【正文】 的瞬間會在開關(guān)管兩端產(chǎn)生一個高的電壓尖峰，在上面的波形可以看到尖峰的電壓被嵌位在嵌位二極管與輸入整流濾波后電壓之和以內(nèi)。輸入電壓經(jīng)整流濾波后的電壓為＝220=311 伏， 。嵌位二級管采用的是 P6KE200A 嵌位電壓為 200V 加上輸入2OV的 311V 就能將 MOS 開關(guān)管兩端的電壓嵌位在 510V 內(nèi)。在 TNY279 內(nèi)集成了一個耐壓值為 700V 的開關(guān)管。因此不會擊穿 MOS 管。在上面的圖 41 與 42 都可以看到尖峰電壓都低于 500V 因此不會對 MOS 管造成損壞。原邊為什么會產(chǎn)生這樣的尖峰電壓了，為什么會出現(xiàn)不斷減小幅度的幾個波形了。 原邊的尖峰電壓是由于漏感（變壓器的漏感是指在能量傳遞過程中不能將能量傳遞給次級線圈的那部分電感）產(chǎn)生的，這里的漏感是包含初級線圈與次級線圈的漏感之和。在當集成在 TNY279 中的 MOS 開光管關(guān)閉的瞬間漏感上存儲的能量不能傳遞給次級，由楞次定律在漏感上產(chǎn)生的電壓會加到輸入電壓的兩端就會在 MOS 管的兩端產(chǎn)生高的沖擊電壓，因此一定要在初級線圈的兩端加上嵌位電路。 由于變壓器中存在漏感同時變壓器中存在寄生電容，由于電路中存在電感與電容形成振蕩所以會在上面形成幾個波形。在五邑大學本科畢業(yè)論文 29由于嵌位電路的吸收導致由于漏感產(chǎn)生的能量在幾個周期被吸收。 圖 43 反激式開關(guān)電源原邊電壓波形圖 43 來源于《電源技術(shù)應(yīng)用》周刊中的《單片開關(guān)電源的波形測試及分析》作者沙占友，馬洪濤，王彥朋。從上圖可以看到跟我們測試的波形完全相同。在 41 與 42 圖中我們可以看到在不同負載下 MOS 開關(guān)管的占空比以是不同的，在反激式開關(guān)電源中初級電感的作用是存儲能量與能量傳遞的過程，因此在占空比不同就導致存儲在初級電感中的能量不同。 開關(guān)管的占空比占空比在 MOS 開關(guān)管中指的是導通的時間與一個周期的比值，圖 44 與 45 是在負載為 16W 時的波形圖。五邑大學本科畢業(yè)論文 30 圖 44 測量周期 T 圖 45 測量開關(guān)管斷開的時間 根據(jù)圖 44 與圖 45 可以知道開關(guān)芯片的一個周期時間為 ，MOS 管的斷開時間為 因此在負載為 16W 時的占空比為 ： =()TtDon/)(??/*100%= %在 TNY279 芯片的說明書中 TNY279 芯片的最大占空比為 65％因此完全能正常工作。 開關(guān)電源的效率在滿載時效率只能達到 73％，電源的嵌位吸收電路發(fā)熱比較的明顯。五邑大學本科畢業(yè)論文 31 漏感導致效率低在嵌位電路上只是吸收漏感上存儲的能量嗎，答案不是在嵌位電路 漏感存儲了能量但是我們知道它到底存儲了多少能量了！下面是我們計算在漏感上存儲的全部能量。在鉗位二極管上消耗的能量還要大于原邊存儲的能量。在漏感上存儲的能量是： 其中的 L 是漏感 I 是電流漏感對效率的影響。221PKLKIw?? 為了我們的理解我們可以將漏感看成是一個線圈它跟一次回路是竄連在一起的。當在開關(guān)斷開的比較短的時間里，由楞次定律可以知道漏感線圈以是想減少電流的變化將加大電流這樣初級線圈以就跟著變化并且給漏感提供電流，通過齊納二極管來續(xù)流這樣就導致有部分能量消耗掉。 （換句話就是，一次電感上的有部分能量被漏感二級管迅速的拿走。因此在鉗位二級管上消耗的能量將大與漏感上存儲的總能量， ） 勵磁電流導致變壓器勵磁涌流是：變壓器全電壓充電時在其繞組中產(chǎn)生的暫態(tài)電流。變壓器投入前鐵芯中的剩余磁通與變壓器投入時工作電壓產(chǎn)生的磁通方向相同時，其總磁通量遠遠超過鐵芯的飽和磁通量，因此產(chǎn)生極大的涌流，其中最大峰值可達到變壓器額定電流的68 倍。