【導(dǎo)讀】備數(shù)控裝置，儀表儀器影音設(shè)備，家用電器等電子電路中得到廣泛應(yīng)用。壓器的隔離式開關(guān)電源等優(yōu)點。目前已成為國際上開發(fā)中，小功率開關(guān)電源，精。密開關(guān)電源及電源模板的優(yōu)選集成電路。波電路及反饋電路等，最終給出測試分析和測試結(jié)果。

　　

【正文】 和 5R 值，F(xiàn)O VRRV ???????? ?? 541,其中： FV畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 為 TL431 參考端電壓，為 ； OV 為輸出端電壓，取 15V；計算可得：4R =10k? ， 5R =51k? 。 結(jié)果分析 根據(jù)以上設(shè)計原則，使用 TOP225Y 芯片制成了 20V/ 1A ， 15V/ 1A 雙路開關(guān)電源，并對其進行相關(guān)測試。輸出 15V 和 20V 時的波形圖分別如圖 3圖 35 所示，輸出波形的紋波是由變壓器漏感導(dǎo)致的尖峰電壓以及輸出整流二極管關(guān)斷時所產(chǎn)生，可通過使用反向恢復(fù)時間更短的整流二極管和高變壓器制造工藝以及優(yōu)化 PCB 布線方法等方法加以抑制。 采用 TOP225Y 研制的一款雙路輸出單端反激式開關(guān)電源，將開關(guān)電源外部電路劃分為輸入整流濾波、變壓器、輸出整流濾波、反饋等部分構(gòu)成，并對各部分電路功能進行了分析和工程設(shè)計， 針對樣機實測波形，提出了改 進電路設(shè)計和性能的方法。該電源已在電磁爐中得到了應(yīng)用，實際工作中性能穩(wěn)定，工作可靠。 圖 34 輸入直流電壓 E 與漏源電壓 VDS 波形 圖 35 漏源電壓與去磁電流 is 波形 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 基于 TOP225Y 開關(guān)電源的的原理圖繪制 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 第 4 章 總結(jié) 開關(guān)電源干擾的產(chǎn)生及其抑制 開關(guān)電源干擾產(chǎn)生的機理 開關(guān)電源的干擾一般分為兩大類：一是開關(guān)電源內(nèi)部元器件形成的干擾；二是由于外界因素影響而使開關(guān)電源產(chǎn)生的干擾。兩者都涉及到人為因素和自然因素。 1 開關(guān)電源內(nèi)部干擾 開關(guān)電源產(chǎn)生的 EMI 主要是由基本整流器產(chǎn)生的高次諧波電流干擾和功率變換電路產(chǎn)生的尖峰電壓干擾。 （ 1） 基本整流器 基本整流器的整流過程是產(chǎn)生 EMI 最常見的原因。這是因為工頻交流正弦波通過整流后不再是單一頻率的電流，而變成一直流分量和一系列頻率不同的諧波分量，諧波（特別是高次諧波）會沿著輸電線路產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，使前端電流發(fā)生畸變，一方面使接在其前端電源線上的電流波形發(fā)生畸變，另一方面通過電源線產(chǎn)生射頻干擾。 （ 2） 功率變換電路 功率變換電路是開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心，它產(chǎn)帶較寬且諧波比較豐富。產(chǎn)生這種脈沖干擾的主要元器件為 a） 開關(guān)管開關(guān)管及其散熱器與外殼和電源內(nèi)部的引線間存在分布電容，當(dāng)開關(guān)管流過 大的脈沖電流（大體上是矩形波）時，該波形含有許多高頻成份；同時，關(guān)電源使用的器件參數(shù)如開關(guān)功率管的存儲時間，輸出級的大電流，開關(guān)整流二極管的反向恢復(fù)時間，會造成回路瞬間短路，產(chǎn)生很大短路電流，另外，開關(guān)管的負載是高頻變壓器或儲能電感，在開關(guān)管導(dǎo)通的瞬間，變壓器初級出現(xiàn)很大的涌流，造成尖峰噪聲。 