【正文】 6，管腳都接地。 8， 11 管腳輸出脈沖控制兩個(gè) p 溝道場(chǎng)效應(yīng)管交替導(dǎo)通。 12管腳輸出芯片的工作電源，為 12V。 14和 13 管腳接在一起，使得 13管腳輸入一個(gè)5V 的高電位，使得芯片工作在推 挽輸出狀態(tài)，以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)開關(guān)管。 TL494 的工作頻率僅決定于 5 管腳的定時(shí)電阻和 6 管腳的定時(shí)電容的數(shù)值，確定的工作頻率為 100KHz,取定時(shí)電阻為 10K。由公式 ? (324) 得定時(shí)電容大小為 1100PF。 ２２ 逆變電路的設(shè)計(jì) 逆變電路圖 當(dāng)接通電源后， 220V 交流電壓，經(jīng)橋式全波整流電路 BR 整流后，又經(jīng)由兩個(gè)容量較大的，而且容量相同的電容器 C1 和 C2 串聯(lián)后濾波，輸出約 300V直流電壓，電容器 C C2 因?yàn)槿萘肯嗤?，所?C1 和 C2 各分得的電壓都是 150V，其極性都是上正下負(fù)。開關(guān)變壓器 T2 的初級(jí)繞組一端接在 VT3 和 VT4 串聯(lián)的中間點(diǎn)上，另一端經(jīng)電容器 C3 后接在兩個(gè)濾 波電容 C1 和 C2 串聯(lián)的中間點(diǎn)上。 先假設(shè) VT4 是剛剛截止，稍后 VT3 就開始導(dǎo)通， VT3 的集電流是由濾波電容器 C1 供給的， C1 兩端的 150V電壓的正端，加在 VT3 的集電極上，電流通過 VT3 集電極到發(fā)射極后，又從開關(guān)變壓器 T2 初級(jí)繞組流入，又另一端輸出后，又通過隔直電容器 C3 最后回到 C1 的負(fù)端，這時(shí) T2 的初級(jí)繞組兩端加的是 150 直流電壓，極性是上正下負(fù)我們知道初級(jí)繞組的直流電阻很小，故初級(jí)繞組中的電流是線性增長(zhǎng)的，這樣會(huì) T2 右邊的次級(jí)繞組感應(yīng)出一個(gè)正的矩形脈沖。 ２３ 圖 34 逆變電路波形圖 ２４ 現(xiàn)在又假設(shè) VT3 截止后，稍后 VT4 又開始飽和導(dǎo)通，電流由濾波電容器 C2上的 150V電壓的正端流出，經(jīng)過電容器 C3從 T3初級(jí)繞組 b 端流入，而由它的 a 端流出又經(jīng)飽和導(dǎo)通 VT4，最后回到 C2的負(fù)端，這時(shí)加在初級(jí)繞組 a 和 b 兩端上的電壓也是 150V 但是電壓的極性與 VT3 導(dǎo)通時(shí)相反，極性是 b正 a 負(fù)，在初級(jí)繞組中的電流方向與 VT3 導(dǎo)通時(shí)相反，是 b 端流向 a端，這個(gè)相反的電流也是線性增長(zhǎng)的，在次級(jí)感應(yīng)出與 VT3 導(dǎo)通時(shí)相反極性的矩形脈沖，就是負(fù)脈沖。 初級(jí)繞組上的電壓波形，如圖所示，如果 150V 的脈沖是 VT3 飽和導(dǎo)通供給的，那么－ 150V 脈沖就是 VT4 飽和導(dǎo)通給的，整流器 BR 源源不斷的C1 和 C2補(bǔ)充能量，同時(shí)也供給負(fù)載用電。 開關(guān)變壓器 T2 次級(jí)（右邊）為全波整流繞組，其中的一端對(duì)地的電壓波形如上圖，它和初級(jí)繞組的波形完全不一樣，只是電壓幅度不同。假設(shè)次級(jí)輸出的電壓幅度不同。假設(shè)次級(jí)輸出正負(fù)交替脈沖的幅度是 10V，經(jīng) D3 和 D4 兩個(gè)二極管全波整流后，其輸出的電壓波形，如上圖所示，又假設(shè)這個(gè)矩形波的占空比為 1： 2，則平均電壓就是 +5V，也就是經(jīng)過電感L1 和電容器 C5 濾波后，最后輸出 +5V的直流電壓 ， VT3 導(dǎo)通后又截止，VT4 還沒有導(dǎo)通的時(shí)候，這時(shí) T2 儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)換成電能，在次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的極性是上負(fù)下正，濾波電感 L1 產(chǎn)生的自感電壓串聯(lián)相加后，經(jīng)整流二極管 D4 向負(fù)載供電，這時(shí)整流二極管 D4 起到了續(xù)流二極管的作用如果是 VT4 導(dǎo)通后又截止， VT3 還沒有導(dǎo)通時(shí)，這時(shí) T3 在次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓極性是上正下負(fù)， L1 的自感電壓的極性還是左負(fù)右正，和次級(jí)繞組的上半部分感應(yīng)的電壓串聯(lián)相加后，經(jīng)整流二極管 D3 向負(fù)載供電，起到了濾波的作用，同樣二極管 D3 也起到了蓄流二極管的作用。