勵磁涌流隨變壓器投入時系統(tǒng)電壓的相角，變壓器鐵芯的剩余磁通和電源系統(tǒng)地阻抗等因素而變化，最大涌流出現(xiàn)在變壓器投入時電壓經(jīng)過零點瞬間（該時磁通為峰值） 。變壓器涌流中含有直流分量和高次諧波分量，隨時間衰減，其衰減時間取決于回路電阻和電抗，一般大容量變壓器約為 510 秒，小容量變壓器約為 秒左右。由于在全電壓沖電時電流是額定電流的 68 倍因此在初級線圈上留過的電流比較大，銅損耗比較大。還有一個因數(shù)就是初級線圈匝數(shù)少了導致在工作時磁通變化較大在磁芯上的損耗以就增大，導致磁芯發(fā)熱，當磁芯的溫度到達磁芯材料的居里溫度后將導致磁芯失效導致初級線圈短路燒毀電源。因此在設(shè)計變壓器是一定要小心變壓器的發(fā)熱問題。 原件及磁芯的選取五邑大學本科畢業(yè)論文 32在反激式開關(guān)電源的輸出整流二極管的濾波電容之間串聯(lián)低頻濾波電感（小磁珠電感除外，其電感量僅為幾微亨，是專門用來抑制高頻干擾的） ，否則會在一次繞組上產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，容易造成功率開關(guān)管擊穿損壞【12】 。輸出電容的容量較大時，電源的效率會明顯的降低【13】 。磁芯的選取，一般高頻變壓器的磁芯都選取用矯頑力較小的軟磁鐵氧體。開關(guān)電源所用的鐵氧體磁性材料應(yīng)滿足以下要求：（1）具有較高的飽和磁通密度和較低的剩余磁通。從理論上來將高的磁通密度可以減少反激式開關(guān)電源的變壓器繞組匝數(shù)。（2）具有較低的功率損耗。鐵氧體的功率損耗，不僅影響電源的輸出效率，同時會導致磁芯發(fā)熱，波形失真等不良后果。變壓器的發(fā)熱主要是由于變壓器的銅損和磁芯損耗導致。在設(shè)計變壓器時如果磁芯的飽和磁通密度選擇較低導致變壓器的線圈匝數(shù)過度，會導致繞組發(fā)熱，同時向磁芯傳輸熱量，使磁芯發(fā)熱。 磁芯鐵氧體的功率損耗，不僅與材料有關(guān)還與工作頻率成正比。選擇鐵氧體材料時，還要求功率損耗隨溫度的變化呈顯負溫度系數(shù)的關(guān)系。這是因為，假如磁芯損耗為發(fā)熱主體，使變壓器溫度上升，溫度上升又導致磁心損耗進一步增大，從而形成惡性循環(huán)，最終燒壞功率管與變壓器及其他的原件。（3）具有適中的磁導率。鐵氧體的相對磁導率通常在 1000～3000 之間。從理論上講，相對磁導率越高越好。但在工作頻率升高的時候，相對磁導率越高，磁心損耗就越大。因此，要根據(jù)實際電源的開關(guān)頻率來決定相對磁導率的選擇。（4）具有較高的居里溫度。鐵氧體材料的居里溫度一般在 220℃左右，但是變壓器的實際溫度不應(yīng)高 80℃，這是因為在 100℃以上時，其飽和磁通密度已跌到常溫時的70％。因此過高的工作溫度會使磁心的飽和磁通密度跌落的更嚴重。當溫度高于 100℃時，其功耗隨溫度的變化已經(jīng)呈正溫度系數(shù)，將導致惡性循環(huán)【14】 。五邑大學本科畢業(yè)論文 33 單片機的電壓、溫度采集與 PWM 控制 由于 LED 電源要求是電流恒定因此將采樣電阻上采集的電壓轉(zhuǎn)換為電流顯示，在不同溫度的情況下 LED 的內(nèi)阻是不同的， LED 的發(fā)光亮度與流過 LED 的電流呈正比所以在采樣電阻上采集的電壓轉(zhuǎn)化為電流顯示。 溫度對 LED 的影響是比較大的，溫度過高導致 LED 光衰加快壽命減小，因此用DS18B20 來采集溫度，并且可以設(shè)置報警溫度。當溫度超過報警溫度時，單片機報警的同時還會輸出 PWM 信號來控制 TNY279 是否工作來降低輸出功率達到降低溫度的目的。 