防開機(jī)浪涌電路畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-01-13 20:16本頁(yè)面
【正文】 時(shí)間工作在可變電阻區(qū)成為隔離耦合電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 設(shè)計(jì)了如圖4的電路來(lái)消除浪涌電流，為使控制信號(hào)變?yōu)楦哳l振蕩信號(hào)，選用SG3525。圖中SG3525的振蕩頻率由下式?jīng)Q定： f=1/C2(+3R3)軟啟動(dòng)電路的電容C3是用50mA恒流源充電的。達(dá)到50%輸出占空比的時(shí)間將是： t= /50mA*C3圖3 N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的漏極特性曲線利用SG3525第10引腳關(guān)斷端控制高頻振蕩信號(hào)的有無(wú)。當(dāng)?shù)?0引腳關(guān)斷端為低電平時(shí)，利用SG3525的軟啟動(dòng)端電容C3使高頻振蕩信號(hào)脈沖寬度逐漸展寬，使得通過(guò)變壓器耦合并經(jīng)整流濾波后加在場(chǎng)效應(yīng)管V1的GS端的電壓緩慢上升，以使場(chǎng)效應(yīng)管在可變電阻區(qū)工作一段時(shí)間。由于場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型器件，消耗電流極小，高頻振蕩信號(hào)整流濾波后的幅值前后幾乎一樣，場(chǎng)效應(yīng)管很快完全導(dǎo)通，浪涌電流很大，在場(chǎng)效應(yīng)管GS兩端并聯(lián)電阻R5，加大SG3525輸出端的負(fù)載，浪涌電流有所降低，但SG3525發(fā)熱嚴(yán)重，此方法行不通。 由于SG3525的輸出端電壓可由13引腳決定，因此如果13引腳的電壓由低變高，則輸出端脈沖電壓也會(huì)由低變高，這樣整流濾波后的電壓也會(huì)由低變高，場(chǎng)效應(yīng)管在可變電阻區(qū)可工作一段時(shí)間以減小浪涌電流。為獲得一個(gè)由低變高的電壓，采用圖4中的LM317電路，由于LM317的輸出電壓U=(1+R6/R7)，為得到一個(gè)緩慢上升的U，在R6兩端并聯(lián)電容C8，當(dāng)開機(jī)信號(hào)為高電平時(shí)，R6兩端電阻幾乎為零，U=。當(dāng)開機(jī)信號(hào)為低電平時(shí)，電容C8充電,U逐漸上升，直至充電完成，此時(shí)U=(1+R6/R7)。改變C8的大小即可改變U上升的速率，也就改變了場(chǎng)效應(yīng)管工作在可變電阻區(qū)的時(shí)間。開機(jī)信號(hào)為高電平時(shí)，電容C8通過(guò)V2放電，U下降。 在圖4中場(chǎng)效應(yīng)管V1的選擇應(yīng)考慮到導(dǎo)通時(shí)能安全承受的最大漏極電壓和電流。必要時(shí)可采取過(guò)壓保護(hù)、抑制尖峰的措施，為增加導(dǎo)通電流可以將場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)工作。由于整流電路出來(lái)的電壓有300伏，同時(shí)要求場(chǎng)效應(yīng)管完全導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通電阻足夠小，以減小管壓降，降低發(fā)熱，這里選用IXTM21N50，場(chǎng)效應(yīng)管由關(guān)斷到完全導(dǎo)通的時(shí)間主要由C8決定，由完全導(dǎo)通到關(guān)斷的時(shí)間主要由SG3525決定。當(dāng)開機(jī)信號(hào)為高電平時(shí)，SG3525輸出將在200ns內(nèi)關(guān)斷。圖4 抑制浪涌電流電路接下來(lái)的問題是如何確定C8的值，使得浪涌電流足夠小同時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管又能安全工作。由圖4的工作過(guò)程來(lái)看，可將場(chǎng)效應(yīng)管看作時(shí)變電阻R，由于場(chǎng)效應(yīng)管工作在可變電阻區(qū)時(shí)導(dǎo)通電阻R∝1/VGS，而對(duì)某一時(shí)刻VGS∝U，U∝1/C8R∝C8因此浪涌電流最大值為:I∝1/C8改變C8的大小就可以改變浪涌電流最大值I。 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)電路進(jìn)行仿真，得到圖5電流波形，由圖中可以看到當(dāng)C8較大時(shí)，由于VGS上升較慢，IDS幾乎看不到有上沖，電流上升平穩(wěn)。為保證場(chǎng)效應(yīng)管安全工作，必須使浪涌電流小于管子的允許值，而且為使電子設(shè)備對(duì)電源的影響足夠小，同時(shí)電路及時(shí)工作，應(yīng)選用合適的電容C8。我們選擇C8=166uF, 可消除浪可消除浪涌電流，得到與仿真波形相似的結(jié)果。 結(jié)語(yǔ)該電路在濾波電容400uF、輸出功率2千瓦下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠工作，目前已批量生產(chǎn)用于某型電子設(shè)備中。該電路的改進(jìn)型已廣泛用于其它電子設(shè)備中。如果將兩只場(chǎng)效應(yīng)管反向串聯(lián)替代V1，則該電路稍加改動(dòng)可以用于交流電路的軟啟動(dòng)，現(xiàn)已用于開關(guān)該型電子設(shè)備中的交流風(fēng)機(jī)，效果很好。小結(jié)通過(guò)對(duì)電源模塊防開機(jī)浪涌電路設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)的電源知識(shí)進(jìn)行全面、系統(tǒng)地復(fù)習(xí)，總結(jié)和完善，更好的學(xué)好和掌握電源的基本理論和基本技能。對(duì)以后電源知識(shí)的學(xué)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ)，鍛煉了電子線路設(shè)計(jì)能力。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的城市化速度加快，家用電器的增多，對(duì)開關(guān)電源的需求也相應(yīng)的增多。所以合理的設(shè)計(jì)電源模塊防開機(jī)浪涌電路使整體系統(tǒng)的可靠性和設(shè)計(jì)水平得到了提高，更重要的是縮短了整個(gè)產(chǎn)品的研發(fā)周期，大大減少了生產(chǎn)成本，市場(chǎng)前景好。參 考 文 獻(xiàn)[1]《Protel99SE電路設(shè)計(jì)技術(shù)入門與應(yīng)用/EDA技術(shù)叢書》李東生 電子工業(yè)出版1999[2]《智能型高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的原理使用與維護(hù)》王家慶 人民郵電出版社1998[3]《新型開關(guān)電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用》何希才 北京科學(xué)出版社1988[4]《模擬電子技術(shù)》胡宴如 高等教育出版社1996 [5]《現(xiàn)在高頻開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)》劉勝利 電子工業(yè)出版社2000[6]《開關(guān)穩(wěn)壓電源原理、設(shè)計(jì)與實(shí)用電路》王水平、付敏江 西安電子科技大出版社1997[7]《開關(guān)電源的原理與技術(shù)》張占松、蔡宣三 電子工業(yè)出版社1999[8]《開關(guān)穩(wěn)壓電源》王水平、史俊杰、田慶安 西安電子科技大學(xué)出版社1994[9]《實(shí)用電源技術(shù)手冊(cè)》王鴻玉 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1998[10]《電力電工技術(shù)》張友漢 高等教育出版社1986[11]《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第二版）童詩(shī)白 高等教育出版社198818
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