由此可以看出， D3 和 D4 起著互為 續(xù)流二極管的作用，所以全波整流電路，不必專設(shè)續(xù)流二極管。 ２５ 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 圖 35 驅(qū)動(dòng)級(jí)的完整電路 在功率相對(duì)較大的穩(wěn)壓電源中，要增設(shè)一個(gè)驅(qū)動(dòng)級(jí)，如上圖所示。這樣能都開關(guān)調(diào)整管注入更大的基極電流，能使注入的基極脈沖電流的前沿和后沿更陡， 使開關(guān)管的開關(guān)速度更快，從而降低開關(guān)調(diào)整管的管壓降，這樣開關(guān)調(diào)整管的溫度不會(huì)升的很高。 ２６ 電路簡(jiǎn)介 三極管 VTI 和 VT2 是驅(qū)動(dòng)級(jí)的驅(qū)動(dòng)管，驅(qū)動(dòng)級(jí)的輸入脈沖就是來自脈沖寬度調(diào)制器 PWM（ TL494），它在第 8 腳和第 11 腳輪流輸出的負(fù)脈沖去控 制驅(qū)動(dòng)級(jí)的。電阻 R3 和 R4分別為 PWM內(nèi)部?jī)蓚€(gè)集電極的負(fù)載電阻。PWM 的第 8 腳和第 11 腳間插輸出兩個(gè)負(fù)脈沖，分別去控制 VTI 和 VT2的基極電流的有無(wú)，使其飽和導(dǎo)通或者截止。 VTI 和 VT2 的集電極，通過驅(qū)動(dòng)變壓器 T2 又分別去控制兩個(gè)大功率開關(guān)晶體管 VT3 和 VT4 的導(dǎo)通或者截止 。 工作過程 TL494 的 第 8 腳和第 11 腳輸出的負(fù)脈沖，直接接在驅(qū)動(dòng)管 VTI 和 VT2的基極上， 當(dāng)驅(qū)動(dòng)管 VTI 和 VT2 的基極輸入都是高電位，在都是高電位的這段時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)管 VTI 和 VT2 肯定同時(shí)都是基極電流的，那么 驅(qū)動(dòng)管 VTI 和 VT2 它們是否同時(shí)都有集電極電流呢？假設(shè)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)管 VTI 和VT2 都同時(shí)是集電極電流，再看看驅(qū)動(dòng)變壓器 T2 中初級(jí)繞組的情況，兩個(gè)繞組的匝數(shù)是相同的，而他們的電流方向是相反的， 由這兩個(gè)繞組 產(chǎn)生的磁通是大小相等方向相反，磁通互相抵消為零，這是無(wú)法工作的。但在實(shí)際工作過程中并不是這樣，在單位時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)管 VT4 和 VT3只有一個(gè)管子是飽和導(dǎo)通的，而另一個(gè)管子是沒有集電極電流，決定一個(gè)三極管是否有集電極電流，決定一個(gè)三極管是否具有集電極電流，不但要看它是否有基極電流，而且還要看它是否具有集電極電壓，如 果集電極電壓為0V或者為負(fù)電壓時(shí)，它決不會(huì)有集電極電流。 二極管 D5 的作用 驅(qū)動(dòng)管 VT1 截止時(shí)，在驅(qū)動(dòng)變壓器 T2 初級(jí)繞組兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電壓為上正下負(fù)，其幅值為 30 多伏，它的正端，抵消了 +24v 的自饋 電壓后，還剩下 6v 多，其正端自饋電到地，又通過電容器 C7，加在驅(qū)動(dòng)管 VT2 的發(fā)射極上，而它的負(fù)端就加在驅(qū)動(dòng)管 VT2 的集電極上。我們知道，三極管的反向耐壓是比較低的，這樣就有可能將 VT2 擊穿。為此在自饋電 +24V供電電路中，串聯(lián)一個(gè)二極管 D5，雖然繞組下端的負(fù)電壓加在 VT2 的集電極上的，但繞組 上端的正電壓，是接在二極管 D5 的負(fù)端，電路是不通的，不能加到驅(qū)動(dòng)管 VT2 的發(fā)射極上 ，從而二極管 D5 保護(hù)了驅(qū)動(dòng)管 VT2。同樣在 VT2 截止時(shí)，二極管 D5 也保護(hù)了 VT1。二極管 D5 在電路中起到 ２７ 了單向阻斷電壓的作用，所以二極管 D5 可以叫做“阻斷二極管”。 