PWM 的輸出，由于 TNY279 芯片沒有專門的 PWM 控制引腳，只有將 EN/UV 引腳與 MOS 管的漏極相接時 TNY279 將 MOS 管斷開不對初級變壓器充電從而降低輸出功率，但是單片機怎樣才能控制與 MOS 管的漏極相接了，采用光耦可以隔離輸入端與單片機模塊的地這樣安全一點。并且已能通過單片機輸出的 PWM 信號來控制與 MOS 管的漏極相接的時間達到控制輸出功率的目的。 通過外接的按鍵開關(guān)來調(diào)節(jié)占空比可以用來調(diào)節(jié)亮度。 由于給單片機模塊供電是采用的開關(guān)電源輸出繞組，在降低輸出功率的同時開關(guān)電源對單片機供電以減小。在設(shè)計的時候考慮開關(guān)電源對單片機供電支路輸出電壓為 9V 在同過單片機控制模塊上的穩(wěn)壓芯片將電壓降到 5V 供單片機所用，但是當降低輸出功率的時候同樣以降低了給單片機的供電導致 LCD 顯示明顯的變暗。作品的控制基本上能夠達到上面的其他要求。 作品實物圖片 開關(guān)電源實物作品圖片五邑大學本科畢業(yè)論文 34 單片機控制模塊作品圖片 本章小結(jié) 本章就作品的結(jié)果進行了分析與討論。反激式開關(guān)電源就電源的原邊電壓波形進行分析，對為什么會有這樣的波形進行了討論說明。對反激式開關(guān)電源能量的損耗與怎樣五邑大學本科畢業(yè)論文 35提高效率進行了分析。對反激式開關(guān)電源原件的選取與變壓器磁心材料的選取做了一定的說明。單片機控制部分大體上說明工作的基本原理。最后通過實際作品驗證整個系統(tǒng)的輸出特性與單片機的控制都能達到預(yù)期效果。五邑大學本科畢業(yè)論文 36參考文獻1 沙占友，王彥朋，[M].中國電力出版社，2 馬洪濤，沙占友，[M].中國電力出版社，3 馬洪濤，沙占友，[M].中國電力出版社，4 TNY274280Tiny SwitchIII 產(chǎn)品系列芯片資料5 沙占友，王彥朋，安國臣，[M].中國電力出版社， 6 馬洪濤，沙占友，[M].中國電力出版社，:907 馬洪濤，沙占友，[M].中國電力出版社，:968 沙占友，王彥朋，[M].中國電力出版社，:1729 沙占友，王彥朋，安國臣，[M].中國電力出版社， :8710 STC12C5A60S2 系列單片機器件手冊11 沙占友，馬洪濤，[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2022(6)12 馬洪濤，沙占友，[M].中國電力出版社，:1913 沙占友，王彥朋，[M].中國電力出版社，:1914 馬洪濤，沙占友，[M].中國電力出版社，:90五邑大學本科畢業(yè)論文 37 致 謝 本文是在我的導師周黨培老師的悉心指導下完成的，周老師淵博的知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，熱情正直的為人讓我難忘。在作品的制作過程中導師耐心的指導和細心的修改才使我圓滿的完成論文，在四年的大學學習過程中，老師不僅給了我學習上的指導，而且在生活中也常常跟我聊人生，讓我認識到要做好一件事以是很了不起的。在我的學業(yè)即將完成之際，謹向我的導師周黨培致以最誠摯的謝意！ 除此之外，我還要感謝教務(wù)處副處長曾慶光教授，物理學院的王憶院長，實驗室主任李柱峰老師，李遠心老師，陳毅湛老師，張梅老師等老師等他們在大學四年里給了我很多的機會和啟發(fā)，使我能夠順利完成學業(yè)的同時以學會了如何去面對生活、如何去學習，這一切我都銘記于心。另外，我要感謝和我一起走過四年的同學和朋友們，讓我在這青春年華的時間里過得充實難忘。同時，我特別要感謝我的父母，這一路走來，正是他們這么多年來默默的為我奉獻，我才能有我今天生活和學習。最后對參加本人論文答辯和對本論文提出寶貴意見的所有專家和老師們表示最衷心的感謝