【正文】 圖48電流采樣和驅(qū)動(dòng) 本章小結(jié)本章主要是實(shí)際電路設(shè)計(jì)，包括整流濾波電路，RCD緩沖電路，UC3842供電電路，輸出濾波電路，恒壓反饋電路，恒流反饋電路等。R10過(guò)小，易引起振蕩，電磁干擾也會(huì)很大；R1過(guò)大，會(huì)降低開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)速度。 圖45 恒壓反饋電路 恒流反饋電路圖46 恒流反饋電路本設(shè)計(jì)在帶載時(shí)以恒流方式輸出，大小為100mA。E2起濾波儲(chǔ)能作用，E2的值比較大是因?yàn)?842的瞬態(tài)驅(qū)動(dòng)功率比較大。 UC3842的供電電路圖43 UC3842的供電電路為降低功耗，UC3842的供電電路有兩條。 吸收電路圖42 吸收電路作為反激電源，不需要磁復(fù)位。R1為壓敏電阻，對(duì)輸入電壓突波進(jìn)行抑制。其中方波占空比由輸出反饋控制。由于功率較小，所以采用體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的反激拓?fù)洹?本章小結(jié)本章主要工作介紹了設(shè)計(jì)中所用的控制器件，高頻變壓器、主功率管和主控芯片等。這里取2K。從圖3. 15可以看出，當(dāng)PC817二極管正向電流If在8mA左右時(shí)，三極管的集射電流Ice在810uA左右變化，而且集射電壓Vce可在很寬的范圍內(nèi)線性變化.(如圖37)圖37 PC817輸出電壓和電流的關(guān)系符合PWM的控制要求。該電路利用輸出電壓與TL431構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓比較，通過(guò)光電禍合器PC817二極管一三極管的電流變化去控制PWM的COMP端，從而改變PWM寬度，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng)REF端(同相端)的電壓略微高于2. 5V時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過(guò)，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過(guò)后面串聯(lián)的三極管電流將在1到100mA之間變化。在TL431內(nèi)部是一個(gè)2. 5V的基準(zhǔn)電壓，因而它的參考端輸入電壓可由直流輸出電壓的分壓來(lái)提供，可使它呈現(xiàn)優(yōu)良的工作狀態(tài)。上述使用的光電耦合器時(shí)工作在線性方式下，在光電耦合器的輸入端加控制電壓，在輸出端會(huì)成比例地產(chǎn)生一個(gè)用于進(jìn)一步控制下一級(jí)電路的電壓，進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)控制，對(duì)電源輸出起到穩(wěn)壓的作用。因此，它適合傳輸模擬電壓或電流信號(hào)，能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只需較小的輸入電流。此外，在傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)還需考慮上升時(shí)間、下降時(shí)間、延遲時(shí)間和存儲(chǔ)時(shí)間等參數(shù)。光電耦合器的隔離電阻很大(約1012歐)，隔離電容很小(約幾個(gè)pF)。通常的光電耦合器由于它的非線性，因此在模擬電路中的應(yīng)用只限于對(duì)較高頻率的小信號(hào)的隔離傳送。光耦合器(optical coupler，縮寫(xiě)為OC)亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡(jiǎn)稱光耦。所有的大電流回路應(yīng)當(dāng)盡可能短，可以使用粗銅箔以降低輻射電磁干擾。噪聲抑制可通過(guò)降低在這些點(diǎn)的電路阻抗來(lái)增強(qiáng)。SO14表面貼裝封裝為VC(供電電壓)和電源地提供了分離的管腳.。使它的時(shí)間常數(shù)接近尖脈沖的持續(xù)時(shí)間。但是，鉗位電壓降低過(guò)多將導(dǎo)致由于噪聲拾取而產(chǎn)生的誤操作，通常在電流波形的前沿可以觀察到一個(gè)窄尖脈沖。這將在管腳1處于其最低狀態(tài)時(shí)，保證在輸出(管腳6)不出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)脈沖，這發(fā)生在電源正在工作并且負(fù)載被取消時(shí)，或電路軟啟動(dòng)過(guò)程的開(kāi)始。具有如下特點(diǎn)：1. 微調(diào)的振蕩器放電電流，可精確控制占空比2. 電流模式工作到500千赫3. 鎖存脈寬調(diào)制，可逐周限流4. 內(nèi)部微調(diào)的參考電壓，帶欠壓鎖定5. 大電流圖騰柱輸出6. 欠壓鎖定，帶滯后7. 低啟動(dòng)和工作電流 各個(gè)控制模塊的功能描述振蕩器：頻率由定時(shí)元件RT和CT選擇值決定。這些器件可提供8腳雙列直插塑料封裝和14腳塑料表面貼裝封裝(SO1 4)。常用的UC3842為電流型控制方式，其內(nèi)部框圖如圖33圖33 UC3842內(nèi)部框圖UC3842A是高性能固定頻率電流模式控制器專為離線和直流至直流變換器應(yīng)用而設(shè)計(jì)，是目前使用最頻繁、最典型的PWM控制芯片。MOS管開(kāi)通時(shí)的工作狀態(tài)。CGD，CDS均是漏級(jí)電壓的函數(shù)，是非線性的。3. 