【正文】 在我的求學(xué)生涯中，是他們一如既往的支持和鼓勵著我，給我勇往直前的動力和勇氣，在此，祝愿他們身體健康，萬事如意！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 參考文獻(xiàn)：　　　[1] 候清江，張黎強(qiáng)，許凍剛，開關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢探析[J] ，制造業(yè)自動化，2010，（09）：1~3[2] Shang Yongshuang, Li Wenhai , Ni Pingtao , Wang Yiping , Wang Dingguo，Research on prognostic for switch power based on HMM[D]，The Tenth International Conference on Electronic Measurement amp。本文中對控制電路進(jìn)行了測試，得到了整流輸出波形和控制電路脈沖波形，證實(shí)了硬件電路設(shè)計上的功能可執(zhí)行性?！　?(3） 根據(jù)對主變換器電路的分析，給出了主變壓器和輸出濾波電感的設(shè)計方法。驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)平臺的可操作性?！　　? 5 全橋拓?fù)浞抡媾c實(shí)驗(yàn)分析 調(diào)試 一、搭建的實(shí)驗(yàn)平臺各模塊電路如下： 整流輸入及全橋逆變模塊　　　 UC3846控制電路模塊　　　　　　 整體實(shí)驗(yàn)平臺　　實(shí)驗(yàn)調(diào)試：首先調(diào)試的是控制電路,控制電路是高頻開關(guān)電源的核心,控制電路的好壞直接影響幵關(guān)電源主電路能否正常工作,以及開關(guān)電源的各項(xiàng)指標(biāo)的是否正常。驅(qū)動電路圖如下；本文采用四路TLP250隔離驅(qū)動IRF830MOSFET　　　 TLP250驅(qū)動電路 斜率補(bǔ)償電路的設(shè)計　　。光電隔離驅(qū)動電路,其優(yōu)點(diǎn)是輸出波形較好,缺點(diǎn)是需要獨(dú)立的輔助電源供電。電流互感器次級輸出采用全橋整流電路,Rs為電流采樣電阻,Rs的計算過程如下：　　電流互感器的次級采樣電流為： （44）Vref為芯片內(nèi)部電壓基準(zhǔn),其值為5V,R1和R2 是分壓電阻,均是lk?,根據(jù)電感電流能達(dá)到的最大峰值電流Imax以及變壓器變比kt和互感器匝數(shù)比ks可得到電流互感器次級采樣電流是： （45） 其中=6A （46） 電壓反饋電路設(shè)計　　直接通過分壓電阻對輸出電壓進(jìn)行采樣，將采樣電壓信號接入UC3846N的誤差放大器反向輸入端引腳6。全橋拓?fù)潆娐吠ㄟ^上下對管交替導(dǎo)通進(jìn)行工作,當(dāng)電路占空比達(dá)到或接近50%時,有可能發(fā)生上下管直通炸管的現(xiàn)象,因此需要設(shè)置一定的死區(qū)時間防止上下管直通。電容C1取值的大小決定的啟動時間的長短,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),C1的大小選擇左右大小1uf的電解電容。 軟啟動保護(hù)電路設(shè)計 由于本文設(shè)計的開關(guān)電源的輸出濾波電容較大,如果不采用軟啟動電路,剛開機(jī)時的輸出電壓會突然建立從而形成很大的充電電流,疊加在負(fù)載電流上,它不僅會使MOS管由于過流燒毀,而且易引發(fā)過流保護(hù)電路發(fā)生誤動作。Vc（引腳13）：輸出級偏置電壓輸入端。引腳11和引腳14是兩路互補(bǔ)輸出端。在該端輸入一方波信號可實(shí)現(xiàn)控制器的外同步。在開環(huán)系統(tǒng)中該端可直接與引腳6相連，構(gòu)成跟隨器。