b） 高頻變壓器 開關(guān)電源中的變壓器，用作隔離和變壓，但由于漏感的原因，會產(chǎn)生電磁感應(yīng)噪聲；同時，在高頻狀況下變壓器層間的分布電容會將一次側(cè)高次諧波噪聲傳遞給次級，而變壓器對外殼的分布電容形成畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 另一條高頻通路，使變壓器 周圍產(chǎn)生的電磁場更容易在其他引線上耦合形成噪聲。 c） 整流二極管二次側(cè)整流二極管用作高頻整流時，由于反向恢復(fù)時間的因素，往往正向電流蓄積的電荷在加上反向電壓時不能立即消除（因載流子的存在，還有電流流過）。一旦這個反向電流恢復(fù)時的斜率過大，流過線圈的電感就產(chǎn)生了尖峰電壓，在變壓器漏感和其他分布參數(shù)的影響下將產(chǎn)生較強的高頻干擾，其頻率可達幾十 MHz。 d） 電容、電感器和導(dǎo)線開關(guān)電源由于工作在較高頻率，會使低頻元件特性發(fā)生變化，由此產(chǎn)生噪聲。 2 開關(guān)電源外部干擾 開關(guān)電源外部干擾可以以 “共模 ”或 “差模 ”方 式存在。干擾類型可以從持續(xù)期很短的尖峰干擾到完全失電之間進行變化。其中也包括電壓變化、頻率變化、波形失真、持續(xù)噪聲或雜波以及瞬變等，電源干擾的類型見表1。 表 41 開關(guān)電源外部干擾 在表 1 中的幾種干擾中，能夠通過電源進行傳輸并造成設(shè)備的破壞或影響其工作的主要是電快速瞬變脈沖群和浪涌沖擊波，而靜電放電等干擾只要電源設(shè)備本身不產(chǎn)生停振、輸出電壓跌落等現(xiàn)象，就不會造成因電源引起的對用電設(shè)備的影響。 干擾的類型 序號 典型的起因 1 2 3 4 5 6 7 跌落 失電 頻率偏移 電器噪聲 浪涌 諧波失真 瞬變 雷擊重載接通電網(wǎng)電壓低下 惡劣的氣候變壓器故障其他原因的故障 發(fā)電機不穩(wěn)定區(qū)域性電網(wǎng)故障 雷達無線電信號轉(zhuǎn)換器和逆變器 突然減輕負載變壓器的抽 頭不恰當(dāng) 整流開關(guān)負載開關(guān)型電源 雷擊電源線負載設(shè)備切換空載電動機的斷開 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 對于開 關(guān)電源干擾的一些抑制措施 形成電磁干擾的三要素是騷擾源、傳播途徑和受擾設(shè)備。因而，抑制電磁干擾也應(yīng)該從這三方面人手，采取適當(dāng)措施。首先應(yīng)該抑制騷擾源，直接消除干擾原因；其次是消除騷擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑；第三是提高受擾設(shè)備的抗擾能力，減低其對噪聲的敏感度。目前抑制干擾的幾種措施基本上都是用切斷電磁騷擾源和受擾設(shè)備之間的耦合通道。常用的方法是屏蔽、接地和濾波。 1）采用屏蔽技術(shù)可以有效地抑制開關(guān)電源的電磁輻射干擾，即用電導(dǎo)率良好的材料對電場進行屏蔽，用磁導(dǎo)率高的材料對磁場進行 屏蔽。屏蔽有兩個目的，一是限制內(nèi)部輻射的電磁能量泄漏出，二是防止外來的輻射干擾進入該內(nèi)部區(qū)域。其原理是利用屏蔽體對電磁能量的反射、吸收和引導(dǎo)作用。為了抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的輻射，電磁騷擾對其他電子設(shè)備的影響，可完全按照對磁場屏蔽的方法來加工屏蔽罩，然后將整個屏蔽罩與系統(tǒng)的機殼和地連接為一體，就能對電磁場進行有效的屏蔽。 2）所謂接地，就是在兩點間建立傳導(dǎo)通路，以便將電子設(shè)備或元器件連接到某些叫作 “地 ”的參考點上。接地是開關(guān)電源設(shè)備抑制電磁干擾的重要方法，電源某些部分與大地相連可以起到抑制干擾的作用。在電路系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)遵循 “一點接地 ”的原則，如果形成多點接地，會出現(xiàn)閉合的接地環(huán)路，當(dāng)磁力線穿過該環(huán)路時將產(chǎn)生磁感應(yīng)噪聲。實際上很難實現(xiàn) “一點接地 ”，因此，為降低接地阻抗，消除分布電容的影響而采取平面式或多點接地，利用一個導(dǎo)電平面作為參考地，需要接地的各部分就近接到該參考地上。為進一步減小接地回路的壓降，可用旁路電容減少返回電流的幅值。