2 主功率管作為控制用的主功率管通常是采用MOSFET，其四周的元件均為其寄生元件，會(huì)嚴(yán)重影響MOS作為開(kāi)關(guān)的性能。當(dāng)然，加屏蔽也會(huì)使漏感增大。EMI屏蔽，可以接原邊的地線，也可以接原邊的高壓端，EMI幾乎沒(méi)有分別，因?yàn)橛懈邏弘娙荽嬖?，上下?duì)共模信號(hào)(一般大于1M后以共模干擾為主)來(lái)說(shuō)是等電位的。繞組屏蔽有兩種原理都在起作用：切斷電容路徑和電場(chǎng)平衡。電阻的損耗。先試選R=Z，通常足可以控制振鈴。首先在不加吸收電路輕載下用示波器測(cè)量振鈴的頻率，注意用低電容的探頭，因?yàn)樘筋^的電容會(huì)引起振鈴頻率的改變，使設(shè)計(jì)結(jié)果不準(zhǔn)。RCD吸收回路吸收的能量，是由兩部分組成，一部分是漏感的能量，還有一部分是初級(jí)電感儲(chǔ)能。 反激式電源的控制過(guò)程分析在反激電源中，初級(jí)電流和次級(jí)電流實(shí)際是沒(méi)有突變的，理論上，初級(jí)繞組的電流和次級(jí)繞組的電流經(jīng)過(guò)磁偶合順利過(guò)度，各繞組自身的電流是可以突變的，但實(shí)際是沒(méi)有突變的。夾層繞法一般漏感為電感量的1%3%左右，繞組順序：夾層繞法一般是先初級(jí)，后次級(jí)的1/21/3。由于初級(jí)漏感的存在，將延遲一段時(shí)間后，再向次級(jí)傳遞能量。由于材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于氣隙的磁導(dǎo)率。對(duì)于氣隙分散的鐵粉心，減小漏感的最佳方式是分散的均勻的繞滿整個(gè)磁芯。電流對(duì)磁芯儲(chǔ)能的要求成平方倍增長(zhǎng)，最終導(dǎo)致磁芯總儲(chǔ)能的增加。 氣隙的控制對(duì)反激變壓器，本質(zhì)是個(gè)電感。對(duì)于一個(gè)固定的變壓器，勵(lì)磁電流主要決定于施加在初級(jí)繞組上的電壓，而勵(lì)磁電感是一個(gè)真實(shí)的電感，理想變壓器僅僅是一個(gè)傳遞能的黑盒子。對(duì)于變壓器而言，如果所有的次級(jí)繞組都不相連，則初級(jí)繞組就相當(dāng)于一個(gè)電感，流過(guò)初級(jí)繞組的所有電流，都是磁化電流。當(dāng)用公式時(shí)，才更接近實(shí)際情況。對(duì)于最大磁滯回線。其中為有效磁導(dǎo)率，使將1，2，3中的B——H曲線等效為一根直線得出的B和H的比值。這個(gè)區(qū)域是磁滯的主要形成區(qū)，故反激變壓器定有磁滯損耗的成分。由于可逆，故正激變換器幾乎沒(méi)有磁滯(實(shí)際上由于工藝等原因，仍然存在不可逆磁化，只不過(guò)比較小)。其中b為瑞利常數(shù)。為起始磁導(dǎo)率。現(xiàn)在為了減少變壓器的體積，一個(gè)主要的方法就是提高電源的工作頻率，和使用磁集成器件[15]。由于電流控制方式對(duì)輸入電壓反應(yīng)迅速，所以本設(shè)計(jì)將采用電流控制方式。 本章小結(jié)本章主要介紹了開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理，以及開(kāi)關(guān)電源的工作流程。電流斷續(xù)模式情況下，儲(chǔ)存在原邊電感中的能量取決于峰值電流的大?。? (222)能量每個(gè)周期傳遞一次， (223)這個(gè)方程告訴我們，一旦輸入電壓固定，如果要增加輸出功率。此時(shí)，初級(jí)繞組的電流最大值為，則，則負(fù)載電流為： (217)故有臨界連續(xù)負(fù)載電流： (218)在D=，達(dá)到最大值： (219)于是式(218)可以寫(xiě)成： (220)式(220)就是電感電流臨界連續(xù)的邊界。當(dāng)時(shí)，則有： (29)開(kāi)關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)所承受的電壓為Vi和初級(jí)繞組W1中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和，即： (210)在電源電壓一定時(shí)，開(kāi)關(guān)管VT的電壓和占空比D有關(guān)，故必須限制最大占空比的值。此時(shí)，只有變壓器的次級(jí)繞組工作，相當(dāng)于一個(gè)電感，其電感量為。此時(shí)，變壓器的次級(jí)繞組開(kāi)路，只有初級(jí)繞組工作，相當(dāng)于一個(gè)電感，其電感量為，一次初級(jí)電流從最小值開(kāi)始線性增加，其增加率為： （22）在時(shí)，電流達(dá)到最大值。圖28 反激式變換器基本電路反激式PWM變換器有電流連續(xù)和電流斷續(xù)兩種工作方式。所謂反激式是指變壓器的初級(jí)極性與次級(jí)極性相反，如圖28所示。電流調(diào)節(jié)器一般采用PI型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，并可以濾除采樣信號(hào)中的高頻分量。在該雙環(huán)控制中，電流內(nèi)環(huán)只負(fù)責(zé)輸出電感的動(dòng)態(tài)變化，因而電壓外環(huán)僅需控制輸出電壓，不必控制儲(chǔ)能電路。當(dāng)系統(tǒng)PWM占空比D50％時(shí)，固定頻率峰值電流模式控制方式存在著固有的開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定現(xiàn)象，需要引入適當(dāng)?shù)男逼卵a(bǔ)償，去除不同占空比對(duì)平均電感電流大小的擾動(dòng)，使得所控的峰值電感電流最后收斂于