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端直接與7腳相連，構(gòu)成跟隨器。該端接給定信號。C/S(引腳3)：電流檢測比較器反相輸入端。下面以DIL 16封裝為例進(jìn)行介紹，其引腳排列如圖1—40所示。(10)內(nèi)置欠電壓鎖定電路。(6)內(nèi)置差動電流檢測放大器，共模輸入范圍寬。(2)可編程控制的逐個脈沖限流功能。 4 控制電路設(shè)計 本文所設(shè)計的全橋拓?fù)涞目刂齐娐分饕刂破?、軟啟動電路、電流反饋電路、斜坡補(bǔ)償電路等。輸出濾波電容的設(shè)計：本文設(shè)計輸出電壓紋波的最大值為10mv通過下式可以確定輸出濾波電容的大小 (334) uf (335) 在實(shí)際選擇濾波電容時,由于開關(guān)電源輸出功率較大,為保證輸出濾波效果,濾波電容的容量應(yīng)較大,通常采用多個高頻電解電容并聯(lián),可以降低等效串聯(lián)電感和電阻。3. 輸出濾波電路 輸出濾波電路是用于濾除次級整流輸出電路中的脈動直流電中的交流部分,從而得到比較平滑的直流電,輸出濾波電感中的電流頻率是開關(guān)頻率的兩倍。其中同步整流效率較高,成本也髙,主要用于低電壓,大電流的開關(guān)電源電路中。頻率越高,趨膚效應(yīng)越顯著。.則EE40磁芯的理論功率容量乘積為: (316)　　可見采用采用厚型EE40磁芯,其功率容量足夠大,完全能夠滿足要求。而電源效率 (313) 窗口使用系數(shù)K0的確定窗口使用系數(shù)K0是表征變壓器或電感器窗口面積中銅線實(shí)際占有的面積量。 高頻變壓器的設(shè)計方法 高頻變壓器的設(shè)計方法簡介 最常用的的有兩種高頻變壓器的設(shè)計方法，第一種是先求出磁芯窗口面積Aw與磁芯有效面積Ae的乘積AP，根據(jù)AP值，查找出所需磁性材料的編號；第二種方法是先求出幾何參數(shù)，查找出磁芯編號，再進(jìn)行設(shè)計，前者稱為AP法，后者稱為Kg法。同時每個MOS管都并聯(lián)了R、C（R=100?，C=1000pf）電路用于吸收電壓尖峰，以免MOS管被擊穿。全橋拓?fù)潆娐返闹饕秉c(diǎn)是由于MOSFET管的交替導(dǎo)通,很容易造成上下管的直通炸管現(xiàn)象,因此需要采用一定的電路來避免上下開關(guān)管的直通現(xiàn)象。另外根據(jù)經(jīng)驗(yàn)也可得知,一般輸出1W的功率對應(yīng)輸入濾波電容可取1uF。接著對峰值電流型控制電路中存在的斜率補(bǔ)償問題進(jìn)行了分析和研究,并給出了補(bǔ)償電路設(shè)計過程。 占空比大于50%時斜率補(bǔ)償加入補(bǔ)償后,經(jīng)過一個周期,擾動電流引起的誤差為: (23)經(jīng)過n個周期擾動電流引起的誤差為 (24) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的條件是 (25)對于占空比為100%的情況,m1= 0,代入到上式中得到m,圖2. 7為m=m2,時,電感電流波形。0為擾動信號，Vea為電壓放大器輸出電流設(shè)定值，m1，m2分別為電感電流上升沿和下降沿斜率。 滯環(huán)電流模式的缺點(diǎn)是:(1) 變頻控制容易產(chǎn)生變頻噪聲，(2) 需要對電感電流進(jìn)行全周期的檢測和控制。 峰值電流模式原理 滯環(huán)電流控制模式 滯環(huán)電流控制 在這種情況下,當(dāng)電流誤差達(dá)到滯環(huán)的最低值時逆變器將會產(chǎn)生正的輸出電壓。 峰值電流模式控制的優(yōu)點(diǎn)有: 暫態(tài)閉環(huán)響應(yīng)比較快，對輸入電壓的變化和輸出負(fù)載的變化瞬態(tài)響應(yīng)也比較快。 峰值電流控制模式 針對電壓控制模式的缺點(diǎn),人們設(shè)計出了峰值電流控制模式,隨著控制芯片技術(shù)的成熟,峰值電流模式得到越來越廣泛的應(yīng)用。