【文章內(nèi)容簡介】 ??? ??? （ 33） 3) 計算氣隙長度 氣隙長度的計算公式為 : mmBA ILleppg 2232m a x2 ???????? ?? （ 34） 適當?shù)臍庀犊煞乐棺儔浩黠柡?，但過大又增加了變壓器漏感，所以應(yīng)該折中選擇，本設(shè)計的 EI 磁芯，單邊可取 δ/2 ， 實際 制作時在 EI 鐵芯兩側(cè)各墊上一片厚 的聚酯薄膜。 4) 計算原邊繞組匝數(shù) 原邊繞組匝數(shù)的計算公式為： 4m a x ??? ?pgp IBlN ? （ 35） 5) 計算各副邊繞組的匝數(shù) 副邊繞組每匝的感生電壓為： VNDDVV p 2 .9 7)1/(/ m a xm a xm ins e c ???匝 （ 36） 第 10 頁 共 22 頁 但實際纏繞是是根據(jù)調(diào)試所的參數(shù)調(diào)整 .導(dǎo)線的選擇原則是 :一般以 45A/ 2mm 的電流密度來選擇導(dǎo)線的規(guī)格 ,在選用導(dǎo)線的線徑時 ,應(yīng)該遵循導(dǎo)線直徑小于兩倍穿透深度的原則 ,當導(dǎo)線要求 的 直徑 大于由穿透深度決定的最大線徑時 ,為了減小趨膚效應(yīng) ,可采用直徑小的多股導(dǎo)線并饒或扁銅線帶饒制 本電路變壓器初級采用 米 的漆包線 次級采用 漆包線 雙線饒制偏置級與次級成 10:12的比例 ,也采用 平方毫米 的漆包線 。 6）繞制技巧 原邊繞組分二層繞 ， 繞原邊 25 圈，再把饋電繞組、輸出繞組繞 各繞 一層，最外面還是原邊 繞組，層與層之間要加絕緣膠帶，這樣的繞制方式可有效降低變壓器漏 。業(yè)余制作開關(guān)電源，工作頻率不要選用太高，因為自制的高頻變壓器工藝難以保證，高頻特性欠佳，頻率太高可能會導(dǎo)致電源無法工作。一般可選 50KHz 左右。 開關(guān)管 及 整流 元件 的選用 開關(guān)功率管可采用高頻特 性好，低內(nèi)阻的場效應(yīng)晶體管，因為開關(guān)管 工作速度快，輸入阻抗高，功耗小，受溫度影響小，驅(qū)動電路簡單 工作于 300V 的電壓，考慮到高頻變壓器的反向電動勢約有 200 多伏，線圈漏感引起的尖峰電壓約有 200V，所以功率管的反向擊穿電壓應(yīng)選用大于 800V 的高反壓場效應(yīng)管，功率管的最大漏極電流應(yīng)考慮整個電源的輸出功率，在 本 電源中，輸出功率較小，又是降壓式前級電流小， 可選用價廉的 NEC 的 K787（ 耐壓為 900V， 額定工作電流為 8A， 功率為 150W，封裝為 TO3P） 。同時功率管上應(yīng)安裝合適的散熱器， 因為開關(guān)電源的工作頻率較高 ，二極管應(yīng)選用高頻特性好的肖特基快恢復(fù)二極管，如 UF400 FR107 等元件。 選用輸出整流器二極管型號可以按工作反向工作電壓和工作電流選定，要注意反向工作電壓值 RV ≥* sPIV （副邊繞組最大峰制值反向電壓 ） 。 RV 是整流器二極管的產(chǎn)品額定反向耐壓 。 要求整流器二極管的工作電流 DI ≥ 3*oI ,工作電流 DI 是二極管的額定直流工作電流值 。 其輸出電流值 oI = oP /Vo 。 本電源最大電流為 4 安培工作電壓為 12V 為了電路能正常工作不至于損換元件 ,整流器二極管參數(shù)選擇留有一定裕度 ,該電源的整流器二極管為 STPR1620(最大工作電流 為 2*8 安培 最高耐壓為 200V,最大管壓降為 ,封裝為 TO220AB).偏置電路的整流器二極管選擇由于偏置繞組與 副邊繞組成一定比例其輸出電壓一般 是略高于 UC3842工作電壓 , 因此 ,偏置電路的整流器二極管選擇范 第 11 頁 共 22 頁 圍較寬 ,但也是在滿足 RV ≥ * sPIV (偏置繞組最大峰制值反向電壓 )的基礎(chǔ)之上 ,本電源使用的是 FR107（ RRMV 為 1000V， RMSV 為 700V， DCV 為 100V， 封裝為 DO41)。輸入整流器選擇 原則 為 ： 前級整流橋選擇 最大 正向 整流 允許值 ,此值依 電源 所設(shè)計的功率大小來決 定 ,所 選擇 的 輸出整流器 至少能 隨 所 計算 出來的二倍 穩(wěn)態(tài)電流值 。 峰值 反向電壓 阻隔值 ,由于輸入 部分所使用的整流器都是在較高電壓狀態(tài) 較 高 電壓 狀態(tài) ,因此在選擇整流器時 ,需要考慮其峰值反向電壓的額定值 ,一般都在 600V 以上 。 還要考慮具有較高的突變電流值 ,避免在打開瞬間其峰電流破壞二極管 。 本電路選用KBP307（ RRMV 為 1000v， RMSV 為 700v， DCV 為 1000V，封狀為 KBP）。 輸入 、 輸出電容的選用 輸入電容的一個參數(shù)就是容量， 濾波電容的容量根據(jù)電源的輸出功率而定，在單端反激式電源中經(jīng)驗值為 inC 取制值為輸出功率值的瓦特數(shù)乘上 1μ F，另一個參數(shù)為耐壓值，它的耐壓應(yīng)該大于經(jīng)過整流輸出以后的峰峰值，輸出電容 和輸入電容選用同樣是兩個參數(shù)，一個參數(shù)是耐壓，另一個就是容量，它跟輸出電流有關(guān)，經(jīng)驗值為輸出安培乘于 330μ F，耐壓為輸出電壓的 倍以上。 