在低頻和高頻共存的電路系統(tǒng)中，應(yīng)分別將低頻電路、高頻電路、功率電路的地線單獨連接后，再連接到公共參考點上。 3）濾波是抑制傳導(dǎo)干擾的有效方法，在設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計中具有極其重要的 作用。 EMI 濾波器作為抑制電源線傳導(dǎo)干擾的重要單元，可以抑制來自電網(wǎng)的干擾對電源本身的侵害，也可以抑制由開關(guān)電源產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的干擾。在濾波電路中，還采用很多專用的濾波元件，如穿心電容器、三端電容器、鐵氧體磁環(huán)，它們能夠改善電路的濾波特性。恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計或選擇濾波器，并正確地安裝和使用濾波器，是抗干擾技術(shù)的重要畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 組成部分。 設(shè)計的體會與問題總結(jié) 設(shè)計 此類 高性價比的開關(guān)電源，不僅要掌握各種 TOP Switch 系列產(chǎn)品的工作原理和應(yīng)用電路，還必須了解有關(guān)通用及特種半導(dǎo)體器件、模擬與數(shù)字電路、電磁兼 容、熱力學(xué)等多方面的知識。 所以需要查閱大量資料，進行知識的分解與融合，在設(shè)計過程當(dāng)中 還需反復(fù)修正。 開關(guān)電源的設(shè)計需要對電子技術(shù)有較熟練的掌握。對于開關(guān)電源所實現(xiàn)的功能或者目的，需要將其分解為若干個模塊，分別弄清它們的原理和功能以及怎么去使用。然后，再將它們連接成為一個系統(tǒng)。 在設(shè)計時，重點對基本概念和原理知識作了分析，采取了由部分到整體的設(shè)計思路，對涉及的電路單元作了詳細分解和原理介紹。先后 設(shè)計 出該開關(guān)電源的濾波、整流、反饋等電路 及外圍電路，并 用 Protel 軟件 進行了電路圖的繪制。 通過反復(fù) 思考 有了一定的 收 獲 ， 并 取得了 開關(guān)電源 設(shè)計的寶貴經(jīng)驗。 但是，對于開關(guān)電源的元器件計算及選型沒有深入涉及。 總之，通過此次設(shè)計，熟悉和掌握了 Protel 繪圖軟件。另外對電子技術(shù)有了新的更高的認識，尤其是對它的實際運用有了較全面的認識。同時，通過翻閱大量的資料，利用各種資源從各個角度對開關(guān)電源進行分析等這個過程，提高了自己的自學(xué)能力和解決實際問題的能力。對開關(guān)電源這一設(shè)計過程有了充分的認識，進行了很好的鍛煉。但是，作為一門相對獨立的學(xué)科，運用的知識較多，自己現(xiàn)有的水平還需要進一步提高。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 謝 辭 當(dāng)我以學(xué)子的身份踏入 大學(xué)校門的那天起，便已注定我將在這里度過人生中最美麗的青春年華。提筆寫下 “謝辭 ”，我才驚覺自己即將真正離開，人生亦從此展開新的畫卷。盡管不舍，卻更珍惜，因為我的生命中有那么多可愛的人值得感激。他們使我的大學(xué)生活充滿了色彩，無論收獲、遺憾，對我來說都是一筆寶貴的財富。 感謝我的父母，我的家人。焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報。你們始終如一的支持和關(guān)愛是我人生道路不斷前進的強大動力，教我學(xué)會堅強、勇敢，使我在磨礪中得到成長。祝你們永遠健康快樂，這是我最大的心愿和牽掛。 在此，祝劉老師 ，以及所有關(guān)心我的人和 我所關(guān)心的人身體健康，工作順利，心情愉快，幸福平安 ！ 畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 參考文獻 [1] 張占松，蔡宣三 .開關(guān)電源的原理與設(shè)計 [M].北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2020. 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