多電源單元并聯(lián)易于實(shí)現(xiàn)自動均流。： 電流控制模式 , 它是一個雙環(huán)控制系統(tǒng), 既保留了電壓型控制器的輸出電壓反饋控制部分, 又增加了一個反饋環(huán)節(jié), 它的電路工作原理是: Uo 與Uer f經(jīng)A 比較放大后, 得到Ue, 由恒頻時鐘脈沖置位鎖存器輸出脈沖驅(qū)動VT 管導(dǎo)通, 電源電路中因輸出電感的作用使脈沖電流逐漸增大, 當(dāng)電流在采樣電阻Rs 上的電流信號電壓Us 幅度達(dá)到Ue 電平時, 脈寬比較器的狀態(tài)反轉(zhuǎn), 鎖存器復(fù)位, 驅(qū)動撤除, 功率管關(guān)斷, 電路逐個地檢測和調(diào)節(jié)電流脈沖, 控制電源輸出。電源輸出電壓Uo 與參考電壓Uerf經(jīng)誤差放大器A 比較放大后, 又經(jīng)PWM比較器N 比較, 由鎖存器輸出占空比隨誤差電壓信號Ue 變化的一系列脈沖, 再驅(qū)動控制用的開關(guān)晶體管VT, 使輸出電壓Uo 穩(wěn)定。這種閉環(huán)反饋控制模式稱為脈沖寬度調(diào)制(PWM) 。 本章小結(jié) 本章主要介紹了課題的研究背景,并介紹了開關(guān)電源的基本原理和開關(guān)電源的分類以及發(fā)展方向,接著介紹了本文的主要工作和主體結(jié)構(gòu)。對電壓控制模式和電流控制模式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比。 本文主要做的工作　 本文所作的工作主要分為以下四個方面分析電流控制型PWM全橋拓?fù)潆娐返墓ぷ髟怼Ｋ歉哳l變壓器將變換器的一次側(cè)與二次側(cè)隔離。 (2) 脈沖頻率調(diào)制開關(guān)電源(PFM)。如單管振鈴扼流圈變換器，即稱RCC變換器、雙管單變壓器羅耶爾電路。單端正激式開關(guān)電源電路就是其中一例，它使用專用的脈沖寬度控制器PWM芯片或分立電路。發(fā)展電力M O S F E T 、I G B T 等新型高速器件，開發(fā)高頻用的低損磁性材料，改進(jìn)磁元件的結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法，提高濾波電容的介電常數(shù)及降低其等效串聯(lián)電阻等方面的工作，對于開關(guān)電源小型化始終產(chǎn)生著巨大的推動作用。在電路中引入微機(jī)檢測和控制，可構(gòu)成多功能監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時檢測、記錄并自動報警等。開關(guān)電源的缺點(diǎn)之一是噪聲大，單純地追求高頻化，噪聲也會隨之增大。開關(guān)電源比連續(xù)工作電源使用的元器件多數(shù)十倍，因此降低了可靠性。開關(guān)電源的發(fā)展趨勢可以概括為以下四個方面: 小型化、薄型化、輕量化、高頻化。 開關(guān)電源發(fā)展趨勢 開關(guān)電的效率比線性電源高很多。 （4）輸出整流與濾波：提供穩(wěn)定可靠的直流電。其輸出的功率或電壓的大小與占空比有關(guān) 。為了提高效率，人們研制出了開關(guān)式穩(wěn)壓電源，效率很高，穩(wěn)壓范圍寬，而且還具有穩(wěn)壓精度高、不使用電源變壓器等特性，是一種很理想的穩(wěn)壓電源產(chǎn)品。20世紀(jì)80年代問世的單片開關(guān)穩(wěn)壓器。開關(guān)電源(Switch Mode Power Supply，即SMPS)被譽(yù)為高效節(jié)能型電源，它是穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向，現(xiàn)已成穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。