電路的模塊分析 電流控制模式的原理及優(yōu)點 圖 、電流雙閉環(huán)控制的原理。時鐘以固定頻率發(fā)送脈沖，脈沖到來時，鎖存器置 “1” ，開關(guān)管導(dǎo)通，變壓器原邊電流上升。上升到由誤差信號 Ue 決定的閾值時， PWM 比較器輸出高電平，鎖存器復(fù)位，功率開關(guān)管關(guān)斷，直到下個脈沖的到來。當輸入電壓升高時，系統(tǒng)有很快的動態(tài)響應(yīng)，對電壓擾動實現(xiàn)前饋抑制。同時，電壓誤差放大器有很高的增益，不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且改善了負載調(diào)整率。逐個脈沖電流檢測限制可以簡化過流保護電路，峰值限制最大輸出電流，保證電源工作可靠，變壓器 和功率器件不必有較大的裕量。 附錄 A圖 是以 UC3842作為控制器的單端反激式開關(guān)電源的電路圖 ,輸出 +12V/3A。電路對＋ 12V 輸出用 4N25光耦進行電壓采樣來精確穩(wěn)壓， L1 抑制共模干擾， R1 是熱敏電阻，限制上電的沖擊電流 ， C C3 抑制共模躁聲， C4是 抑制 串模躁聲， R3， C6， D3 用于吸收開關(guān)管關(guān)斷時，變壓器漏感產(chǎn)生的過電壓； R7 及 C8 構(gòu)成 UC3842 的 補償網(wǎng)絡(luò)； R5是 過流 檢測電 第 12 頁 共 22 頁 阻，用以把變壓器原邊的電流轉(zhuǎn)化成電壓， R2是起動電阻，起動完成后由饋電繞組經(jīng)過 D2及 C7供電 ， R8 及 C9 決定振蕩器頻率，本設(shè)計 中為 50kHz 左右 ， L C1 C16組成 π 型濾波，濾除低頻，而 C10 濾除高頻 ,因為 開關(guān)電源要求在空載下能工作，而反激式變換器必須保證磁路復(fù)位，否則會造成變壓器磁芯飽和，燒壞主功率管。 C11吸收副邊整流管的尖峰。 TL431 是精密可調(diào)基準電源， MUR1006 和 Z R19 組成過壓保護電路， LED 和 R16 為電路正常工作指示燈 ， T1 為開關(guān)管， T2A 為二級整流管 ， R15和 C12 是 為 TL431 的頻率補償 ， 其他電容都是為了濾除干擾。 穩(wěn)壓過程的分析 電流控制型脈寬調(diào)制實際上是利用 誤差信號去控制變 壓器初級線圈中的電流。電路主要由調(diào)整脈寬來穩(wěn)定 12V/3A輸出 ， 如附圖 所示， TL431 是精密可調(diào)基準電源，穩(wěn)壓值為 ～ 36V 連續(xù)可調(diào)，工作時電路自行調(diào)節(jié)陰極 K端電壓，以使 R端電壓 REFU 保持在 。而輸出電壓 Uo= REFU 〔 1＋ R14/（ R13） 實際當中考慮精度問題用兩個電阻串聯(lián) 〕 ≈ KAU ，由于 REFU 穩(wěn)定在 ，若改變 R14 就可以改變輸出。本 設(shè)計中 Uo=+（ ） *R14， 取 R14= ，則輸出為 12V。調(diào)節(jié)過程如下： 當負載變化時，例如 load↑→Uo↓→ REFU ↓→ KAU ↓→(Uo － KAU A)↓→ 光耦原邊 i↓→ 光耦副邊三極管 Uce↑→PWM 比較器反向輸入端 Ue↑→D↑→Uo ； 可見負載增大，電源自動調(diào)節(jié)占空比，使輸出穩(wěn)定，反之亦然。當輸入電壓升高時，即圖 電壓、電流雙閉環(huán)控制的原理 第 13 頁 共 22 頁 Ui↑→(Ui/L)↑→Uo↑→PWM 比較器正向輸入 端 Ucs↑→D↓→Uo↓ ； 可見輸入電壓波動是前饋調(diào)節(jié)的，速度快，當然輸入電壓的變化也會影響輸出，產(chǎn)生誤差進而調(diào)節(jié)，這樣線形調(diào)整率更佳。當調(diào)整 RES3 改變輸出時，例如 RES3↑→ （ R14＋ RES3）↑→Uo↓→(Uo － KAU )↑→ 光耦原邊 i↓→D↓→Uo↓ ；可見其與負載變化調(diào)整情況相反，調(diào)大 RES3 是降低輸出電壓，占空比隨之減小，從而穩(wěn)定輸出 。 UC3842 介紹 及控制電路的設(shè)計 Unitrode 公司的 UC3842 是一種高性能固定頻率電流型控制器，包含誤差放 大器、PWM 比較器、 PWM 鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準電源和欠壓鎖定等單元，其結(jié)構(gòu)圖如圖 5所示。 各管腳功能簡介如下 （括號內(nèi)為 SO14封狀的管腳號）。 1腳 COMP 是內(nèi)部誤差放大器的輸出端，通常此腳與 2腳之間接有反饋網(wǎng)絡(luò)，以確定誤差放大器的增益和頻響。2腳 FEED