輸出整流濾波電路的設(shè)計(jì) 輸出濾波器的設(shè)計(jì) 輸出濾波器把經(jīng)過整流的交流方波變換成直流輸出。選擇合適的輸出濾波電容非常重要。這是因?yàn)榉醇な阶儞Q器自身與整流器之間沒有感性阻抗，使得有很大的瞬時(shí)電流流入和流處電容。較大的交流電流流過了 電容的等效串聯(lián)電阻會(huì)導(dǎo)致電容發(fā)熱，減少電容壽命。 輸出濾波電容的最小值的大小可由下面的公式確定： (m a x ) m in(m in ) ()(1 )outo ripple pk pkIC fV???? (325) 其中 min? 估計(jì)最小的占空比 取 ()ripplepk pkV ? 期望的輸出電壓波紋峰峰值 則輸出濾波電容 最小值為； ( m in ) 4 4 .2 5 3400 .0 5oCF???? (329) 取電容大小為 360uF。 在電源的輸出端，還安裝有一個(gè)直流濾波扼流圈，它的作用是進(jìn)一步抑制開關(guān)電源輸出的電壓和電流波紋。在此選擇一個(gè)電感值為 10uF 的電感。 輸出整流電路的結(jié)構(gòu) 輸出整流電路采用全波整流模式，這種整流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只用到兩個(gè)整流二極管。 整流二極管的最大反向擊穿電壓為 RV ,則 ２８ ( m a x )2 2 2 1 .4 1 4 1 0 0 2 8 2 .4R o u tV U V? ? ? ? ? (326) 取整流二極管的反向擊穿電壓為 500V。 整流二極管應(yīng)大于輸出的直流電流并留有一定的裕量，輸出直溜電流為4A，所以取二極管的額定電流為 10A。 圖 36 輸出整流濾波電路 ２９ 結(jié)論 本論文以硬件電路設(shè)計(jì)為核心，對(duì)筆記本電源適配器的設(shè)計(jì)過成進(jìn)行詳細(xì)的介紹。在查閱大量的相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，按照設(shè)計(jì)要求及性能指標(biāo)完成了本設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)是將市電 220V電壓經(jīng)整流、濾波后經(jīng)主開關(guān)電路送到開關(guān)變壓器，再經(jīng)過整流濾波后輸出直流電壓，通過反饋控制其輸出電壓、電流恒定。 設(shè)計(jì)中的 PWM 控制電路可以應(yīng)用到許多其 他的開關(guān)電源電路中，只需 TL4941 腳輸入進(jìn)來的信號(hào)為反饋的電壓信號(hào)就可以?？刂菩酒?TL494同樣具有對(duì)輸出的電壓、電流進(jìn)行保護(hù)，調(diào)節(jié)的作用。這個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且輸出的功率不是很大，所以限 制了這個(gè)開關(guān)電源的應(yīng)用范圍。但是其輸出恒流、穩(wěn)壓的特點(diǎn)適合對(duì)作為筆記本 電腦的電池進(jìn)行充電。由于本身的知識(shí)有限，設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，希望各位老師進(jìn)行批評(píng)指正。 ３０ 致謝 參考文獻(xiàn) 附錄 ３１ F14A+C7 C 120. 01R 23 負(fù)載16V4AD2I N 4148VT 2AC 945312C12200PFR 24VC C 24VT1 2538 6D5 R739T2 721215 116R34. 7kD8 U1T L494121 2 16 158 113 4 139 105 146VCCIN1+IN1IN2+IN2C1 C2COMPDTC OCE1 E2CT VREFRTR 13R2R 19240R 204. 7KR 112. 7kC 120. 001R 184. 7KL1 R5 +C81u+D1BR 86D2134R44. 7kR 122. 2kR 15 R9 2. 2kR 142. 7kD 11in4148R639V1220VD 10in4148R8330kR 10 330k+C 110. 01VT 1AC 945312R 161MR 2210KC32200PF+C61uR2220KD6 L2 1 42 3D4 C5330u/ 200VD9 R 2110KR 1733KD3 C 10 D7 VT 3AC 3039312VT 4AC 3039312C4330u/ 200VD1I N 4148R1220K+C 1310u+C91uC22200PF 筆記本電源適配 器電路圖