~396V的大范圍直流電壓。 該開關電源在傳統(tǒng)開關電源基礎上的主要技術改進有以下兩點： （ 1）將傳統(tǒng)開關電源中的一路自激振蕩系統(tǒng)擴展為二路正反饋電路的自激振蕩系統(tǒng)。由于采用基極定時的振蕩電路利用反饋電壓對定時電容充電的電流，限制了維持飽和導通的開 關穩(wěn)壓電源電路的穩(wěn)壓范圍只能在 180~240V內變化，因此在電壓低于150V時，整流后的直流電壓僅為 175V左右，其反饋繞組產生的感應電動勢也會降低，在這種情況下，采用調整壓控電阻器來增大充電阻值，延長充電時間常數(shù)，增加開關管導通時間，提高占空比，從理論上講可以使輸出電壓不變。但實際上，維持開關管飽和導通的充電電流會使感應電動勢降低，充電阻值增加而減小，導致開關管出現(xiàn)欠飽和導通狀態(tài)，難以維持輸出電壓的穩(wěn)定。 8SV1 TVRC79 圖 27 自激振蕩系統(tǒng) 擴展為二路正反饋電路的自激振蕩系統(tǒng)如圖 212 所示，其電路工作原