【導(dǎo)讀】的裝置的動(dòng)力源泉。直流開關(guān)電源是一種由占空比控制的開關(guān)電路構(gòu)成的電能。于生活、生產(chǎn)、科研、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。開關(guān)電源因具有體積小、重量輕、效。率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而逐漸取代傳統(tǒng)技術(shù)制造的連續(xù)工作電源，被譽(yù)為高效節(jié)能電源，現(xiàn)己成為穩(wěn)壓電源的主導(dǎo)產(chǎn)品。的電路元件相配合作為反饋電路，使設(shè)計(jì)出的開關(guān)電源具有自動(dòng)穩(wěn)壓功能。統(tǒng)工作頻率在50kHZ，輸出6路隔離的電壓。

　　

【正文】 （ 323） 式中： outI —— 輸出端的額定電流值，單位為 A； minD —— 在高輸入電壓和輕載下所估計(jì)的最小占空比（估計(jì)值為 是比較合適的）； )( pkpkV ? —— 期望的輸出電壓紋波峰峰值，單位為 V。 5V輸出： FmVk H z ?9855050 V5 ????? ）（ ： FmVk H z ?11825050 . 3V3 ????? ）（ 第二級(jí)需要考慮的是如何將不能滿足要求紋波電壓經(jīng)過 LC濾波使其滿足要求。通常濾波電感可以選擇 30~100μ H，輸出濾波電容器不僅要考慮輸出紋波電壓是否可以滿足要求，還要考慮抑制負(fù)載電流的變化，在這里可以選擇 100μF/25V。 保護(hù)電路 系統(tǒng)的保護(hù)電路包括過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、欠壓鎖定電路、尖峰電壓沖擊保護(hù)等。以下將就幾種保護(hù)電路做個(gè) 詳細(xì)的介紹。 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 圖 310 能同時(shí)實(shí)現(xiàn)欠壓 過壓保護(hù)和降低最大占空比的電路 如上圖所示， 在 M 段與直流高壓總線之間接一只設(shè)定電阻 RLS，能夠檢測(cè)直流輸入電壓 V1的大小。用來計(jì)算欠壓值（ VUV）和過壓值 (VOV)的公式分別為 VUV =IUVRLS (1) VOV=IOV RLS (2) 取 =2M ，將欠壓是電流值 IUV=+50 代入 (1)得到，直流電壓 VUV=100V。又因過壓時(shí) IOV=+225 ，故由（ 2）式計(jì)算出直流電壓 VOV=450V。降低最大占空比開始時(shí)的門限電流 IM (D)=+90 IM 從 +90 +225 （即 IOV值）時(shí)， Dmax 就從 78%（對(duì)應(yīng)于 VUV=100V）線性降低到 47%（對(duì)應(yīng)于 VOV =375V）。 開關(guān)電源電路工作原理 開關(guān)電源啟動(dòng) 交流電壓 U 依次經(jīng)過電磁干擾 (EMI）濾波器（ C6， L1）、輸入整流濾波器（ BR， C1）后獲得直流高壓 U1，經(jīng)高頻變壓器的初級(jí)接 TOP233Y 內(nèi)部功率開關(guān)2MRLSTOP233YIC1D MCS+V1第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 管的漏極 D。為承受可能從電網(wǎng)線竄入的雷擊電壓，在交流輸入端還并聯(lián)一只標(biāo)稱電壓 U1mA=275V 的壓敏電阻器 VSR。 U1mA 表示當(dāng)壓敏電 阻器上通過 1mA 的直流電流時(shí)元件兩端的電壓值。 R1用來設(shè)定欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)的閾值電壓，若取 R1=2M ，則 U1100V 時(shí) 進(jìn)行欠壓保護(hù)， U1450V 時(shí)進(jìn)行過壓保護(hù)，均可保護(hù)機(jī)頂盒電源不受損壞。由瞬態(tài)電壓抑制器 VDZ1（ P6KE200）和超快恢復(fù)二極管 VD1（ UF4007）組成箝位電路，用于吸收在 TOP233Y關(guān)斷時(shí)由高頻變壓器漏感產(chǎn)生的尖峰電壓，對(duì)漏極起到保護(hù)作用。 內(nèi)部完整的 10ms 軟啟動(dòng)。無(wú)需另外外接元件即可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)功能 , 限制啟動(dòng)期間峰值電流和電壓對(duì)元件的沖擊 , 并能使輸出過沖最小。 開關(guān)電源儲(chǔ)能 當(dāng) TOP233Y 內(nèi)置 MOSFET 啟動(dòng)導(dǎo)通以后，輸入直流電壓經(jīng)變壓器的初級(jí)繞組與 MOSFET 的漏極源極 形成回路 ，這一電流回路就會(huì)在初級(jí)繞組上產(chǎn)生上 正下負(fù)的感應(yīng)電勢(shì)，根據(jù)同名端的定義，變壓器次級(jí)繞組輸出的感應(yīng)電勢(shì)均為負(fù)的，故各個(gè)輸出整流二極管均反偏，處于截止?fàn)顟B(tài)，高頻變壓器將電能轉(zhuǎn)化成磁能儲(chǔ)存在初級(jí)繞組中，完成了儲(chǔ)能過程。 開關(guān)電源能量釋放 當(dāng) TOP233Y 內(nèi)部的 PWM 鎖存器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，漏極 D 停止輸出脈沖，使 MOSFET由 導(dǎo)通變?yōu)榻刂?。這樣，變壓器初級(jí)繞組上的感應(yīng)電壓極性變?yōu)橄抡县?fù)，相應(yīng)的次級(jí)繞組的感應(yīng)電壓變?yōu)樯险仑?fù)，各個(gè)整流二極管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，將初級(jí)儲(chǔ)存的能量釋放出來，傳遞到次級(jí)的各繞組進(jìn)行整流、濾波，得到需要的輸出電壓。其中，次級(jí)繞組 N6產(chǎn)生 的感應(yīng)電壓，提供給 TOP233Y 的 控制端 C 提供控制電流 ，以取代由原來蓄電池的供電。在 TOP233Y 的控制下，上述過程周而復(fù)始的進(jìn)行下去。 開關(guān)電源穩(wěn)壓 N N4側(cè)的輸出電壓 分別 經(jīng) R7 、 R8 和 R6 R8 分壓 ，對(duì)兩路電壓按比例反饋后 與三端穩(wěn)壓芯片 TL431 的基準(zhǔn)電壓值 進(jìn)行比較，反應(yīng)輸出電壓的變化，并通過光耦 PC817 把比較結(jié)果傳遞給控制芯片 TOP233Y，由 TOP233Y 控制內(nèi)部的第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 MOSFET 的通斷時(shí)間以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。 當(dāng)由于某種原因致使輸出電壓 U 增加時(shí)，由TL431 所產(chǎn)生的誤差電壓就令光耦合器中 LED 的 IF 增大，經(jīng)過光耦合器使YOP122Y 的控制端電流 IC 增大，而占空比 D 降低，導(dǎo)致 U 降低，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓目的。反之， U 降低時(shí)， IF降低， IC 降低，最后使 U升高，同樣起到穩(wěn)壓作用。第四章 總結(jié)與展望 31 第四章 總結(jié)與展望 本課題完成的工作 本 文設(shè)計(jì)了機(jī)頂盒開關(guān)電源，主要工作概括如下： 介紹了開關(guān)電源技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，分析了目前廣泛使用的開關(guān)式電源的主電路類型及其特點(diǎn)，并對(duì)反激式開關(guān)電源拓?fù)溥M(jìn)行了理論分析。 采用 TOP233Y 作為控制芯片，充分使用了 TOP233Y 的控制功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓的負(fù)反饋調(diào)節(jié)以及各種保護(hù) 機(jī)制。 TOP233Y 是一種高性能的固定頻率電流型控制器，單端輸出， 內(nèi)置 MOSFET 電路 ，具有管腳數(shù)量少、外圍電路簡(jiǎn)單、安裝與調(diào)試簡(jiǎn)便、性能優(yōu)良、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。由 TOP233Y 組成的開關(guān)電源控制性能良好，功能完善，可靠性高。 詳細(xì)介紹了高頻開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)流程，包括磁芯選擇、匝數(shù)計(jì)算、導(dǎo)線線徑計(jì)算等。 電壓采樣及反饋電路由 光電耦合器 PC81三端可調(diào)穩(wěn)壓管 TL431 組成 。該電路通過調(diào)節(jié)誤差放大器的增益而不是調(diào)節(jié)誤差放大器的輸入誤差來改變誤差放大器的輸出，從而改變開關(guān)信號(hào)的占空比。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅外接元件較 少，而且在電壓采樣電路中采用了三端可調(diào)穩(wěn)壓管，使得輸出電壓在負(fù)載發(fā)生較大的變化時(shí)，輸出電壓基本上沒有變化，具有很好的穩(wěn)壓效果。 進(jìn)一步研究展望 對(duì)于多路輸出的反激式開關(guān)電源僅采用一路輸出的電壓反饋在負(fù)載不平衡情況下，并不足以維持多路輸出電壓的穩(wěn)定。如采用多路反饋，將使控制更加有效，也使其使用負(fù)載范圍更廣。 本設(shè)計(jì)采用單變壓器完成多路輸出，由于系統(tǒng)是基于單端反激式變換器的，所以變壓器的特性決定了系統(tǒng)的容量。這樣給變壓器的設(shè)計(jì)帶來困難，進(jìn)一步工作中可以考慮采用多變壓器，將功率合理分配。 由于 條件限制，本論文并沒有進(jìn)行系統(tǒng)的整體試驗(yàn)。關(guān)于電源工作環(huán)境的考慮需要在進(jìn)一步的工作中完成。 第四章 總結(jié)與展望 32 在以后的學(xué)習(xí)工作中，將繼續(xù)開展這方面的工作，使機(jī)頂盒 開關(guān)電源更加完善。 參考文獻(xiàn) 33 參考文獻(xiàn) [1] 蔡宣三，開關(guān)電源的發(fā)展軌跡，電子產(chǎn)品世界， 2021， 4： 42~43 [2] 徐九玲，謝運(yùn)詳，彭軍 ， 開關(guān)電源的新技術(shù)與發(fā)展前景 ， 電氣時(shí)代 ， 2021，6： 52~55 [3] 張占松，蔡宣三 ， 開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì) ， 北京：電子工業(yè)出版 社 ， 1998，78~112 [4] 楊蔭福 ， 段善旭 ， 朝澤云 ， 電力電子裝置及系統(tǒng) ，北京： 清華大學(xué)出版社 ， 2021， 25~43 [5] ST Datasheet of high performance current mode PWM controller UC3842B/3B/4B/5B， March 1999： l~15 [6] Anon． TL431， A， B Series． MOTOROLA 公司資料： TL431， A， B Series [7] Anon． High Density Mounting Type Photo coupler． SHARP 公司資料：PC817 Series. 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